JPH1014320A - トラクタのレーザ均平装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラクタのレーザ均平装置に於けるレーザ受
光装置の受光器を取り付けるに際して、トラクタの機体
の振動及び作業機の振動によるレーザ検出誤差を低減
し、圃場の均平性を確保する。 【解決手段】 レーザ受光装置の受光器３６を、トラク
タ１０のリヤアクスルハウジング３７の前後幅Ｗ以内の
上方位置に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトラクタのレーザ均
平装置に関するものであり、特に、レーザ受光装置の受
光器の取付位置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のトラクタのデプス制御は、リヤカ
バーの角度変化により耕深の大小を検出し、リヤカバー
の角度が一定となるように制御している。従って、図８
に示すように、例えば耕盤１に凹部１ａがあった場合
は、ロータリ作業機２の浮き沈みに応じてリヤカバー３
の角度が一定になるようにロータリ作業機２の高さを調
整するため、耕深量Ｄは一定になるが地表面４に凹部４
ａが生じることになる。耕盤１に凹凸があると溜まり水
の影響が大となって収穫が減り、地表面４に凹凸がある
と植え付け作業性が悪くなる。

【０００３】近年、農業の低コスト化を図るために大規
模圃場化が進んでいる。このため、従来のようなリヤカ
バーによるデプス制御のみの作業や、或いは作業者の勘
に頼った作業では、圃場の均平性が確保できなくなって
いる。圃場の均平性を得る方法として、レーザ均平装置
が知られている。これは、圃場面上の一定高さにレーザ
光を水平方向へ放射し、このレーザ光がつくり出す水平
面を基準として作業を行うものである。

【０００４】例えば、図９に示すように、トラクタ５の
機体後部にレーザ受光装置の受光器６を設け、水平方向
に放射されたレーザ光をこの受光器６によって受け、レ
ーザ光に対するトラクタ５の相対位置を演算する。そし
て、レーザ光とトラクタ５の相対位置に応じてリフトア
ーム７を回動させ、ロータリ作業機２の位置を自動調整
して耕盤１の高さが一定となるようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のレーザ均平装置
は、耕盤１の高さは一定に保たれるが、リヤカバー３の
角度が変化して一定にならない。従って、耕耘爪の回転
によって砕土される土の量及びリヤカバー３後方へ排土
される土の量が変化し、地表面４に凹部４ａや凸部４ｂ
が生じることがある。また、トラクタ５の機体後部の高
い位置に受光器６を設けているので、図９の二点鎖線に
示すように、トラクタ５の前後傾斜により受光器６が大
きく揺れ、レーザ検出精度の悪化の原因になるととも
に、圃場の均平性も損なわれることがあった。

【０００６】そこで、トラクタのレーザ均平装置に於け
るレーザ受光装置の受光器を取り付けるに際して、トラ
クタの機体の振動及び作業機の振動によるレーザ検出誤
差を低減し、圃場の均平性を確保するために解決すべき
技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を
解決することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、水平方向に放射され
たレーザ光を受けてトラクタとの相対位置を検出できる
レーザ受光装置を設け、トラクタに対する作業機の位置
を検出できるリフトアームセンサを備え、レーザ光とト
ラクタの相対位置に応じてリフトアームを回動させ、作
業機の位置を自動調整して圃場の仕上げ面を均平制御す
るトラクタに於いて、トラクタのリヤアクスルハウジン
グの前後幅以内の上方位置に前記レーザ受光装置の受光
器を設けたトラクタのレーザ均平装置を提供するもので
ある。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳述する。図１はトラクタ１０を示し、機体の
後部にリンク機構１１を介してロータリ作業機１２が連
結されている。運転席１３の近傍にはコントローラ１４
が設けられており、このコントローラ１４にポジション
レバー１５、耕深設定ダイヤル１６、傾斜設定ダイヤル
１７等を設けて、ロータリ作業機１２の耕深量及び左右
の傾斜量を設定する。また、前記運転席１３の下部には
スロープセンサ１８、車速センサ１９等が設けられてい
る。

【０００９】前記リンク機構１１はトップリンク２０と
左右のロワーリンク２１からなる３点リンク方式であ
り、リフトアーム２２を回動することにより、ロワーリ
ンク２１が上下動してロータリ作業機１２が昇降する。
該リフトアーム２２の回動角度はリフトアームセンサ２
３にて検出する。

【００１０】また、リンク機構１１の左右一方若しくは
両方にローリングシリンダ２４を設け、該ローリングシ
リンダ２４を伸縮させてロワーリンク２１のリフト量を
左右で変えることにより、トラクタ１０に対してロータ
リ作業機１２が左右へ傾斜する。該ローリングシリンダ
２４の伸縮長さはストロークセンサ２５にて検出する。

【００１１】一方、ロータリ作業機１２のメインカバー
２６の後端にリヤカバー２７を回動自在に取り付け、デ
プスセンサ２８によりリヤカバー２７の回動角度を検出
してロータリ作業機１２のデプス調整を行えるように構
成する。また、前記スロープセンサ１８によりトラクタ
１０の左右方向の傾斜を検出し、ロータリ作業機１２の
ローリング調整を行えるようにする。

【００１２】ここで、前記メインカバー２６の左右位置
にブラケット２９を固設し、夫々のブラケット２９にプ
レッシャロッド３０の上部を装着し、該プレッシャロッ
ド３０の下端をリヤカバー２７のブラケット３１に連結
する。そして、該プレッシャロッド３０にスプリング３
２を介装してリヤカバー２７の動きを規制することによ
り、リヤカバー２７が跳ね上がるのを防止している。
尚、前記メインカバー２６は耕耘爪３３の回転軸３４を
中心に、円弧状の軌跡で前後へ回動可能に形成されてい
る。

【００１３】更に、トラクタ１０の後部にセンサマスト
３５を昇降自在に設け、センサマスト３５の上端にレー
ザ受光装置の受光器３６を取り付ける。該受光器３６は
リヤアクスルハウジング３７の前後幅Ｗ以内の上方位置
に設けるが、望ましくは本実施の形態のように、リヤア
クスルシャフト３８の真上に受光器３６を設置するのが
よい。また、該受光器３６には上下方向に複数個のダイ
オードを配設してあり、後述する投光器から放射される
レーザ光を何れかのダイオードで捕捉する。

【００１４】このとき、受光器３６の中心位置にあるダ
イオードでレーザ光を捕捉したときは、トラクタ１０が
基準高さにあるとして該受光器３６から制御信号を出力
する。また、受光器３６の中心位置より上下何れかに配
設されたダイオードでレーザ光を捕捉したときには、ト
ラクタ１０が基準高さに対して高位置或いは低位置にあ
るとして、基準高さに対する高低差を該受光器３６から
制御信号として出力する。この制御信号は前記コントロ
ーラ１４へ入力される。

【００１５】図２に示すように、圃場の畦畔３９にスタ
ンド４０を設置し、スタンド４０の上端に投光器４１を
取り付ける。該投光器４１から圃場面上の一定高さの水
平方向に所定の角度範囲でレーザ光が放射されるが、レ
ーザ光の照射に先立ってトラクタ１０側の調整を行う。

【００１６】先ず、図１に示したポジションレバー１５
により手動操作でリンク機構１１を動かし、ロータリ作
業機１２の高さを調整して耕深量を確定する。続いて、
センサマスト３５を昇降させ、受光器３６の中心位置に
あるダイオードでレーザ光を捕捉するように、受光器３
６の上下位置を調整する。然る後に、投光器４１のスイ
ッチをオンにしてレーザ光を照射し、オペレータが前記
ポジションレバー１５を少し下げてレーザ均平装置によ
る作業を開始する。

【００１７】前記受光器３６は投光器４１から照射され
るレーザ光を受けて制御信号を出力し、コントローラ１
４でトラクタ１０の走行高さを演算する。そして、トラ
クタ１０の走行高さに応じてリフトアーム２２の回動角
度を調整し、前記レーザ光の照射面を基準としてロータ
リ作業機１２の耕深量を一定に維持するように制御す
る。この後、耕耘土壌面の仕上がり具合をみてセンサマ
スト３５を僅かに昇降させ、受光器３６の上下位置を再
調整する。

【００１８】ここで、圃場の凹凸によってトラクタ１０
が前後に傾斜したり、或いは振動によってトラクタ１０
が前後に揺動した場合は、センサマスト３５が前後へ傾
斜して受光器３６の高さが僅かに変化する。受光器３６
の高さの変化は誤差となって表れる。

【００１９】例えば、図３に示すように、リヤアクスル
シャフト３８から受光器３６までの距離をＬ₁ とし、同
図の二点鎖線で示すように、トラクタ１０が後方に角度
θだけ傾斜した場合には、リヤアクスルシャフト３８を
中心にセンサマスト３５が後方へ角度θ回動するので、
受光器３６は略（Ｌ₁ × sinθ）の距離移動して高さΔ
Ｈ₁ の誤差が生じる。

【００２０】一方、図４に示すように、受光器３６をト
ラクタ１０の機体最後部に設けた場合は、受光器３６の
地上高が図３の場合と同じであれば、リヤアクスルシャ
フト３８から受光器３６までの距離Ｌ₂ は前記Ｌ₁ より
大になる。従って、同図の二点鎖線で示すように、トラ
クタ１０が後方に角度θだけ傾斜した場合には、受光器
３６は略（Ｌ₂ × sinθ）の距離移動して高さΔＨ₂ の
誤差が生じる。Ｌ₂ はＬ₁ より大であるから、機体の前
後傾斜による受光器３６の高さ誤差ΔＨ₂ が前記ΔＨ₁
より大きくなる。

【００２１】即ち、本実施の形態では図３に示したよう
に、受光器３６をリヤアクスルシャフト３８の真上位置
に設けてあるため、機体の最前部や最後部に受光器３６
を設置する場合よりも、トラクタ１０の前後傾斜に対し
て受光器３６の高さの変化が小さくなり、レーザ検出精
度が高くなる。

【００２２】尚、図示は省略するが、レーザ受光装置を
作業機側に設置する構成も考えられるが、作業機を交換
する際にはレーザ受光装置を付け替えなくてはならず、
しかも、その都度レーザ光の基準面に対する作業機の調
整を行う必要があって、交換時の作業が極めて煩雑であ
る。また、受光器がトラクタの影に入らないように高い
位置に保持されるため、作業機の振動により受光器が大
きく揺れて、レーザ検出精度が悪化する虞がある。

【００２３】これに対して、本発明ではトラクタにレー
ザ受光装置を設けているので、作業機を交換したときに
レーザ受光装置の付け替えや再調整が不要であり、且
つ、作業機の振動による誤差などを解消できる。

【００２４】図５はリンク機構１１を示し、左右のロワ
ーリンク２１には複数の取付穴４２ａ，４２ｂ…を開穿
してあり、作業機の種類に応じてリフトロッド４３の取
付位置を変更できるようにしてある。リフトアーム２２
の回動角に対するロワーリンク２１の高さ変化（即ち作
業機の高さ変化）のデータは、予めコントローラ１４内
のメモリに記憶されている。例えば、リフトロッド４３
を取付穴４２ｄに取り付けた場合は、図６の実線で示す
ように、リフトアーム２２の回動角の増加に対してロワ
ーリンク２１が徐々に高くなるが、リフトロッド４３を
取付穴４２ｂに取り付けた場合は、図６の二点鎖線で示
すように、リフトアーム２２の回動角の増加に対してロ
ワーリンク２１が急激に高くなる。

【００２５】従って、レーザ均平制御を行うに際して、
リフトアーム２２の回動角に対するロワーリンク２１の
高さの補正量を切り替えるスイッチ（図示せず）を設け
ておき、作業者がどの取付穴を使用するかによって該ス
イッチを切り替えれば、レーザ均平制御の精度を向上さ
せることができる。尚、各取付穴４２ａ，４２ｂ…に夫
々マイクロスイッチや近接センサなどの検出具を設けて
おき、この検出具によりリフトロッド４３がどの取付穴
に装着されたかを検出して、前記補正量を自動的に切り
替えるように構成することもできる。

【００２６】ここで、図９にて説明したように、従来の
レーザ均平装置はリヤカバーの角度が一定に保持されな
いので、ロータリ作業機の耕耘爪の回転によって砕土さ
れる土の量が変化し、地表面に凹凸が生じることがあっ
た。そこで、本発明では図１に示したメインカバー２６
を油圧シリンダなどの作動により前後へ回動させ、リヤ
カバー２７の角度を一定に保持するように制御する。

【００２７】図７（ａ）に示すように、一定高さの耕盤
４４に対してリヤカバー２７が立った状態になると、リ
ヤカバー２７の後方への土捌けが多くなり、地表面４５
に凹部４６ａができる。これを防止するために、リヤカ
バー２７の角度が大きくなり始めたときは、前記メイン
カバー２６を後方へ回動させてリヤカバー２７の角度を
一定に保持する。従って、耕耘爪３３とリヤカバー２７
との間隙が常に一定になり、耕耘爪３３の回転により砕
土された土の抱え込み量が安定するため、前記凹部４６
ａが解消されて二点鎖線４６ｂに示すように地表面４５
が平坦に均平される。

【００２８】一方、図７（ｂ）に示すように、リヤカバ
ー２７が寝た状態になると、耕耘爪３３とリヤカバー２
７との間隙が大きくなって土の抱え込み量が増加し、地
表面４５に凸部４７ａができる。これを防止するため
に、リヤカバー２７の角度が小さくなり始めたときは、
前記メインカバー２６を前方へ回動させてリヤカバー２
７の角度を一定に保持する。従って、耕耘爪３３とリヤ
カバー２７との間隙が常に一定になり、リヤカバー２７
の内側の土の抱え込み量が安定するため、前記凸部４７
ａが解消されて二点鎖線４７ｂに示すように地表面４５
が平坦に均平される。

【００２９】このように、本発明のレーザ均平装置は、
ロータリ作業中にメインカバー２６を前後へ回動してリ
ヤカバー２７の角度を一定に保持するので、地表面４５
の凹凸がなくなって均平性が良好になる。尚、メインカ
バーが回動式でない場合は、メインカバー全体を上下動
させることによりリヤカバーの角度を調整し、その角度
を一定に保持するようにしてもよい。

【００３０】而して、本発明は、本発明の精神を逸脱し
ない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明
が該改変されたものに及ぶことは当然である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明ではレーザ
受光装置の受光器がリヤアクスルハウジングの前後幅以
内の上方位置に設けられているため、機体の最前部や最
後部に受光器を設置する場合よりも、トラクタの前後傾
斜に対して受光器の高さの変化が小さくなり、レーザ検
出精度が高くなる。

【００３２】斯くして、トラクタの機体の振動及び作業
機の振動によるレーザ検出誤差を低減でき、圃場の均平
性を確保することが可能になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示し、レーザ均平装置を
設けたトラクタの側面図。

【図２】レーザの投光器と受光器の位置関係を示す解説
図。

【図３】リヤアクスルシャフトの真上に設けられた受光
器の高さ誤差を示す解説図。

【図４】トラクタの機体最後部に設けられた受光器の高
さ誤差を示す解説図。

【図５】ロワーリンクに複数の取付穴を設けたリンク機
構の側面図。

【図６】リフトアーム回動角とロワーリンクの高さの関
係を示すグラフ。

【図７】レーザ均平制御中にリヤカバーの角度を一定に
保持する例を示し、（ａ）はメインカバーを後方へ回動
させる解説図、（ｂ）はメインカバーを前方へ回動させ
る解説図。

【図８】従来のデプス制御による圃場面の仕上げ状態を
示す図。

【図９】従来のレーザ均平制御による圃場面の仕上げ状
態を示す図。

【符号の説明】

１０ トラクタ １２ ロータリ作業機 ２２ リフトアーム ２３ リフトアームセンサ ３６ 受光器 ３７ リヤアクスルハウジング ４１ 投光器 Ｗ リヤアクスルハウジングの前後幅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平方向に放射されたレーザ光を受けて
   トラクタとの相対位置を検出できるレーザ受光装置を設
   け、トラクタに対する作業機の位置を検出できるリフト
   アームセンサを備え、レーザ光とトラクタの相対位置に
   応じてリフトアームを回動させ、作業機の位置を自動調
   整して圃場の仕上げ面を均平制御するトラクタに於い
   て、トラクタのリヤアクスルハウジングの前後幅以内の
   上方位置に前記レーザ受光装置の受光器を設けたことを
   特徴とするトラクタのレーザ均平装置。