JPH0636683B2 - 圃場作業機における作業部の傾斜制御装置 - Google Patents

圃場作業機における作業部の傾斜制御装置

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JPH0636683B2
JPH0636683B2 JP61050121A JP5012186A JPH0636683B2 JP H0636683 B2 JPH0636683 B2 JP H0636683B2 JP 61050121 A JP61050121 A JP 61050121A JP 5012186 A JP5012186 A JP 5012186A JP H0636683 B2 JPH0636683 B2 JP H0636683B2
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辰彦 野島
憲一 足立
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、走行機体に対する作業部姿勢を左右傾斜状に
制御するようにした圃場作業機における作業部の傾斜制
御装置に関するものである。
[従来技術及び発明が解決しようとする問題点] 一般に、この種圃場作業機においては、例えば農用トラ
クタのように走行機体に取付けたロータリ耕耘部等の作
業部の作業姿勢を、リフトアームに連結される一方のリ
フトロツドの伸縮作動によつて左右傾斜状に制御し、走
行機体が傾斜したとしても作業部を略水平姿勢に維持制
御して圃場作業を行うことが出来るようにしたものがあ
る。
ところでこの様なものにおいて、走行機体が急に左右何
れかに大きく傾いたりして走行機体に対する作業部の左
右姿勢を大きく修正制御しなければならない場合が有
り、この様な場合には迅速な傾斜制御をして作業精度を
確保することが要求される。そこで、これに対応すべく
速い速度でリフトロツドの伸縮作動を行うように設定す
ることになる。
ところが、前記走行機体の大きな傾斜のなかには、大き
な凹凸が短時間のあいだに繰り返されて走行機体が左右
に繰返し激しく揺れたり、この揺れが一時的であつてす
ぐ元状態に復帰したりする様な場合があり、この様な場
合に前記高速の傾斜制御をすると、作業部の圃場面に対
する追従性が反つて損なわれて作業精度が低下する許り
でなく、作業部は激しく左右に傾斜制御されて安定性に
著しく欠け、しかもこれを反動として受ける走行機体
は、大きくシヨツク的に揺れることになつて安定性に欠
ける。そこで、作業の安定性に重点を置くかたちで、高
速での傾斜制御速度を遅いものに設定して対応していた
が、このものでは、真に高速で傾斜制御をしなければな
らない場合についての即応性にどうしても欠けるもので
ある。
[問題を解決するための手段] 本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの欠点を一掃す
ることができる圃場作業機における作業部の傾斜制御装
置を提供することを目的として創案されたものであつ
て、走行機体に対する作業部の左右傾斜姿勢を制御する
ための傾斜姿勢制御機構を、作業部傾斜を検知するため
の傾斜検知センサの傾斜検知値が傾斜設定器によつて予
め設定される傾斜設定値に対応するよう作業部傾斜作動
機構に対して傾斜制御指令を出力するよう構成してなる
圃場作業機において、前記傾斜姿勢制御機構には、傾斜
検知値と傾斜設定値とから演算される傾斜差値が予め設
定される設定差値よりも大きいか否かの判断をする差値
判断手段と、作業部傾斜作動機構に出力される傾斜制御
指令の速度制御モードについて、差値判断手段が傾斜差
値の方が設定差値より大きいと判断したときには高速制
御モードに、小さいと判断したときには低速制御モード
になるようモード切換えをする速度制御モード切換え手
段と、さらに、前記高速制御モードに切換つたと判断さ
れた場合に、切換え当初から予め設定される範囲までは
高速制御モードによる高速の傾斜制御の制限をして低速
制御モードによる低速の傾斜制御状態にする仮りの高速
制御モード状態にし、これを越えた段階で真の高速制御
モード状態にモード切換えをして高速の傾斜制御状態に
する高速制御モード制限手段とが設けられていることを
特徴とするものである。
そして本発明は、この構成によつて、大きい傾斜変化に
迅速に追随できるものでありながら、これが繰返された
り、すぐに元状態に復帰するような場合には、作業部の
揺れ幅を小さくして安定した傾斜制御を行うことができ
るようにしたものである。
[実施例] 次に、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図面
において、1は農用トラクタの走行機体であつて、該走
行機体1の後方には作業部(ロータリ耕耘部)2が昇降
リンク機構3を介して取付けられている。そして昇降リ
ンク機構3はリフトアーム4にリフトロツド5を介して
連動連結されており、リフトアーム4の上下揺動によつ
て作業部2が昇降動するものであるが、前記リフトロツ
ドのうち一方のリフトロツド(実施例では右側)5は傾
斜作動機構を構成する伸縮シリンダ6を用いて形成され
ている。そして伸縮シリンダ6の伸縮制御によつて、作
業部2は、走行機体1に対して所定の傾斜姿勢に制御さ
れるように構成されていること等は何れも従来通りであ
る。ここで、7は座席、8は後輪、9は運転ハンドルで
ある。
10は後輪8を覆うフエンダーであつて、該フエンダー
10には、ポジシヨンレバー11、手動傾斜スイツチ1
2、傾斜設定器13、傾斜自動切換えスイツチ14、耕
深設定器15、耕深自動切換えスイツチ16を設けた制
御操作部17が設けられており、これらの操作によつ
て、作業部2の機体に対する高さ自動制御を行うポジシ
ヨンコントロール、作業部の耕耘深さを自動制御する耕
深自動制御、さらに本発明の対象である傾斜自動制御を
必要において行うことができるようになつているが、以
下、前記傾斜自動制御について詳しく説明する。
ここで、18はマイクロコンピユータを組み込んでなる
制御部18であつて、前記制御操作部17に内装される
ものであるが、この制御部18には、傾斜設定器13、
傾斜自動切換えスイツチ14、並びに走行機体1の傾斜
状態を検知する傾斜検知センサ19、並びに前記伸縮す
るリフトロツド5に設けられたストロークセンサ20、
さらに運転座席の7の下部に収容配設されていて、伸縮
シリンダ5の伸縮速度(即ち作業部2の傾斜速度)が速
いか遅いかを切換える(図示しない油圧ポンプの回転速
度を切り換えたりすることによつて切換える)ための傾
斜速度切換えスイツチ21からの信号が入力するように
なつている。ここで、例えば制御速度が速いか遅いかの
切換えは、圃場が軟らかい場合に速い側にセツトし、硬
い場合に遅い側にセツトするようにして、硬い圃場の場
合にも所定姿勢での耕耘作業を確実に成すようにしたも
のである。そして制御部18は、これら入力した信号を
演算した結果に基づいて、リフトロツド伸縮用のソレノ
イド22、22aに対してON−OFFの制御指令を出
すようになつている。
次に、この制御手順についてタイミングチヤート図、及
びフローチヤート図を用いて説明する。キースイツチ
(図示せず)をONして制御部18の始動をし、データ
読み込みを行なわしめると、制御部18は傾斜自動切換
えスイツチ16がONになつているか否かを判断し、O
Nになつている場合には、傾斜設定器13と傾斜検知セ
ンサ19からの検知値A,Bから目標とするリフトロツ
ド5の長さL(後述する本発明が実施されたものにおい
ては本発明の「傾斜設定値」に相当するものであつて、
実施例においては目標とするリフトロツド長さであり、
以後「目標値L」と称する)を算出する(因みに、傾斜
自動切換えスイツチ16がOFFになつている場合に
は、傾斜自動制御が成されないのであるから、制御部1
8は現在のリフトロツド長さを記憶データDとして記憶
し、かつ伸縮用ソレノイド22、22aをそのままOF
F状態に制御することになる)。この様に傾斜自動制御
状態であると判断される場合には、制御部18は、傾斜
速度切換えスイツチ21が速い側に設定されているか否
かを判断し、速い側に切り換えられているとしてYES
の判断が成された場合(このものは、後に述べる本発明
と対比するため、敢えて本発明を実施していない設定に
してある)には、ストロークセンサ20の検知値C(後
述する本発明が実施されたものにおいては本発明の「傾
斜検知値」に相当するものであつて、実施例においては
現在のリフトロツド長さであり、以後「現在値C」と称
する)が前記目標値Lよりも小さい(C<L)か否かが
判断され、小さいとしてYESの判断が成された場合に
は、目標値Lから現在値Cを引いた傾斜値差が、高速で
の傾斜制御を行う必要はないとして予め設定される第一
の設定差値α(後述する本発明が実施されたものにおい
ては本発明の「設定値差」に相当するものであつて、例
えば両者の差で7〜10mm程度にする)よりも小さい
(L−C<α)か否かが判断され、小さいとしてYES
の判断が成された場合には伸長用ソレノイド22をイン
チングによる低速制御モートでON作動し、作業部2の
右側が下降される傾斜状態に低速で変姿せしめることに
なる。一方、小さくないとしてNOの判断が成された場
合には、伸長用ソレノイド22を連続してON作動する
高速制御モードにし、作業部2を右側が下降した傾斜状
態に高速で変姿せしめるようになつている(そして高速
による傾斜制御作動が成され、傾斜値差がα以下に成れ
ば高速制御モードから低速制御モードに切換えられて上
記低速による傾斜制御が成されることになる)。
一方、現在値Cが目標値Lよりも小さいか否かの判断で
NOの判断が成された場合に、まず目標値Lが現在値C
よりも小さい(L<C)か否かが判断され、小さいとし
てYESの判断が成されると、さらに現在値Cから目標
値Lを引いた傾斜差値(C−L)が前記第一設定値差α
よりも小さい(C−L<α)か否かが判断され、小さい
としてYESの判断が成されると、変化の幅は小さいと
して縮小用ソレノイド22aに対してインチングによる
低速制御モードのON作動が成されて、作業部は右側が
上昇していく傾斜姿勢に低速で制御されることになり、
また、設定差値αよりも大きいとしてNOの判断が成さ
れると、縮小用ソレノイド22aに対して連続する高速
制御モードのON作動が成され、作業部2を高速で右側
を上昇していく側に傾斜制御するように構成されてい
る。尚、目標値Lと現在値Cとが等しい(L=C、但
し、一定の不感域を有する状態で等しい)場合には、そ
のまま現在値Cを記憶して何れのソレノイド22、22
aもOFF制御されることになり、この様にして、作業
部傾斜速度が速く設定される場合における傾斜自動制御
が成されるようになつている。
一方、傾斜速度切換えスイツチ21を遅い側にセツトし
た場合に、この制御モードにおいて本発明が実施されて
いるのであるが、このものでは、傾斜速度切換えスイツ
チ21が速い側に設定されているか否かでNOと判断さ
れることになる。そしてこの場合においても、傾斜速度
切換えスイツチ21を速いモードとした場合と同様、現
在値Cが目標値Lよりも小さい(C<L)か否かの判断
と、現在値Cから目標値Lを引いた差、つまり傾斜差値
(C−L)が設定差値αよりも小さい(C−L<α)か
否かとが判断(本発明の「差値判断手段」に相当する)
され、何れも小さいとしてYESの判断が成された場合
には前記同様、伸長用ソレノイド22に対してインチン
グによる低速制御モードでのON指令が出されることに
なる。
また、現在値Cから目標値Lを引いた傾斜差値が設定差
値αよりも大きいとしてNOと判断された場合に高速制
御モードに切換えられ、本発明の速度制御モード切換え
手段が構成されているが、このものでは、前述したよう
に直ちに高速制御モード状態に切換えられることはな
く、予め設定される範囲までは高速制御モード状態に切
換わるのが制限される。つまり、この場合、検知された
現在値Cからリフトロツド長さの前記記憶データD(即
ちソレノイド22、22aが何れもOFF状態になつた
ときのデータ値)を引いた値が予め設定される第二の設
定差値β(例えば5〜7mm程度の値)よりも大きい(C
−D>β)か否かが判断されることになる。そして大き
くない、即ち、傾斜制御作動が開始当初から第二設定差
値βを越えていない範囲であるとしてNOの判断が成さ
れた場合には、高速制御モードによる制御の制限をして
伸長用ソレノイド22に対して上記インチングによる低
速制御モード状態でのON作動を行い、この様にして高
速制御モード状態に切換つた切換わり当初は、遅い速度
で傾斜制御作動が行われることになる。そして第二設定
差値β領域を過ぎ、現在値Cから記憶データDを引いた
差が第二設定差値βよりも大きくなつたとしてYESと
判断される場合には伸長用ソレノイド22を連続してO
N作動せしめることになり、この様にして、前記高速制
御モードに切換えられた場合において、その切換え当初
は低速制御モード状態に維持される仮りの高速制御モー
ド状態になるが、第二設定差値β領域を越えると高速状
態になる真の高速制御モードに切換えられて傾斜制御作
動が行われるようになつており、この様にして本発明の
高速制御モード制限切換え手段が構成されている。
さらに、この真の高速制御モード状態になつた場合にお
いて、傾斜制御作動が進み、前記現在値Cから目標値L
を引いた傾斜差値が第一設定差値αの範囲に入ると前述
したインチングによる低速制御モードに切換えられて傾
斜制御作動が行われ、高速制御作動に制動が掛けられる
ようになつている。また、現在値Cが目標値Lよりも小
さいか否かの判断で逆にNOと判断された場合には、目
標値Lよりも現在値Cが小さい(L<C)か否かと、現
在値Cから目標値Lを引いた差が第一設定差値αよりも
小さいか否かの判断が成されることになることは前述し
た通りであるが、現在値Cから目標値Lを引いた傾斜差
値が第一設定差値αよりも小さいか否かの判断で小さく
ない、即ち大きな傾斜制御をしなければならないとして
NOの判断が成された場合には、さらに前記記憶データ
Dから現在値Cを引いた値が第二設定値βよりも大きい
(D−C>β)か否かが判断され、大きくない、つまり
傾斜作動当初の第二設定域βの範囲内に位置するとして
NOの判断が成された場合には、前述と同様、縮小用ソ
レノイド22aに対してインチングの低速制御モードに
よるON指令が出されるようになつており、この様に傾
斜制御作動が第一設定域αよりも大きく高速による傾斜
制御作動を行わしめるため、伸縮用ソレノイド22、2
2aを連続ON作動しなければならない場合に、作動当
初はインチングの低速制御モードによる遅い作動速度
で、第二設定域βを越えた以降は高速制御モードによる
速い作動速度での傾斜制御作動が成されるようになつて
いる。
叙述の如く構成された本発明の実施例において、作業部
2の傾斜自動制御は、傾斜自動切換えスイツチ21をO
Nにすると共に、傾斜設定器13によつて必要な傾斜設
定値を与えれば良く、このようにすることによつて、制
御部18は、傾斜設定器13、傾斜検知センサ19、並
びにストロークセンサ20からの入力信号に基づいて前
述した様に伸縮用ソレノイド22、22aのON−OF
F自動制御を行い、右側リフトロツド5を伸縮せしめる
ことによつて機体1に対する作業部の傾斜姿勢を自動的
に制御するものであるが、本発明においては、傾斜制御
を行う場合に、現在値Cと目標値Lとから演算される傾
斜値差が設定値差αに対して大きいか否かの判断がなさ
れ、小さいと判断された場合には、低速制御モードによ
る穏やかな傾斜制御がなされて圃場変化に精度良く追従
する。これに対し、大きいと判断された場合に、傾斜制
御の作動当初は、仮りの高速制御モードとなつて高速制
御モードによる制御の制限がなされて制御速度を低速と
し、前記大きいと判断される状態が第二の設定差値βを
越えた段階で漸く真の高速制御モードに切換えられて高
速での傾斜制御がなされることになる。
即ち、実施例に示す如く、傾斜速度切換えスイツチ21
を遅い側に切換えた場合において、現在値Cと目標値L
との傾斜差値が設定差値αよりも大きく(|C−L|>
α)なり、高速での迅速な傾斜制御作動が必要と判断さ
れる場合に、その切換え作動当初である第二設定差値β
の範囲までは仮りの高速制御モード状態として高速制御
モードの制御の制限をしてインチングによる低速制御状
態で作動することになる。このため、例えば機体が左右
に繰返し大きく傾いて傾斜検知センサ19の検知値が交
互に大きくずれ、第9図のFに示す如く、現在値Cと目
標値Lとの傾斜差値が設定差値αよりも大きくなるよう
な左右の傾斜変化が、第に設定値差βを越えない程度の
周期の短いもので連続的に生じている場合に、その切換
え作動当初から高速で傾斜制御作動を行うもの(傾斜速
度切換えスイツチ21を速い側に切換えた場合)の様
に、リフトロツド5の長さがその度に大きく伸縮変化し
てしまうことがなく、高速制御モードによる速度制御が
制限される仮りの高速制御モード状態になつて、切換え
作動当初は、インチング作動による遅い速度による傾斜
制御作動が行われることになり、このため、リフトロツ
ド5は、現実には僅かな幅での伸縮制御作動が行われる
に過ぎず、安定した傾斜制御状態となる。そしてこの連
続的な左右傾斜変化の周期が、仮りに第二設定域βを僅
かに越える程度の大きさであつたとき、リフトロツド5
の伸縮変化は、低速制御状態となる仮りの高速制御モー
ドがなく、直ちに高速制御状態になつてしまう従来のも
のに比して小さく、従つて、この場合であつても作業部
2の振れを可及的に小さくできて作業部2の作業姿勢が
安定化することになり、伸縮切換えによる走行機体への
シヨツクが小さくなつて機体自体の反動による揺れを減
少出来る許りでなく、傾斜検知センサ19に与える影響
も極力小さくできて、傾斜検知センサ19の感度(応答
性)を上げることもできることになる。しかもこの低速
での仮りの高速傾斜制御は、第二設定差値βまでの範囲
であり、これを越えて、実際に高速による傾斜制御が必
要と判断される場合には、それに対応した真の高速制御
モードに切換わつて高速での円滑な傾斜制御が成される
ため、実質上の迅速な傾斜制御に殆ど支障がないもので
ある。
さらに実施例では、真の高速制御モード状態になつた状
態から停止する際にもインチングによる低速制御モード
による減速が成されるので、所謂ハンチング現象がなく
なつて、より精度の高い傾斜制御が出来ることにな
る。、また、実施例の様に、傾斜速度切換えスイツチ2
1を遅い側に切換えた場合、つまり硬い圃場での作業の
場合にのみ高速制御モードになつたときに限り傾斜制御
作動の当初に遅い仮りの高速制御モードを設け、軟らか
い圃場での作業の場合に対応させるべく速い側に切換え
た場合において高速制御モードとなつたときには、仮り
の高速制御モードを経ることなく作動当初から直ちに高
速制御モード状態で傾斜制御作動を行うことになるの
で、圃場条件に見合つた傾斜制御作動を随意にできるこ
とになつて都合がよい。
尚、本発明は前記実施例に限定されるものでないことは
勿論であつて、仮りの高速制御モードから真の高速制御
モードに切換わる過程としては、二段階ではなく、三段
階等、多段階に設定することができ、また作動速度の高
低は、インチングモードによることなく、制御弁の絞り
量を調節したり油圧ポンプの回転数を変化させたりする
こと等によつても行うことができるものであることは言
うまでもない。
また、高速制御モード状態での停止時における減速はハ
ンチング現象の発生を防止するため有効なものである
が、本発明はこの有無に拘らず実施できるものであり、
さらに切換え当初の低速にする範囲は任意に設定できる
ものであるが、これを傾斜範囲が小さい場合の第一設定
差値と同じにしても良いものであり、さらに切換え当初
に高速制御モードの制限をして低速制御モード状態にす
る仮りの高速制御モード状態の範囲は、高さ的な差異に
よる設定ではなく、例えば高速制御モードに切換えられ
た時点からの経過時間(作動当初から所定時間経過した
か否かの判断)によつても勿論実施できるものである。
[作用効果] 以上要するに、本発明は叙述の如く構成したものである
から、作業部の傾斜制御をするに際し、その制御速度
は、差値判断手段の判断に基づく速度制御モード切換え
手段によるモード切換えによつて、傾斜制御量が小さい
場合には低速制御モードで、大きい場合には高速制御モ
ードで行われることになつて、傾斜制御量に対応した適
正速度での傾斜制御がなされることになる。
しかも上記高速制御モードに切換つた場合に、該切換え
当初においては、高速制御モードによる高速での傾斜制
御の制限がなされて、低速での傾斜制御が行われる仮り
の高速制御モード状態となり、真に高速制御モード状態
に切換えられるのは、高速制御モードとすべき状態が予
め設定される仮りの高速制御モードの範囲を越えたとき
となる。
この結果、傾斜検知センサの検知に基づき高速制御モー
ドに切換えられても、それに対応する作業部の傾斜制御
作動は、該切換え当初は仮りの高速制御モード状態とな
つて低速度での傾斜制御がなされ、このため、機体が左
右に大きく繰返し揺れたり、大きく傾斜してもすぐ元状
態に復帰したりするような場合に、作業部の実質上の傾
斜制御の量は小さい範囲に抑えられることになつて、前
記走行機体が繰返し大きく揺れたような場合において
も、作業部は安定した作業姿勢状態に維持されることに
なつて精度の高い圃場作業ができる許りでなく、走行機
体に対するシヨツクも小さくし得て、反動による走行機
体自身の揺れも小さくなる。
しかも高速制御モード状態が、前記仮りの高速制御モー
ド状態の範囲を越えてさらに持続するような場合には、
真の高速制御モード状態にモード切換えがなされて速い
速度での傾斜制御作動が行われ、もつて、走行機体が大
きく傾斜したことに基づき高速制御モードになつたとき
に、この状態が長く持続しないような場合には低速で、
長く持続する場合には高速での姿勢制御ができることに
なり、しかもこの高速の制御速度を、上記走行機体が大
きく傾斜するようなことが持続しない場合の安定性を考
慮して遅いものに設定する必要がなくなつて、仮令悪条
件での圃場作業であつても圃場条件に対応した傾斜制御
ができて作業精度が高く、従来にない極めて優れた作業
性を発揮できるものである。
【図面の簡単な説明】
図面は、本発明に係る圃場作業機における作業部の傾斜
制御装置の一実施例を示すものであつて、第1図は農用
トラクタの全体側面図、第2図は同上要部斜視図、第3
図はリフトロツト部の正面図、第4図X,Yはそれぞれ
傾斜制御状態を示す作用説明図、第5図は制御操作部の
正面図、第6図は傾斜速度切換えスイツチ部の平面図、
第7図は制御機構のブロツク図、第8図は傾斜状態が長
く持続する場合を示したタイミングチヤート図、第9図
は傾斜状態が短い場合を示したタイミングチヤート図、
第10図はフローチヤート図である。 図中、1は走行機体、2は作業部、5はリフトロツド、
13は傾斜設定器、14は斜自動切換えスイツチ、18
は制御部、20はストロークセンサ、21は傾斜速度切
換えスイツチ21である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松野 秀弥 島根県八束郡東出雲町大字揖屋町667番地 1 三菱農機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−83505(JP,A) 特開 昭54−75309(JP,A) 実開 昭59−81306(JP,U)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】走行機体に対する作業部の左右傾斜姿勢を
    制御するための傾斜姿勢制御機構を、作業部傾斜を検知
    するための傾斜検知センサの傾斜検知値が傾斜設定器に
    よつて予め設定される傾斜設定値に対応するよう作業部
    傾斜作動機構に対して傾斜制御指令を出力するよう構成
    してなる圃場作業機において、前記傾斜姿勢制御機構に
    は、傾斜検知値と傾斜設定値とから演算される傾斜差値
    が予め設定される設定差値よりも大きいか否かの判断を
    する差値判断手段と、作業部傾斜作動機構に出力される
    傾斜制御指令の速度制御モードについて、差値判断手段
    が傾斜差値の方が設定差値より大きいと判断したときに
    は高速制御モードに、小さいと判断したときには低速制
    御モードになるようモード切換えをする速度制御モード
    切換え手段と、さらに、前記高速制御モードに切換つた
    と判断された場合に、切換え当初から予め設定される範
    囲までは高速制御モードによる高速の傾斜制御の制限を
    して低速制御モードによる低速の傾斜制御状態にする仮
    りの高速制御モード状態にし、これを越えた段階で真の
    高速制御モード状態にモード切換えをして高速の傾斜制
    御状態にする高速制御モード制限手段とが設けられてい
    ることを特徴とする圃場作業機における作業部の傾斜制
    御装置。
JP61050121A 1986-03-07 1986-03-07 圃場作業機における作業部の傾斜制御装置 Expired - Fee Related JPH0636683B2 (ja)

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