JPH01178622A - バケット角度制御方法 - Google Patents
バケット角度制御方法Info
- Publication number
- JPH01178622A JPH01178622A JP263388A JP263388A JPH01178622A JP H01178622 A JPH01178622 A JP H01178622A JP 263388 A JP263388 A JP 263388A JP 263388 A JP263388 A JP 263388A JP H01178622 A JPH01178622 A JP H01178622A
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- JP
- Japan
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- bucket
- boom
- angle
- signal
- bucket angle
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-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F3/00—Dredgers; Soil-shifting machines
- E02F3/04—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven
- E02F3/28—Dredgers; Soil-shifting machines mechanically-driven with digging tools mounted on a dipper- or bucket-arm, i.e. there is either one arm or a pair of arms, e.g. dippers, buckets
- E02F3/36—Component parts
- E02F3/42—Drives for dippers, buckets, dipper-arms or bucket-arms
- E02F3/43—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations
- E02F3/431—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like
- E02F3/432—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude
- E02F3/433—Control of dipper or bucket position; Control of sequence of drive operations for bucket-arms, front-end loaders, dumpers or the like for keeping the bucket in a predetermined position or attitude horizontal, e.g. self-levelling
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明はシヨへルローダ等の産業車両に係り、特に上
下回動するブームにノ\ケ・ノドを前傾・後傾自在に連
結したハケ・ノ1〜リンクのノzケ・ノド姿勢を一定に
保持する方法に用いて好適なものである。
下回動するブームにノ\ケ・ノドを前傾・後傾自在に連
結したハケ・ノ1〜リンクのノzケ・ノド姿勢を一定に
保持する方法に用いて好適なものである。
(従来の技術)
上下回動するブームにバケットを前傾・後傾自在に連結
したバケットリンクを有するシヨへルローダ等の産業車
両においては、ブームを上下に回動するとバケットの地
面に対する姿勢が変化してバケット内の土砂等が落下し
たりするので、従来はブームとハケソトリンクとで構成
するリンク機構によりハケ・ノド角度をある程度補正し
ているが、リンク機構だけではハケ・ノド角度を完全に
一定に保つことは困難であった。
したバケットリンクを有するシヨへルローダ等の産業車
両においては、ブームを上下に回動するとバケットの地
面に対する姿勢が変化してバケット内の土砂等が落下し
たりするので、従来はブームとハケソトリンクとで構成
するリンク機構によりハケ・ノド角度をある程度補正し
ているが、リンク機構だけではハケ・ノド角度を完全に
一定に保つことは困難であった。
この問題の解決のためブーム角およびノ\ケ・7ト角を
電気的に検出し、ハケ・ノド角の絶対角度が一定となる
ような従来の制御方法の一例を図を用いて説明する。
電気的に検出し、ハケ・ノド角の絶対角度が一定となる
ような従来の制御方法の一例を図を用いて説明する。
第1図はシヨへルローダの作業機のバケット角度制御方
法における検出部分の説明図であって、この発明と従来
の技術のものとの両者に共通なものである。図において
ブーム1はブームシリンダ3により上下に回動し、バケ
ット2はバケットシリンダ4により前傾・後傾し、ブー
ム1が回動して1′の位置に来たときバケット2は2′
の位置に来るものとする。そして6はブーム1が回動す
る時の角度を検出してブーム角度信号θ2を出力するブ
ーム角度センサであり、7はブーム1に対しバケット2
が回動する時のバケット角を、バケット2とブームlと
の相対角度、またはバケットシリンダ4のストローク、
またはリンク5とブーム1との相対角度により検出し、
バケット角度信号θ、を出力するハケソト角度センザで
ある。
法における検出部分の説明図であって、この発明と従来
の技術のものとの両者に共通なものである。図において
ブーム1はブームシリンダ3により上下に回動し、バケ
ット2はバケットシリンダ4により前傾・後傾し、ブー
ム1が回動して1′の位置に来たときバケット2は2′
の位置に来るものとする。そして6はブーム1が回動す
る時の角度を検出してブーム角度信号θ2を出力するブ
ーム角度センサであり、7はブーム1に対しバケット2
が回動する時のバケット角を、バケット2とブームlと
の相対角度、またはバケットシリンダ4のストローク、
またはリンク5とブーム1との相対角度により検出し、
バケット角度信号θ、を出力するハケソト角度センザで
ある。
第5図は従来のバケット角度制御方法の作動説明図であ
って、aはバケットシリンダ4 (第1図参照)と油圧
ポンプbとの間に設けられた手動操作弁で、バケット操
作レバーCにはバケット操作レバーCの中立位置を検出
するバケット中立センサdが設けられている。eはバケ
ット角補正用の電磁弁で、補助ポンプfからの圧油をバ
ケットシリンダ4へ合流させるものである。gはバケッ
ト2(第1図参照)とブーム1(第1図参照)との相対
角度信号θ1 とブーム角度信号θ2とにより、バケッ
ト絶対角θ。を演算する第1演算器、hはバケット操作
レバーCが中立位置のときバケット中立センサdの信号
によりスイッチiがONされることによってバケット絶
対角θ。がバケットの目標保持角θ。、として記憶され
る記憶装置、jは記憶装置りにより記憶されたバケット
2の目標保持角θ。、4とブーム1が回動中のバケット
角θ。との差△θ。
って、aはバケットシリンダ4 (第1図参照)と油圧
ポンプbとの間に設けられた手動操作弁で、バケット操
作レバーCにはバケット操作レバーCの中立位置を検出
するバケット中立センサdが設けられている。eはバケ
ット角補正用の電磁弁で、補助ポンプfからの圧油をバ
ケットシリンダ4へ合流させるものである。gはバケッ
ト2(第1図参照)とブーム1(第1図参照)との相対
角度信号θ1 とブーム角度信号θ2とにより、バケッ
ト絶対角θ。を演算する第1演算器、hはバケット操作
レバーCが中立位置のときバケット中立センサdの信号
によりスイッチiがONされることによってバケット絶
対角θ。がバケットの目標保持角θ。、として記憶され
る記憶装置、jは記憶装置りにより記憶されたバケット
2の目標保持角θ。、4とブーム1が回動中のバケット
角θ。との差△θ。
を演算する第2演算器である。そしてKは第2演算器j
により演算されたバケット角偏差へ〇〇をL (定数)
倍する第3演算器、I!、はスイッチiと連動しバケッ
ト操作レバーCが中立のときに限りバケット角偏差信号
に+・△θ。を出力するスイッチ、mはバケット角偏差
信号に、・△θ。を増幅しバケット角補正用電磁弁eを
作動させる信号1 (q)を出力する増幅器である。そ
してバケット操作レバーCが中立になったとき、バケッ
ト中立センサdからの信号でスイッチiがONになり、
バケット絶対角θ。が記憶装置りにより記憶され、ブー
ム1が回動するとこの記憶装置りによって記憶されたバ
ケット目標保持角θ。9に対しバケット2の絶対角度θ
。が変化して、第2演算器jおよび第3演算器kにより
バケット角偏差信号に1・八〇。が演算されると、バケ
ット絶対角θ。を目標保持角θ。□との差が無くなるよ
う適当なバケット角速度になるように増幅器mを介して
バケット角補正用電磁弁eに出力信号1 (q)が出力
される。このように第5図に示す従来の制御方法は、バ
ケット2の角度をブーム1が回動しても一定に保持する
よう制御するため、バケット角偏差△θ。に比例した偏
差信号に1・△θ。によって制御を行っている。
により演算されたバケット角偏差へ〇〇をL (定数)
倍する第3演算器、I!、はスイッチiと連動しバケッ
ト操作レバーCが中立のときに限りバケット角偏差信号
に+・△θ。を出力するスイッチ、mはバケット角偏差
信号に、・△θ。を増幅しバケット角補正用電磁弁eを
作動させる信号1 (q)を出力する増幅器である。そ
してバケット操作レバーCが中立になったとき、バケッ
ト中立センサdからの信号でスイッチiがONになり、
バケット絶対角θ。が記憶装置りにより記憶され、ブー
ム1が回動するとこの記憶装置りによって記憶されたバ
ケット目標保持角θ。9に対しバケット2の絶対角度θ
。が変化して、第2演算器jおよび第3演算器kにより
バケット角偏差信号に1・八〇。が演算されると、バケ
ット絶対角θ。を目標保持角θ。□との差が無くなるよ
う適当なバケット角速度になるように増幅器mを介して
バケット角補正用電磁弁eに出力信号1 (q)が出力
される。このように第5図に示す従来の制御方法は、バ
ケット2の角度をブーム1が回動しても一定に保持する
よう制御するため、バケット角偏差△θ。に比例した偏
差信号に1・△θ。によって制御を行っている。
(発明が解決しようとする問題点)
上記第5図で示したような従来のバケット角度制御方法
では、目標とするバケット保持角に対する実際のバケッ
ト角度の偏差によりバケット角を補正するためのバケッ
トの角速度を得ているため、目標とするバケット角度に
対して常に遅れて追従するものであり1例えばブーム下
降時など作業機および積荷の自重によりブーム降下速度
が増加し、さらにエンジン回転数が低く油圧ポンプの吐
出量が少ない状態でバケット角度の補正を行なわなけれ
ばならない時などは。
では、目標とするバケット保持角に対する実際のバケッ
ト角度の偏差によりバケット角を補正するためのバケッ
トの角速度を得ているため、目標とするバケット角度に
対して常に遅れて追従するものであり1例えばブーム下
降時など作業機および積荷の自重によりブーム降下速度
が増加し、さらにエンジン回転数が低く油圧ポンプの吐
出量が少ない状態でバケット角度の補正を行なわなけれ
ばならない時などは。
ブーム降下中のバケット角度の追従性が悪くなり、バケ
ット角偏差が大きくなってしまうことがある。この問題
点を第4図のグラフを用いて以下説明する。第4図にお
いて、 Xoは従来のリンクのみのバケット角の軌跡の
一例であり、Xで示す理想のバケット角軌跡から大きく
外れていることがわかる。X+は第5図で示した従来の
制御方法によるバケット角軌跡の一例であり。
ット角偏差が大きくなってしまうことがある。この問題
点を第4図のグラフを用いて以下説明する。第4図にお
いて、 Xoは従来のリンクのみのバケット角の軌跡の
一例であり、Xで示す理想のバケット角軌跡から大きく
外れていることがわかる。X+は第5図で示した従来の
制御方法によるバケット角軌跡の一例であり。
このxlもXから稍々大きく外れていると同時に。
横軸(ブーム角θ2を示す)の右半分(ブーム回動の後
半)の範囲においてはバケット角θ。
半)の範囲においてはバケット角θ。
は後傾から前傾へ傾動していることを示している。この
ようにバケット刃先が目標より前傾の場合には積荷が落
下する可能性を生ずるため危険である。また理想バケッ
ト角軌跡Xに対する偏差量を減少するため制御系のゲイ
ン(第5図の定数に、)を大きくするとショベルローダ
等の作業機および積荷の荷重が大きい車両では制御系の
安定性が小さくなってショックやハンチングを生ずると
いう大きい問題点がある。
ようにバケット刃先が目標より前傾の場合には積荷が落
下する可能性を生ずるため危険である。また理想バケッ
ト角軌跡Xに対する偏差量を減少するため制御系のゲイ
ン(第5図の定数に、)を大きくするとショベルローダ
等の作業機および積荷の荷重が大きい車両では制御系の
安定性が小さくなってショックやハンチングを生ずると
いう大きい問題点がある。
(問題点を解決するための手段及び作用)この発明は上
記の点に鑑みなされたものであって、車体に対し上下回
動するブームと、該ブームの先端に前後傾動するバケッ
トと、ブームを回動させるブームシリンダと、バケット
を傾動させるバケットシリンダとを備えた車両の作業機
装置において、ブーム角度及びバケット角度を検出し、
ブームの上下回動によってリンク機構により生ずるバケ
ット角度が変化する偏差量を演算し、その偏差量に応じ
たバケット角度補正信号を出力する制御手段を設けると
ともに。
記の点に鑑みなされたものであって、車体に対し上下回
動するブームと、該ブームの先端に前後傾動するバケッ
トと、ブームを回動させるブームシリンダと、バケット
を傾動させるバケットシリンダとを備えた車両の作業機
装置において、ブーム角度及びバケット角度を検出し、
ブームの上下回動によってリンク機構により生ずるバケ
ット角度が変化する偏差量を演算し、その偏差量に応じ
たバケット角度補正信号を出力する制御手段を設けると
ともに。
ブームが上下回動中のブーム角速度θ2に応じた補正角
度に−Iθ21だけ目標のバケット角θ。翼に対し後傾
倒に制御目標をおくようにすることにより、ブーム回動
中のバケット角はブーム回動開始時の目標角θ。、より
も常に後傾倒で変化するようになるものである。
度に−Iθ21だけ目標のバケット角θ。翼に対し後傾
倒に制御目標をおくようにすることにより、ブーム回動
中のバケット角はブーム回動開始時の目標角θ。、より
も常に後傾倒で変化するようになるものである。
(実施例)
次にこの発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
第2図(a)はこの発明によるバケット角度制御方法の
一実施例の作動説明図であって、前記第5図で示した従
来のものと同様な作動をするものには同じ符号を付して
詳しい説明は省略する。
一実施例の作動説明図であって、前記第5図で示した従
来のものと同様な作動をするものには同じ符号を付して
詳しい説明は省略する。
また第1図も参照して以下説明する。図において、21
はブーム角度センサ6の出力信号θ2を時間tで微分し
てブーム角速度dθt/at(・θ2)を演算する微分
器、22は微分器21により演算されたブーム角速度信
号θ2の絶対値1θ21に係数に2を乗する第3演算器
、23は第2演算器jにより演算されたバケット角偏差
信号へ〇。と第3演算器22により演算された補正信号
K・・1糺1とを加算する第4演算器、24は第4演算
器23により加算された補正信号(△θ。十K・・l#
!l)に係数に3倍する第5演算器である。
はブーム角度センサ6の出力信号θ2を時間tで微分し
てブーム角速度dθt/at(・θ2)を演算する微分
器、22は微分器21により演算されたブーム角速度信
号θ2の絶対値1θ21に係数に2を乗する第3演算器
、23は第2演算器jにより演算されたバケット角偏差
信号へ〇。と第3演算器22により演算された補正信号
K・・1糺1とを加算する第4演算器、24は第4演算
器23により加算された補正信号(△θ。十K・・l#
!l)に係数に3倍する第5演算器である。
この第2図(a)によるバケット角制御方法においては
、バケット操作レバーCが中立になった時、バケット中
立センサdからの信号でスイッチiがONになりバケッ
ト角θ。が記憶装置りによってバケットの目標保持角θ
。いとして記憶され、ブーム1が回動すると記憶装置り
によって記憶されたバケット目標保持角θ。8に対しバ
ケット絶対角θ。が変化して第2演算器jによりバケッ
ト角偏差信号△θ。が演算される。同時に微分器21に
よりブーム角θ2を微分してブーム角速度θ2を演算し
、第3演算器22によりブーム角速度θ2により決まる
バケット角補正信号に2・1θ21を演算して前記バケ
ット角偏差信号△θ。に第4演算器23において加算さ
れる。
、バケット操作レバーCが中立になった時、バケット中
立センサdからの信号でスイッチiがONになりバケッ
ト角θ。が記憶装置りによってバケットの目標保持角θ
。いとして記憶され、ブーム1が回動すると記憶装置り
によって記憶されたバケット目標保持角θ。8に対しバ
ケット絶対角θ。が変化して第2演算器jによりバケッ
ト角偏差信号△θ。が演算される。同時に微分器21に
よりブーム角θ2を微分してブーム角速度θ2を演算し
、第3演算器22によりブーム角速度θ2により決まる
バケット角補正信号に2・1θ21を演算して前記バケ
ット角偏差信号△θ。に第4演算器23において加算さ
れる。
これによって目標とするバケット角θ。Mに対してブー
ム1が回動している間は、補正信号に、・1θ21 だ
け上向きの位置をバケット角補正目標とすることになる
。そしてブームlが停止すると当初の目標角θ。工と実
際のバケット絶対角θ。との差が0になりバケット角度
はθ。、に保たれる。
ム1が回動している間は、補正信号に、・1θ21 だ
け上向きの位置をバケット角補正目標とすることになる
。そしてブームlが停止すると当初の目標角θ。工と実
際のバケット絶対角θ。との差が0になりバケット角度
はθ。、に保たれる。
上記第2図(alによるバケット角制御方法によるバケ
ット刃先軌跡を第4図においてx2で示す。
ット刃先軌跡を第4図においてx2で示す。
このX2は図示のようにブーム角速度b2に応じた補正
角度に2・1θ21だけ目標のバケット角θOHに対し
後傾側に制御目標を置いているため。
角度に2・1θ21だけ目標のバケット角θOHに対し
後傾側に制御目標を置いているため。
ブーム1回動中のバケット軌跡×2はブーム回動開始点
Aにおける目標角θ。8よりも常に後傾倒にあるのでバ
ケット2の積荷が落下するような恐れがないものである
。
Aにおける目標角θ。8よりも常に後傾倒にあるのでバ
ケット2の積荷が落下するような恐れがないものである
。
第2図(b)は第2図(alによるバケット制御方法の
フローチャートを示す。
フローチャートを示す。
第3図はこの発明によるバケット角制御方法の別の実施
例であって、25はバケットシリンダ4と油圧ポンプb
との間に設けられた電磁弁。
例であって、25はバケットシリンダ4と油圧ポンプb
との間に設けられた電磁弁。
26はバケット操作用電気レバーでレバー操作量に比例
した信号を出力する。27は電気レバー26の出力信号
を入力し増幅して電磁弁25に制御信号を出力する増幅
器である。バケット操作を行なわない中立状態の時は第
2図(a)と同様にスイッチlがONになりバケット角
補正信号に対応した出力信号を電磁弁25に出力し、バ
ケット操作中はスイッチβはOFF となり、電気レバ
ー26の出力信号に対応して電磁弁は作動する。そして
この実施例ではバケット2の操作が電気レバー26によ
る制御のため2第2図+a)の実施例のように補正用の
電磁弁e及びバケット中立センサdを設ける必要がなく
、増幅器27で電気レバー26からの出力信号と補正信
号に3(△θo+Kz・1θ21)を加算するだけで第
2図(alに示した実施例のものと同様の制御が可能に
なるものである。
した信号を出力する。27は電気レバー26の出力信号
を入力し増幅して電磁弁25に制御信号を出力する増幅
器である。バケット操作を行なわない中立状態の時は第
2図(a)と同様にスイッチlがONになりバケット角
補正信号に対応した出力信号を電磁弁25に出力し、バ
ケット操作中はスイッチβはOFF となり、電気レバ
ー26の出力信号に対応して電磁弁は作動する。そして
この実施例ではバケット2の操作が電気レバー26によ
る制御のため2第2図+a)の実施例のように補正用の
電磁弁e及びバケット中立センサdを設ける必要がなく
、増幅器27で電気レバー26からの出力信号と補正信
号に3(△θo+Kz・1θ21)を加算するだけで第
2図(alに示した実施例のものと同様の制御が可能に
なるものである。
(発明の効果)
この発明は以上詳述したようにして成るので。
ブーム回動中のバケット角度が目標のバケット保持角に
極めて近い制御ができると同時に目標のバケット保持角
よりも後傾側で制御されるため制御系の応答遅れや油圧
ポンプ吐出量不足により制御の精度が低下する場合でも
バケット積荷を安全に上昇、下降ができるという大きい
効果を奏するものである。
極めて近い制御ができると同時に目標のバケット保持角
よりも後傾側で制御されるため制御系の応答遅れや油圧
ポンプ吐出量不足により制御の精度が低下する場合でも
バケット積荷を安全に上昇、下降ができるという大きい
効果を奏するものである。
第1図はこの発明に係るショベルローダの作業機のバケ
ット角度制御方法における検出部分の説明図、第2図(
a)はこの発明によるバケット角度制御方法の一実施例
の作動説明図、第2図(b)は第2図(a)によるバケ
ット制御方法のフローチャート、第3図は別の実施例の
作動説明図。 第4図はブーム角に対するバケット角の軌跡を示す説明
用グラフ、第5図は従来のものを示す。 ■・・・ブーム、 2・・・バケット。 3・・・ブームシリンダ、4・・・バケットシリンダ。 21・・・微分器、22・・・第3演算器。 23・・・第4演算器、24・・・第5演算器。 e・・・バケット角補正用電磁弁。
ット角度制御方法における検出部分の説明図、第2図(
a)はこの発明によるバケット角度制御方法の一実施例
の作動説明図、第2図(b)は第2図(a)によるバケ
ット制御方法のフローチャート、第3図は別の実施例の
作動説明図。 第4図はブーム角に対するバケット角の軌跡を示す説明
用グラフ、第5図は従来のものを示す。 ■・・・ブーム、 2・・・バケット。 3・・・ブームシリンダ、4・・・バケットシリンダ。 21・・・微分器、22・・・第3演算器。 23・・・第4演算器、24・・・第5演算器。 e・・・バケット角補正用電磁弁。
Claims (1)
- 車体に対し上下回動するブームと、該ブームの先端に前
後傾動するバケットと、ブームを回動させるブームシリ
ンダと、バケットを傾動させるバケットシリンダとを備
えた車両の作業機装置において、ブーム角度及びバケッ
ト角度を検出し、ブームの上下回動によってリンク機構
により生ずるバケット角度が変化する偏差量を演算し、
その偏差量に応じたバケット角度補正信号を出力する制
御手段を設けるとともに、ブームが上下回動中のブーム
角速度に応じて前記バケット角度補正信号に実際の偏差
量よりもバケットが上向きになるような制御信号を加算
することを特徴とするバケット角度制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP263388A JPH0791845B2 (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | バケット角度制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP263388A JPH0791845B2 (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | バケット角度制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01178622A true JPH01178622A (ja) | 1989-07-14 |
| JPH0791845B2 JPH0791845B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=11534792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP263388A Expired - Lifetime JPH0791845B2 (ja) | 1988-01-11 | 1988-01-11 | バケット角度制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791845B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6609315B1 (en) * | 2002-10-31 | 2003-08-26 | Deere & Company | Automatic backhoe tool orientation control |
| US7222444B2 (en) | 2004-10-21 | 2007-05-29 | Deere & Company | Coordinated linkage system for a work vehicle |
| US8763748B2 (en) | 2011-09-07 | 2014-07-01 | Kubota Corporation | Work vehicle |
| CN109610537A (zh) * | 2018-11-20 | 2019-04-12 | 江苏徐工工程机械研究院有限公司 | 一种工程车辆铲斗调平机构 |
-
1988
- 1988-01-11 JP JP263388A patent/JPH0791845B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
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|---|---|---|---|---|
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| US8763748B2 (en) | 2011-09-07 | 2014-07-01 | Kubota Corporation | Work vehicle |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0791845B2 (ja) | 1995-10-09 |
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