JPH0147121B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、三点リンク機構を介して対地作業装
置を連結した走行本機側に機体左右傾斜角を検出
するセンサーを設け、このセンサーの機体傾斜角
検出結果に基いて、前記三点リンク機構における
一方のリフトロツドを伸縮して前記対地作業装置
の対地姿勢を調節するローリング制御機構を備え
たローリング制御機構付作業車に関するものであ
る。

〔従来の技術〕

従来のこの種のローリング制御機構付作業車に
おいては、ローリング検出用センサーが対地作業
装置側に付設されていたが、これによるときは、
耕耘ロータリーや多連プラウといつた各種の対地
作業装置を走行本機に選択連結しての各作業夫々
においてローリング制御を行なわんとした場合、
各対地作業装置夫々にセンサーを付設する必要が
あり、センサーの付け替えセツトが甚だ煩わしい
ものとなつていた。またセンサーを取付けられな
い対地作業装置を走行本機に連結した場合は、ロ
ーリング制御形態での作業が行えないという欠点
が有り、 本出願人は上記実情に鑑み、ローリング検出用
センサーを走行本機側に設けた作業機に関する考
案を先に提供した（実願昭55−99000号）。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、この作業機におけるローリング
制御においては連結される作業装置の姿勢制御が
十分ではなく、下記に示す不都合が有つた。

即ち、上記ローリング制御機構は、一方のリフ
トロツドを伸縮することによる三点リンク機構全
体のねじれ運動によつて作業装置の姿勢（左右方
向の傾き）を調節すべく構成してあるので、基準
姿勢（水平状態）に対する機体の傾斜方向によつ
ては同一傾斜角度であつてもロツドの伸縮量（制
御量）が異なるという特性が有つた。

具体的には第５図イに示すように、背面視にお
いて、左右一対のリフトアーム３，３′に対し、
三点リンク機構を構成するロアーリンク６，６′
がリフトロツド７，７′を介して吊下げ状態で支
持されているものでは、一方（右側）のリフトロ
ツド７′を伸縮させると、この三点リンク機構に
は単一のローリング軸芯が存在しないため、対地
作業装置（図示せず）は、非伸縮型のリフトロツ
ド７（左側）のロアーリンク６を、疑似的な中心
としてローリング作動を行う、又、前記した基準
姿勢（水平）とは、左右のリフトロツド７，７′
夫々を等しい長さに設定した状態での対地作業装
置の姿勢であり、この姿勢は、走行本機に対して
対地作業装置が平行する。

ここで、リフトロツド７′を収縮させることで
対地作業装置を角度＋βだけローリングさせた場
合と、リフトロツド７′を伸長させることで対地
作業装置を角度−βだけローリングさせた場合と
におけるリフトロツド７′の伸縮量を比較すると、
左右のロアーリンク６，６′は終端部において対
地作業装置と連結しているため、その間隔が広狭
に変化すること無く一定の距離を保つた状態で、
同図に示す如く、伸縮するリフトロツド７′とロ
アーリンク６′との連結点Ｑが他方のロアーリン
ク６を中心として円弧運動する。

又、このように対地作業装置を角度＋β，−β
だけローリングさせた際におけるリフトロツド
７′とロアーリンク６′との連結点＋Ｑ，−Ｑ夫々
を基点としてリフトアーム３′に対する直線距離
が、対地作業装置を角度＋β，−βだけローリン
グさせた場合におけるリフトロツド７′の寸法で
ある。

そして、対地作業装置を水平に設定した状態で
の伸縮側のリフトロツド７′とロアーリンク６′と
の連結点Ｑと、この側のリフトアーム３′とを結
ぶ直線Ｖを想定し、ローリング軸芯と前記＋β，
−β夫々とを結ぶ直線の前記直線Ｖに対する交点
を＋Ｒ，−Ｒと想定し、この側のリフトアーム
３′を中心として前記連結点＋β，−βまでの直線
距離L_u，L_Dを半径とする円弧を描き、この円弧
と前記直線Ｖとの交点＋Q′，−Q′を想定し、この
側のリフトアーム３′と連結点Ｑとの直線距離L_p
を想定すると、連結点Ｑと交点＋Ｒ，−Ｒ夫々と
の距離が等しく、交点＋Ｒ，−Q′との間の距離
ΔUが、交点−Ｒ，−Q′との間の距離ΔDより大き
いため、つまり、ΔU＞ΔDの関係が成り立つこ
とから、 L_D−L_p＞L_p−L_u の関係が成り立ち、この三点リンク機構では対地
作業装置を水平姿勢を基準としてリフトロツド
７′を収縮させる域ヘローリングさせる場合と、
リフトロツド７′を伸長させる域ヘローリングさ
せる場合とでは、ローリング量が等しい場合であ
つても、リフトロツド７′の収縮量と比較して伸
長量が大きくなるという特性を有するのである。

尚、実際に農用トラクタ等に対して備えられる
三点リンク機構の背面視における形態は第５図ロ
に示すように左右一対のリフトアーム３，３′の
間隔に対し左右一対のロアーリンク６，６′の間
隔が大きく設定されているためリフトロツド７，
７′は傾斜姿勢に配置されることになる。

そして、このように構成された三点リンク機構
によつて対地作業装置をローリング作動させる場
合について前述と略同様の解析を行うと、 L_D−L_p＜L_p−L_u という前述と逆の特性を得ることが理解できる。

つまり、この不都合は、三点リンク機構を介し
て支持された対地作業装置をローリング作動させ
る場合に、一方のリフトロツドの伸縮によりロー
リング作動を行うために生ずるものであり、その
特性も三点リンク機構の形態により一定しないの
である。

このため、前記センサーの検出傾斜角度に基づ
いて直ちに比例制御を行うと誤差が増大するとい
う不都合を生ずることも判明した。

本発明の目的は、対地作業装置が走行本機に対
して平行する姿勢を基準にして、いずれの方向に
傾斜する姿勢に制御される場合でも、対地作業装
置を高い精度でローリング制御する点にある。

〔問題を解決するための手段〕

本発明の特徴は、前述のように三点リンク機構
の一方のリフトロツドの伸縮によつて対地作業装
置のローリング作動を行う作業車において、前記
センサーの検出結果に基いて設定される対地作業
装置の目標姿勢が、対走行本機平行姿勢を基準に
して、前記リフトロツドを収縮させる域、あるい
は、伸長させる域のいずれ側に位置するかを判別
すると共に、いずれの域内においても、走行本機
が所定量傾斜した際には、この傾斜に対応して対
地作業装置を復元させるためのローリング作動量
が前記所定量と等しくなるよう、前記判別結果に
基づき、ローリング制御機構の前記傾斜角に対す
る制御ゲインを異なるゲインに切換える手段を設
けてある点にあり、その作用、及び、効果は次の
通りである。

〔作用〕

上記特徴を例えば第２図及び第３図に示すよう
に構成すると、対地作業装置２のローリング制御
の目標姿勢が水平（対地平行）であり、走行本機
１が水平を基準にして左右いずれかの方向に傾斜
した場合には、コンパレータA₇の出力信号によ
り、アナログスイツチSW₁がいずれかの側に切換
わることで、演算増幅器A₂からの出力は、絶対
値回路からの出力電圧Ｖ｜θ｜を２種の特性に変
換し、この変換された信号が目標電圧V_zとなる。

尚、この目標電圧V_zを走行本機１の左右傾斜
を基準にグラフを描くと第４図のようになる。

〔発明の効果〕

従つて、対地作業装置が走行本機に対して平行
する姿勢を基準にして、いずれの方向に傾斜する
姿勢に制御される場合でも、対地作業装置を高い
精度でローリング制御できるのである。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

第１図に示すように、走行本機としてのトラク
タ１の後部に、対地作業装置の一例としての耕耘
ロータリー２を、左右一対のリフトアーム３，
３′に連動連結する左右一対のロアーリンク４，
４′とトツプリンク５とから成る三点リンク機構
６を介して前記トラクタ１と一体にローリングす
る状態で駆動昇降自在に連結してある作業機にお
いて、第２図にも示すように、前記トラクタ１の
ローリングに伴なう前記耕耘ロータリー２のロー
リング、つまり、水平に対する左右傾き角度θを
検出するセンサーS₁を前記トラクタ１側に付設
し、これによる検出に基づいて、前記相対応する
ロアーリンク４，４′とリフトアーム３，３′とを
連結する左右一対のリフトロツド７，７′の一方
７′を油圧シリンダ８を介して伸縮することによ
り、前記耕耘ロータリー２の対地左右姿勢を、こ
れが設定姿勢（水平姿勢）となるように自動的に
修正するローリング制御機構Ａを設けてある。

前記三点リンク機構６は、そのリフトアーム
３，３′を油圧シリンダ９によつて昇降駆動する
ことによつて、前記耕耘ロータリー２をトラクタ
１に対して昇降できるように構成してあり、もつ
て耕耘ロータリー２の対地高さを調節可能にして
ある。

又、一方の前記リフトロツド７′を伸縮する油
圧シリンダ８には、その伸縮量ｌを検出するセン
サーS₂を設けてあり、もつて、リフトロツド７′
の長さ変位を検出すべく構成してある。

尚、前記センサーS₁は左右揺動自在に垂下した
重錘によつて操作される回動型のポテンシヨメー
タが用いられ、その回動角、すなわち機体傾斜角
θに対応した電圧V₁を発生すべく構成してある。

一方、前記センサーS₂は直線スライド型のポテ
ンシヨメータが利用され、前記油圧シリンダ８の
伸縮量ｌに対応した電圧V₂を発生すべく構成し
てある。

次に前記センサーS₁，S₂の検出電圧V₁，V₂に
基いて、前記耕耘ロータリー２の左右傾斜姿勢を
調節する制御回路を第３図に基づいて詳細に説明
する。

制御回路１０は、基本的に、センサーS₁の出力
電圧V₁を機体傾斜角θの基準（水平状態θ＝０）
からの変位量の大きさとその方向を判別可能な電
圧V〓に変換する前置増幅器A₁、この増幅器A₁の
出力電圧V〓を前記傾斜角θの基準に対する変位
方向によつて、制御ゲインを変えるためのゲイン
変換器１１、この変換器１１の出力電圧V|〓|
と前記増幅器A₁の出力電圧V〓とを加減算して前
記油圧シリンダ８の伸縮量ｌに対応するシリンダ
長の目標電圧V_zに変換する演算増幅器A₂、前記
センサーS₂の出力電圧V₂を前記目標電圧V_zのス
ケールと同一スケールのシリンダ長に対応する電
圧Vlに変換する前置増幅器A₃、前記目標電圧V_z
とシリンダ長の検出電圧Vlとを比較して油圧シ
リンダ８の電磁バルブ１２を駆動するための制御
信号を発生するコンパレータ群１３、およびこの
コンパレータ群１３の出力信号を受け電磁バルブ
１２を駆動するドライバー回路１４によつて構成
してあり、前記センサーS₁の機体傾斜角θに基い
て変換された目標電圧V_zとセンサーS₂のシリン
ダ長に対応する検出電圧Vlとが等しくなるよう
に油圧シリンダ８の伸縮量を制御して、もつて、
前記耕耘ロータリー２の姿勢を走行本機１の左右
傾きに拘わらず水平に維持するのである。

前記前置増幅器A₁は、センサーS₁から出力さ
れる電圧V₁を、機体が水平θ＝０の状態に対応
する基準電圧V〓Ｈに対して傾斜角θに比例した
電圧V〓に変換すべく構成してある。

即ち、前記基準電圧V〓Ｈより出力電圧V〓が大
きい場合は機体が右上りθ＞０に、小さい場合は
機体が上りθ＜０に、夫々対応するのである。

前記ゲイン変換器１１は、前置増幅器A₁の出
力電圧V〓の基準電圧V〓Ｈに対して、負の範囲V〓
＜V〓Ｈの電圧を所定ゲインK₁で反転増幅し、か
つ、正の範囲V〓≧V〓Ｈでは出力電圧がOVである
反転増幅器A₄と、前記電圧V〓の基準電圧V〓Ｈに
対して、正の範囲V〓＞V〓Ｈの電圧を所定ゲイン
K₂で非反転増幅し、かつ、負の範囲V〓≦V〓Ｈで
は出力電圧がOVであ非反転増幅器A₅と、この増
幅器A₅および前記増幅器A₄の出力電圧Ｖ｜＋θ
｜，Ｖ｜−θ｜を合成する加算器A₆、および前
記検出電圧V〓の基準電圧V〓Ｈに対する大小、す
なわち傾斜角θの方向を判別して、右上りθ≧０
で“Ｈ”レベル、左上りθ＜０で“Ｌ”レベルの
論理信号C₁を出力するコンパレータA₇を備えて
あり、もつて、絶対値回路と等価な回路を構成し
てある。

前記演算増幅器A₂は、傾斜角θに対応する電
圧V〓と、前記ゲイン変換器１１である絶対値回
路の出力電圧V|〓|とを傾斜角θの方向に応じ
て加算又は減算すべく、コンパレータA₇によつ
て加算極性を切換えるアナログスイツチSW₁を設
けてあり、第４図に示す特性の電圧V_zを発生す
るのである。

前記コンパレータ群１３は、下記構成になる４
つのコンパレータA₈，A₉，A₁₀，A₁₁を設けてあ
り、油圧シリンダ８を伸長させる制御信号C₂、
縮少させる制御信号C₃、および前記ドライバー
回路１４の発振器１５の発振周波数を切換える制
御信号C₄を出力すべく構成してある。

即ち、コンパレータA₈，A₉は、前記電圧V_z，
V_lの差を夫々不感帯幅として設定した基準電圧
V〓₂，V〓₁と比較して、夫々制御信号C₂，C₂を出
力するのである。

前記コンパレータA₁₀，A₁₁は、前記電圧V_z，
V_lの差を前記基準電圧V〓₂，V〓₁よりOVを中心に
外側に設定した基準電圧VD₁，VD₂と比較してこ
の基準電圧VD₁，VD₂の範囲VD₁＜｜V_z−V_l｜
＜VD₂に前記電圧の差｜V_z−V_l｜が有る場合に
“Ｈ”レベルの制御信号C₄を出力すべく、AND
ゲートG₁によつて論理積（AND）処理してあ
る。

前記電磁バルブ１２のドライバー回路１４は、
電磁バルブ１２を間歇駆動するために設けてある
る発振器１５、この発振器１５の出力を開閉する
ANDゲートG₂，G₃、およびこのゲートG₂，G₃
を介して前記発振器１５によつて電磁バルブ１２
を間欠駆動するソレノイド駆動回路A₁₂，A₁₃を
設けてある。

前記ゲートG₂，G₃は前記コンパレータA₈，A₉
より出力される制御信号C₂，C₃によつて、前記
発振器１５の出力を駆動回路A₁₂，A₁₃の一方に
入力すべく構成してある。

一方、前記発振器１５はその発振周波数を切換
可能に構成してあり、前記コンパレータA₁₀，
A₁₁のANDゲートG₁を介して出力される製御信
号C₄によつて、発振周波数を切換えるべく構成
してある。

この発振周波数の切換えは、前記機体傾斜角θ
に応じて油圧シリンダ８を伸縮させて、耕耘ロー
タリー２の姿勢を調節する際に、傾斜角θが小さ
い範囲では、油圧シリンダの伸縮速度を遅くし
て、その姿勢が急激に変化しないようにするため
に設けてある。

尚、SW₂はトラクタ１に対する耕耘ロータリー
２の姿勢を強制的に平行にするための平行制御用
のスイツチであり、リフトアーム昇降用油圧シリ
ンダ９の制御バルブ（図示せず）が上昇ポジシヨ
ンに切換えられたとき、前記演算増幅器A₂かの
目標電圧V_zに代えて基準電圧V〓Ｈをコンパレー
タ群１３に入力するよう切換えられる。従つて、
枕地で機体をＵターン旋回するときや、非作業走
行のために耕耘ロータリー２を上昇操作すると自
動的に耕耘ロータリー２はトラクタ１に対して平
行な基準姿勢に修正される。また、SW₃はトラク
タ１に対する耕耘ロータリー２の姿勢（左右傾
き）を手動で可変するために設けた自動・手動切
換スイツチで、Ｐはその傾斜角を設定する手段と
してのポテンシヨメータである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係るローリング制御機構付作業
車の実施例を示し、第１図は全体側面図、第２図
は要部斜視図、第３図は制御機構のブロツク図、
そして第４図は制御ゲインの特性図、第５図イは
リフトアームとロアーリンクとの間隔を等しく設
定した状態でのローリング作動を表す原理図、第
５図ロは実際に用いられる三点リンク機構による
ローリング作動を表す原理図である。 １……走行本機、２……対地作業装置、６……
三点リンク機構、７′……リフトロツド、Ａ……
ローリング制御機構、S₁……機体傾き検出センサ
ー、θ……傾斜角。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 三点リンク機構６を介して対地作業装置２を
   連結した走行本機１側に機体左右傾斜角θを検出
   するセンサーS₁を設け、このセンサーS₁の機体傾
   斜角θ検出結果に基いて、前記三点リンク機構６
   における一方のリフトロツド７′を伸縮して前記
   対地作業装置２の対地姿勢を調節するローリング
   制御機構Ａを備えたローリング制御機構付作業車
   であつて、前記センサーS₁の検出結果に基いて設
   定される対地作業装置２の目標姿勢が、対走行本
   機平行姿勢を基準にして、前記リフトロツド７′
   を収縮させる域、あるいは、伸長させる域のいず
   れ側に位置するかを判別すると共に、いずれの域
   内においても、走行本機１が所定量傾斜した際に
   は、この傾斜に対応して対地作業装置２を復元さ
   せるためのローリング作動量が前記所定量と等し
   くなるよう、前記判別結果に基づき、ローリング
   制御機構Ａの前記傾斜角θに対する制御ゲインを
   異なるゲインに切換える手段を設けてあるローリ
   ング制御機構付作業車。