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【発明の名称】 農作業機
【発明者】 【氏名】楫野 豊
【氏名】十亀 治光
【課題】本発明では、農作業機に対地作業機を装着した構成で、機体の左右傾きが細かい周期で繰り返されるような農作業中にも、対地作業機の姿勢が乱れることが無いようにすることを課題とする。

【解決手段】農作業機に対地作業機をローリング可能に装着し、農作業機の走行機体に設けた傾斜センサと角速度センサの検出信号で対地作業機をローリング制御するにあたり、前記角速度センサが所定値以上の角速度を検出すると角速度センサの検出値に基づいてローリング制御を行なうと共に、角速度センサの検出信号を無視してローリング制御を行うように切り換える制御選択スイッチを設け、必要に応じて制御選択スイッチの切り換え操作を行って傾斜センサのみの検出信号でローリング制御すべく構成したことを特徴とする農作業機の構成とする。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
農作業機(1)に対地作業機(18)をローリング可能に装着し、農作業機(1)の走行機体に設けた傾斜センサ(14)と角速度センサ(16)の検出信号で対地作業機(18)をローリング制御するにあたり、前記角速度センサ(16)が所定値以上の角速度を検出すると角速度センサ(16)の検出値に基づいてローリング制御を行なうと共に、角速度センサ(16)の検出信号を無視してローリング制御を行うように切り換える制御選択スイッチ(36)を設け、必要に応じて制御選択スイッチ(36)の切り換え操作を行って傾斜センサ(14)のみの検出信号でローリング制御すべく構成したことを特徴とする農作業機。
【請求項2】
前記角速度センサ(16)の検出信号が異常値を検出した場合には、自動切り換えによって傾斜センサ(14)の検出信号のみでローリング制御を行うように構成したことを特徴とする請求項1に記載の農作業機。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【0001】
この発明は、農作業を行なう農作業機であり、特に農業用トラクタに装着するロータリ耕耘機等の対地作業機のローリング制御に関するものである。
【背景技術】
【0002】
農作業機の対地作業機のローリング制御は、走行機体の左右傾斜角度を検出する傾斜センサと、走行機体の左右方向への傾斜角速度を検出する角速度センサの二つのセンサが検出する信号で、走行機体に対して対地作業機をローリング駆動して、対地作業機の地面に対する左右方向の対地姿勢を一定に保持し作業を行うように制御する。
【0003】
例えば、特開2004−113029号公報には傾斜センサと角速度センサの二つのセンサを備え、角速度センサが故障した場合でもローリング制御を可能にする技術が記載されている。
【特許文献1】特開2004−113029号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前記の対地作業機のローリング制御は、傾斜センサの検出する走行機体の水平に対する傾斜角で対地作業機の走行機体に対する傾きを修正し、角速度センサの検出する走行機体の急激な傾き動作でも走行機体に対する対地作業機の傾き修正を緩やかにするようにしている。しかし、耕耘時の旋回操作によって形成された土壌の凹みを均す作業の場合に農作業機の車輪が凹みに落込むことが繰り返されることで、走行機体の左右方向の傾き変動が細かい周期で繰り返されるような場合に、角速度センサによる緩やかな傾き修正が応答遅れとなって、対地作業機の姿勢が乱れる原因となっていた。
【0005】
そこで、本発明では、農作業機に対地作業機を装着した構成で、機体の左右傾きが細かい周期で繰り返されるような農作業中にも、対地作業機の姿勢が乱れることが無いようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明は、上述の如き課題を解決するために、以下のような技術的手段を講じる。
即ち、請求項1記載の発明では、農作業機(1)に対地作業機(18)をローリング可能に装着し、農作業機(1)の走行機体に設けた傾斜センサ(14)と角速度センサ(16)の検出信号で対地作業機(18)をローリング制御するにあたり、前記角速度センサ(16)が所定値以上の角速度を検出すると角速度センサ(16)の検出値に基づいてローリング制御を行なうと共に、角速度センサ(16)の検出信号を無視してローリング制御を行うように切り換える制御選択スイッチ(36)を設け、必要に応じて制御選択スイッチ(36)の切り換え操作を行って傾斜センサ(14)のみの検出信号でローリング制御すべく構成したことを特徴とする農作業機としたものである。
【0007】
この構成で、角速度センサ(16)は反応が速く、傾斜センサ(14)は反応が遅いという特徴を有している。通常のローリング制御は傾斜センサ(14)で行なうが、角速度センサ(16)が所定値以上の角速度値を検出すると角速度センサ(16)の検出信号で対地作業機(18)をローリング制御する。
【0008】
しかし、頻繁な凹凸が繰り返されるような場合には、制御選択スイッチ(36)で角速度センサ(16)の検出信号を無視して傾斜センサ(14)のみの検出信号でローリング制御を行うようにする。
【0009】
請求項2記載の発明では、前記角速度センサ(16)の検出信号が異常値を検出した場合には、自動切り換えによって傾斜センサ(14)の検出信号のみでローリング制御を行うように構成したことを特徴とする請求項1に記載の農作業機としたものである。
【0010】
この構成で、角速度センサ(16)が破損したり断線した場合には、自動的に傾斜センサ(14)のみの検出信号でローリング制御を行って、対地作業機が異常な動きをするのを防ぐ。
【発明の効果】
【0011】
請求項1記載の発明によると、傾斜センサ(14)及び角速度センサ(16)によるローリング制御においては、角速度センサ(16)が所定値以上の角速度値を検出すると角速度センサ(16)の検出信号で対地作業機(18)をローリング制御を行なうことで、急に機体が傾斜した場合に速やかに対地作業機(18)の制御を行なうことができるようになる。また、制御選択スイッチ(36)の切り換え操作によって角速度センサ(16)からの検出信号を無視することで、作業者の意図に応じた良好な作業を行なうことができる、対地作業機(18)を安定した作業姿勢に保持出来る。
【0012】
請求項2記載の発明によると、角速度センサ(16)が破損したり断線しても対地作業機(18)が異常な動きをしないで安全である。
【発明を実施するための最良の形態】
【0013】
次に、本発明の実施の形態について、具体的に構成された実施例について、図面を参照しつつ説明する。
農作業機の実施例はトラクタ1であって、機体前部にエンジン2を搭載して設け、このエンジン2の回転動力をミッションケース3内の変速装置4に伝え、この変速装置4で減速された回転動力を前輪5と後輪6とに伝えるようにしている。ミッションケース3の上部には油圧シリンダケース7が搭載され、この油圧シリンダケース7の左右両側にリフトアーム8,8を回動自由に枢着している。油圧シリンダケース7内の油圧シリンダ9内に作動油が供給されるとリフトアーム8,8が上昇回動し、反対に作動油が排出されるとリフトアーム8,8は下降するように構成している。
【0014】
さらに、リフトアーム8,8と左右のロワーリンク10,10とはリフトロッド12,12で相互に連結され、このうち片側(右側)のリフトロッド12aは複動式の油圧シリンダで構成される。この油圧シリンダ12aの横にはシリンダ長さを検出するストロークセンサ13が固着されている。14はトラクタ1の左右方向の傾斜角度を検出する傾斜センサで、16はトラクタ1の左右方向への傾き速度を検出する角速度センサで、それぞれ油圧シリンダケース7の横側に取り付けられ、後述するようにこの傾斜センサ14と角速度センサ16の検出値と前記ストロークセンサ13の検出値と傾き調整ダイヤル15の設定値とから作業機の傾斜制御量が算出され、コントローラ30からの指示により作業機を設定された左右傾斜角度に維持するようにしている。
【0015】
なお、この実施例では、作業機としてロータリ耕耘機18を例に挙げているが、ロータリ耕耘機18以外の、例えば畦塗機や薬剤散布機等の農作業機であってもよい。前記ロータリ耕耘機18は耕耘爪20とこの耕耘爪20の上方を覆うロータリカバー22と、ロータリカバー22の後部に枢着されたリヤカバー23等からなり、トラクタ1側のPTO軸から動力を受けて耕耘軸19を回転させ、耕耘軸19に取り付けられた複数個の耕耘爪20によって土壌を耕起する。
【0016】
ロータリ耕耘機18のロータリカバー22の後上部左右には耕深を検出するポテンショ式の左右デプスセンサ37,38が設けられ、トラクタ1の操縦席側に設けられたダイヤル調整式の耕深設定器25によって設定された耕深となるようにリフトアーム8,8が回動操作されてロータリ耕耘機18全体が昇降し、設定耕深を維持するようにしている。
【0017】
ポジション設定器26は油圧操作レバー28の回動基部に取り付けられ、リフトアーム角センサ27はリフトアーム8の回動基部に取り付けられる。
ロータリ耕耘機18の後方へ伸びるフレーム21の前後に土壌面との距離を検出する光学変位センサ17a,17bを設けて実走行速度を算出するようにしているが、この前後光学変位センサ17a,17bの発光による距離測定のタイミングを僅かにずらして干渉による誤測定を防ぐようにしている。
【0018】
次に、図2に示す制御ブロック図について説明する。作業機の昇降制御、及び傾斜制御を司るコントローラ30の入力側には、前記ポジション設定器26とリフトアーム角センサ27が接続され、前記左右デプスセンサ37,38、耕深設定器25もコントローラ30に接続され、耕深制御時に耕深設定器25で設定した耕深設定値と左右デプスセンサ37,38が検出した値が一致するように耕深制御がなされる。
【0019】
作業機の左右ローリングモードを種々設定する傾斜モード切換スイッチ29、傾き調整ダイヤル15、傾斜センサ14、ストロークセンサ13、角速度センサ16、後述するローリング制御方法を変更する制御選択スイッチ36もコントローラ30に接続される。
【0020】
さらに、油圧リフトロッド12aを手動で伸縮させる水平手動スイッチ35と、後述する耕耘深さ制御を変更する耕深制御センサ選択スイッチ39をコントローラ30の入力側に接続している。
【0021】
コントローラ30の出力側には、リフトアーム8を昇降させる上昇ソレノイド31と下降ソレノイド32、油圧リフトロッド12aを伸縮させる伸長ソレノイド33と短縮ソレノイド34を接続している。
【0022】
傾斜モード切換スイッチ29を「平行」位置にセットすると本機に対する作業機の左右姿勢が平行状態となり、すなわち、左右のリフトロッド12,12の長さが一致する状態となる。「平行」位置は更に2位置の設定が可能で「固定位置」にすると作業機は本機に対して常に平行になり、「揺動」の位置にすると平行状態を維持するように傾斜センサ14と角速度センサ16の検出値に応じてローリング制御が加わるようにしている。
【0023】
このローリング制御は、機体が傾いたときに作業機も同じ方向に傾こうとするのを阻止すべく、傾斜方向とは逆の方向の出力を油圧リフトロッド12aに与えるものであり、角速度センサ16の検出値が大の場合だけ、その変化量を作業機傾斜角度に換算し、作業機を逆方向側に傾けるように出力する。
【0024】
傾斜モード切換スイッチ29を「手動」位置にセットすると、自動のローリング制御はカットされ、水平手動スイッチ35を押したときだけ油圧リフトロッド12aが伸縮制御される。このような構成において、ロータリ耕耘作業を行なう場合、通常は傾斜モード切換スイッチ29を「揺動」の位置にセットして耕耘作業を行なう。このモードに設定すると、トラクタ1が左右方向に小刻みに揺動してもその後方のロータリ耕耘機18は常に水平となるように制御され、この結果、ロータリ耕耘機18に畦立器を装着して畦立作業を行なうと上面が水平な畦が形成されることになる。
【0025】
また、走行機体に作業機を装着して、平行制御で作業を行なう場合、例えば畦塗り作業を行なう場合には、前記傾斜モード切換スイッチ29を「揺動」位置にセットする。この状態で走行機体を前進させると、走行機体が傾いた方向に作業機も傾くが、その変化が速い場合、言い換えると変化速度が設定された値よりも大きいときには角速度センサ16がそれを検知し、変化量分を作業機傾斜角度に換算する。そして、作業機姿勢を算出された傾斜分だけ逆方向側に修正し、本機と一緒に傾こうとしている作業機の変化を抑える。
【0026】
この平行制御で、トラクタ1の後輪6が凹凸部に入り込んでも作業機側の方の姿勢変化は少なくなり、耕耘畦立作業にあっては畦上面が水平で滑らかに形成され、畦塗作業にあっては変化の前後で畦上面に段差が生じたり、亀裂が入ったりすることがなく、美麗な畦が形成できるものである。
【0027】
なお、この実施例においては、作業機傾斜変更後の走行機体平行復帰出力は、角速度センサ16の変化検出値が一定以下になったときに行なうようにしている。このように構成すれば、走行機体姿勢が安定した後、作業機を走行機体と平行に復帰させることができ作業跡が滑らかになるものである。この場合において、平行復帰出力は作業姿勢変更出力よりも遅くするようにした。即ち、走行機体が左右方向に傾いたために作業機の姿勢が大きく変わる際には油圧リフトロッドに対して速い制御出力を出すが、作業機を元の対走行機体平行位置に復帰させる場合にはやや遅めの制御出力を出すようにした。また、この場合において、平行に戻すときの復帰出力はトラクタ1の速度に応じて変えてもよい。車速が速いときには平行復帰出力を速めに出し、車速が遅いときには平行復帰出力を遅めに出すようにすれば作業跡が不揃いとなることがない。
【0028】
また、この実施例では、耕作地に凹部が多くあって前輪5や後輪6がその凹部に落込んで走行機体が左右に激しく揺動する場合には、図3の如く制御選択スイッチ36をオンして傾斜センサのみの平行制御に切り換える。
【0029】
すなわち、ステップS1で各センサとスイッチ類の制御信号を読込み、ステップS2で制御選択スイッチ36のオン・オフを判定し、オンであれば、S3で傾斜センサ14の検出データのみに基づいて水平制御を行い、オフであれば、S4で傾斜センサ14と角速度センサ16の検出データに基づいて水平制御を行う。
【0030】
上記の制御選択スイッチ36のオン・オフによる制御切り換えは手動で行うが、角速度センサ16の検出データが異常値を示したり断線値を示したりすると、S3の傾斜センサ14の検出データのみに基づいて水平制御を行うように自動切換にしても良い。
【0031】
なお、角速度センサ16は、車体の振動を検出するので、ラグ車輪による振動を検出し、路上走行中の高振動と圃場走行中の低振動を判別して、路上走行中と判別すれば前記ミッションケース3の変速装置4を自動で高速走行に変速し圃場走行中と判別すれば自動で低速走行に切り換えるようにしても良い。その際に、路上走行か圃場走行かが判別し難い路面状況の場合には、この自動変速を行わないようにする解除スイッチを設けて自動変速を行わないようにする。
【0032】
図4の制御は、ロータリ耕耘機18による傾斜地の耕耘作業時の耕耘深さ制御で、耕深設定器25で設定した耕耘深さを維持するために採用する左右デプスセンサ37,38の検出値を山側の検出データに限るようにしている。従来は山側と谷側の検出データの平均値で制御するようにしていたが、前記のように山側の検出データを採用することで、耕耘土の持ち回りの影響を少なくして畝の凹凸が安定する。なお、この制御は、傾斜センサ14の検出する左右傾斜角が所定角度以上になった場合に行う。
【0033】
すなわち、この制御は、ステップS10で各センサとスイッチ類の制御信号を読込み、ステップS11で傾斜センサ14が右傾斜値を検出しているかを判定し、YESであれば、S12で左デプスセンサ37の検出データのみに基づいて耕深制御を行い、NOであれば、S13で右デプスセンサ38の検出データのみに基づいて耕深制御を行う。
【0034】
なお、上記の耕耘深さ制御を左右デプスセンサ37,38の検出値の山側検出データに限るようにする耕深制御センサ選択スイッチ39のオンによって実行するようにして、オペレータの好みで変更出来るようにしても良い。
【0035】
図5の制御は、耕起した耕作地を均す場合の制御で、部分的凹部によって走行機体が傾いた際にロータリ耕耘機18が走行機体の傾きと逆方向に傾いて凹部から浮き上がって凹部を均さない現象になることを防ぐ均し制御である。この制御にするにはポジション設定器26を操作する。
【0036】
まず、ステップS20で各センサとスイッチ類の制御信号を読込み、ステップS21で傾斜センサ14が検出する走行機体の傾斜角が5°より大きいかを判定し、傾斜角が5°以下であればステップS22で通常の平行制御を行う。傾斜角が5°より大きければステップS23で右傾斜かの判定を行い、YESであればステップS24でロータリ耕耘機18の本機に対する制御目標を所定角度だけ右に傾け、NOであればステップS25でロータリ耕耘機18の本機に対する制御目標を所定角度だけ左に傾ける。なお、制御目標を左右に傾ける所定角度は、傾き調整ダイヤル15で設定したり、走行機体の傾き角度によって所定計算で自動的に設定したりすることも出来る。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本実施例のトラクタの全体側面図である。
【図2】制御のブロック図である。
【図3】制御のフローチャート図である。
【図4】制御のフローチャート図である。
【図5】制御のフローチャート図である。
【符号の説明】
【0038】
1 農作業機(トラクタ)
14 傾斜センサ
16 角速度センサ
18 対地作業機(ロータリ耕耘機)
36 制御選択スイッチ
【出願人】 【識別番号】000000125
【氏名又は名称】井関農機株式会社
【出願日】 平成20年5月30日(2008.5.30)
【代理人】
【公開番号】 特開2009−284843(P2009−284843A)
【公開日】 平成21年12月10日(2009.12.10)
【出願番号】 特願2008−142415(P2008−142415)