JPH08191605A - 対地作業装置の姿勢制御装置及びその油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 大区画圃場においても耕盤深さの変化が少な
い昇降制御形態を採れるものを提供できるとともに、併
せて、ローリング制御形態との組み合わせにおいても有
用な対地作業装置の姿勢制御を提供する。 【構成】 走行機体１の左右傾斜を検出する傾斜検出手
段１１の検出結果に基づいて耕耘ロータリ３の左右傾斜
を設定値に維持するローリング制御手段と、耕耘ロータ
リ３の水平基準面に対する高さを検出するレーザ式発光
機１９とレーザ式受光機１８とを設けて、この高さ検出
機構の検出結果に基づいて耕耘ロータリ３の高さを設定
高さに維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、対地作業装置の左右傾
斜角を設定値に維持するローリング制御と耕深等を一定
に維持する昇降制御とを備えている対地作業装置の姿勢
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の昇降制御は、耕耘装置の後カバー
が泥面に沿って揺動するその揺動量より耕耘装置の対地
高さを計測し、その計測値に基づいて耕深を一定にする
等の制御形態を採っていた（例えば、特開平４‐３６０
６０５号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような制御形態
を採るものにあっては、泥面の水平基準面に対する高低
変化に応じて耕深が変化する為に、特に、１００Ｍ×１
００Ｍを越える大区画圃場においては、球形である地球
表面の影響を受ける為に、圃場の中心部と隅部では耕盤
の深さが異なるということもあった。本第１発明の目的
は、大区画圃場においても耕盤の深さの変化が少ない昇
降制御形態を採れるものを提供できるとともに、併せ
て、ローリング制御形態との組み合わせにおいても有用
な対地作業装置の姿勢制御を提供する点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本第１発明による特徴構
成は、走行機体に対して昇降作動自在及びローリング作
動自在に対地作業装置を取り付けるとともに、前記走行
機体の水平基準面に対する左右傾斜角を検出する傾斜検
出手段とその検出結果に基づいて前記対地作業装置の左
右傾斜角を目標傾斜角に維持するローリング制御手段と
を設け、前記対地作業装置の水平基準面に対する相対高
さを検出するレーザ式高さ検出手段とこの検出結果に基
づいて前記対地作業装置の水平基準高さを目標高さに維
持する昇降制御手段とを有している点にあり、その作用
効果は次の通りである。

【０００５】

【作用】つまり、水平面を基準として昇降制御を行うこ
とができるので、泥面の凹凸の影響を受けることなく、
耕深制御を行うことができる。しかも、レーザを検出手
段としているので、特に大区画圃場においてもセンサと
しての機能が高く、制御性能を高めている。一方、走行
機体の進行方向において耕深を一定にするだけでなく、
左右方向における高さを一定にすべくローリング制御す
るようにしてあるが、このローリング制御の形態が、走
行機体の水平基準面に対する傾斜角を検出して、左右傾
斜角を目標傾斜角に維持する制御形態を採っているの
で、昇降制御形態及びローリング制御形態が共に水平基
準面に基づいて行え、圃場における耕盤深さを目標深さ
に維持するのを容易に行うことができる。

【０００６】

【発明の効果】このように、昇降制御と同時にローリン
グ制御を行うことができるので、代掻き作業等のように
圃場全面を一回の作業走行で行う場合に有効である。但
し、昇降制御用としてレーザ式検出手段を採用している
ので、この検出手段を利用して、例えば、後記するよう
なレーザ受光機を対地作業装置の左右端に設けて、左右
端の高さの違いに基づいてローリング制御を行うことも
可能であるが、この場合においては対地作業装置に取り
付ける機器の数が多くなって対地作業装置の構造が複雑
重量化を来すことになり、余り好ましいことではない。
これに対して、本発明においては、ローリング制御にお
いては、傾斜検出手段を機体に設けることになるので、
対地作業装置の構成をそれだけ簡素化できるとともに、
対地作業装置の仕様変更等で取り替える場合にも傾斜検
出手段の取付けに影響はなく、かつ、レーザ式検出手段
を利用した昇降制御装置を従来の後カバー形式のものに
取り替えて使用する場合にも適応性は高いものである。

【０００７】〔その他の目的・構成・作用・効果〕 (1) 請求項２における発明の目的は、請求項１におけ
る発明の目的に加えて、昇降制御形態及びローリング制
御形態を構築するに、制御の安定する油圧回路構成を採
れるものを提供する点にあり、この為に採られた構成
は、請求項１の構成において、前記対地作業装置に対す
るローリング駆動用アクチュエータと昇降駆動用アクチ
ュエータとを設け、前記ローリング制御手段からの制御
指令に基づいて前記ローリング駆動用アクチュエータに
油圧動力を供給するローリング用油圧回路と前記昇降制
御手段からの制御指令に基づいて前記昇降駆動用アクチ
ュエータに油圧動力を供給する昇降用油圧回路とを、前
記ローリング用油圧回路を上流側に位置させて直列に接
続し、前記ローリング用油圧回路の上流側に分流弁を設
け、この分流弁からの制御流を前記ローリング用油圧回
路に供給するように構成してある点にあり、その作用効
果は次の通りである。つまり、ローリング用油圧回路に
分流弁からの制御流を導入するので、一定流量の油が送
られるところから、過剰な流量を供給した場合に比べて
シリンダ等のハンチング現象が少なく、制御が安定す
る。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図３に示すように、走行機体１の後端に３点リン
ク機構２を介して対地作業装置３としての耕耘ロータリ
を取り付けて、代掻き作業等を行うように農用トラクタ
を構成する。対地作業装置３を昇降駆動する昇降用アク
チュエータとしての昇降シリンダ５を設け、この昇降シ
リンダ５によって揺動駆動されるリフトアーム６，６
と、走行機体１に軸支されたロアーアーム７，７と、リ
フトアーム６とロアーアーム７とを連結するリフトロッ
ド８，８とを備えて、対地作業装置３を昇降駆動するよ
うに構成してある。

【０００９】運転部にレバー操作式のポジション設定具
（図示せず）を設けるとともに、リフトアーム６の対機
体高さを検出するリフトアームセンサ１３を設け、ポジ
ション設定具による設定値となるようにリフトアーム６
を駆動して、対地作業装置３を任意の高さに設定できる
ようになっている。ここで、図１に示すように、昇降シ
リンダ５に油圧動力を供給する油圧回路Ａについて説明
すると、昇降用油圧ポンプ４より後記する人為的切換制
御弁１４及び昇降用コントロールバルブ１５を介して昇
降シリンダ５に圧油を供給するように構成してあり、こ
の昇降用コントロールバルブ１５を前記したレバー操作
式のポジション設定具で駆動操作するように連係してい
る。

【００１０】リフトロッド８，８のうちの一方に油圧シ
リンダ９を設けてリフトロッド８を伸縮自在に構成し、
このシリンダ９の伸縮によって対地作業装置３の左右傾
斜を変更することが可能である。このシリンダ９をロー
リング駆動用アクチュエータと称する。このシリンダ９
に対しては伸縮ストロークを測定するストロークセンサ
１０を設けてあり、このストロークセンサ１０から信号
を、フィードバックするようにしてある。一方、走行機
体１にその走行機体１の水平基準面に対する左右傾斜を
検出する重力式の傾斜検出手段１１を設けるとともに、
運転部に傾斜角を設定する傾斜角設定器１２を設け、こ
の傾斜検出手段１１からの検出信号に基づいて設定傾斜
角となるように油圧シリンダ９を駆動制御する。前記し
た切換制御弁１４は、３位置切換式の手動式制御弁であ
り、中間操作位置Ｎにおいて昇降用コントロールバルブ
１５へ連通する状態に切換え、左右一方の第１操作位置
Ｒにおいて後記するローリング用油圧回路Ｂ及び自動昇
降用油圧回路Ｃへ連通する状態に切り換える。

【００１１】ローリング用油圧回路Ｂとしては、主とし
て３位置切換式の電磁式制御弁１６を設けてあり、電磁
式制御弁１６の操作位置を切換ることによって、ローリ
ング用シリンダ９を正逆駆動するようにしてある。

【００１２】次に、対地作業装置３の自動昇降制御手段
について説明する。図３に示すように、対地作業装置３
にフレーム１７を立設してレーザ受光機１８を設置す
る。このレーザ受光機１８としては、ＣＣＤ等を使用し
た受光素子が使用される。一方、圃場における畦等に水
平基準高さを決めるレーザ発光機１９を支持台２０に装
着し、このレーザ発光機１９を６００ＲＰＭでスキャン
ニングさせてレーザ光を受光機１８に照射する。また、
回転軸も傾斜させることが可能である。制御形態として
は、常にレーザ光を受光機１８が受けるように対地作業
装置３を昇降させて、耕深を一定に維持する耕深制御を
行うことになる。この場合の作業形態は代掻き等が該当
する。このようなレーザを用いて対地作業装置３の水平
基準面に対する相対高さを検出するものをレーザ式高さ
検出手段と称する。このレーザ式高さ検出手段の検出結
果を昇降制御手段に導入し、自動昇降用コントロールバ
ルブ２１を作動させて、対地作業装置３を水平基準面に
基づいて耕深制御するようにする。自動昇降用コントロ
ールバルブ２１は、上昇用バルブ２１Ａと下降用バルブ
２１Ｂとを備えて、両者の切換えによって対地作業装置
３を昇降制御する自動昇降用油圧回路Ｃを構成する。

【００１３】以上のように、ローリング制御手段と自動
昇降制御手段とは、マイクロコンピュータ等を使用した
もので構成される。

【００１４】次に、油圧回路の構成を説明する。図１に
示すように、切換制御弁１４とローリング用油圧回路Ｂ
との間の油路に分流弁２２を介装し、この分流弁２２か
らの制御流をローリング用油圧回路Ｂに供給するととも
に、残りの余剰流をタンクＴに戻すようにしてある。ロ
ーリング用油圧回路Ｂに導入された制御流は、ローリン
グ用油圧回路Ｂに直列接続された自動昇降用油圧回路Ｃ
に導入された後に、昇降用シリンダ５に至る。このよう
に、ローリング用油圧回路Ｂを自動昇降用油圧回路Ｃよ
り上流側に配置してあるので、自動昇降用油圧回路Ｃが
作動している場合であっても、ローリング用油圧回路Ｂ
が作動しないといった事態を回避できる。しかも、ロー
リング用油圧回路Ｂが作動しない場合であっても、分流
弁２２によって分流された制御流のみが自動昇降用油圧
回路Ｂに供給されるので、発熱やポンプの劣化等を招来
することがない。

【００１５】〔別実施例〕以上のような基本構成に対し
て、次のような構成を採ってもよい。 (1) レーザ受光機１８とレーザ発光機１９との取付対
象を入れ換えて取り付けてもよい。 (2) 受光機１８として、縦向きに複数個のアレイを並
べて、受光感度の高い受光素子の検出結果に基づいて高
さの偏差を演算して、その偏差を修正するように制御し
てもよい。

【００１６】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧回路図

【図２】制御構成図

【図３】農用トラクタを示す側面図

【符号の説明】

１ 走行機体 ３ 対地作業装置 ５ 昇降駆動用アクチュエータ ９ ローリング駆動用アクチュエータ １１ 傾斜検出手段 ２２ 分流弁 Ｂ ローリング用油圧回路 Ｃ 昇降用油圧回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体（１）に対して昇降作動自在及
   びローリング作動自在に対地作業装置（３）を取り付け
   るとともに、前記走行機体（１）の水平基準面に対する
   左右傾斜角を検出する傾斜検出手段（１１）とその検出
   結果に基づいて前記対地作業装置（３）の左右傾斜角を
   目標傾斜角に維持するローリング制御手段とを設け、前
   記対地作業装置（３）の水平基準面に対する相対高さを
   検出するレーザ式高さ検出手段とこの検出結果に基づい
   て前記対地作業装置（３）の水平基準高さを目標高さに
   維持する昇降制御手段とを有している対地作業装置の姿
   勢制御装置。
2. 【請求項２】 前記対地作業装置（３）に対するローリ
   ング駆動用アクチュエータ（９）と昇降駆動用アクチュ
   エータ（５）とを設け、前記ローリング制御手段からの
   制御指令に基づいて前記ローリング駆動用アクチュエー
   タ（９）に油圧動力を供給するローリング用油圧回路
   （Ｂ）と前記昇降制御手段からの制御指令に基づいて前
   記昇降駆動用アクチュエータ（５）に油圧動力を供給す
   る昇降用油圧回路（Ｃ）とを、前記ローリング用油圧回
   路（Ｂ）を上流側に位置させて直列に接続し、前記ロー
   リング用油圧回路（Ｂ）の上流側に分流弁（２２）を設
   け、この分流弁（２２）からの制御流を前記ローリング
   用油圧回路（Ｂ）に供給するように構成してある請求項
   １記載の対地作業装置の姿勢制御装置用油圧回路。