| 【発明の名称】 |
作業用走行車 |
| 【発明者】 |
【氏名】野島 辰彦
【氏名】田中 武二
【氏名】遠藤 豊春
【氏名】田村 智志
【氏名】宇山 昌樹
【氏名】門脇 隆志
【氏名】木村 重治
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| 【要約】 |
【課題】既存のものとは別種の作業機高さセンサを用いて作業機を昇降制御するにあたり、専用のセンサ入力部や昇降制御ソフトの追加を不要にしてコストダウンを計る。
【解決手段】走行機体１に、耕深センサ９の検出信号を入力する耕深センサ用入力部１２と、該耕深センサ用入力部１２から入力される検出信号に基づいて作業機３を自動的に昇降制御する耕深自動制御手段とを備えるトラクタにおいて、前記作業機３に、レーザ投光器２４が投光するレーザ光の受光高さに基づいて作業機高さを検出するレーザ受光器２３を設けるにあたり、該レーザ受光器２３の検出信号を、信号変換器２６を介して前記耕深センサ９と互換性のある検出信号に変換し、該変換信号を前記耕深センサ用入力部１２に入力して耕深自動制御手段で作業機３を昇降制御する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 作業機を昇降自在に連結可能な走行機体に、作業機高さセンサの検出信号を入力するセンサ入力部と、該センサ入力部から入力される検出信号に基づいて作業機を昇降制御する昇降制御手段とを備える作業用走行車において、前記作業機に、別種の作業機高さセンサを設けるにあたり、該作業機高さセンサの検出信号を、信号変換手段を介して既存の作業機高さセンサと互換性のある検出信号に変換すると共に、該変換信号を前記センサ入力部に入力して既存の昇降制御手段で作業機を昇降制御することを特徴とする作業用走行車。
【請求項２】 作業機を昇降自在に連結可能な走行機体に、耕深センサの検出信号を入力する耕深センサ用入力部と、該耕深センサ用入力部から入力される検出信号に基づいて作業機を自動的に昇降制御する耕深自動制御手段と、該耕深自動制御の目標耕深を設定する耕深設定器とを備える作業用走行車において、前記作業機に、レーザ投光器が投光するレーザ光の受光高さに基づいて作業機高さを検出するレーザ式高さセンサを設けるにあたり、該レーザ式高さセンサの検出信号を、信号変換手段を介して前記耕深センサと互換性のある検出信号に変換すると共に、該変換信号を前記耕深センサ用入力部に入力して耕深自動制御手段で作業機を昇降制御し、さらに、レーザ式高さセンサの検出信号に基づく昇降制御の目標高さを前記耕深設定器で設定することを特徴とする作業用走行車。
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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、トラクタ等の作業用走行車の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種作業用走行車のなかには、例えばトラクタの如く、作業機を昇降自在に連結可能な走行機体に、作業機高さセンサ（耕深センサ等）の検出信号を入力するセンサ入力部と、該センサ入力部から入力される検出信号に基づいて作業機を昇降制御する昇降制御手段（耕深自動制御等）とを備えるものがあるが、近来においては、前記作業機に、作業条件や作業機の種類に応じて別種の作業機高さセンサ（レーザ式高さセンサ等）を設けると共に、該作業機高さセンサの検出信号に基づいて作業機を昇降制御することが提唱されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、別種の作業機高さセンサを作業機に設ける場合には、そのセンサに対応したセンサ入力部や昇降制御ソフトが必要になるため、コストアップを招来する許りでなく、既存の作業用走行車では対応できない不都合があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、作業機を昇降自在に連結可能な走行機体に、作業機高さセンサの検出信号を入力するセンサ入力部と、該センサ入力部から入力される検出信号に基づいて作業機を昇降制御する昇降制御手段とを備える作業用走行車において、前記作業機に、別種の作業機高さセンサを設けるにあたり、該作業機高さセンサの検出信号を、信号変換手段を介して既存の作業機高さセンサと互換性のある検出信号に変換すると共に、該変換信号を前記センサ入力部に入力して既存の昇降制御手段で作業機を昇降制御することを特徴とするものである。つまり、別種の作業機高さセンサを用いて作業機を昇降制御する場合に、既存のセンサ入力部や昇降制御手段を利用することができるため、別種の作業機高さセンサに対応したセンサ入力部や昇降制御ソフトを追加する場合に比してコストダウンを計ることができる許りでなく、既存の作業用走行車でも別種の作業機高さセンサを用いた昇降制御を実行することが可能になる。また、作業機を昇降自在に連結可能な走行機体に、耕深センサの検出信号を入力する耕深センサ用入力部と、該耕深センサ用入力部から入力される検出信号に基づいて作業機を自動的に昇降制御する耕深自動制御手段と、該耕深自動制御の目標耕深を設定する耕深設定器とを備える作業用走行車において、前記作業機に、レーザ投光器が投光するレーザ光の受光高さに基づいて作業機高さを検出するレーザ式高さセンサを設けるにあたり、該レーザ式高さセンサの検出信号を、信号変換手段を介して前記耕深センサと互換性のある検出信号に変換すると共に、該変換信号を前記耕深センサ用入力部に入力して耕深自動制御手段で作業機を昇降制御し、さらに、レーザ式高さセンサの検出信号に基づく昇降制御の目標高さを前記耕深設定器で設定することを特徴とするものである。つまり、レーザ式高さセンサを用いて作業機を昇降制御する場合に、既存の耕深センサ用入力部、耕深自動制御手段、耕深設定器等を利用することができるため、レーザ式高さセンサに対応したセンサ入力部、昇降制御ソフト、高さ設定器等を追加する場合に比してコストダウンを計ることができる許りでなく、既存の作業用走行車でもレーザ式高さセンサを用いた昇降制御を実行することが可能になる。
【０００５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第一の実施形態を図面に基づいて説明する。図面において、１はトラクタの走行機体であって、該走行機体１の後部には、昇降リンク機構２を介して作業機（ロータリ）３が連結されている。そして、作業機３は、昇降リンク機構２を吊持するリフトアーム４の油圧作動に伴って昇降するが、これらの基本構成は何れも従来通りである。
【０００６】前記作業機３は、複数の耕耘爪５が取付けられる耕耘軸６、該耕耘軸６の上方を覆う耕耘カバー７、該耕耘カバー７の後端部に上下揺動自在に設けられるリヤカバー８、該リヤカバー８の揺動角度に基づいて作業機３の耕深（対地作業高さ）を検出する耕深センサ（ポテンショメータ）９等を備えている。そして、耕深センサ９には、ケーブル１０を介してコネクタ１１が設けられており、該コネクタ１１を、走行機体１の後部に設けられる耕深センサ用入力部１２に接続することで、耕深センサ９の検出信号が後述する制御装置１３に入力されることになるが、耕深センサ９は、耕深変化に応じた電圧信号を出力するアナログ式センサであるため、耕深センサ用入力部１２から入力された耕深検出信号は、Ａ／Ｄ変換回路を介して制御装置１３に入力されるようになっている。
【０００７】１４は運転席１５の一側方に設けられる操作パネルであって、該操作パネル１４には、作業機３の対機高さを設定するポジションレバー１６、後述する耕深自動制御の目標耕深を設定する耕深設定ボリューム（耕深設定器）１７、耕深自動制御等のＯＮ／ＯＦＦを切換える制御切換ボリューム１８等の操作具が配置されている。
【０００８】前記制御装置１３は、所謂マイクロコンピュータ（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む）を用いて構成されており、その入力側には、前述した耕深センサ９（耕深センサ用入力部１２）、耕深設定ボリューム１７、制御切換ボリューム１８に加え、前記ポジションレバー１６のレバー角を検出するポジションセンサ１９、リフトアーム４のアーム角を検出するリフトアームセンサ２０等の入力機器が所定の入力インタフェース回路を介して接続される一方、出力側には、リフトアーム用電磁バルブ２１の上昇用ソレノイド２１ａ、下降用ソレノイド２１ｂ等の出力機器が所定の出力インタフェース回路を介して接続されている。つまり、制御装置１３は、ポジションレバー１６で設定された設定高さとリフトアームセンサ２０が検出した検出高さとを一致させるように作業機３（リフトアーム４）を自動的に昇降制御するポジション制御、耕深設定ボリューム１７で設定された設定深さと耕深センサ９が検出した検出深さとが一致するように作業機３を自動的に昇降制御する耕深自動制御等の制御手段を具備している。
【０００９】２２は前記作業機３に着脱自在に立設されるセンサマストであって、該センサマスト２２の上端部には、上下方向に所定の受光幅を有するレーザ受光器（レーザ式高さセンサ）２３が取付けられている。つまり、圃場の所定箇所には、水平方向もしくは任意の傾斜方向にレーザ光を回転投光するレーザ投光器２４が設置されており、該レーザ投光器２４から投光されたレーザ光をレーザ受光器２３で受光し、その受光高さに基づいてレーザ光を基準とする作業機高さを検出することができるようになっている。
【００１０】２５は前記レーザ受光器２３に一体的に取付けられる高さ表示器であって、該高さ表示器２５は、横長の直線もしくは長方形を発光表示する適正表示部２５ａと、下向きの矢印もしくは三角形を発光表示する下げ指令表示部２５ｂと、上向きの矢印もしくは三角形を発光表示する上げ指令表示部２５ｃとを備えると共に、前記レーザ受光器２３から入力した高さ検出信号に応じて各表示部２５ａ、２５ｂ、２５ｃを発光制御する表示制御回路（図示せず）が組み込まれている。つまり、表示制御回路は、レーザ光に対する作業機高さ（レーザ受光器高さ）が適正である場合には適正表示部２５ａを点滅させ、レーザ光に対する作業機高さがやや高い場合には下げ指令表示部２５ｂを点滅させ、レーザ光に対する作業機高さがかなり高い場合には下げ指令表示部２５ｂを連続点灯させ、レーザ光に対する作業機高さがやや低い場合には上げ指令表示部２５ｃを点滅させ、さらに、レーザ光に対する作業機高さがかなり低い場合には上げ指令表示部２５ｃを連続点灯させることによって、レーザ光を基準とする作業機高さをオペレータに報知するが、本実施形態の高さ表示器２５は、上記の如くレーザ受光器２３に一体的に取付けられているため、高さ表示器２５とレーザ受光器２３とを別々に取付ける場合に比して着脱作業やケーブル接続作業を簡略化することができるようになっている。
【００１１】２６は前記高さ表示器２５に接続される信号変換器であって、該信号変換器２６は、高さ表示器２５から入力した高さ検出信号（作業機高さに応じて段階的に変化するデジタル信号）を電圧変化信号に変換するＤ／Ａ変換回路と、電圧変化信号の電圧変化率を調整するゲイン調整回路と、電圧変化信号の基準電圧（レーザ受光器２３が適正高さのとき出力される電圧）を調整する基準電圧調整回路とを備えると共に、変換した電圧変化信号をケーブル２７を介してコネクタ２８から出力するように構成されている。つまり、信号変換器２６が出力する電圧変化信号は、前述した耕深センサ９の検出信号と互換性（基準電圧、電圧変化範囲、電圧変化率等が略一致）のある信号であるため、耕深センサ用入力部１２に前記コネクタ２８を接続すれば、レーザ受光器２３の検出信号に基づく作業機３の昇降自動制御（絶対高さ制御）を、耕深自動制御（対地高さ制御）を利用して実行することが可能になり、しかも、耕深自動制御ソフトのみならず、耕深センサ用入力部１２、耕深設定ボリューム１７、制御切換ボリューム１８等のハードウエアもそのまま利用することができるため、別途用意する場合に比してコストダウンを計ることができる許りでなく、既存のトラクタでもレーザ受光器２３を用いた昇降制御を実行することが可能になる。
【００１２】また、本実施形態の信号変換器２６は、前述の如くゲイン調整回路および基準電圧調整回路を備えるため、ゲイン調整操作具（図示せず）の操作に基づいて作業機３の昇降速度を調整することができる許りでなく、基準電圧調整操作具（図示せず）の操作に基づいて機種に適合した基準電圧を設定することができ、その結果、電圧変化率や基準電圧が相違する耕深センサ９を備えたトラクタにおいても、レーザ受光器２３を用いた作業機３の昇降制御を行うことができるようになっている。
【００１３】ところで、前記センサマスト２２は、作業機３に着脱自在に取付けられるパイプ状の下側マスト２２ａと、該下側マスト２２ａに出没自在に内嵌する上側マスト２２ｂとで伸縮自在に構成されると共に、両マスト２２ａ、２２ｂ間には、センサマスト２２を強制的に伸縮させるマストシリンダ（電動シリンダ）２９が介設されている。つまり、レーザ受光器２３を用いて作業機３を昇降制御する場合には、耕深センサ用入力部１２にコネクタ２８を接続すると共に、ポジションレバー操作で作業機３を所望の基準高さ（目標高さ）に合わせ、しかる後、レーザ受光器２３を適正高さ（適正表示部２５ａの点滅で確認）に合わせるが、このとき、マスト伸縮スイッチ（図示せず）の操作に基づいてレーザ受光器２３の高さ合わせを行うことができるようになっている。そして、上記の準備作業が完了した後、耕深自動制御をＯＮにすれば、レーザ受光器２３を用いた作業機３の昇降制御が実行されることになり、また、この制御における作業機３の基準高さは、レーザ受光器２３の高さ調節もしくは耕深設定ボリューム１７の操作に基づいて変更することができるようになっている。
【００１４】叙述の如く構成された第一実施形態において、作業機３を昇降自在に連結可能な走行機体１に、耕深センサ９の検出信号を入力する耕深センサ用入力部１２と、該耕深センサ用入力部１２から入力される検出信号に基づいて作業機３を自動的に昇降制御する耕深自動制御手段とを備えるものであるが、前記作業機３に、レーザ投光器２４が投光するレーザ光の受光高さに基づいて作業機高さを検出するレーザ受光器２３を設けるにあたり、該レーザ受光器２３（高さ表示器２５）の検出信号を、信号変換器２６を介して前記耕深センサ９と互換性のある検出信号に変換すると共に、該変換信号を前記耕深センサ用入力部１２に入力して耕深自動制御手段で作業機３を昇降制御するため、レーザ受光器２３を用いて作業機３を昇降制御する場合に、既存の耕深センサ用入力部１２、耕深自動制御手段、耕深設定ボリューム１７等を利用することができる。従って、レーザ受光器２３に対応したセンサ入力部、昇降制御ソフト、高さ設定器等を追加する場合に比してコストダウンを計ることができる許りでなく、既存のトラクタでもレーザ受光器２３を用いた昇降制御を実行することが可能になる。
【００１５】しかも、本実施形態ＮＯ信号変換器２６は、ゲイン調整回路および基準電圧調整回路を備えるため、ゲイン調整操作具の操作に基づいて作業機３の昇降速度を調整することができる許りでなく、基準電圧調整操作具の操作に基づいて機種に適合した基準電圧を設定することができ、その結果、電圧変化率や基準電圧が相違する耕深センサ９を備えたトラクタにおいても、レーザ受光器２３を用いた作業機３の昇降制御を行うことができる。
【００１６】次に、本発明の第二の実施形態を図面に基づいて説明する。但し、第一実施形態と共通する構成については、説明を省略すると共に、図面の符号を引用する。さて、図面において、３０は走行機体１の後部に設けられるレーザ受光器用入力部であって、該レーザ受光器用入力部３０は、前記信号変換器２６を経由したレーザ受光器２３（もしくは高さ表示器２５）の出力信号、または、信号変換器２６を経由しないレーザ受光器２３（もしくは高さ表示器２５）の出力信号を専ら入力すべく、前記耕深センサ用入力部１２とは別個に設けられている。
【００１７】３１は運転席１５の前方に設けられるフロントパネルであって、該フロントパネル３１には、メータパネル３２、キースイッチ３３、ライトスイッチ３４等が組み込まれている。また、上記メータパネル３２には、エンジン回転計３５等のメータ類や、チャージランプ３６等のモニタランプ類が組み込まれているが、さらに、メータパネル３２の右下端部には、制御装置１３の制御状態や設定状態を表示可能な状態表示部３７が設けられている。つまり、状態表示部３７は、ｎ行ｍ桁の表示ドットを備える液晶パネルで構成されており、制御装置１３からの表示駆動信号に応じて任意の文字列もしくは図形を表示することができるようになっている。
【００１８】また、前記フロントパネル３１の右下端部には、メニュースイッチ３８、選択スイッチ３９、４０および決定スイッチ４１を備える表示操作部４２が設けられており、該表示操作部４２の操作に基づいて状態表示部３７の表示切換えを行うことができると共に、各表示画面における所定の操作に基づいて自動制御切換、設定データ変更等を行うことができるようになっている。
【００１９】さて、第二実施形態の制御装置１３には、レーザ受光器２３の検出信号に応じて作業機３を自動的に昇降制御する「レーザ制御」、耕深センサ９の検出信号に応じてマストシリンダ２９を自動的に伸縮制御し、かつレーザ受光器２３の検出信号に応じて作業機３を自動的に昇降制御する「レーザミックス制御」、前記表示操作部４２の操作に応じて「レーザ制御」や「レーザミックス制御」をＯＮ／ＯＦＦする「レーザ制御切換」等の制御プログラムが追加されており、以下、第二実施形態の要部である「レーザ制御」および「レーザミックス制御」の制御手順をフローチャートに基づいて説明する。
【００２０】前記「レーザ制御」では、レーザ制御モードであるか否かを判断し、該判断がＹＥＳの場合には、入力したレーザ受光器２３の検出信号に応じてリフトアーム４（作業機３）を自動的に昇降制御すると共に、レーザ光に対する現在の作業機高さを状態表示部３７に表示するようになっている。つまり、レーザ光に対する作業機高さが適正である場合には適正表示マーク（横長長方形）を点滅させ、レーザ光に対する作業機高さがやや高い場合には下げ指令表示マーク（下向き矢印）を点滅させ、レーザ光に対する作業機高さがかなり高い場合には下げ指令表示マークを連続点灯させ、レーザ光に対する作業機高さがやや低い場合には上げ指令表示マーク（上向き矢印）を点滅させ、さらに、レーザ光に対する作業機高さがかなり低い場合には上げ指令表示マークを連続点灯させることによって、レーザ光を基準とする作業機高さをオペレータに報知するが、この高さ表示は、運転席１５の前方に設けられる状態表示部３７において行われるため、作業機３の高さ制御状態を前向き姿勢のままオペレータが確認できる利点がある。
【００２１】一方、「レーザミックス制御」では、レーザミックス制御モードであるか否かを判断し、該判断がＹＥＳの場合は、前記「レーザ制御」と同様、入力したレーザ受光器２３の検出信号に応じてリフトアーム４（作業機３）を自動的に昇降制御することになるが、レーザスイッチ４３のＯＮ操作時（もしくは作業始め判断時）においては、耕深センサ９、耕深設定ボリューム１７等の信号に応じてレーザ受光器２３の高さを自動調整するようになっている。即ち、レーザ制御を開始するのに先立ち、耕深設定ボリューム１７の設定耕深と耕深センサ９の検出耕深とが一致すべく作業機３を自動的に昇降させた後、マストシリンダ２９を自動的に伸縮させてレーザ受光器２３を基準高さ（適正表示高さ）に位置合せするため、レーザ制御の目標高さ（基準高さ）を、作業機３の耕深を基準にして自動的に設定することが可能になり、その結果、レーザ受光器２３の高さ調整を簡略化することができる許りでなく、高低差のある圃場でも適正な目標高さ設定を行うことが可能になる。
【００２２】叙述の如く構成された第二実施形態において、耕深センサ用入力部１２とレーザ受光器用入力部３０とを別々に備えているため、耕深自動制御とレーザ制御との切換えに際して、コネクタを差し替えることなく、本機側の操作のみで両制御の切換えを行うことができる。
【００２３】また、レーザ制御では、入力したレーザ受光器２３の検出信号に応じて作業機３を自動的に昇降制御する許りでなく、レーザ光に対する現在の作業機高さを状態表示部３７に表示するため、作業機３の高さ制御状態を前向き姿勢のままオペレータが確認できる利点がある。
【００２４】また、レーザミックス制御では、レーザ制御を開始するのに先立ち、耕深設定ボリューム１７の設定耕深と耕深センサ９の検出耕深とが一致すべく作業機３を自動的に昇降させた後、マストシリンダ２９を自動的に伸縮させてレーザ受光器２３を基準高さに位置合せするため、レーザ制御の目標高さを、作業機３の耕深を基準にして自動的に設定することが可能になり、その結果、レーザ受光器２３の高さ調整を簡略化することができる許りでなく、高低差のある圃場でも適正な目標高さ設定を行うことが可能になる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８７８
【氏名又は名称】三菱農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１２月２日（１９９９．１２．２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８５３９４
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 哲夫
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１５７５０１（Ｐ２００１−１５７５０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年６月１２日（２００１．６．１２） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３４３１４４ |
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