| 【発明の名称】 |
走行農作業機における車高及び姿勢制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】水倉 泰治
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| 【要約】 |
【課題】コンバインの刈取前処理装置を畦に支えないように、その左右傾斜姿勢を制御しつつ車高制御も実行する。
【解決手段】刈取前処理装置を前部に備えた走行機体に対する左右両側の走行部を左右の油圧シリンダ５４ａ，５４ｂにて昇降駆動して走行機体の車高（相対高さ）を変更可能とし、制御装置７０は、水平セットスイッチ７９がＯＦＦのとき、傾斜設定器７８による走行機体の左右傾斜の程度を維持しつつ、オペレータが手動操作する昇降レバー７７の操作に応じて現状を目視しつつ、車高を任意に且つ迅速に変更調節する。走行機体の左右傾斜と車高とは、左右の車高センサ７１ａ，７１ｂの検出値により求められ、フイードバック制御できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 走行機体に対して左右の走行部をそれぞれ独立的に昇降する走行部昇降駆動手段と、走行機体に対する走行部の相対高さを検出する車高検出センサと、走行機体の左右傾斜程度を検出する傾斜検出センサと、走行機体の左右傾斜角度を設定された傾斜角度になるように前記走行部昇降駆動手段を作動させる制御手段とを備えた走行農作業機において、走行機体の相対高さを変更させるべく前記走行部昇降駆動手段を動作させる手動可変操作部と、走行機体の左右傾斜を設定する傾斜設定器と、走行機体を絶対水平状態とする水平セットスイッチとを備え、水平セットスイッチがＯＦＦの状態で前記手動可変操作部の操作にて車高変更させるとき、前記傾斜設定器にて設定された走行機体の左右傾斜角度を維持したまま昇降動作するよう制御することを特徴とする走行農作業機における車高及び姿勢制御装置。
【請求項２】 水平セットスイッチがＯＮの状態で、前記手動可変操作部の操作にて車高を昇降させるとき、前記制御手段は走行機体の絶対水平状態のまま車高変更させるように動作するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の走行農作業機における車高及び姿勢制御装置。
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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、コンバイン等の走行農作業機における車高及び姿勢制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圃場を走行する走行機体の進行方向左右に畝等の段差があると、段差に落ち込んだ側に走行機体が傾き、操縦者の座り心地が悪化すると共に農作業にも不都合があるので、従来、例えば、特公平６−６９３２９号公報では、走行機体に対して左右の走行装置を各別に昇降させる昇降駆動手段と、走行機体の左右水平基準に対する傾斜角度を検出する傾斜角度検出手段と、走行機体の左右傾斜角度を所定角度に維持するように制御する制御手段と、左右の走行装置の走行機体に対する相対高さを検出する高さ検出手段と、その相対高さを設定する高さ設定器とを備え、前記制御手段は、前記各検出手段と高さ設定器との情報に基づいて、走行機体の左右傾斜角度を所定の角度に維持し、且つ相対高さを設定高さに維持すべく昇降駆動手段を動作させるように構成することが開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来例では、高さ設定器による設定高さに維持するから、目視によって昇降高さを判断する必要がないとしても、畦際の穀稈を刈り取る場合のように、畦と圃場との高さが絶えず変動しているような状況の元では、走行機体の左右傾斜角度をほぼ一定にしたままで、且つ高さ設定器による設定高さの変更を頻繁に行う必要があった。
【０００４】本発明では、このような状況のとき、作業者による手動可変操作部で車高変更の動作を簡便にし、且つ走行機体の左右傾斜角度の設定も、所定傾斜角度の維持と絶対水平状態の維持とに任意に切替えでき、且つ応答性の良い姿勢制御及び車高制御を実現できる制御装置を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そのため、請求項１に記載の発明の走行農作業機における車高及び姿勢制御装置は、走行機体に対して左右の走行部をそれぞれ独立的に昇降する走行部昇降駆動手段と、走行機体に対する走行部の相対高さを検出する車高検出センサと、走行機体の左右傾斜程度を検出する傾斜検出センサと、走行機体の左右傾斜角度を設定された傾斜角度になるように前記走行部昇降駆動手段を作動させる制御手段とを備えた走行農作業機において、走行機体の相対高さを変更させるべく前記走行部昇降駆動手段を動作させる手動可変操作部と、走行機体の左右傾斜を設定する傾斜設定器と、走行機体を絶対水平状態とする水平セットスイッチとを備え、水平セットスイッチがＯＦＦの状態で前記手動可変操作部の操作にて車高変更させるとき、前記傾斜設定器にて設定された走行機体の左右傾斜角度を維持したまま昇降動作するよう制御するものである。
【０００６】また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の走行農作業機における車高及び姿勢制御装置において、水平セットスイッチがＯＮの状態で、前記手動可変操作部の操作にて車高を昇降させるとき、前記制御手段は走行機体の絶対水平状態のまま車高変更させるように動作するよう制御するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に本発明を具体化した実施形態について説明すると、図１は走行クローラ２ａが備えられた左右一対の走行部２を有するコンバインの側面図、図２はコンバインの正面図、図３は走行機体１に対する走行部２の昇降駆動手段の側面図、図４は図３のIV−IV線矢視断面図、図５は図３のＶ−Ｖ線矢視断面図、図７は油圧回路、図８は制御装置の機能ブロック図である。
【０００８】本発明のコンバインにおける走行機体１は、左右一対の走行クローラ式の走行部２に対して後述する走行部昇降駆動手段を介して昇降可能に構成されている。走行機体１の進行方向に向かって左側には脱穀装置３を搭載し、走行機体１の前部に配置された刈取前処理装置４は、昇降フレーム１４を介して走行機体１に対して回動可能に支持され、該昇降フレーム１４と走行機体１との間に装着された刈取部昇降アクチュエータとしての単動式の刈取部昇降油圧シリンダ９により昇降動可能に構成されている。
【０００９】刈取前処理装置４の下部フレームの下部側にはバリカン式の刈刃装置５を、前方には６条分の穀稈引起装置６が配置され、穀稈引起装置６と脱穀装置におけるフイードチェン７前端との間には穀稈搬送装置８が配置され、穀稈引起装置６の下部前方には分草体１０が突出している。走行機体１の右側前部に運転室１１が配置され、その後側に穀粒タンク１２が配置されている。穀粒タンク１２の下部に設けたスクリューコンベヤから走行機体１の後端に配置した縦パイプ２８ｂと、その上端に上下回動可能に連設された横パイプ２８ａとからなり、各パイプ内にスクリューコンベヤを内装した排出オーガ２８を介して、トラック等の部位に穀粒タンク１２内に蓄積された穀粒を排出させることができる。なお、縦パイプ２８ｂは図しない駆動モータにて縦軸回りに旋回可能であり、横パイプ２８ａは縦パイプ２８ｂとの間に装架された排出オーガ用油圧シリンダ６４にて傾斜角度を変更可能に構成されている。
【００１０】そして、図３及び図４に示すように、走行部２は左右一対のトラックフレーム５０，５０の前後端に各々配置した駆動輪５１と従動輪５２とトラックフレーム５０の下面中途部に配置された複数の転動輪５３との外周に巻回された走行クローラ２ａからなり、左右トラックフレーム５０，５０と走行機体１とは、左右の昇降制御用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂと前後位置の側面視Ｌ字状のレバー５５ａ，５５ｂとこの前後レバー５５ａ，５５ｂを同時に作動させるように連結する連結杆５６，５６等とからなる走行部昇降駆動手段を介して連結され、左右の昇降制御用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂは互いに独立的に作動させることにより、左右の走行部２，２を走行機体１の左右に対して独立的に昇降させる。
【００１１】従って、左右両側の昇降制御用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂのピストンロッドを同時に突出させると、走行機体１は左右両側の走行部２，２に対して上方に離れて（上昇し）、走行機体１の走行部２，２に対する相対高さ（車高）は高くなる。逆に、前記ピストンロッドを同時に後退させると、走行機体１は左右両側の走行部２，２に対して下方に離れて（下降し）、走行機体１の走行部に対する相対高さ（車高）は低くなる。
【００１２】そして、左側の油圧シリンダ５４ａのピストンロッドを突出させる、または右側の油圧シリンダ５４ｂのピストンロッドを後退させる（もしくはこの両方の動作を同時に実行しても）、右側の走行部２に対する走行機体１の車高は低くなり（左側の走行部２に対する走行機体１の車高は高くなり）、走行機体１は右下がりに傾斜する。逆に、右側の油圧シリンダ５４ｂのピストンロッドを突出させる、または左側の油圧シリンダ５４ａのピストンロッドを後退させる、（もしくはこの両方の動作を同時に実行しても）、左側の走行部２に対する走行機体１の車高は低くなり（右側の走行部２に対する走行機体１の車高は高くなり）、走行機体１は左下がりに傾斜するのである。
【００１３】図３〜図５に示すように、左右の昇降制御用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂのピストンロッドの突出量を検出することにより、走行機体１の左右各走行部２，２に対する相対高さ（車高）を検出するためのロータリエンコーダ式等の車高検出センサ７１ａ，７１ｂが、前記連結杆５６に連設した連結ロッド７２やリンク機構７３を介して連動するように構成されている。
【００１４】また、走行機体１の左右の傾斜程度を検出するための傾斜検出センサ７４は、振り子式（重力式）等にて構成され、走行機体１の任意の位置例えば運転室１１内等に配置されている。なお、刈取前処理装置４と圃場面との対地高さを検出して刈高さを検出するための刈高さセンサとしての超音波センサ２０ａ，２０ｂは、図２に示すように、刈取前処理装置４の左右両側端の前記穀稈引き起こし装置６の裏面側に設けたブラケット（図示せず）に配置し、各超音波センサ２０ａ，２０ｂにおける発信器の発信部（ホーン部）と受信器の受信部とを圃場面に向けるように配置する。各超音波センサ２０ａ，２０ｂの設置高さと刈刃５の設置高さとが異なる場合には、超音波センサ２０ａ，２０ｂの検出値から所定の換算により、刈高さ検出値を求めるようにしている。
【００１５】また、走行機体１と刈取前処理装置４との相対高さを検出するための刈取部昇降ポジションセンサ７５は、前記昇降フレーム１４の回動角度を検出することより求めることができるように構成されている。前記運転室１１内の操縦部パネル１１ａ（図６参照）には、姿勢制御の自動及び手動の切替えスイッチ７６と、手動制御の場合の走行機体１の高さ（車高）を手動にて変更調節操作できる手動可変操作部としての昇降レバー７７と、走行機体１の左右傾斜角度を設定するための傾斜設定器７８と、走行機体１を絶対水平状態にする水平セットスイッチ７９とが配置されている。
【００１６】図７は、前記昇降用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂ等のための油圧回路を示し、油圧ポンプ６０からの吐出する圧油を分流する分流弁６３を介して分岐し、その一方の吐出路から前記刈取前処理装置４を昇降させる刈取部昇降アクチュエータとしての油圧シリンダ９と、右側（運転室１１側）の昇降制御用油圧シリンダ５４ｂとに対する第１油圧回路６１へ送る。分流弁６３の他方の吐出路からは、排出オーガ２８の横パイプ２８ａの縦パイプ２８ｂに対する傾斜角度を変更するための昇降用の排出オーガ用油圧シリンダ６４と、左側の昇降制御用油圧シリンダ５４ａとに対する第２油圧回路６２へ送るように構成され、それぞれの油圧シリンダ９、６４、５４ａ、５４ｂに対する電磁制御弁６５、６６、６７、６８や逆止弁、リリーフ弁等が接続されている。
【００１７】図８は、走行機体１の姿勢及び車高を制御するための制御装置（制御手段）７０の機能ブロック図を示し、該制御装置７０は、マイクロコンピュータ等の電子式制御装置であり、図示しないが各種演算処理や制御を実行するための中央処理装置（ＣＰＵ）や、制御プログラムを記憶させた読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、各種の検出値、データ等を一時的に記憶させる随時読み書き可能メモリ（ＲＡＭ）、制御装置の電源をＯＦＦとしても記憶データを保持するための不揮発性メモリ、タイマ機能としてのクロック、インターフェイス、バスなどを備える。
【００１８】前記制御装置７０には、左右の昇降制御用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂのピストンロッドの突出量に対応した走行機体１の左右の走行部２，２に対する相対高さ（車高）を検出するためのロータリエンコーダ式等の車高検出センサ７１ａ，７１ｂの検出値、傾斜センサ７４の検出値及び前記刈高さセンサとしての刈取前処理装置４の左右両端に設けた超音波センサ２０ａ，２０ｂの検出値、刈取部昇降ポジションセンサ７５の検出値とを入力する。
【００１９】また、前記制御装置７０には、車高を手動にて変更調節操作できる手動可変操作部としての昇降レバー７７の昇降位置検出部、走行機体１の左右の傾斜程度を設定するための傾斜設定器７８と、水平セットスイッチ７９と、刈高さ設定器８０と、脱穀スイッチ８１とを接続して、これらの設定器における設定値を各々入力する。そして、制御装置７０の出力側に接続した電磁制御弁６７，６８の作動により、左右の昇降制御用油圧シリンダ５４ａ，５４を駆動して前記左右の走行部２，２の高さを各々独立して昇降させることにより、走行機体１の左右傾斜姿勢ひいては刈取前処理装置４の左右傾斜の姿勢を制御する一方、制御装置７０の出力側に接続した電磁式油圧切換弁６５の作動により、昇降油圧シリンダ９を駆動して刈取前処理装置４の高さ、換言すると刈高さを制御することができるものである。
【００２０】次に、刈取脱穀作業時における車高及び姿勢制御について説明する。軟弱でない圃場であって、当該圃場の内周部を回り刈りもしくは往復刈りする等の自動刈取脱穀作業時には、前記切替えスイッチ７６を「自動」に切り換えて、刈り高さ設定器８０にて刈高さを設定しておく。この状態にてコンバインを走行させて圃場に立植された穀稈を刈取り脱穀作業するとき、前記刈り高さ設定値と、左右両刈高さ検出値の平均値とがほぼ等しくなるように、刈取前処理装置４の昇降用の油圧シリンダ９を作動せて、刈取前処理装置４の左右でほぼ均一の刈高さとなるように穀稈を刈取るように刈高さを調節することができる。
【００２１】また、このとき、圃場の傾斜程度に応じて、もしくは左右の走行部２，２が通る箇所が畝の底と頂上等の走行条件に応じて、オペレータは傾斜設定器７８にて、設定傾斜値を設定しておけば、前記左右の走行部２，２の高さを各々独立して昇降させて、走行機体１の左右傾斜姿勢を所望の状態に維持して刈取り走行することができる。この場合、左右各車高検出センサ７１ａ，７１ｂによる車高検出値は、走行機体１の左右の下面とその下方の左右のトラックフレーム５０，５０との相対高さ（車高）を示すことになり、左右の昇降駆動用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂの作動量の相違により走行機体１の左右傾斜角度を水平もしくは所定の設定値に維持することができ、この走行機体１の左右傾斜もしくは水平状態は、傾斜センサ７４の検出値にて判別することができ、制御装置７０によりフイードバック制御される。
【００２２】前記切替えスイッチ７６を「手動」に切り換えると、オペレータが昇降レバー７７にて操作する昇降程度に応じて車高を変更することができる。この場合、昇降レバー７７は直立状態のとき車高変更を停止し、図６の矢印で示すように前方向に回動すると、その回動時のみ下降動する。逆に後方向に回動すると、その回動時のみ上昇動する。当該昇降レバー７７による車高変更時には、左右両昇降駆動用油圧シリンダ５４ａ，５４ｂが同時に同じ方向に同程度作動するものである。
【００２３】圃場の条件に応じて、例えば、軟弱でない普通土などの圃場を走行しながら手動にて刈取脱穀作業するときには、水平セットスイッチ７９をＯＮにすることにより、走行機体１は絶対水平状態に維持されながら、且つオペレータが目視により車高を調節することができる。水平セットスイッチ７９をＯＦＦにしたときには、オペレータは傾斜設定器７８にて走行機体１の左右傾斜姿勢を任意に設定することができる。例えば、畦際に植立している２〜３条の穀稈を刈り取る場合、畦に近い側の車高を高くなるように左右傾斜角度を保持しつつ、オペレータは昇降レバー７７を操作しつつ刈取脱穀作業を実行すれば、目視により、刈取前処理装置４の一方の下端が畦に支えず、刈取前処理装置４の他方の下端が圃場面に支えないように、左右両側の走行部２，２と走行機体１との相対高さ（車高）を手動調節することができる。
【００２４】なお、車高検出センサ７１ａ，７１ｂとして、各油圧シリンダ５４ａ，５４ｂのピストンロッドの伸縮量を検出できる直線式エンコーダを使用しても良いし、走行機体１の下面から圃場迄の高さを検出する超音波センサ等の非接触式センサを用いても良い。刈高さ検出センサとして、前記超音波センサ２０ａ，２０ｂに代えて、圃場面に摺接して高さを検出する接触式（橇式）センサを用いても良い。
【００２５】本発明は、コンバインばかりでなく耕作用のトラクタ等の走行農作業機についても適用できるものであることは言うまでもない。
【００２６】
【発明の効果】以上に説明したように、請求項１に記載の発明の走行農作業機における車高及び姿勢制御装置は、走行機体に対して左右の走行部をそれぞれ独立的に昇降する走行部昇降駆動手段と、走行機体に対する走行部の相対高さを検出する車高検出センサと、走行機体の左右傾斜程度を検出する傾斜検出センサと、走行機体の左右傾斜角度を設定された傾斜角度になるように前記走行部昇降駆動手段を作動させる制御手段とを備えた走行農作業機において、走行機体の相対高さを変更させるべく前記走行部昇降駆動手段を動作させる手動可変操作部と、走行機体の左右傾斜を設定する傾斜設定器と、走行機体を絶対水平状態とする水平セットスイッチとを備え、水平セットスイッチがＯＦＦの状態で前記手動可変操作部の操作にて車高変更させるとき、前記傾斜設定器にて設定された走行機体の左右傾斜角度を維持したまま昇降動作するよう制御するものであるから、走行機体の左右傾斜姿勢は、一定の設定された傾斜角度に維持されるものでありながら、走行機体に搭乗して操縦するオペレータが手動操作する手動可変操作部の動作に応じて走行機体の車高を任意に且つ迅速に変更調節できるので、圃場の条件に応じてオペレータが目視しながら現状に合わせて農作業機の車高を随時変更させながら農作業できるという効果を奏する。
【００２７】また、請求項２に記載の発明は、水平セットスイッチがＯＮの状態で、前記手動可変操作部の操作にて車高を昇降させるとき、前記制御手段は走行機体の絶対水平状態のまま車高変更させるように動作するよう制御するものであるから、請求項１に記載の場合の水平セットスイッチのＯＦＦで傾斜させながらの農作業から水平姿勢への切替えがワンタッチで行えるという効果を奏するのである。
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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１０年１１月２０日（１９９８．１１．２０） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９１３１
【弁理士】
【氏名又は名称】石井 暁夫 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−１５２７１４（Ｐ２０００−１５２７１４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年６月６日（２０００．６．６） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−３３０９２７ |
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