JPS6318214A - 傾斜状態検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ１発明の目的 ｆｉｌ　　産業上の利用分野 本発明は、農用トラクタの車体等の対象物の傾斜状態を
検知して警頼信号や農用トラクタの作業機に対する姿勢
制御信号を発するのに用いられる傾斜状態検知装置、特
に傾斜状態を検出すべき対象物に取付けられる支持系に
振子を揺動自在に懸垂し、この振子と支持系との相対揺
動角度を静電容量的に検出するようにしたものの改良に
関する。

（２）従来の技術 従来、かかる傾斜状態検知装置は、例えば特公昭５９−
５３４８５号公報に記載されているように、既に知られ
ている。

（３）　　発明が解決しようとする問題点従来の傾斜状
Ｂ検知装置は、振子の揺動方向が一方向に限定されてい
るため、検知する傾斜角度の方向も一方向に限られる。

したがって、あるゆる方向について傾斜角度の検知をす
る場合には、２基の傾斜状態検知装置を、それぞれの検
知方向を相互に９０’相違させて設置しなければならず
、広い設置スペースを要するのみならず、コスト高とな
る等の問題がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたもので、単一装
置であるゆる方向の傾斜状態を検知し得る簡単有効な前
記傾斜状態検知装置を提供することを目的とする。

Ｂ１発明の構成 （１）　　問題点を解決するための手段上記目的を達成
するために、本発明は、傾斜状態を検知すべき対象物に
取付けられる支持系に全方向揺動自在に懸垂される振子
と、この振子に球体の一部をなして形成される椀状の共
通電極と、この共通電極の球面に一定の間隙を存して対
向し、且つ振子の第１方向での揺動時、共通電極との対
向面積が互いに反対に増減するように並んで支持系に固
定される一対の第１差動電極と、同じく共通電極の球面
に一定の間隙を存して対向し、且つ第１方向と直交する
第２方向での振子の揺動時、共通電極との対向面積が互
いに反対に増減するように並んで支持系に固定される一
対の第２差動電極と、両第１差動電極の共通電極との間
の静電容量差を電圧として検出する第１検出手段と、両
第２差動電極の共通電極との間の静電容量差を電圧とし
て検出する第２４＊出手段とから傾斜状態検知装置を構
成したことを特徴とする。

（２）作　用 対象物の傾斜に伴い振子が支持系に対し相対的に揺動す
れば、その揺動は第１方向の成分と第２方向の成分とに
分けられる。

そして第１方向の揺動成分によれば、両第１差動電極の
共通電極との間の静電容量に差が生じ、その差が第１検
出手段により電圧として取出され、対象物の第１方向へ
の傾斜角度を知ることができる。

また第２方向の揺動成分によれば、両第２差動電極の共
通電極との間の静電容量に差が生じ、その差が第２検出
手段により電圧として取出され、対象物の第２方向への
傾斜角度を知ることができる。

（３）実施例 以下、図面により本発明の一実施例について説明すると
、先ず第１図において、左右一対の前輪Ｗｆ、Ｗｆ’及
び左右一対の後輪Ｗｒ、Ｗｒ’を備えた農用トラクタの
車体Ｂの適所に、その傾斜状態を検知する傾斜状態検知
装置Ｓが設置される。

この傾斜状Ｂ検知装置Ｓは、第２図に示すように、車体
Ｂに弾性部材２を介して取付けられる外箱１を有し、こ
の外箱１の下方開口部にそれを閉塞するように基台３が
シール部材４を介して固着される。この基台３の上面に
は門形のフレーム５が立設され、このフレーム５の中央
部に振子６が自在接手７を介して全方向揺動自在に懸垂
される。

振子６は球体の一部をなす椀状の重錘８と、この重錘８
と結合されると共に自在接手７を介してフレーム５に支
持され、重錘８をその椀状中心層りに揺動させる腕９と
からなり、重錘８はＡ２゜Ｃｕ等のような導電性を有す
る非磁性材料から成形され、そして後述する第１．第２
差動電極１４゜１４’　　；ｔｓ、１５’に対する共通
電極に兼用される。

基台３には、振子６の下方で鉄製の取付板１０がフレー
ム５と共にねじ１１で固着されており、この取付板１０
には、重錘８の球状下面に一定の空隙を存して対向する
、重錘８よりも大径の椀状の電極基板１２と、この電極
基板１２を挾んで重錘８と対向する４個あるいはそれ以
上の永久磁石１３．１３・・・とが固設される。これら
（ｄ石１３゜１３・・・は、振子６の軸線周りに互いに
等間隔を置き、且つ相隣る磁石１３．１３の磁性が互い
に上下逆になるように配列される。

電極基板１２は合成樹脂等の絶縁材料から成形されたも
ので、第３図に示すように、その上面には、その中心部
を挟んで車体Ｂの左右方向に並ぶ一対の第１差動電極１
４．１４’　と、同じく中心部を挟んで車体Ｂの前後方
向に並ぶ一対の第２差動電極１５．１５’　とが形成さ
れる。これら電極１４．１４’　　；１５，１５’はＣ
ｕ等のような導電性を有する非磁性材料から成形され、
そして電極基板１２の上面を４等分するようにそれぞれ
中心角が４５＠の扇形に形成される。

第４図に示すように、重錘８即ち共通電極は発振回路１
６の出力端子に接続され、第１差動電極１４．１４’は
第１容量−電圧変換回路１７の入力端子に接続され、第
２差動電極１５．１５’は第２容量−電圧変換回路１８
の入力端子に接続される。

ここで、電極８．１４間の静電容量をＣｘ、電極８．１
４’間の静電容量をＣｘ′、電極８．１５間の静電容量
をｃｙ、電極８，１５間の静電容量をｃ　ｙ　／　とす
る。そして、第１容量−電圧変換回路１７ではＣｘ’　
−Ｃｘの値に比例した電圧を出力し、第２容量−電圧変
換回路１８ではｃｙ−ｃ　ｙ／の値に比例した電圧を出
力するようになっており、この両回路１７．１８の出力
端子には、左右方向傾斜角度表示器１９及び前後方向傾
斜角度表示器２０、または車体Ｂに連結された作業機の
姿勢を制御する姿勢制御装置の左右方向駆動部及び前後
方向駆動部にそれぞれ接続される。

次にこの実施例の作用を説明する。

農用トラクタの車体Ｂが水平状態を保持する場合は、重
錘８即ち共通電極と電極基板１２は同一鉛直線上にそれ
ぞれ中心を置く。したがって右側電極１４′の共通電極
８との対向面積と、左側電極１４の共通電極８との対向
面積とは等しく、それらの静電容量差（Ｃｘ’−Ｃｘ）
は零であり、また前側電極１５の共通電極８との対向面
積と、後側電極１５′の共通電極８との対向面積とは等
しく、それらの静電容量差（Ｃｙ−Ｃｙ’）も零であり
、それに対応して第１及び第２容量−電圧変換回路１７
．１８は所定値（例えば２．ＯＶ）の電圧を表示器１９
．２０にそれぞれ出力する。

いま、作業中に農用トラクタの車体Ｂが例えば右下りに
１頃斜したとすると、傾斜状態検知装置Ｓの基台３も電
極基板１２を伴って右下りに傾斜するのに対し、振子６
は現状を維持するので、相対的には振子６は電極基板１
２に対して右方へ揺動する。これに伴い右側電極１４′
の共通電極８との対向面積は増加する一方、左側電極１
４の共通電極８に対する対向面積は減少するので、それ
らの静電容量差（Ｃｘ’−Ｃｘ）は増加し、第１容量−
電圧変換回路１７の出力電圧は第５図の線ａのように増
加し、これにより表示器１９に車体Ｂの右下り角度が表
示される。

これと反対に車体Ｂが左下りに傾斜すれば、静電容量差
（Ｃｘ’−Ｃｘ）は減少し、第１容量−電圧変換回路１
７の出力電圧は、第５図の線すのように減少し、これに
より表示器１９には車体Ｂの左下り角度が表示される。

一方、このとき前側電極１５及び共通電極８の対向面積
と、後側電極１５′及び共通電極８の対向面積との比が
変化しなければ、第２容量−電圧変換回路１８の出力電
圧に変化はない。

また、車体Ｂが例えば前下りに傾斜したとすると、相対
的に振子６は電極基板１２に対して後方へ揺動する。こ
れに伴い前側電極１５の共ｉｔｓ極８との対向面積は増
加する一方、後側電極１５′の共通電極８との対向面積
は減少するので、それらの静電容量差（Ｃｙ−Ｃｙ’）
は増加し、第２容量−電圧変換回路１８の出力電圧は第
５図線Ｃのように増加し、これにより表示器２０に車体
Ｂの前下り角度が表示される。

これと反対に車体Ｂが後下りに傾斜すれば、静電容量差
（Ｃｙ−Ｃｙ’）は減少し、第２容量−電圧変換回路１
８の出力電圧は第５図の線ｄのように減少し、これによ
り表示器２０に車体の後下り角度が表示される。

車体Ｂが左右及び前後の両方向に傾斜した場合には、左
右方向の傾斜成分と、前後方向の傾斜成分が、上記作用
によりそれぞれ同時に検出される。

農用トラクタの発進、制動、走行に伴い生じる外乱によ
り振子６が激しく揺動すると、重錘８が、相隣る永久磁
石１３．１３間に形成される磁束を横切るように急速に
移動するので、重錘８には、その移動を阻止するように
渦電流が生起する。つまり振子６には磁気制動力が加え
られ、その激しい揺動が減衰される。

この実施例において、基台３、フレーム５、取付板１０
及び電極基板１２は本発明でいう支持系に対応し、第１
容量−電圧変換回路１７は第１検出手段に対応し、第２
容量−電圧変換回路１８は第２検出手段に対応する。

Ｃ１発明の効果 以上のように本発明によれば、傾斜状態を検知すべき対
象物に取付けられる支持系に全方向揺動自在に懸垂され
る振子と、この振子に球体の一部をなして形成される椀
状の共通電極と、この共通電極の球面に一定の間隙を存
して対向し、且つ振子の第１方向での揺動時、共通電極
との対向面積が互いに反対に増減するように並んで支持
系に固定される一対の第１差動電極と、同じく共通電極
の球面に一定の間隙を存して対向し、且つ第１方向と直
交する第２方向での振子の揺動時、共通電極との対向面
積が互いに反対に増減するように並んで支持系に固定さ
れる一対の第２差動電極と、画筆１差動電極の共通電極
との間の静電容量差を電圧として検出する第１検出手段
と、両筒２差動電極の共通電極との間の静電容量差を電
圧として検出する第２検出手段とから傾斜状態検知装置
を構成したので、単一の装置で全方向の傾斜状態を検知
することができ、一方向の傾斜状態しか検知し得ない２
基の傾斜状態検知装置を、検知方向を異にして設置する
場合に比し、極めて低コストであり、しかも振子が１個
であることから装置全体が特別大型化することもなく、
狭隘な場所にも容易に設置することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は傾斜状
態検知装置を設置した農用トラクタの車体の平面図、第
２図は傾斜状態検知装置の縦断背面図、第３図は第２図
のＩ−Ｉ［［線断面図、第４図は電気回路図、第５図は
第１及び第２容量−電圧変換回路の出力特性線図である
。 Ｓ・・・傾斜状態検知装置、 ３・・・支持系としての基台、６・・・振子、７・・・
自在接手、８・・・重錘兼共通電極、１４．１４’・・
・第１差動電極、１５．１５’・・・第２差動電極、１
６・・・発振回路、１７・・・第１検出手段としての第
１容量−電圧変換回路、１８・・・第２検出手段として
の第２容量−電圧変換回路 第３図 ぢ 第４図 「〜１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　傾斜状態を検知すべき対象物に取付けられる支持系に
   全方向揺動自在に懸垂される振子と、この振子に球体の
   一部をなして形成される椀状の共通電極と、この共通電
   極の球面に一定の間隙を存して対向し、且つ振子の第１
   方向での揺動時、共通電極との対向面積が互いに反対に
   増減するように並んで支持系に固定される一対の第１差
   動電極と、同じく共通電極の球面に一定の間隙を存して
   対向し、且つ第１方向と直交する第２方向での振子の揺
   動時、共通電極との対向面積が互いに反対に増減するよ
   うに並んで支持系に固定される一対の第２差動電極と、
   両第１差動電極の共通電極との間の静電容量差を電圧と
   して検出する第１検出手段と、両第２差動電極の共通電
   極との間の静電容量差を電圧として検出する第２検出手
   段とからなる傾斜状態検知装置。