JPH0646885B2 - 対地作業機の前後姿勢制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明はトラクタに連結されているロータリ、プラウ
の如き対地作業機の前後姿勢制御装置に関するもので、
対地作業機の作業部を回転したままで吊上げる時、或い
は耕転作業中の飛土性能や耕起性能を向上させるために
対地作業機の前後傾斜を制御すべく、トツプリンクを縮
小し、又は、伸長操作する夫々において、トラクタと対
地作業機間の動力伝達のための自在接手軸の回転が安全
に行われるように、トツプリンクの伸縮動作を制限して
行うようにした前後姿勢制御装置を提案するものであ
る。

〔従来の技術〕

吊上高さを充分に確保するため、或いは耕起性能を向上
させるためにトツプリンクの長さを手動操作又は自動操
作によつて伸縮制御して、対地作業機のトラクタに対す
る前後方向姿勢を制御する作業機昇降制御装置が、特開
昭５９−１４７１０号公報として知られている。

そして対地作業機の作業部は、トラクタのPTO軸と対地
作業機の入力軸を連結する自在接手軸によつて駆動され
るものであるが、ＰＴＯ軸又は入力軸に対する自在接手
軸の接手部の折れ角は、吊上高さ及び、上記前後方向姿
勢に応じて変動することになり、これが過大となると、
接手部ピンを破損するなどのトラブルも急増するので、
対地作業機を昇降操作するとき及びトツプリンクを伸縮
操作するときに、接手部の折れ角が過大とならない安全
な範囲にあることが確かめられねばならないのである。
しかし、従来の公知の制御装置は、かかる確認手段を有
していないので、折れ角が過大となる危険がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は、対地作業機の吊上高さ及び、その前後方向
傾斜角によつては、自在接手軸の折れ角が過大となつて
これがチエツクされないと云う問題を解決しようとする
ものである。

〔問題点を解決するための技術手段〕

上記問題点を解決するためにこの発明は次の技術手段を
講じた。

トラクタへリフトアームによって昇降自在に連結された
対地作業機を、トラクタのＰＴＯ軸に連結された自在接
手軸によって駆動するように設け、対地作業機の前後方
向姿勢を、トップリンクの伸縮動作によって制御するよ
うに構成した対地作業機の前後姿勢制御装置において、
該対地作業機を連結したトラクタのリフトアーム角を検
出する傾斜角センサと、トップリンクの長さを検出する
トップリンクセンサとを設け、前記傾斜角センサにて検
出されたリフトアーム角は算出手段に入力され、且つ、
該算出手段は夫々のリフトアーム角に対応し、自在接手
角が適正値となる標準トップリンク長さ及び安全な範囲
内となる安全トップリンク長さを算出するように構成さ
れ、更に該標準トップリンク長さは補正手段に入力さ
れ、該補正手段には、トップリンク補正スイッチの操作
にて指示された補正指示値が入力されて、前記標準トッ
プリンクの長さに加算して目標トップリンク長さが求め
られ、更に、該目標トップリンク長さ及び前記安全な範
囲内の安全トップリンク長さ並びにトップリンクセンサ
にて検出されるトップリンク長さは比較指令手段に入力
され、該比較指令手段は、該トップリンクを、上記目標
トップリンク長さが安全トップリンク長さの範囲以内で
あるときは目標トップリンク長さに一致させるように、
目標トップリンク長さが前記安全トップリンク長さ範囲
内を越えるときは、該安全トップリンク長さに一致させ
るよう指令信号を出力するように構成されたことを特徴
とする対地作業機の前後姿勢制御装置。

〔実施例と作用〕

次にこの発明の１実施例を図に基づいて説明する。

第３図に示すようにトラクタ(1)の後部に、対地作業機
(2)の１例としてのロータリ耕転装置を左右１対のリフ
トアーム(3)，(3)へ、左右のリフトロツド(4)，(4)を介
して上下に揺動する左右のロワーリンク(5)，(5)及び、
中央上部のトツプリンク(6)からなる三点リンク機構(7)
によつて連結し、この三点リンク機構(7)は、そのリフ
トアーム(3)，(3)を、油圧を用いたリフトシリンダ(8)
によつて昇降回動させる油圧昇降機構によつて昇降動作
をするものである。

トツプリンク(6)は、トツプリンクシリンダ(9)とピスト
ン(9a)とによつて伸縮可能に形成され、電磁切替弁の如
きものからなる伸縮駆動部(10)の動作によつて油ポンプ
の圧力油のトツプリンクシリンダ(9)への給排制御を行
うことによつて対地作業機(2)が、ロワーリンク(5)，
(5)の後部の連結ピン(11)(11)を支点として前後方向に
回動することになり、対地作業機(2)の耕転体の如き作
業部(12)を駆動するために、トラクタ(1)のＰＴＯ軸(1
3)と、対地作業機(2)の入力軸(14)とを、自在接手軸(1
5)によつて連結している。

ＰＴＯ軸(13)に対する自在接手軸(15)の折れ角(α)及
び、自在接手軸(15)の入力軸(14)に対する折れ角(β)
は、第４図に例示したように、トラクタ(1)に対する対
地作業機(2)の吊上高さ及び前後方向姿勢に応じて変動
するものであるが、自在接手軸(15)がその接手部分に無
理な力を生ずることが最も少なくて最も円滑に回転でき
る条件として、α＝βとなることが判明しており、第５
図(イ)，(ロ)にこれを最も望ましい標準曲線(At)及び(Ah)
として夫々示している。

そして、自在接手軸(15)が充分、安全に回転できる上限
の安全曲線(St₂)，(Sh₂)及び下限の安全曲線(St₁)，(Sh
₁)を、第５図(イ)，(ロ)に夫々示している。

ここで第５図(イ)は、第３図に示したようにトラクタ(1)
のトツプリンク取付枠(16)の低い位置で、しかも、これ
よりも後方となるように、トツプリンク(6)を、トツプ
リンクブラケツト(17)を介して取付けている特殊３Ｐリ
ンクの場合におけるリフトアーム角(θ)とトツプリンク
長さ(L)との関係を示したものであり、第５図(ロ)は、図
示は省略しているが、上記特殊３Ｐリンクの取付位置よ
りも上方で前方の位置にトツプリンク(6)を取付け（例
えば第３図のトツプリンクブラケツト(17)を介さずに直
接にトツプリンク取付枠(16)の高い位置に取付ける）て
いる標準３Ｐリンクの場合におけるリフトアーム角(θ)
とトツプリンク長さ(L)との関係を示したものである。

そして、対地作業機(2)のトラクタ(1)に対する前後方向
の傾斜角としての例えばリフトアーム角(θ)を検出する
ための例えば回動型ポテンシヨメータの如きものからな
る傾斜角センサ(Sθ)を設け、トツプリンク(6)の長さを
検出するための例えば直線移動型ポテンシヨメータの如
きものからなるトツプリンクセンサ(Sl)を設けて、傾斜
角センサから入力されるリフトアーム角(θ)にもとづい
て、第１図に制御ブロツク図で示している例えばマイク
ロコンピユータの如きものからなる制御部(18)の算出手
段(19)において、夫々のリフトアーム角(θ)に対する標
準トツプリンク長さ(L_S)、安全トツプリンク長さ(Lmin)
及び(Lmax)が算出されるようにする。

即ち、算出手段(19)には第５図(イ)，(ロ)の標準曲線(A
t)，(Ah)，安全曲線(St₁),(St₂)、(Sh₁),(Sh₂)が、夫
々、記憶してあつて、予め３Ｐリンクモード切替スイツ
チ(Sm)によつて特殊３Ｐリンク又は標準３Ｐリンクの何
れかが指定されているので、検出されたリフトアーム角
(θ)に対応する前記標準トツプリンク長さ(Ls)等が算出
手段(19)から出力することになり、次段の補正手段(20)
に入力される。

補正手段(20)には、トツプリンクセンサ(Sl)からのトツ
プリンク長さ(L)及び、第６図に例示したように、運転
座席(23)の近くに設けたトツプリンク長さ補正スイツチ
(S₁)による補正指示値(△L)及びトツプリンク伸縮ステ
ツプスイツチ(S₂)による伸縮指示値(△l)を、夫々入力
してトツプリンク(6)の制御されるべき目標トツプリン
ク長さ(La)を算出するものである。

即ち、トツプリンク長さ補正スイツチ(S₁)は、トツプリ
ンク制御切替スイツチ(S₃)を自動に切替えているときに
限つて機能するものであつて、操作位置に応じて、その
ときの標準トツプリンク長さ(Ls)に対する(±)の補正指
示値(△L)を補正手段(20)に入力する。

トツプリンク伸縮ステツプスイツチ(S₂)は、トツプリン
ク制御切替スイツチ(S₃)の切替位置を如何に無関係に機
能するものであつて、第６図に示す中立位置から矢線×
方向に倒せば(+)を、矢線Ｙ方向では(-)を指示し、倒し
操作を、わずかな間隔で例えば３回×方向に繰返して行
えば、１回の操作の３倍である(+)の伸縮指示値(△l)が
補正手段(20)に入力されることになる。

又、補正手段(20)では、第２図にフローチヤートとして
示したように、トツプリンク制御切替スイツチ(S₃)が手
動では、目標トツプリンク長さ(L_a)は、トツプリンク伸
縮ステツプスイツチ(S₂)による伸縮指示値(△l)を、現
在のトツプリンク長さ(L)に加えるのみであつて、トツ
プリンク伸縮ステツプスイツチ(S₂)を操作してその後に
中立位置にそのまま保持すると、今迄の伸縮指示値(△
l)を(-)として加えるように作用して、目標トツプリン
ク長さ(La)は、元の値に戻るようにしている。

ＰＴＯ軸(13)が使用されているかどうかをＰＴＯ軸セン
サ(S₄)にて検出して、ＰＴＯ軸(13)が使用されていない
ときは、目標トツプリンク長さ(La)＝Ｌ＋△Ｌとする。

ＰＴＯ軸(13)が使用されているときは、トツプリンク長
さ補正スイツチ(S₁)とトツプリンク伸縮ステツプスイツ
チ(S₂)による補正指示値(△L)、伸縮指示値(△l)を、標
準トツプリンク長さ(Ls)に加えたものが目標トツプリン
ク長さ(La)となるものであり、トツプリンク伸縮ステツ
プスイツチ(S₂)の中立位置保持により、そのときまでの
伸縮指示値(△l)は、キヤンセルされることになる。

そしてこのようにして求められた目標トツプリンク長さ
(La)と、安全トツプリンク長さ(Lmin)，(Lmax)及び、ト
ツプリンク長さ(L)が、比較指令手段(21)に入力され
て、目標トツプリンク長さ(La)が安全トツプリンク長さ
(Lmin)から(Lmax)内に入つているかどうかがチエツクさ
れて、これから外れた場合には、最も近い安全トツプリ
ンク長さに目標トツプリンク長さ(La)が補正され、次
に、トツプリンク長さ(L)が、安全トツプリンク長さ(Lm
in)又は(Lmax)を外れるときは、ＰＴＯ自動切スイツチ
が投入されているときに、ＰＴＯ軸(13)を停止させる指
令を、ＰＴＯ駆動軸(22)に出力し、トツプリンク長さ
(L)を目標トツプリンク長さ(La)に一致させるべく、比
較指令部(21)から伸縮駆動部(10)に指令が与えられるも
のである。

そして、対地作業機(2)の昇降指示は、昇降位置設定器
(I₁)によつて例えば指示高さに相当する目標リフトアー
ム角として指示されて、リフトアーム角(θ)がこれに一
致するように比較指令部(21)から昇降駆動部(23)に指令
されるものであるが、この場合、目標リフトアーム角に
対応する標準トツプリンク長さ(Ls)、安全トツプリンク
長さ(Lmin),(Lmax)が直ちに示されるのでは無く、目標
リフトアーム角に向つて現在のリフトアーム角(θ)に１
目盛角、例えばｆだけ加算又は減算した中間目標リフト
アーム角が選ばれてこの中間目標リフトアーム角に対応
する中間標準トツプリンク長さ、中間安全トツプリンク
長さが算出されて、これらにもとづいて、前述した補正
と制御が行われるように構成して、トツプリンク(6)の
急激な伸縮制御を回避するようにし、さらに、リフトア
ーム角(θ)が目標リフトアーム角に一定値までの値に近
づいたときは、比較指令部(21)から例えばパルス状の指
令が伸縮駆動部(10)の例えば電磁切替弁に与えられてト
ツプリンク(6)の伸縮動作が減速されることになり、自
在接手軸(15)の折れ角(α)，(β)の急激な変動を回避し
ている。

第１図の制御ブロツク図には、耕転抵抗自動制御及び耕
深自動制御の基本的な構成も併せて示しているが、その
他、対地作業機(2)の左右姿勢制御等も、同時に使用で
きるものであり、又、同図ではAD、DA変換器等の附属回
路は省略している。

対地作業機(2)のトラクタ(1)に対する前後方向の傾斜角
を検出するのに、上述したリフトアーム(3)のほか、対
地作業機(2)に取付けた重錘或いは、ロワーリンク(5)の
前後方向傾斜を検出する方法等、種々のものを用いるこ
とができる。

〔発明の効果〕

この発明に係る対地作業機の前後姿勢制御装置は上述の
ように構成したものであつて、対地作業機(2)の前後方
向の夫々の傾斜角即ち、夫々の上下位置毎に、自在接手
軸(15)が安全に回転できる安全トツプリンク長さ(Lmin)
から(Lmax)内に常にトツプリンク(6)の長さが維持され
ることになつて、自在接手軸(5)の前後の折れ角(α)，
(β)の過大等に起因する接手部分の破損等のトラブルが
解消されたのである。

しかも、対地作業機(2)の前後方向姿勢を、高く吊上げ
るために大きく前傾させるときや、後方への飛土性能向
上のために、低い位置で前傾させるとき、或いは、耕起
性能向上のために後傾させるとき、トツプリンク長さ補
正スイツチ(S₁)を操作することによつて、最も望ましい
標準トツプリンク長さ(LS)を中心としてトツプリンク
(6)の伸縮制御が行われるものであつて、このように、
自在接手軸(15)の駆動が全く無理の無い状態で行われる
ように対地作業機(2)の前後姿勢が、自動的にチエツク
されるので、作業操作に特段の熟練を要せずに安全でト
ラブルの無い対地作業を行うことができるのである。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の１実施例を示し、第１図は制御回路ブロ
ツク図、第２図は制御フローチヤート、第３図は作業状
態における側面図、第４図は自在接手軸の傾きを示す説
明図、第５図(イ)、(ロ)は、トツプリンクの望ましい長さ
を示す特性図、第６図はトラクタの要部斜視図である。 符号説明 (1)……トラクタ、(2)……対地作業機 (5)……ロワーリンク、(6)……トツプリンク (13)……ＰＴＯ軸、(15)……自在接手軸 (18)……制御部、(19)……算出手段 (20)……補正手段、(21)……比較指令手段 (Sθ)……傾斜角センサ (Sl)……トツプリンクセンサ (Ls)……標準トツプリンク長さ (S₁)……トツプリンク長さ補正スイツチ (Lmin)，(Lmax)……安全トツプリンク長さ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラクタへリフトアームによって昇降自在
   に連結された対地作業機を、トラクタのＰＴＯ軸に連結
   された自在接手軸によって駆動するように設け、対地作
   業機の前後方向姿勢を、トップリンクの伸縮動作によっ
   て制御するように構成した対地作業機の前後姿勢制御装
   置において、該対地作業機を連結したトラクタのリフト
   アーム角を検出する傾斜角センサと、トップリンクの長
   さを検出するトップリンクセンサとを設け、前記傾斜角
   センサにて検出されたリフトアーム角は算出手段に入力
   され、且つ、該算出手段は夫々のリフトアーム角に対応
   し、自在接手角が適正値となる標準トップリンク長さ及
   び安全な範囲内となる安全トップリンク長さを算出する
   ように構成され、更に、該標準トップリンク長さは補正
   手段に入力され、該補正手段には、トップリンク補正ス
   イッチの操作にて指示された補正指示値が入力されて、
   前記標準トップリンクの長さに加算して目標トップリン
   ク長さが求められ、更に、該目標トップリンク長さ及び
   前記安全な範囲内の安全トップリンク長さ並びにトップ
   リンクセンサにて検出されるトップリンク長さは比較指
   令手段に入力され、該比較指令手段は、該トップリンク
   を、上記目標トップリンク長さが安全トップリンク長さ
   の範囲以内であるときは目標トップリンク長さに一致さ
   せるように、目標トップリンク長さが前記安全トップリ
   ンク長さ範囲内を越えるときは、該安全トップリンク長
   さに一致させるよう指令信号を出力するように構成され
   たことを特徴とする対地作業機の前後姿勢制御装置。