JPH0711525Y2 - 圃場作業機における作業部の昇降制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、農用トラクタ等の圃場作業機における作業部
の昇降制御装置に関するものである。

［従来技術及び考案が解決しようとする課題］ 一般に、この種圃場作業機においては、例えば農用トラ
クタの如く、機体に連結されるロータリー耕耘機等の作
業部の作業高さ（耕耘深さ）を、高さ操作具であるポジ
シヨンレバーのレバー操作対応位置に位置するよう制御
したり、あるいは耕深設定器の設定値に基づいて自動的
に制御するようにしたものがある。そしてこのものにお
いて正確な作業部高さ制御を行うには、作業部の設定値
に対するオーバー作動、所謂ハンチング現象を防止する
必要があり、このため作業部の移動速度を遅くすること
が好ましいが、機体回行時の様に、大きくポジシヨンレ
バーを操作して作業部を昇降させたとき、前記低速制御
のままでは迅速な作業部の昇降ができず、作業能率が著
しく低下するという欠点がある。

そこで、機体回行時の如く昇降作動域が大きくなる場合
には作動速度を高速とし、昇降作動域の小さい耕耘作業
時には低速で昇降作動するように昇降速度の切換え制御
を行うようにしたものがある。しかるに従来、このよう
なものでは、作業部を昇降させるリフトアームの油圧シ
リンダを、継続的に作動させる所謂インチング制御によ
り作動せしめることで低速作動に切換えるようにしてい
たため、作業部がインチング作動により激しく振動して
しまう許りか、制御が複雑となるという欠点もあり問題
となつていた。

［課題を解決するための手段］ 本考案は、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昇降制御
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、走行機体に昇降リンク機構を介して連結される作業
部を、前記昇降リンク機構の左右ロアリンクにそれぞれ
リフトロツドを介して連結されるリフトアームの上下揺
動作動によつて昇降せしめる圃場作業機において、前記
左右両リフトロツドに、伸縮作動速度が前記リフトアー
ムよりも低速に設定されるシリンダをそれぞれ設けると
共に、該左右両シリンダを、前記作業部の昇降作動速度
について、前記リフトアームのみの作動による高速制御
と、左右両シリンダのみを同方向に作動させる低速制御
と、リフトアームの作動に伴つて左右両シリンダをリフ
トアームの作動方向とは相反する方向に作動させる減速
制御と、リフトアームの作動に伴つて左右両シリンダを
リフトアームの作動方向と同方向に作動させる増速制御
とに切換え制御する昇降速度制御手段に連繋したことを
特徴とするものである。

そして本考案は、この構成によつて、機体に連結される
作業部を、振動を発生させることなく、しかも簡単な制
御によつて正確に昇降制御することができるようにした
ものである。

［実施例］ 次に、本考案の一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の後部には昇降リンク機構２を介してロータ
リ耕耘式の作業部３が取付けられている。４はリフトア
ームであつて、該リフトアーム４は、後述する左右のリ
フトロツド５を介して前記昇降リンク機構２のロアリン
ク2aに連結されている。そして、作業部３は、図示しな
い油圧シリンダの作動によるリフトアーム４の上下揺動
によつて上下昇降するが、前記左右のリフトロツド５に
それぞれ設けられる油圧ロツドシリンダ5a、5bの同調し
た伸縮作動によつても上下昇降するようになつており、
また、ロツドシリンダ5a、5bが相反して伸縮したり、も
しくは何れか一方が伸縮作動した場合には、左右に傾斜
するようになつている。尚、ロツドシリンダ5a、5bの伸
縮作動による作業部の昇降速度は、リフトアーム４によ
る昇降速度よりも遅く設定されている。

一方、６はマイクロコンピユータを用いて構成される制
御部であつて、該制御部６には、前記リフトアーム４の
揺動角度の検知をするアーム角検知センサ７、前記ロツ
ドシリンダ5a、5bの長さ検知をするシリンダ長検知セン
サ８、９、作業部３に設けたリヤカバー3aの揺動角度検
知をするカバー角度検知センサ10、作業部３の左右傾斜
角度を検知する左右傾斜検知センサ11、作業部高さのセ
ツトをするポジシヨンレバー12のセツト位置検知をする
レバー位置検知センサ13等のセンサ類、耕深設定ボリユ
ーム14、傾斜設定ボリユーム15等の設定器類、前記ポジ
シヨンレバー12が自動制御切換え位置（最下降位置）に
操作されたことを検知する自動切換え検知スイツチ16、
耕深自動切換えスイツチ17、傾斜自動切換えスイツチ1
8、前記ロツドシリンダ5a、5bの手動操作スイツチ19、2
0等のスイツチ類からの信号を入力し、これら入力した
信号に基づいてリフトアーム４の昇降制御用ソレノイド
21a、21b、並びにロツドシリンダ5a、5bの伸縮制御用ソ
レノイド22a、22b、23a、23b等の必要なアクチユエータ
に対して制御指令を出力するようになつている。

次に、制御部６による作業部３の姿勢制御手順について
説明する。まず、エンジンが始動して制御がスタートす
ると必要な初期設定が成される。そして、前記スイツチ
類の状態を判断して昇降自動制御、耕深自動制御、傾斜
自動制御がそれぞれ成されることになる。

まず、昇降自動制御について説明する。この制御は、前
記耕深自動切換えスイツチ17がOFFの場合、もしくは耕
深自動切換えスイツチ17がONで自動切換え検知スイツチ
16がOFFの場合に成されるものであるが、該制御がスタ
ートすると、最初にレバー位置検知センサ13の検知値Ａ
から設定作業部高さＢを演算し、またアーム角検知セン
サ７の検知値Ｃ及びシリンダ長検知センサ８、９の検知
値Ｄ（左右の検知センサ８、９からそれぞれ検知値を入
力するが、この制御においては左右両ロツドシリダ5a、
5bを同方向に伸縮制御するので一つの検知値として扱う
ものとする。）から検知作業部高さＥを演算する。次
に、前記演算値Ｂ、Ｅの差の絶対値と第一設定値α_１の
大小が比較され、第一設定値α_１の方が大きいと判断さ
れた場合には別定義される低速昇降制御において制御さ
れ、また第一設定値α_１の方が小さいと判断された場合
には別定義される高速昇降制御において制御される。つ
まり、ポジシヨンレバー12が作業部高さ対応位置から第
一設定値α_１によつて決定される第一設定域を越えたか
否かを判断して作業部の昇降速度を切換えるようになつ
ている。

前記低速速度制御においては、まず設定作業部高さＢと
検知作業部高さＥの大小が比較され、そして設定作業部
高さＢが検知作業部高さＥよりも大きい（Ｂ＞Ｅ）と判
断されると、続いて前記シリンダ長検知値Ｄが第一シリ
ンダ長設定値β_１よりも大きいか否かが判断される。こ
こでYESと判断されるとロツドシリンダ5a、5bの縮小用
ソレノイド22b、23bに対してON指令を出力して、作業部
３をリフトロツド５の縮小作動のみで上昇させるが、シ
リンダ長検知値Ｄが第一シリンダ長設定値β_１よりも小
さいと判断された場合には、リフトアーム４上昇用ソレ
ノイド21aとロツドシリンダ5a、5b伸長用ソレノイド22
a、23aに同時にON指令を出力するようになつている。即
ち、ロツドシリンダ5a、5bが第一シリンダ長設定値β_１
と後述する第二シリンダ長設定値β_２によつて決定され
る第一シリンダ作動域L1を越えて作動するとリフトアー
ム４により作業部３を上昇させるが、このとき、リフト
アーム４よりも作動速度の遅いロツドシリンダ5a、5bが
逆に作業部３を下降させる伸長方向に作動することで作
業部３の上昇速度を減速するようになつている。そし
て、前記ソレノイド21a、22a、23aを一旦作動させる
と、レジスタR2に「１」がセツトされることにより、検
知作業部高さＥが設定作業部高さＢと等しくなるまで作
動を続けるが、仮令検知作業部高さＥが設定作業部高さ
Ｂよりも大きくなつたとしても、両値Ｂ、Ｅが等しいと
判断された場合と同様に全ソレノイドのOFF指令出力
と、レジスタR2のリセツト（及びレジスタR3のリセツ
ト）が成されて作業部３は停止するようになつている。
また、最初に設定作業部高さＢが検知作業部高さＥより
も小さい（Ｂ＜Ｅ）と判断された場合も前記制御と同様
の制御が成されることになる。つまり、シリンダ長検知
値Ｄが第二シリンダ長設定値β_２を越えない範囲では、
ロツドシリンダ5a、5bの伸長作動のみで作業部３を下降
させるが、シリンダ長検知値Ｄが第二シリンダ長設定値
β_２を越えると、リフトアーム４の下降作動とロツドシ
リンダ5a、5bの縮小作動によつて作業部３を下降させる
ようになつている。

一方、前記高速昇降制御は、前述したように作業の開
始、終了時や機体回行の際等にポジシヨンレバー12を大
きく操作した場合に成され、そしてこの制御に入ると、
まず前記低速昇降制御と同様に設定作業部高さＢが検知
作業部高さＥよりも大きい（Ｂ＞Ｅ）か否かが判断され
るが、YESと判断されると、レジスタR4のセツト及びタ
イマ時間ｔのカウント開始が成された後、ロツドシリン
ダ5a、5bの伸長用ソレノイド22a、23aとリフトアーム４
の上昇用ソレノイド21aにON指令が出力される。これに
より作業部３は低速で上昇を始めるが、一旦上昇を始め
ると、レジスタR4の状態とロツドシリンダ5a、5bの作動
状態から低速上昇作動中であることを判断し、この作動
時間が設定作動時間t₁内であるかが連続的に判断され
る。そして上記作動時間が設定作動時間t₁を越えたと判
断されると、ロツドシリンダ5a、5bだけを停止させるこ
とにより作業部３がリフトアーム４の上昇作動のみで高
速上昇するように昇降速度を切換えるようになつてい
る。さらに、高速上昇作動中には、設定作業部高さＢと
検知作業部高さＥの差と第二設定値α_２の大小を比較す
ることにより作業部３が設定作業部高さＢの手前位置ま
で達したかが判断されるが、これが達したと判断される
と、ロツドシリンダ5a、5bを伸長作動させて再び作動速
度が低速に切換えられる。そして、その後に検知作業部
高さＥが設定作業部高さＢと等しく（Ｂ＜Ｅの場合も含
む）なつたと判断されると、全ソレノイドにOFF指令が
出力されて作業部３は停止するようになつている。尚、
設定作業部高さＢが検知作業部高さＥよりも小さい（Ｂ
＜Ｅ）と判断された場合については、設定作業部高さＢ
が検知作業部高さＥよりも大きい（Ｂ＞Ｅ）と判断され
た場合と同様の制御が成されるので説明を省略する。

次に、耕深自動制御を説明する。この制御は、前記耕深
自動切換えスイツチ17がONで、さらに自動切換え検知ス
イツチ16がONした場合に成され、そして制御がスタート
すると、最初にカバー角度検知センサ10の耕深検知値Ｆ
が耕深設定ボリユーム14の耕深設定値Ｇよりも大きい
（Ｆ＞Ｇ）か否かが判断される。ここでYESと判断され
ると、続いて前記シリンダ長検知値Ｄが第一シリンダ長
設定値β_１よりも大きいか否かが判断され、これがYES
と判断されるとロツドシリンダ5a、5bの縮小用ソレノイ
ド22b、23bに対してON指令を出力して、作業部３をリフ
トロツド５の縮小作動のみで上昇させるが、シリンダ長
検知値Ｄが第一シリンダ長設定値β_１よりも小さいと判
断された場合には、さらにシリンダ長検知値Ｄが前記第
三シリンダ長設定値α_３よりも大きいかが判断される。
即ち、シリンダ長検知値Ｄが、前記第一シリンダ設定値
β_１と第二シリンダ長設定値β_２によつて決定される第
一シリンダ作動域L1を外れて、第三シリンダ長設定値β
_３と第四シリダ長設定値β_４によつて決定される第二シ
リンダ作動域L2に位置するか否かが判断され、ここでNO
と判断された場合には、直ちにリフトアーム４上昇用ソ
レノイド21aとロツドシリンダ5a、5b伸長用ソレノイド2
2a、23aに同時にON指令を出力して作業部３を上昇させ
るが、YESと判断された場合には、さらにロツドシリン
ダ5a、5bの作動状態を判断し、ここでロツドシリンダ5
a、5bが縮小作動中であると判断されると、リフトアー
ム４は作動させずにロツドシリンダ5a、5bの縮小作動だ
けで作業部３を上昇させ、ロツドシリンダ5a、5bが停止
していると判断されると、リフトアーム４の上昇作動と
ロツドシリンダ5a、5bの伸長作動により作業部３を上昇
させるようになつている。つまり、ロツドシリダ5a、5b
が縮小作動して第二シリンダ作動域L2に達した場合に
は、そのままロツドシリンダ5a、5bの伸長作動により作
業部３を上昇させるが、ロツドシリンダ5a、5bが第二シ
リンダ作動域L2内に停止している状態からロツドシリン
ダ5a、5bを縮小作動させると直ぐに第二シリンダ作動域
L2から外れてしまうため、この場合には、予めリフトア
ーム４の上昇作動とロツドシリンダ5a、5bの伸長作動に
より作業部３を上昇させるようになつている。また、カ
バー角度検知センサ10の耕深検知値Ｆが耕深設定ボリユ
ーム14の耕深設定値Ｇよりも小さい（Ｆ＜Ｇ）と判断さ
れた場合の制御も前記制御と同様に行われるようになつ
ている。

一方、傾斜自動制御は、傾斜自動切換えスイツチ18をON
に切換えた場合に成され、そしてこの制御は、前記シリ
ンダ長検知センサ８、９、左右傾斜検知センサ10、傾斜
設定ボリユーム15から信号を入力し、これに基づいて左
右のロツドシリンダ5a、5bを相反する方向に伸縮作動さ
せるか、あるいは何れか一方を伸縮作動させて作業部３
が設定値通りの姿勢に制御されるべくロツドシリンダ5
a、5bの伸縮制御用ソレノイド22a、22b、23a、23bに対
して指令信号を出力することにより行われるようになつ
ている。また傾斜自動制御は前記耕深自動制御と同時に
行うことも可能である。

叙述の如く構成された本考案の実施例において、昇降自
動制御もしくは耕深自動制御により作業部３を昇降制御
する場合、作業部３は、その昇降作動範囲が第一シリン
ダ作動域L1（耕深自動制御では第二シリンダ作動域L2を
含む場合がある）内であるときは、ロツドシリンダ5a、
5bの伸縮作動により低速で昇降し、昇降作動範囲が第一
シリンダ作動域L1から外れたときには、ロツドシリンダ
5a、5bよりも作動速度が速いリフトアーム４の作動で昇
降するが、これと同時に、ロツドシリンダ5a、5bがリフ
トアーム４の作動方向とは相反する方向に伸縮作動し、
これによつて作業部３は低速で昇降する。また、機体回
行時等のように作業部３を大きく昇降させるべくポジシ
ヨンレバー12を操作した場合には、作業部３は手動昇降
制御における高速昇降制御にて制御されることになる。
つまり、高速昇降制御において作業部３は、リフトアー
ム４の作動で高速昇降作動するが、作動開始から設定作
動時間t₁が経過するまでと、作動停止手前位置から作動
停止までの作動域では、リフトアーム４の作動と共にロ
ツドシリンダ5a、5bがリフトアーム４の作動方向とは相
反する方向に伸縮作動することで減速されて低速で昇降
作動する。

この様に本考案が実施されたものにあつては、ポジシヨ
ンレバー12の操作、もしくは耕深設定ボリユーム14の設
定値に基づく作業部３の昇降制御において、その昇降速
度を条件によつて高速と低速に切換えるものであるが、
このものにおいて作業部３の低速昇降作動は、左右両リ
フトロツド５にそれぞれ設けたロツドシリンダ5a、5bの
同方向への伸縮作動だけで作業部３を昇降させることに
より行われる。従つて、インチング制御のように複雑な
制御を用いることなく作業部３の昇降速度制御ができる
ことになつて、インチング制御による作業部３の激しい
振動も防止でき、この結果、作業部３を円滑かつ適切に
昇降制御し得て、作業性の向上を計ることができる。

しかも、このものでは、作業部３をロツドシリンダ5a、
5bの作動域を越えて大きく昇降させる場合であつても、
リフトアーム４の作動と同時にロツドシリンダ5a、5bを
リフトアーム４の作動方向と相反する方向に作動させる
ことで昇降速度の減速を行うので、ロツドシリンダ5a、
5bの作動域によつて低速作動の作動範囲が規制されるこ
とがない。従つて、機体回行時の様に作業部３を大きく
昇降させる場合に、作動始めと作動停止時にロツドシリ
ンダ5a、5bにより減速することで、作業部３が急激な作
動や停止によつて受ける衝撃を緩衝することができる。
またこのものにおいては、耕耘作業時におけるロツドシ
リンダ5a、5bの作動域を設定して前記緩衝作動を行うた
めの作動ストロークを常時確保するようにしているので
緩衝減速作動を行うことができる。

さらに、実施例では、ロツドシリンダ5a、5bの設定作動
域の両端に第二シリンダ作動域L2、即ちロツドシリンダ
5a、5bが作動すると直ちに設定作動域から外れてしまう
と思われる作動域を設定し、この作動域においては、ロ
ツドシリンダ5a、5bのムダな反転作動を防止するべく制
御しているので、作業部３の昇降をさらに円滑かつスム
ーズにすることができる。

また、このものでは、左右のロツドシリンダ5a、5bを相
反する方向に伸縮作動させれば、左右何れかのリフトロ
ツド５にのみロツドシリンドを設けた従来のものよりも
作業部３を大きく傾斜させることが可能であるから、例
えばロータリー耕耘式の作業部を連結している場合に
は、耕耘爪の交換や点検整備等が容易に行うことができ
ることになり極めて都合が良い。

尚、本考案は、前記実施例に限定されないものであるこ
とは勿論であつて、例えば機体回行時の如く作業部３を
大きく昇降させる場合に、リフトアーム４の作動に伴つ
て左右両ロツドシリンダ5a、5bをリフトアーム４の作動
方向と同方向に作動させる増速制御を行うこともでき、
この様にした場合には迅速な作業部３の昇降ができるこ
ととなつてさらに作業効率の向上を計ることができる。

［作用効果］ 以上要するに、本考案は叙述の如く構成されたものであ
るから、リフトアームの作動により作業部を昇降させる
ものでありながら、左右両リフトロツドにそれぞれ設け
たシリンダの同方向への伸縮作動により低速で作業部を
昇降させることができる。従つて、従来の様にインチン
グ制御の如き複雑な制御を殊更用いることなく作業部の
低速昇降ができることになる許りか、インチング制御に
よる激しい振動の発生も防止できることになり、この結
果、作業部を円滑かつ正確に昇降制御し得て、作業性の
向上を計ることができる。

また、このものは、作業部をリフトロツドに設けたシリ
ンダの作業域を越えて大きく昇降させる場合であつて
も、リフトアームの作動と同時にシリンダをリフトアー
ムの作動方向と相反する方向に作動させることで昇降速
度の減速を行うことができる。従つて、シリンダの作動
域によつて低速作動可能な範囲が規制されることがなく
広い範囲で低速作動を行うことができる。

また、このものでは、作業部の昇降作動速度を、リフト
アームの作動に伴つて左右両シリンダをリフトアームの
作動方向と同方向に作動させることで増速させることも
でき、この場合には、例えば機体回行時の如く作業部を
大きく昇降させる際、迅速な作業部の昇降ができること
となつて、作業効率の向上を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案に係る圃場作業機における作業部の昇降
制御装置の一実施例を示したものであつて、第１図はロ
ータリー耕耘式作業部を連結した農用トラクタの概略側
面図、第２図は同上背面図、第３図は手動昇降制御のメ
インルーチンを示すフローチヤート図、第４図、第５図
はそれぞれ同制御のサブルーチンを示すフローチヤート
図、第６図は耕深自動制御のフローチヤート図、第７図
は制御機構のブロツク回路図、第８図、第９図はそれぞ
れ作用を示すタイミングチヤート図、第10図はロツドシ
リンダの設定作動域を示す説明図である。 図中、１は走行機体、２は昇降リンク機構、2aはロアリ
ンク、３は作業部、４はリフトアーム、５はリフトロツ
ド、5a、5bはロツドシリンダ、６は制御部である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】走行機体に昇降リンク機構を介して連結さ
   れる作業部を、前記昇降リンク機構の左右ロアリンクに
   それぞれリフトロツドを介して連結されるリフトアーム
   の上下揺動作動によつて昇降せしめる圃場作業機におい
   て、前記左右両リフトロツドに、伸縮作動速度が前記リ
   フトアームよりも低速に設定されるシリンダをそれぞれ
   設けると共に、該左右両シリンダを、前記作業部の昇降
   作動速度について、前記リフトアームのみの作動による
   高速制御と、左右両シリンダのみを同方向に作動させる
   低速制御と、リフトアームの作動に伴つて左右両シリン
   ダをリフトアームの作動方向とは相反する方向に作動さ
   せる減速制御と、リフトアームの作動に伴つて左右両シ
   リンダをリフトアームの作動方向と同方向に作動させる
   増速制御とに切換え制御する昇降速度制御手段に連繋し
   たことを特徴とする圃場作業機における作業部の昇降制
   御装置。