JPH0549242B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はトラクタに連結されるロータリ、プラ
ウ、排土板、或いは走行車輌に連結される田植機
等の作業機の角度制御装置に関し、特に作業開始
時における追従性、制御の安定性の向上を図つた
作業機の角度制御装置を提案したものである。

以下本発明を、トラクタに作業機として装着さ
れるロータリの角度制御装置における実施例を示
す図面に基いて詳述する。

第１図は本発明に係る角度制御装置（以下本発
明装置という）を装備し、ロータリをその後部に
装着したトラクタの一部破断左側面図、第２図は
その要部平面図である。図において１はトラクタ
本体、２はその後部に装着されたロータリであ
り、該ロータリ２は１本のトツプリンク２０及び
その左、右下方の２本のロワリンク２１，２１を
介してトラクタ１後側に昇降自在に取付けられて
いる。即ちトツプリンク２０の前端は油圧リフト
１０後側にトツプリンクヒンジ２２を介して連結
支持されており、ロータリ２前端の中央上方部に
トツプリンク２０後端を連結し、ミツシヨンケー
ス両側の下部隅部にロワリンクピン２３，２３を
介して左右一対のロワリンク２１，２１前端を連
結支持し、ロータリ２の前端両側に各ロワリンク
２１，２１後端を連結している。

油圧リフト１０には左右一対のリフトアーム１
１，１１の基端が連動連結されており、左側のリ
フトアーク１１の先端には連結ロツド２４の上端
に連結している。連結ロツド２４はターンバツク
ルにて伸縮可能となつており、その下端を左側の
ロワリング２１の中程に連結している。右側のリ
フトアーム１１の先端寄りの位置にはリフトロツ
ド２５の上端を連結し、その下端に油圧シリンダ
２６を一体連設し、該油圧シリンダ２６のピスト
ンロツド２８を右側のロワリンク２１の中程に連
結してあり、油圧リフト１０の駆動によりリフト
アーム１１，１１が共動してロータリ２全体を昇
降させ、また後述するように油圧シリンダ２６の
ピストンロツド２８の進退駆動によりロータリ２
の左右方向傾倒角度を変更させるようになつてい
る。この実施例においてはロータリ２は水平状態
となるように制御される。

油圧シリンダ２６の後方にはロータリ２の傾倒
限検出機構３０が設けられている。この傾倒限検
出機構３０は第３図に示すように円筒状のシリン
ダ３１の上端をリフトアーム１１の後端に連結し
てあり、該シリンダ３１にその下端を右側のロワ
リンク２１に連結したロツド３２の上端部が摺動
自在に内嵌されている。そしてシリンダ３１に
は、ロツド３２の上端にて押圧されて作動し、油
圧シリンダ２６のピストンロツド２８の退入、進
出限界位置を規定する常開のリミツトスイツチ３
３、常閉のリミツトスイツチ３４が夫々上、下に
適幅離隔して装着されており、後述するようにロ
ータリ２が上方に位置した場合に、上側のリミツ
トスイツチ３３が作動したとき、又は下側のリミ
ツトスイツチ３４が非作動になつたときには、ピ
ストンロツド２８は退入又は進出してその上端が
リミツトスイツチ３３，３４間に位置するように
なる。

左側の連結ロツド２４はターンバツクルにてそ
の長さを変更し得るようになつており、ロータリ
２の左右方向傾倒角度の微調節が可能となつてい
る。

ロータリ２のロータリカバ１６上面中央には、
円筒状をした傾斜角センサ４０が設けられてお
り、鉛直線に対するその軸心の傾倒角度に応じた
信号を出力する。第４図は傾斜角センサ４０のハ
ウジング内部の構造を示す斜視図であり、図中４
４，４４…はフオトトランジスタよりなる受光素
子、４５，４５…はLEDよりなる発光素子であ
つて、各５個が等ピツチで上下に配列され、機体
の前後方向に対向するように円筒型ケースの内面
に固定されている。これらの発、受光素子対向間
〓間には遮光板４２が左右方向への揺動自在にそ
の上端にて枢支されている。遮光板４２の枢支軸
４１にはオイルダンパ４３が装着されており、傾
斜角センサ４０、又はロータリ２の傾倒角度が変
化した場合に遮光板４２が鉛直になつて直ちに停
止するように遮光板４２の揺動を抑制している。
遮光板４２は受光素子４４，４４…、発光素子４
５，４５…の対向する高さ位置に５ビツト分の遮
光窓４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｅが
開設されており、受光素子４４，４４…の受光、
遮光状態が最下側のものから２⁰，２¹，２²，２
^３，２⁴となるように各遮光窓の周長及び位相を定
めてある。これにより受光素子４４，４４…の５
ビツトの出力は傾斜角センサ４０の傾倒角度を表
わすBCD（Ｂinary Ｃoded Ｄegimal）信号を
出力することになる。

第５図は、ロータリ２の左右方向傾倒角度制御
を行う油圧シリンダ２６の駆動制御のための油圧
回路図であり、油圧シリンダ２６と油圧ポンプＰ
との間には電磁弁Ｖが介装されている。電磁弁Ｖ
は４ポート３位置切換型の方向制御弁であり、そ
のソレノイドSuが励磁されると電磁弁Ｖはの
位置となつて油圧ポンプＰからの圧油は油圧シリ
ンダ２６のピストンロツド進出側油室に供給さ
れ、他方の油室の圧油はタンクに還流されて油圧
シリンダ２６のピストンロツド２８が進出し、ロ
ータリ２の右側が上昇する。またソレノイドSd
が励磁されると電磁弁Ｖはの位置となつて油圧
シリンダ２８のピストンロツド退入側油室に圧油
が送給され、他方の油室の圧油はタンクに還流さ
れて油圧シリンダ２６のピストンロツド２８は退
入し、ロータリ２の右側が下降する。

第６図は本発明装置の要部電子回路図である。
図において６７は負極をボデイアースしたバツテ
リであり、その正極はキースイツチ７８を介して
マイクロコンピユータ５０の入出力インターフエ
ース５２の給電端子a₃に連なつている。マイクロ
コンピユータ５０は、CPU（中央処理装置）５
１、入出力インターフエース５２、RAM（ラン
ダムアクセスメモリ）５３、ROM（読出し専用
メモリ）５４等よりなる。入出力インターフエー
ス５２の多数の入力ポートa₁〜a₉には各種スイツ
チ等が接続されており、入力ポートa₁，a₂には、
手動操作によりロータリ２の左右方向傾倒角度の
変更を行う際に操作されて作動する手動スイツチ
６８，６９が夫々接続されており、手動スイツチ
６８（又は６９）の作動により入力ポートa₁（又
はa₂）はハイレベルとなつて後述する出力ポート
b₁（又はb₂）からハイレベル信号が出力され、ロ
ータリ２の右側が上昇（又は下降）するようにな
つている。入力ポートa₃は前述の如く、キースイ
ツチ７８を介してバツテリ６７の正極に連なる給
電端子となつている。

入力ポートa₄，a₅には論理判断回路６６の２つ
の出力、即ち油圧シリンダ２６のピストンロツド
２８の上昇、下降指令信号が夫々与えられてい
る。論理判断回路６６は傾斜角センサ４０が検出
したロータリ２の傾倒角度によりピストンロツド
２８の上昇、下降指令信号を発するものである。
即ち傾斜角センサ４０のBCD出力信号は増幅器
６１にて増幅され、次いでコード変換器６２にて
純２進コードに変換され、この純２進コードを論
理判断回路６６に入力している。傾斜角センサ４
０は２⁵＝32通り（“０”〜“31”）の信号を発す
るが、ロータリ２が水平で、遮光板４２の中央部
が受光素子４４，４４…、発光素子４５，４５…
の対向間〓にある状態では信号“15”又は“16”
を出力し、ロータリ２の右側が下降した状態では
遮光板４２が受光素子４４，４４…、発光素子４
５，４５…に対して右へ偏つた状態となつて信号
“０”〜“14”を出力し、反対にロータリ２の右
側が上昇した状態では信号“17”〜“31”を出力
し、論理判断回路６６は“０”〜“14”出力のと
きに油圧シリンダ２６のピストンロツド２８の上
昇指令信号として入力ポートa₄をハイレベルと
し、“17”〜“31”のときに下降指令信号として
入力ポートa₅をハイレベルとし、“15”、“16”の
ときにその出力をローレベルとする。

６５は２桁の表示器であつて、前記“０”〜
“31”の数値を表示するためのものであり、コー
ド変換器６２の出力はデコーダ６３にて「日」の
字のセグメント表示に適した信号に変換され、ド
ライバ６４を介して表示器６５に与えられる。

入出力インターフエース５２の入力ポートa₆に
はポジシヨンコントロールレバースイツチ７１が
接続されており、ポジシヨンコントロールレバー
１４がロータリ２をその上限近くまで上昇させる
べき位置に操作されたときに閉路し、入出力イン
ターフエース５２の入力ポートa₆をローレベルと
して後述するようにロータリ２の角度制御を禁じ
てロータリ２を左右方向傾倒角度が所定の範囲内
となるように制御する。

入力ポートa₇，a₈には前記常閉のリミツトスイ
ツチ３４、常開のリミツトスイツチ３３が夫々接
続されており、夫々の閉路にて入力ポートa₇，a₈
をローレベルとし、これがローレベルとなつた場
合にはロータリ２が左右の傾倒限に達したとして
それ以上の油圧シリンダ２６のピストンロツド２
８の駆動を行わせない。

入力ポートa₉にはロータリ２の自動角度制御を
行わせる自動スイツチ７２が接続されており、該
スイツチ７２の作動により入力ポートa₉がローレ
ベルとなる。

一方、入出力インターフエース５１の出力ポー
トb₁，b₂の出力は夫々ANDゲート７４，７５の
一入力端子に接続されており、また出力ポートb₃
はパルス発振器７３に接続されていて、パルス発
振器７３は出力ポートb₃からの出力がハイレベル
である場合に連続信号又はパルス信号を出力し、
該パルス発振器７３の出力がANDゲート７４，
７５の他入力となつている。マイクロコンピユー
タ５０はロータリ２の右側上昇の指令を、出力ポ
ートb₁からのハイレベル信号にて、またロータリ
２の右側下降の指令を、出力ポートb₂からのハイ
レベル信号にて出力し、これらの指令信号と合せ
て出力ポートb₃もハイレベルとする。ANDゲー
ト７４，７５の出力は夫々スイツチ回路７６，７
７に与えられていて、各スイツチ回路７６，７７
のオンによりソレノイドSu，Sdが夫々励磁され
る。

さて第７図に基いてロータリ２の角度制御のル
ーチンを説明する。キースイツチ７８をオンする
とマイクロコンピユータ５０は制御を開始し、ま
ず手動スイツチ６８，６９が操作されたかどうか
を入力ポートa₁，a₂の状態により調べ、上昇用
（又は下降用）の手動スイツチ６８（又は６９）
が操作されると入力ポートa₁（又はa₂）はハイレ
ベルとなり、マイクロコンピユータ５０は、ロー
タリ２の右側上昇（又は下降）指令信号として出
力ポートb₁（又はb₂）からハイレベルの信号を出
力し、また出力ポートb₃からハイレベルの信号を
出力してパルス発振器７３を駆動し、その出力を
連続的にハイレベルとする。これによりANDゲ
ート７４（又は７５）の出力は連続的にハイレベ
ルとなり、ソレノイドSu（又はSd）が連続的に励
磁され、ロータリ２の右側は連続的に上昇（又は
下降）する。

またポジシヨンコントロールレバー１４を操作
してロータリ２を適当な位置まで上昇させるとポ
ジシヨンコントロールレバースイツチ７１がオン
して入力ポートa₆はローレベルとなり、マイクロ
コンピユータ５０は入力ポートa₇，a₈の状況、即
ちロータリ２の左右方向傾倒状態を監視し、入力
ポートa₇（又はa₈）のみがローレベルになつてい
ると、ソレノイドSu（又はSd）が連続励磁されて
ロータリ２の右側を両入力ポートa₇，a₈がハイレ
ベルになるまで上昇（又は下降）させる。これは
ロータリ２を上方の退避位置にして走行する場合
に、ロータリ２の左右方向傾倒角度がある程度以
上大きくなつていると、旋回時等にトラクタ本体
１が転倒する虞れがあるので、これを回避するよ
うにしたものである。

ポジシヨンコントロールレバー１４を操作して
ロータリ２を適当な位置まで下降させるとポジシ
ヨンレバースイツチ３５が開路し、ロータリ２の
自動角度制御が可能な状態になり、自動スイツチ
７２をオンすると、入力ポートa₉はローレベルに
なり、傾斜角センサ４０の検出結果に基くロータ
リ２の自動角度制御が行われる。この場合、自動
スイツチ７２のオンから所定時間（３秒間）は、
ロータリ２の傾倒角度制御は連続的に、即ちソレ
ノイドSu，Sdの励磁は連続的に行われ、爾後は
断続的に行われる。即ち、自動スイツチ７２がオ
ンした時点において、圃場の凹凸等によりトラク
タ１が右下り（又は右上り）の状態であると、ロ
ータリ２も右下り（又は右上り）の状態となり、
その上面に取付けられた傾斜角センサ４０も同様
に右下り（又は右上り）の状態になつており、傾
斜角センサ４０の出力信号は“０”〜“14”（又
は“17”〜“31”）の値となり、入出力インター
フエース５２の入力ポートa₄（又はa₅）がハイレ
ベルとなつて出力ポートb₃とb₁（又はb₂）からハ
イレベルの信号を発する。これによりパルス発振
器７３は所定時間（３秒間）は連続的にハイレベ
ルの信号を出力してソレノイドSu（又はSd）を連
続的に励磁し、油圧シリンダ２６のピストンロツ
ド２８が退入（又は進出）してロータリ２の右側
が上昇（又は下降）し、傾斜角センサ４０の出力
信号が“15”又は“16”になるまで継続されるの
でロータリ２は速やかに水平状態となる。この間
の傾斜角センサ４０出力は表示器６５にて監視さ
れる。

さて、所定時間経過後に、ロータリ２が圃場の
凹凸等により傾倒して入力ポートa₄若しくはa₅が
ハイレベルになると、出力ポートb₁若しくはb₂及
びb₃の出力がハイレベルとなるが、この場合は自
動スイツチ７２のオン後所定時間経過しているた
めに、パルス発振器７３の出力は所定のデユーテ
イ比のパルス信号となり、ANDゲート７４若し
くは７５の出力はパルス発振器７３の発するパル
ス信号に同期してハイレベルとなつてソレノイド
Su若しくはSdは断続的に励磁され、ロータリ２
は断続的に駆動される。従つてロータリ２は緩や
かに水平位置に制御されるため、無用のハンチン
グを防止でき、作業機の角度制御精度は著しく向
上する。

なお、上述の実施例においては作業機としてト
ラクタに装着されるロータリについて説明したが
これに限るものではなく、例えばトラクタ前部に
装着される排土板、走行車輌に装着される田植機
等の作業機の角度制御にも適用できる。

以上詳述した如く本発明は、基準面に対する作
業機の左右方向傾倒角度を検出して作業機と本機
との連結部材を伸縮駆動することにより作業機の
左右傾斜角度を制御する作業機の角度制御装置に
おいて、該装置を動作させるべく操作した直後に
は、所定時間は前記連結部材の伸縮駆動を連続的
に、爾後は断続的に行うようにしたものであるの
で、作業開始直後には連続的に連結部材の駆動が
行われて所要傾倒角度が速やかに得られる。従つ
て制御の不感帯からの遠近に拘らず作業開始に直
ちに追従するように所望の制御状態が得られる。
その後については断続的な連結部材の駆動により
傾斜角度の過修正に伴うハンチングを生ずること
がなく、制御精度、動作の安定化が図れる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すものであり、第１
図は本発明装置を装備し、後部に作業機としてロ
ータリを装着したトラクタの一部破断左側面図、
第２図はその要部平面図、第３図はロータリの傾
倒限検出機構の縦断面図、第４図は傾斜角センサ
の内部の模式的斜視図、第５図は本発明装置の要
部油圧回路図、第６図はその制御系の電子回路を
示すブロツク図、第７図は動作説明のためのフロ
ーチヤートである。 １……トラクタ本体、２……ロータリ、１１…
…リフトアーム、２０……トツプリンク、２１…
…ロワリンク、２４……連結ロツド、２６……油
圧シリンダ、２８……ピストンロツド、３０……
傾倒限検出機構、３３，３４……リミツトスイツ
チ、４０……傾斜角センサ、４２……遮光板、４
４……受光素子、４５……発光素子、５０……マ
イクロコンピユータ、６６……論理判断回路、７
３……パルス発振器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 基準面に対する作業機の左右方向傾倒角度を
   検出して作業機と本機との連結部材を伸縮駆動す
   ることにより作業機の左右傾倒角度を制御する作
   業機の角度制御装置において、該装置を動作させ
   るべく操作した直後には所定時間は前記連結部材
   の伸縮駆動を連続的に、爾後は断続的に行うよう
   にしたことを特徴とする作業機の角度制御装置。