| 【発明の名称】 |
作業機の姿勢制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】藤本 賢一
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| 【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。 |
【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。
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【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、（１９）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（２６）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（１８）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、２６ｅ）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、２６ｃ、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（２６ａ、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（１１）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。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６８５１
【氏名又は名称】ヤンマー農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月１４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邊 敏
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１１３３１０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）４月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２８０２１３ |
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