JPH11113310A

JPH11113310A - 作業機の姿勢制御装置

Info

Publication number: JPH11113310A
Application number: JP28021397A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Fujimoto; 賢一藤本
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 1999-04-27

Abstract

(57)【要約】【課題】ロータリー耕耘機等の作業機の姿勢を好適に
制御できる姿勢制御装置をうることを課題とする。【解決手段】リフト機構を介して作業機を装着したト
ラクター等の走行車両の前部及び略中央部に地面からの
距離を検知するセンサーを複数配設するとともに、その
走行車両の後部に地面の傾斜角度を検知するセンサーを
設け、走行車両の姿勢を前記各センサーで検知すること
により、作業機の姿勢を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラクター等の走
行車両に連結されて牽引されるロータリー耕耘機などの
作業機の姿勢を制御する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラクター等の走行車両の後方に
連結されて牽引され、かつ駆動されるロータリー耕耘機
は、耕耘深さを調節できるように、走行車両に対して昇
降動可能であり、かつ、地面の傾きによらず水平に姿勢
を制御できるように構成されている。そして、このよう
なロータリー耕耘機には、耕耘深さや地面の傾斜角を検
知するセンサーが取り付けられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ロータ
リー耕耘機に取り付けられたセンサーによって、ロータ
リー耕耘機自体の姿勢を制御する場合、ロータリー耕耘
機の姿勢が変化してからセンサーの信号がでるため、姿
勢制御の反応が遅れてしまうという不具合がある。そこ
で、本発明は、ロータリー耕耘機などの作業機の姿勢を
好適に制御できる姿勢制御装置をうることを目的とする
ものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は以上のような目
的を達成するため、次のような作業機の姿勢制御装置を
提供するものである。すなわち、リフト機構を介して作
業機を装着したトラクター等の走行車両の前部及び略中
央部に地面からの距離を検知するセンサーを複数配設す
るとともに、その走行車両の後部に地面の傾斜角度を検
知するセンサーを設け、走行車両の姿勢を前記各センサ
ーで検知することにより、作業機の姿勢を制御すること
を特徴とする作業機の姿勢制御装置である。そして、前
記走行車両の前部に設ける複数のセンサーの内、少なく
とも左右両端のセンサーが前輪の前方に位置するように
配設されていることを特徴とするものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示す実施例を基に説明する。まず、図１で示すトラク
ター作業機について説明すると、（１）は走行車両であ
るトラクター本体、（２）はトラクター本体（１）の後
部に取り付けて牽引する作業機の一例であるロータリー
耕耘機であり、トラクター本体（１）に対して昇降動で
きるように、次のようなリフト機構により連結されてい
る。すなわち、昇降用油圧装置（３）で駆動されて昇降
するリフトアーム（４）の先端に枢着された昇降リンク
（５）の下端が、ロータリー耕耘機（２）の耕耘伝動ケ
ース（６）とトラクター本体（１）との間を連結してい
るロワーリンク（７）のほぼ中間に枢着され、ロータリ
ー耕耘機（２）の上部フレーム（９）とトラクター本体
（１）との間がトップリンク（８）で連結されて、リフ
トアーム（４）の上下動によって、ロータリー耕耘機
（２）が昇降動し、その高さが調節できるようになって
いる。なお、このトップリンク（８）及びロワーリンク
（７）はトラクター本体（１）及びロータリー耕耘機
（２）に対して回動自在であり、昇降用油圧装置（３）
には、エンジン（１０）の駆動力によって回転する油圧
ポンプ（図示しない）から油圧が供給される。

【０００６】また、ロータリー耕耘機（２）は、一方の
昇降リンク（５）に設けられた油圧シリンダー（１１）
によって、左右機体幅方向に揺動可能となっており、左
右方向の傾きを変えられるようになっている。したがっ
て、地面の凹凸や傾斜状態に拘わらず、常に水平姿勢を
とれるようになっている。そして、エンジン（１０）か
らの動力がクラッチケース（１２）内のクラッチ、ミッ
ションケース（１３）内のミッションを経てＰＴＯ軸
（１４）に伝達され、そのＰＴＯ軸（１４）により、機
体後方に連結されているロータリー耕耘機（２）の耕耘
伝動ケース（６）に軸架された耕耘爪軸（１５）が回転
駆動され、耕耘爪（１６）が回転するようになってい
る。その他、（１７）は前輪、（１８）は後輪、（１
９）は操向ハンドル、（２０）は操縦席である。

【０００７】以上のような構成のトラクター作業機にお
いて、本発明では、トラクター本体側に、ロータリー耕
耘機等の作業機の姿勢を制御するためのセンサーを設け
た。すなわち、図１で示すように、トラクター本体
（１）の車体フレーム（２１）の前部に、地面からの高
さを検知するための超音波センサー等からなる高さセン
サー（２５）を、機体幅方向に複数（図示のものは５
個）配設するとともに、後輪（１８）の直前方の車体フ
レーム（２１）の略中央部にも、同じく超音波センサー
等からなる高さセンサー（２６）を、機体幅方向に複数
（図示のものは５個）配設した。なお、このとき、車体
フレーム（２１）の前部に設ける高さセンサーの内、少
なくとも左右両端の高さセンサー（２５ａ）（２５ｅ）
は、図２の正面視で示すように、前輪（１７）の直前方
に位置するように配設し、更にその前輪（１７）の切れ
角に応じて移動できるように構成して、前輪（１７）が
走行する地面の凹凸等による沈下量等を常に検知できる
ようにする。

【０００８】また、トラクター本体（１）の左右機体幅
方向の傾きを検知する重力式の傾斜角センサー（２７）
が、図１の側面視で後輪（１８）の車軸（２２）より上
側に位置する車体フレーム（２１）の後部、あるいは昇
降用油圧装置（３）の上部等に設けられており、車軸の
回転からトラクター本体（１）の速度を検知する車速セ
ンサー（２８）が、その後輪（１８）の車軸（２２）に
設けられている。そして、リフトアーム（４）には、重
力式のリフト角センサー（２９）が設けられていて、リ
フトアーム（４）の上下角度を検知できるようになって
いる。なお、これら高さセンサー、傾斜角センサー、車
速センサー、リフト角センサーは、すでに公知のもので
あって、本発明において特に限定されるものではなく、
これらと同等な効果を有するセンサーであれば、どのよ
うなセンサーを用いてもよい。

【０００９】以上のように、本発明はロータリー耕耘機
等の作業機側ではなく、トラクター本体側に前記各セン
サーを配設したものであり、トラクター本体の姿勢をこ
れら各センサーで検知することによって、作業機の姿勢
を制御するようにしたものである。そこで、まず、鉛直
方向の耕深制御の場合について説明すると、この耕深制
御は、図１で示すように、前方に配設された高さセンサ
ー（２５）と後方に配設された高さセンサー（２６）と
の間の距離Ａ、及び後方に配設された高さセンサー（２
６）とロータリー耕耘機（２）までの距離Ｂが一定であ
ることを利用して、トラクター本体（１）の車速と前記
各センサーで検知した情報から、地面の形状が変化して
いる部分等をロータリー耕耘機（２）が実際に通過する
ときのタイミングを予め計算して記憶しておくようにし
たものであり、ロータリー耕耘機（２）がその部分を通
過するときのタイミングを見計らって姿勢を制御するよ
うにしたものである。

【００１０】具体的に説明すると、図３で示すように、
進行方向前方に存在する地面の穴（３０）を前方の高さ
センサー（２５）で検知すると、前輪（１７）がその穴
（３０）に落ち込むことを予測してリフトアーム（４）
が下方に向かって回動し、ロータリー耕耘機（２）を下
降させ、次いで、図４で示すように、その穴（３０）を
後方の高さセンサー（２６）で検知すると、後輪（１
８）がその穴（３０）に落ち込むことを予測してリフト
アーム（４）を上方に向かって回動し、ロータリー耕耘
機（２）を上昇させて、地面からの距離が一定となるよ
うにし、耕深が常に一定となるようにしたものである。

【００１１】また、地面が傾斜もしくは片輪が落ち込む
ような段差があるときの水平方向の傾斜角制御の場合
は、図５で示すように、傾斜角センサー（２７）と後方
の高さセンサー（２６ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２
６ｅ）を組み合わせて、トラクター本体（１）の傾きと
それに対する地面の傾斜角を検知して制御するようにし
ている。すなわち、高さセンサー（２６ａ、２６ｂ、２
６ｃ、２６ｄ、２６ｅ）の機体幅方向の配設スパンが一
定であることを利用し、それぞれの高さセンサー（２６
ａ、２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ）が検知した地面
からの距離の差を求めることによってトラクター本体
（１）と地面との傾きの差を検知し、これによって、一
方の昇降リンク（５）に設けられた油圧シリンダー（１
１）を伸縮させ、ロータリー耕耘機（２）が常に水平と
なるように揺動制御したものである。

【００１２】したがって、前記耕深制御と組み合わせて
両方同時に制御すれば、圃場面の状態によらず、作業機
の姿勢を常に一定に保つことができる。つまり、前輪
（１７）が走行する前方の地面形状は前記高さセンサー
（２５ａ）（２５ｅ）で検知しているので、トラクター
本体（１）が傾くと同時にロータリー耕耘機（２）を水
平姿勢に制御でき、ロータリー耕耘機（２）が常に一定
姿勢を保って耕耘できるようになっている。なお、傾斜
地でのロータリー耕耘作業時において、トラクター本体
（１）の傾きと共にロータリー耕耘機（２）を傾けた状
態にして、地面に沿って耕耘作業を行うことも可能であ
る。

【００１３】以上、何れにしても本発明は、トラクター
本体が通過してからロータリー耕耘機等の作業機が通過
すること、及び、そのときに、ある程度の時間差が生じ
ることを利用したものであって、圃場面の形状が著しく
変化している所など、ある特定の場所を通過する際、ま
ず、トラクター本体の姿勢を検知し、次いで、その同じ
場所をロータリー耕耘機等の作業機が通過する通過時期
を予測して、作業機自体の姿勢を変えるようにしたもの
であるから、従来のように、作業機に取り付けられたセ
ンサーによって、作業機自体の姿勢を制御するものに比
べて、姿勢制御の応答遅れが生じない。つまり、トラク
ター本体の姿勢を検知することによって、作業機の姿勢
を制御するようにしたので、作業機がトラクター本体の
後に続いてその場所を通過するときには、すでに作業機
のとるべき姿勢は判明しており、したがって、従来のよ
うな応答遅れによる不具合は生じず、作業機の姿勢を好
適に制御することができるのである。なお、本発明は、
図示のものに限定されるものでないことは言うまでもな
く、本発明の精神の範囲内において、適宜設計変更可能
なものである。

【００１４】

【発明の効果】本発明によれば、トラクター等の走行車
両の前部及び略中央部に地面からの距離を検知するセン
サーを複数配設するとともに、その走行車両の後部に地
面の傾斜角度を検知するセンサーを設け、走行車両の姿
勢をこれら各センサーで検知することにより、作業機の
姿勢を制御するようにしたので、作業機自体にセンサー
を取り付けて姿勢制御を行うものにあったような応答遅
れによる不具合が生じない。また、走行車両の前部に設
ける複数のセンサーの内、少なくとも左右両端のセンサ
ーを前輪の前方に位置するように配設したので、前輪部
分の沈下量等を的確に検知することができ、好適に姿勢
制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクター作業機の全体側面図

【図２】同上の概略正面図

【図３】前輪が穴に落ち込んだときの耕深姿勢制御の説
明図

【図４】後輪が穴に落ち込んだときの耕深姿勢制御の説
明図

【図５】傾斜角姿勢制御の説明図

【符号の説明】

１トラクター本体２ロータリー耕耘機３昇降用油圧装置４リフトアーム５昇降リンク６耕耘伝動ケース７ロワーリンク８トップリンク９上部フレーム１０エンジン１１油圧シリンダー１２クラッチケース１３ミッションケース１４ＰＴＯ軸１５耕耘爪軸１６耕耘爪１７前輪１８後輪１９操向ハンドル２０操縦席２１車体フレーム２２車軸２５高さセンサー２６高さセンサー２７傾斜角センサー２８車速センサー２９リフト角センサー３０穴

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リフト機構を介して作業機を装着したト
ラクター等の走行車両の前部及び略中央部に地面からの
距離を検知するセンサーを複数配設するとともに、該走
行車両の後部に地面の傾斜角度を検知するセンサーを設
け、走行車両の姿勢を前記各センサーで検知することに
より、作業機の姿勢を制御することを特徴とする作業機
の姿勢制御装置。
【請求項２】前記走行車両の前部に設ける複数のセン
サーの内、少なくとも左右両端のセンサーが前輪の前方
に位置するように配設されていることを特徴とする請求
項１に記載の作業機の姿勢制御装置。