JPS602002B2 - 自動昇降制御機構付き対地作業機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トラクタに昇降自在に取付けた牽引型対地作
業装置を、牽引負荷検出センサの検出結果に基づし、て
自動昇降制御して牽引負荷を設定器で設定した範囲内に
維持するドラフト制御機構と、前記対地作業装置を作業
高さ検出センサの検出結果に基づいて自動昇降制御して
作業高さを設定器で設定した範囲に維持するポジション
制御機構とを併備し、前記ドラフト制御における作業装
置下降限界をポジション制御による設定作業高さとして
親制すべく構成した自動制御機構付き対地作業機に関す
るものである。

上記構成の対地作業機では、ポジション制御の作業高さ
設定器を作業装置の最下降位置にセットして、昇降全域
に亘るドラフト制御を行い、又、ドラフト制御の牽引負
荷設定器を最下降位置にセットして昇降全域に亘るポジ
ション制御を行い、更に、ポジション制御の作業高さ設
定を最下降位置よりも高い任意の位置にセットして、こ
のポジション設定高さを下降限度としたドラフト制御（
これを混合制御と呼称する）を行うことができる。

前記混合制御は、局部的に深い軟弱部分が存在するよう
な作業地でドラフト制御機構を行う場合に、作業装置が
負荷の小さい軟弱部分で下降制御されて耕深が深くなる
のを防止するために、その下降限度を予めポジション設
定で規制するようにしたものであるが、ポジション設定
耕深が浅すぎると全作業行程で耕深がポジション設定で
規制されてしまうことになり、又、逆にポジション設定
耕深が深すぎると局部的軟弱部分での下降規制機能が低
下するものであった。

そして、従釆はドラフト設定耕深が予めセットされた状
態でポジション設定耕深を深い位置から少しづつ上げな
がら作業装置の制御状態を監視して適切なポジション設
定耕深を探る手段がとられており、その操作は煩わしい
ものであった。本発明は、このような操作を簡単容易に
行えるようにせんとしたものである。

以下本発明の実施の態様を例示図に基づいて説明する。

第１図はトラク夕１の後部に牽引型対地作業装置の一例
であるプラウ２を昇降自在に連結したプラウ作業機を示
し、トラクターに設けたりフトアーム３を単動型油圧シ
リンダ４で駆動揺動してプラウ２を昇降するよう構成さ
れている。前記プラゥ２をトラクタ１に連結する牽引用
ロアーリンク５の基端には、牽引力によって弾性変位す
る部材の変位を差動トランスなどで電気的に検出するよ
うにした牽引負荷検出センサ６が装備されるとともに、
前記リフトアーム３の基線には、その回動角度をポテン
ショメータで電気的に検出してブラウ２のトラクタ１に
対する高さを知るようにした作業高さ検出センサ７が装
備されており、両センサ６，７を用いて牽引負荷を安定
化するドラフト制御と、作業高さを規制するポジション
制御とを行うよう構成されている。

第２図は上記両制御機構の回路構成を示すものであって
、先ずドラフト制御機構について説明する。

前記牽引負荷検出センサ６の検出信号Ｖ■と、手動レバ
ー８で調節される牽引負荷設定器（可変抵抗器からなる
）９の設定信号Ｖｄｏが夫々減算増幅回路１０，１１に
入力され、検出信号Ｖｄｘが設定信号Ｖｄｏより大きい
ときには、両信号の偏差を増幅した信号〔Ｒ，（Ｖ舷‐
Ｖｄｏ）〕が一方の回路１０から取出され、又、検出信
号Ｖ舷が設定信号Ｖｄｏより小さいときには、両信号の
偏差を増幅した信号〔Ｒ，（Ｖｄｏ−Ｖｄｘ）〕が他方
の回路１ １から取出される。

そして、両回路１０，１１からの信号は夫々比較判別回
路１２，１３に入力されて、不惑帯設定器ｉ４で与えら
れた基準信号Ｖｄと比較され、その結果により前記油圧
シリンダ４の作動を司どろ電磁制御バルブ１５の上昇用
駆動回路１６又は下降用駆動回路１７を起動するよう機
成されている。尚、センサ６の出力は牽引負荷が増大す
るにつれて増大するように設定されている。つまり、牽
引負荷が設定範囲内にあって、両減算増幅回路１０，１
１からの出力が夫々基準信号以下〔Ｒ，ＩＶｄｘ一Ｖｄ
ｏＩＳＶｄ〕であるときにには、比較判別回路１２の出
力Ｕｄのレベルは（低）となって上昇用駆動回路１６の
入力信号ＵＰのレベルも同じく（低）となり、回路１６
はＯＦＨこなるとともに、比較判別回路１３の出力信号
Ｄｄのレベルは（高）となって、反転回路１８を介して
接続された下降用駆動回路１７の入力信号ＤＮのレベル
は（低）となり、回路１ ７もＯＦＦとなり、制御バル
ブ１５は中立維持される。

又、耕深の増大や土質の硬化などによって検出牽引負荷
が設定範囲より増大すると、減算増幅回路１０からの出
力のみが基準信号より大きくなり〔Ｒ，（Ｖｄｘ−Ｖｄ
ｏ）＞Ｖｄ〕、比較判別回路１２の出力信号Ｕｄが（高
）となって、上昇駆動回路ＩＳのみが起動され、もって
牽引負荷の減少が図られる。又、牽引負荷が設定範囲よ
り減少すると、減算増幅回路１１からの出力のみが基準
信号より大きくなり〔Ｒ，（Ｖｄｏ−Ｖ収）＞Ｖｄ〕、
比較判別回路１３の出力信号Ｄｄが（低）となって、そ
の反転信号を受ける下降用駆動回路１７のみが起動され
、もって牽引負荷の増加が図られる。従って、ドラフト
制御では設定器９で任意に設定された牽引負荷（一定幅
の不感帯を含む）に維持するようにプラウ２が自動昇降
され、作業地の土質が均一であれば選択調整された耕深
が維持されることになる。又、ポジション制御機構は次
のように構成されている。

前記作業装置高さ検出センサ７の検出信号Ｖｐｘと、手
動レバー１９で調節される作業高さ設定器（可変抵抗器
からなる）２０の設定信号Ｖｐｏが夫々減算増幅回路２
１，２２に入力され、検出信号Ｖｐｘが設定信号Ｖｐｏ
より小さいときには両信号の偏差を増幅した信号〔Ｒ２
（Ｖｐｏ−Ｖｐｘ）〕が一方の回路２１から取出され、
又、検出信号Ｖｐｘが設定信号より大きいときには、両
信号の偏差増幅信号〔Ｒ２（Ｖｐｘ−Ｖｐｏ）〕が他方
の回路２２から取出される。そして、両回路２１，２２
からの信号は夫々比較判別回路２３，２４に入力されて
不惑帯設定器２５で与えられた基準値Ｖｐと比較され、
その結果により前記電磁制御バルブ１５の上昇用及び下
降用駆動回路１６，１７を起動するよう構成されている
。尚、センサ７及び設定器２０の出力は作業高さが高い
ほど大きくなるよう設定されている。つまり、検出作業
高さが設定範囲内であるときは、Ｒ２ｌＶｐｏ−Ｖｐｘ
ＩＳＶｐとなって、比較判別回路２４の出力信号Ｄｐの
レベルは（高）となり、これに伴って上昇用及び下降用
駆動回路１６，１７の入力信号ＵＰ，ＤＮは共に（低）
レベルとなって制御バルブ１５は中立維持される。

又、検出作業高さが設定範囲より低いときには、Ｒ２（
Ｖｐｏ−Ｖｐｘ）＞Ｖｐとなって出力信号Ｕｐ，Ｄｐは
共に（高）となり、上昇用駆動回路１６のみが起動され
る。又、検出作業高さが設定範囲より高いときにはＲ２
（Ｖｐｘ−Ｖｐｏ）＞Ｖｐとなって出力信号Ｕｐ，Ｄｐ
が共に（低）となり、下降用駆動回路１７のみが起動さ
れる。従ってポジション制御では任意に設定された作業
高さ（対トラクタ）に維持するようにプラウ２が自動昇
降されるのである。

又、前記上昇用及び下降用駆動回路１６，１７は、人為
的に発せられる指令によって、ドラフト制御機構に対し
て優先的に起動されるよう構成されている。

つまり、前記両比較判別回路１２，１３の出力系には手
敷操作可能な３位置切換えスイッチ２６が接続されてお
り、一方の接点ａは反転回路２７を介して接続され、他
の接点ｂは直接に接続されている。

従って、図示の中立位置ｎでは前記両制御が行われる。
又、接点ａに入れられると、この接点ａの信号Ｍｕのレ
ベルが（低）、接点ｂの信号Ｍｄのレベルが（高）とな
るために、上昇用駆動回路１６の入力信号ＵＰのが（高
）となって優先的に起動される。又、接点ｂに入れられ
ると、接点ａの信号Ｍｕは（高）、接点ｂの信号Ｍｄは
（低）となるため、下降用駆動回路１７の入力信号ＤＮ
のみが（高）となって優先的に起動される。尚、前記ス
イッチ２６は、中立位置ｎとａ接点切換え位置が自己保
持位置に機成されるとともに、ｂ接点切換え位置から中
立位置へは自動復帰するよう機成されている。上記構成
によると、次に示すような３種の昇降制御が可能となる
。

■ ドラフト制御 ポジション制御系の作業高さ設定器２０を最下降位置に
セットしておくと、牽引員櫛接定器９の調節に応じて最
下降位置までの全域で負荷制御に基づく耕深制御が可能
となる。

■ ポジション制御 ドラフト制御系の牽引負荷設定器９を最下降位置（最大
負荷設定位置）にセットしておくと、作業高さ設定器２
０の調節に応じて昇降全域に亘る作業装置高さ規制を行
うことができる。

■ 混合制御 ポジション制御系の作業高さ設定器２０を最下降位置よ
りも高い任意の位置にセットすると、ポジション設定さ
れた高さを下降限度としてドラフト制御を行うことがで
きる。

尚、上記各制御形態においては、切換えスイッチ２６を
中立位置ｎに保持しておき、機体方向転換時などにおい
ては、ａ接点位置に切換え保持することによって、プラ
ウ２を最上昇位置まで強制上昇することができ、方向転
換後に再び中立位置ｎに切換えれば元の制御状態になる
。

又、前記ドラフト制御形態又は混合制御形態においては
、作業中に一時的にプラウ２を深くしたいことがあり、
このようなときには、前記スイッチ２６をｂ接点位置に
切換え続けることによって、設定器９で設定した以上の
下降を行うことができる。但し混合制御においては、下
降限界がポジション設定高さに規制される。又、スイッ
チ２６から手を放すだけで元の制御状態に復帰する。又
、本発明では混合制御時におけるポジション下限設定を
容易にするために次のような構成が付加されている。つ
まり、牽引負荷検出器６と作業高さ検出センサ７とがア
ナログ型の表示機構２８に接続されて、第２図に示すよ
うに両センサ６，７からの信号によって一対のインジケ
ータ２９，３０が互いに直線変位するよう構成されてい
る。そしてインジケータ２９は、耕深増大によって牽引
負荷が増大するとＸ方向に、又、耕深が減少して負荷が
減少するとＹ方向に変位するよう設定されるとともに、
インジケータ３０は耕深増大によって×方向、減少によ
ってＹ方向に変位するよう設定されている。これによる
と、ドラフト系設定器９で或る耕深（負荷）が予め設定
された状態で、この耕深をポジション設定の下限にする
混合制御を行う場合、まず、ポジション設定を充分深く
した状態で走行して両ィンジケータ２９，３０が動かな
い状態、つまりドラフト制御により耕深が安定している
ことを確認する。

次にポジション設定を徐々に高くしてゆく。すると、ド
ラフト制御の設定耕深よりポジション設定が低い範囲で
はィンジケータ３０は変位しないが、ポジション設定が
ドラフト設定耕深と同一になると、それ以上にポジショ
ン設定を高くすることによって上昇制御が働き、両ィン
ジケータ２９，３０がＹ方向に移動しはじめる。この移
動が開始される時点でのポジション設定が混合制御での
適切な下降限界設定となるのである。又、混合制御時に
おける下降限界設定は次のようにして行うこともできる
。

つまり、ポジション制御系の設定器２０とセンサ７とを
アナログ型の表示機構２８に接続し、第３図に示すよう
にインジケータ３１，３２を互いに平行に変位するよう
構成する。

そして、最初に設定器２０をドラフト設定耕深より充分
深く設定すると、ドラフト設定耕深に安定している状態
では、検出耕深はポジション設定耕深より浅くなるので
、設定器２０のィンジケータ３１とセンサ７のィンジケ
ータ３２とは揃わない。そこで設定器２０を浅い側に調
節して両ィンジケータ３１，３２を揃える。この状態で
ドラフト設定耕深とポジション設定耕深が等しくなり、
適切な下降限界が設定されたことになる。以上説明した
ように本発明によれば、実際の作業高さと、実際の牽引
負荷（ドラフト制御による耕深）又は設定作業高さをア
ナログ表示機構において対比して監視できるものでポジ
ション設定による下降限度設定の適否を視覚的に明確に
認識しながら、簡単に設定調節できるようになった。

尚、アナログ型表示機構２８としては、二つのィンジケ
ータが直線平行移動するものの他に、同芯で二つの指針
が揺動する型式のものでもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動昇降制御機構付き対地作業機の
実施の態様を示し、第１図は全体側面図、第２図は表示
機構の平面図、第３図は表示機構の別実施例を示す平面
図、第４図は制御回路図である。 １・・…・トラクタ、２・・・・・・牽引型対地作業装
置、６・・・・・・牽引負荷検出センサ、７・・・・・
・作業高さ検出センサ、９…・・・牽引負荷設定器、２
０・・・・・・作業高さ設定器、２８・・・・・・アナ
ログ型表示器。 第１図第２図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トラクタ１に昇降自在に取付けた牽引型対地作業装
   置２を、牽引負荷検出センサ６の検出結果に基づいて、
   自動昇降制御して牽引負荷を設定器９で設定した範囲内
   に維持するドラフト制御機構と、前記対地作業装置２を
   作業高さ検出センサ７の検出結果に基づいて、自動昇降
   制御して作業高さを設定器２０で設定した範囲に維持す
   るポジシヨン制御機構とを併備し、前記ドラフト制御に
   おける作業装置下降限界をポジシヨン制御による設定作
   業高さとして規制すべく構成した自動昇降制御機構付き
   対地作業機において、作業高さ検出センサ７の検出結果
   と、牽引負荷検出センサ６の検出結果又は作業高さ設定
   器２０の設定結果とを対比表示するアナログ表示機構２
   ８を装備してあることを特徴とする自動制御機構付き対
   地作業機。