專利名稱：聯(lián)合收割機的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及具有機體傾斜角度檢測裝置和側(cè)傾驅(qū)動裝置，進行控制機體的姿勢大體與基準水平面平行的側(cè)傾控制的聯(lián)合收割機。更詳細地講是關于提高控制旋轉(zhuǎn)行駛時的姿勢的精度及行駛穩(wěn)定性的技術。
以前，具有傾斜傳感器等機體傾斜角度檢測裝置和改變相對連接左右履帶接地部的假想接地面的機體的左右傾斜度的側(cè)傾驅(qū)動裝置的聯(lián)合收割機為大家所熟知。如日本實用新型登錄第2566454號公報所記載的，其在連接左右履帶接地部的假想接地面相對水平基準面傾斜時，使側(cè)傾驅(qū)動裝置動作，進行保持機體大體與水平基準面(大體垂直于重力作用的方向的面)平行或形成規(guī)定的設定傾斜角的姿勢的側(cè)傾控制。
但是，在日本實用新型登錄第2566454號公報所記載的聯(lián)合收割機中，由于用于檢測機體姿勢(左右方向的傾斜角度)的傾斜傳感器一般在密封容器中封入液體，通過把傾斜時該流體的液面水平變化作為靜電容量的變化進行檢測可以檢測出傾斜角度，若聯(lián)合收割機在行駛中轉(zhuǎn)動，則在該傾斜傳感器內(nèi)封入的液體上作用離心力，實際機體的傾斜角度和傾斜傳感器的檢測值之間產(chǎn)生測量誤差。從而，若根據(jù)轉(zhuǎn)動中的傾斜傳感器的檢測值進行機體姿勢的控制，存在不能保持相對基準水平面大體平行或成規(guī)定的設定傾斜角的姿勢的問題。
因此，在以前的聯(lián)合收割機中，在轉(zhuǎn)動時暫時停止姿勢控制，維持轉(zhuǎn)動開始前機體相對履帶行駛裝置的傾斜角度，在轉(zhuǎn)動結(jié)束時再打開姿勢控制。
但是，若進行這樣的姿勢控制，在轉(zhuǎn)動時不進行可以進一步提高原來的行駛穩(wěn)定性的姿勢控制，有時在轉(zhuǎn)動結(jié)束時用于使機體成大體水平的側(cè)傾量非常大，存在姿勢控制的應答性差的問題。特別是在局部水田中從水田移動到旱田的轉(zhuǎn)動中，若機體維持相對轉(zhuǎn)動前的履帶行駛裝置的傾斜角度，則在轉(zhuǎn)動結(jié)束后立刻轉(zhuǎn)移到收割作業(yè)有時很困難。
本發(fā)明鑒于以上情況，提供一種即使在轉(zhuǎn)動中也能進行姿勢控制、行駛穩(wěn)定性好的聯(lián)合收割機。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的聯(lián)合收割機具有機體傾斜角度檢測裝置和側(cè)傾驅(qū)動裝置，其進行控制機體的姿勢成大體與基準水平面平行或成規(guī)定的設定傾斜角的側(cè)傾控制。其根據(jù)該左右履帶的移動速度求出轉(zhuǎn)動時作用在機體上的離心力，修正起因于該離心力的機體角度檢測裝置的檢測值的誤差而進行側(cè)傾控制。根據(jù)這樣的構(gòu)成，即使在轉(zhuǎn)動行駛時也可以高精度地進行側(cè)傾控制，能保持聯(lián)合收割機的機體姿勢大體與基準水平面平行或成設定的傾斜角度，在提高行駛穩(wěn)定性的同時，提高轉(zhuǎn)動結(jié)束后相對田間的傾斜的隨動性。
本發(fā)明所述機體傾斜角度檢測裝置的前后位置與機體轉(zhuǎn)動中心大體一致。根據(jù)這樣的構(gòu)成，能防止機體傾斜角度檢測裝置的檢測值逆擺動及超出規(guī)定過調(diào)節(jié)，提高機體的姿勢控制的精度，防止機體的姿勢控制的應答延遲。從而，即使在轉(zhuǎn)動行駛時也可以高精度地進行側(cè)傾控制，能保持聯(lián)合收割機的機體姿勢大體與基準水平面平行或成設定的傾斜角度，在提高行駛穩(wěn)定性的同時，提高轉(zhuǎn)動結(jié)束后相對田間的傾斜的隨動性。
本發(fā)明比所述機體轉(zhuǎn)動中心更向機體前方配置所述機體傾斜角度檢測裝置，根據(jù)這樣的構(gòu)成，能防止機體的姿勢控制的應答延遲。從而，即使在轉(zhuǎn)動行駛時也可以高精度地進行側(cè)傾控制，能保持聯(lián)合收割機的機體姿勢大體與基準水平面平行或成設定的傾斜角度，在提高行駛穩(wěn)定性的同時，提高轉(zhuǎn)動結(jié)束后相對田間的傾斜的隨動性。
本發(fā)明具有履帶滑移檢測裝置，根據(jù)履帶滑移檢測裝置的檢測值修正所述機體傾斜角度檢測裝置的檢測值。根據(jù)這樣的構(gòu)成，即使發(fā)生履帶滑移也不會過度進行機體的姿勢控制，使轉(zhuǎn)動中的機體的姿勢保持穩(wěn)定，同時，容易保持轉(zhuǎn)動結(jié)束時機體的姿勢大體與基準水平面平行，轉(zhuǎn)動結(jié)束后即可當場著手進行收割作業(yè)。


圖1是本發(fā)明一實施方式的聯(lián)合收割機的左側(cè)面圖；圖2是本發(fā)明一實施方式的聯(lián)合收割機的平面圖；圖3是本發(fā)明一實施方式的聯(lián)合收割機的右側(cè)面圖；圖4是本發(fā)明一實施方式的聯(lián)合收割機的正面圖；圖5是履帶式行駛裝置的側(cè)面圖；圖6是全高升高時的履帶式行駛裝置的側(cè)面圖；圖7是表示左旋轉(zhuǎn)時的聯(lián)合收割機的平面模式圖；圖8是傾斜傳感器的剖面模式圖；圖9是表示控制裝置的方塊圖；圖10是表示本發(fā)明的聯(lián)合收割機中的姿勢控制方法的第一實施例的流程圖；圖11是表示本發(fā)明的聯(lián)合收割機中的姿勢控制方法的第二實施例的流程圖；圖12是表示轉(zhuǎn)動中的聯(lián)合收割機的修正后的傾斜角θT和檢測機體傾斜角度裝置的檢測值θM及由離心力產(chǎn)生的測量誤差θE的關系的圖；圖13是表示配置在機體中心點的機體傾斜角度檢測裝置轉(zhuǎn)動中的軌跡的模式圖；圖14是表示配置在中心點的機體傾斜角度檢測裝置轉(zhuǎn)動中的檢測值θM的圖；圖15是表示比機體中心點更向機體后方配置的機體傾斜角度檢測裝置轉(zhuǎn)動中的軌跡的模式圖；圖16是表示比機體中心點更向機體后方配置的機體傾斜角度檢測裝置轉(zhuǎn)動中的檢測值θM的圖；圖17是表示比機體中心點更向機體前方配置的機體傾斜角度檢測裝置轉(zhuǎn)動中的軌跡的模式圖；圖18是表示比機體中心點更向機體前方配置的機體傾斜角度檢測裝置轉(zhuǎn)動中的檢測值θM的圖；具體實施方式
首先用圖1至圖4對本發(fā)明一實施方式的聯(lián)合收割機201的整體結(jié)構(gòu)進行說明。
本發(fā)明不限于本實施例的聯(lián)合收割機201，只要是具有機體傾斜角度檢測裝置和側(cè)傾驅(qū)動裝置、進行控制機體的姿勢大體與基準水平面平行或成規(guī)定的設定傾斜角的側(cè)傾控制的聯(lián)合收割機就行，能廣泛用于半喂入式聯(lián)合收割機、通用聯(lián)合收割機中的任一種。
在本實施例的聯(lián)合收割機201中機體架2L、2R放置在具有左右一對履帶1L、1R的履帶式行駛裝置1上。
在機體架2L、2R的前端可升降地配置有拉起割取部3。該拉起、割取部3在前端使分草板4突出，把谷桿分開，通過在其后部立設拉起箱5并使比該拉起箱5更突出的尖端6的轉(zhuǎn)動拉起谷桿，用配置在所述分草板4后部的割刀7割取植株。割取的谷桿由上部搬運裝置、下部搬運裝置和縱搬運裝置8搬運向后部，植株從該縱搬運裝置8的上端由進給鏈9接收，將谷桿運送到脫谷部12內(nèi)。另外，在該進給鏈9的后端設有排稻草鏈18。在該排稻草鏈18后部的下方形成由排稻草刀具裝置和由擴散傳送帶構(gòu)成的排稻草處理部19，切斷排出的稻草成稻草片后，邊擴散邊均勻地散在田中。
在所述脫谷部12側(cè)部配置有儲留分選后的精粒的顆粒倉13，在該顆粒倉13的前部配設操作室14。而在顆粒倉13的后部立設排出螺桿15的縱螺桿15a，顆粒倉13可以以該縱螺桿15a為中心向側(cè)方轉(zhuǎn)動，并容易進行配置在本機內(nèi)部的驅(qū)動系統(tǒng)和油壓系統(tǒng)的維修。
而在該顆粒倉13的底部，排出傳送帶16沿前后方向配置，可以從該排出傳送帶16向所述排出螺桿15傳遞動力，靠排出螺桿15前端向卡車等排出顆粒倉13內(nèi)的谷粒。而且，在脫谷部12的下方配置分選部17，從脫谷部12流下的谷粒和稻草屑等中分選出谷粒送向所述顆粒倉13。
以下，用圖5、圖6對側(cè)傾驅(qū)動裝置91進行說明。
在以后的說明中用右側(cè)的履帶1R進行說明，對左側(cè)的說明略。
在構(gòu)成驅(qū)動裝置91的部件中，設在右側(cè)履帶1R上的部件是升降用的驅(qū)動器71R、前部曲柄72R、后部曲柄73R和平行聯(lián)桿74R等。
升降用的驅(qū)動器71R由油壓缸等構(gòu)成，缸側(cè)端部軸支承在機體架2R上，缸連桿側(cè)端部軸支承在后部曲柄73R的一端。
前部曲柄72R是大體L形的部件，平行聯(lián)桿74R的前端軸支承在前部曲柄72R的上端，前部曲柄72R中央的彎曲部可轉(zhuǎn)動地軸支承在機體架2R上；前部曲柄72R的下端可轉(zhuǎn)動地軸支承在跟蹤架75R上。
后部曲柄73R是大體L形的部件，平行聯(lián)桿74R的后端和升降用的驅(qū)動器71R的缸連桿側(cè)端部部軸支承在后部曲柄73R的上端，后部曲柄73R中央的彎曲部可轉(zhuǎn)動地軸支承在機體架2R上；后部曲柄73R的下端可轉(zhuǎn)動地軸支承在跟蹤架75R上。
怠速運轉(zhuǎn)輪76、76...轉(zhuǎn)動自由地軸支持在跟蹤架75R上，拉力鏈輪78R通過由油壓汽缸等構(gòu)成的拉力驅(qū)動器77R轉(zhuǎn)動自由地軸支持在履帶架75R的后端部上。
而外嵌驅(qū)動鏈輪80R的驅(qū)動軸81R通過軸承可轉(zhuǎn)動地軸支持在突出設置在更靠機體架2R前方的支持部件79R上。驅(qū)動軸81R如圖4所示，把來自發(fā)動機101的驅(qū)動力通過行駛用變速箱136傳遞給履帶1R。
在固定設置在機體架2R的側(cè)面中途部上的支持部件82R上可轉(zhuǎn)動地軸支持著上部怠速運轉(zhuǎn)輪83R。而履帶84R卷繞在驅(qū)動鏈輪80R、上部怠速運轉(zhuǎn)輪83R、拉力鏈輪78R、怠速運轉(zhuǎn)輪76、76...上。
當升降用傳動裝置71R伸長時，后部曲柄73R在其下端部向下方移動的方向上轉(zhuǎn)動。通過后部曲柄73R和平行聯(lián)桿74R連結(jié)的前部曲柄72R也在其下端部向下方移動的方向上轉(zhuǎn)動。從而，履帶架75R相對機體架2R在離開下方的方向上擺動，履帶1R的整個高度變高。
拉力傳動裝置77R根據(jù)升降用傳動裝置71R的伸縮沿前后方向伸縮，履帶1R的整個高度即使變化履帶84R的拉力也大體保持一定。
如上所述，履帶式行駛裝置1通過側(cè)傾驅(qū)動裝置91可以使左右履帶1L、1R相對聯(lián)合收割機201的機體左右分別改變高度。例如聯(lián)合收割機201位于向左側(cè)方傾斜的斜面上時，由于使左邊的履帶1L的整個高度比右邊的履帶1R的整個高度高，可以使聯(lián)合收割機201的機體部分的姿勢與水平基準面大體平行。
另外，通過使左右履帶1L、1R調(diào)整為大體相同的高度，也能進行聯(lián)合收割機201的車高度調(diào)整。
側(cè)傾驅(qū)動裝置也可以在履帶式行駛裝置和聯(lián)合收割機的機體的連結(jié)部作成左右擺動及上下升降的結(jié)構(gòu)，不限于本實施例。
以下，對本發(fā)明的聯(lián)合收割機201的中的車體的姿勢控制方法、作用在機體上的離心力的計算方法及傾斜傳感器的檢測值的修正方法進行說明。
在本實施例中，根據(jù)聯(lián)合收割機201的使用狀況分別使用側(cè)傾控制和復歸控制，可以進行用于提高穩(wěn)定性(防止傾倒)和作業(yè)性的姿勢控制。
“側(cè)傾控制”指當連結(jié)左右履帶1L、1R的接地部的假想的接地面與水平基準面傾斜時，使側(cè)傾驅(qū)動裝置91動作保持機體大體與水平基準面平行或成設定的角度的姿勢的控制。
“回歸控制”指使側(cè)傾驅(qū)動裝置91動作的控制，使得聯(lián)合收割機201的機體相對履帶1L、1R成預先設定的設定回歸角度及設定回歸高度(通常使履帶的整個高度下降，聯(lián)合收割機的重心位置下降)。
以下，用圖7到圖9對作用在聯(lián)合收割機機體上的離心力的計算方法及傾斜角度的修正方法進行說明。
本實施例作為機體傾斜角度檢測裝置88使用在密封容器中封入液體，通過把傾斜時該液體的液面水平變化作為靜電容量的變化檢測，檢測出傾斜角度的形式的傾斜傳感器96，但其它形式的傾斜傳感器也有同樣效果。
例如使用錘的另一種形式的傾斜傳感器(把成為錘的球裝在內(nèi)部，以該球為接觸子的機械接點式的傾斜傳感器、同樣地把成為錘的球裝在內(nèi)部，用光斷路器檢測該球的位置的光方式的傾斜傳感器、或把成為錘的磁鐵放在傳感器罩內(nèi)，用孔IC檢測起因于由傾斜產(chǎn)生的磁鐵的位置變化的磁場變化的方式的傾斜傳感器等)、和加速度傳感器(在錘上作用加速度時使板簧變形，用應變儀檢測其的板簧式加速度傳感器、用壓電元件支持錘的壓縮式傾斜傳感器等)，也能收到同樣的效果。
如圖7所示，分析在與基準水平面大體平行的地面上行駛中的聯(lián)合收割機201使機體相對履帶式行駛裝置1不傾斜地左旋轉(zhuǎn)的情況。
定義左履帶1L的移動速度為VL、右履帶1R的移動速度為VR。VL由左履帶速度檢測裝置92、VR由右履帶速度檢測裝置93進行檢測。
左履帶速度檢測裝置92和右履帶速度檢測裝置93分別用于檢測左履帶1L和右履帶1R的移動速度，由轉(zhuǎn)速計等速度傳感器構(gòu)成。
左履帶速度檢測裝置92和右履帶速度檢測裝置93檢測驅(qū)動履帶式行駛裝置1的左右驅(qū)動鏈輪80L、80R的驅(qū)動軸81L、81R的轉(zhuǎn)速，根據(jù)該轉(zhuǎn)速可以求左履帶1L和右履帶1R的移動速度。另外，也可以用其它方法檢測左右履帶的移動速度，不限于本實施例。
為使說明簡單，在本實施例中，以在確定聯(lián)合收割機201的旋轉(zhuǎn)半徑時使用的機體旋轉(zhuǎn)中心點(與聯(lián)合收割機201旋轉(zhuǎn)時的重心位置大體一致)與作為在平面視中聯(lián)合收割機201的左右履帶1L、1R的左右前后中央的機體中心點94一致的情況進行考慮。
若假設聯(lián)合收割機201的旋轉(zhuǎn)半徑(即機體旋轉(zhuǎn)中心點(本實施例中是機體中心點94)和由聯(lián)合收割機的左右履帶1L、1R的速度差假想求出的旋轉(zhuǎn)中心點95間的距離)為R[m]，左右履帶1L、1R的中心線間的距離為B[m]，聯(lián)合收割機201旋轉(zhuǎn)時的角速度為ω[rad/sec]，左履帶1L的移動速度VL和右履帶1R的移動速度VR分別用下面(式1)和(式2)表示。
VL＝(R-B/2)×ω (式1)VR＝(R+B/2)×ω (式2)
由于左右履帶1L、1R的中心線間的距離B為為已知值，根據(jù)(式1)和(式2)，聯(lián)合收割機201的角速度ω可以用下面的(式3)表示。
ω＝(VR-VL)/B (式3)而旋轉(zhuǎn)半徑R由下面的(式4)表示。
R＝(B/2)×{(VR+VL)/(VR-VL)} (式4)用(式3)、(式4)R和ω可以根據(jù)左履帶速度檢測裝置92和右履帶速度檢測裝置93檢測出的左履帶1L的移動速度VL和右履帶1R的移動速度VR算出。
如圖7所示，當作為機體傾斜角度檢測裝置88的傾斜傳感器96從機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)向右方配置在A[m]的位置上時，傾斜傳感器96的的速度Vs由下面的(式5)表示。
Vs＝(R+A)×ω (式5)若假設傾斜傳感器內(nèi)的錘(本實施例中封入傾斜傳感器96的密封容器中的液體)的質(zhì)量為M[kg]，則作用在該錘上的離心力F[N]由下面的(式6)表示。
F＝M×Vs×ω＝(R+A)×ω2(式6)這樣，就可以算出作用在旋轉(zhuǎn)中的傾斜傳感器96上的離心力。
以下，對傾斜傳感器的檢測值的修正方法進行說明。
如圖8所示，假設封入傾斜傳感器96內(nèi)的液體的液面96a離基準水平面有角度θE[rad]的傾斜(假設傾斜角度以機體向左下方傾斜的方向為正)。
在保持機體與基準水平面大體平行狀態(tài)進行左旋轉(zhuǎn)時，該角度θE表示離心力引起的傾斜傳感器96的測量誤差的成分(以后稱θE為傾斜傳感器修正角度)。這時，由于表示離心力F的矢量和表示重力G(＝M×g)的矢量的合成矢量與該液面垂直，下面的(式7)成立。
tanθE＝F/G＝(R+A)×ω2/G (式7)在此，g是重力加速度(＝9.81[m/sec2])。傾斜傳感器96配置的位置和機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)的左右方向的距離A及重力加速度g是已知值。另外，R和ω能用上述的左履帶速度檢測裝置92和右履帶速度檢測裝置93檢測的左履帶1L的移動速度VL和右履帶1R的移動速度VR算出。即通過求左右履帶的移動速度，可以求旋轉(zhuǎn)中的聯(lián)合收割機的傾斜傳感器的測量誤差。
旋轉(zhuǎn)中的聯(lián)合收割機的機體相對基準水平面的修正后的傾斜角度θT根據(jù)作為傾斜傳感器96的檢測值的傾斜角度θM和用從上述(式1)到(式7)算出的傾斜傳感器修正角度θE由下面的(式8)表示。
θT＝θM-θE(式8)若假設橫軸為時間[sec]，縱軸為角度[rad](機體向右下方傾斜為正)，(式8)的關系如圖12所示。
這樣，聯(lián)合收割機即使在行駛中旋轉(zhuǎn)也能修正機體傾斜角度檢測裝置88(本實施例中的傾斜傳感器96)的檢測值，高精度地求出機體相對基準水平面的傾斜角度。從而，即使在旋轉(zhuǎn)中也能用修正后的傾斜角度θT實行側(cè)傾控制，使機體與基準水平面保持大體平行或成設定的角度，行駛穩(wěn)定性好。
以下，對隨著本實施例中的傾斜角度修正實施側(cè)傾控制(機體姿勢控制)的控制裝置85進行說明。
如圖9所示，本發(fā)明的聯(lián)合收割機203中的控制裝置85主要由CPU54和數(shù)據(jù)存儲部55構(gòu)成。
CPU54根據(jù)各種輸入信號和存儲在后述的數(shù)據(jù)存儲部55中的各種數(shù)據(jù)進行有關側(cè)傾控制和上述的傾斜角度修正的運算處理，輸出各種輸出信號。
在數(shù)據(jù)存儲部55中存儲有有關側(cè)傾控制和傾斜角度修正的各種數(shù)據(jù)。如存儲左右履帶1L、1R的中心線間的距離B[m]、傾斜傳感器96配置的位置和機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)的左右方向的距離A[m]、重力加速度g(＝9.81[m/sec2])、封入傾斜傳感器96的密封容器中的液體的質(zhì)量M[kg]等。
本實施例用EEPROM(Electrionieally Erasable andProgrammable Read Only Memory是不揮發(fā)性半導體存儲器的一種，能以電的方式讀出寫入的內(nèi)容的專用存儲裝置)，但其它其它形式的ROM和其它存儲媒體也可以。
作為向控制裝置85發(fā)射輸入信號的裝置，可以舉出機體傾斜角度檢測裝置88、左履帶速度檢測裝置92、右履帶速度檢測裝置93、直進檢測裝置97等。
機體傾斜角度檢測裝置88是檢測聯(lián)合收割機203機體部分的傾斜角度的裝置，在本實施例中由傾斜傳感器96等構(gòu)成。
左履帶速度檢測裝置92是用于檢測左履帶1L的移動速度的裝置，由轉(zhuǎn)速計等速度傳感器構(gòu)成。
右履帶速度檢測裝置93是用于檢測右履帶1R的移動速度的裝置，由轉(zhuǎn)速計等速度傳感器構(gòu)成。
直進檢測裝置97是用于檢測聯(lián)合收割機201直進(不是旋轉(zhuǎn)狀態(tài))的裝置。更具體的，在設在操縱室14內(nèi)的方向操作裝置是方向操作桿時，也可以把檢測從中立位置向左右任一方轉(zhuǎn)動超過規(guī)定角度的開關作為直進檢測裝置97使用。還可以將表示旋轉(zhuǎn)用HST動作(向旋轉(zhuǎn)用HST進行供給動作油的電磁閥動作)的檢測信號發(fā)送給CPU54，代替直進檢測裝置。
另外，在操作裝置用一根操作桿進行由前后傾倒導致拉起割取部3的操作和由左右傾倒導致左右的履帶的離合器斷接、制動器的操作的全能操作的情況或用左右兩根側(cè)離合器操作桿進行左右的離合器斷接、制動器的操作的情況，也可以是檢測該操作桿超過規(guī)定角度的轉(zhuǎn)動開關和、或檢測作為調(diào)合操作開關接通的開關。
而作為用控制裝置85發(fā)出輸出信號的裝置，可以舉出側(cè)傾驅(qū)動裝置91。
側(cè)傾驅(qū)動裝置91如前所述，由升降用傳動裝置71R、前部曲柄72R、后部曲柄73R、平行聯(lián)桿74R等構(gòu)成。本實施例中通過使左右履帶1L、1R相對聯(lián)合收割機201的機體左右分別改變高度，改變相對連結(jié)左右履帶1L、1R的接地部的假想的接地面的機體的左右的傾斜角度，保持機體與水平基準面大體平行或成設定的傾斜角的姿勢。
既可以把控制裝置85與控制聯(lián)合收割機的其它部分(脫谷部、分選部等)的控制裝置作成一體，也可以作成分開的。
下面，用圖10說明修正由離心力產(chǎn)生的傾斜角度的測量誤差的機體姿勢控制方法的第一實施例。
控制裝置85作為初始條件，當根據(jù)由直進檢測裝置97取得的信息檢測出聯(lián)合收割機201開始旋轉(zhuǎn)，檢測出在檢測傳感器96、左履帶速度檢測裝置92及右履帶速度檢測裝置93沒有異常的時刻，開始修正由離心力產(chǎn)生的傾斜角度的測量誤差的機體姿勢控制方法的第一實施例(移向步驟S10)。
控制裝置85在步驟S10中取得有關左右履帶1L、1R移動速度的信息后，移向步驟S20。
更具體地用左履帶速度檢測裝置92和右履帶速度檢測裝置93檢測有關左右履帶1L、1R的速度VL、VR的信息，送給控制裝置85的CPU54。
控制裝置85在步驟S10中取得有關左右履帶1L、1R移動速度的信息后，在步驟S20中算出作用在機體傾斜角度檢測裝置88(本實施例中傾斜傳感器96)上的離心力，移向步驟S40。
更具體地，控制裝置85的CPU54根據(jù)在步驟S10中取得有關左右履帶1L、1R移動速度的信息求左履帶1L的移動速度VL及右履帶1R的移動速度VR。其次，CPU54根據(jù)VL及VR、作為預先存儲在數(shù)據(jù)存儲部55中的設定值的左右履帶1L、1R的中心線間的距離B[m]、傾斜傳感器96配置的位置和機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)的左右方向的距離A[m]、封入傾斜傳感器96的密封容器中的液體的質(zhì)量M[kg]，使用由(式1)到(式6)算出離心力F[N]。
控制裝置85在步驟S20中算出作用在機體傾斜角度檢測裝置88(本實施例中傾斜傳感器96)上的離心力后，在步驟S40中修正機體傾斜角度檢測裝置88的檢測值，移向步驟S500。
更具體地，控制裝置85的CPU54根據(jù)在步驟S20中算出的離心力F[N]、由從機體傾斜角度檢測裝置88取得的信息求出的檢測傾斜角度θM、作為預先存儲在數(shù)據(jù)存儲部55中的設定值的封入傾斜傳感器96的密封容器中的液體的質(zhì)量M[kg]和重力加速度g(＝9.81[m/sec2])，用上述(式7)及(式8)算出修正后的傾斜角度θT。
控制裝置85在步驟S40中修正機體傾斜角度檢測裝置88的檢測值后，在步驟S500中實施側(cè)傾控制，移向步驟S10。
更具體地，控制裝置85令側(cè)傾驅(qū)動裝置91動作，使機體向消除在步驟S40中算出的修正后的傾斜角度θT的方向(即和機體傾斜方向相反的方向)傾倒，使側(cè)傾控制后的機體姿勢相對基準水平面大體平行，或成規(guī)定的傾斜角度。
另外在使機體向消除修正后的傾斜角度θT的方向傾倒時，實際上用側(cè)傾驅(qū)動裝置91使機體傾倒的角度設為(θT×k/100)[rad]。這時，k[％]是傾斜修正倍率(0＜k≤100)，通常設k＝100[％]。傾斜修正倍率k是預先設定存儲在數(shù)據(jù)存儲部55中的值。根據(jù)使用聯(lián)合收割機的田間的狀況和回收在顆粒儲存器13中的收獲物的重量等，若假設k＝100(即以與修正后的傾斜角度θT相同大小的角度使機體向反方向傾倒進行側(cè)傾控制)，由于存在每進行一次側(cè)傾控制，有時機體左右擺動()，擺動不能收斂，或修正過大，機體向反方向傾倒，或修正過小，姿勢不能回到大體水平的情況，所以在這種情況要改變傾斜修正倍率k的設定值(假設0＜k＜100)。
根據(jù)如上結(jié)構(gòu)，即使在旋轉(zhuǎn)行駛時也能進行高精度的側(cè)傾控制，使聯(lián)合收割機的機體姿勢與基準水平面大體平行，或保持規(guī)定的傾斜角度，在提高行駛安全性的同時提高旋轉(zhuǎn)結(jié)束后對田間的傾斜的隨動性。
下面，用圖11進行修正由離心力產(chǎn)生的傾斜角度的測量誤差的機體姿勢控制方法的第二實施例的說明。
控制裝置85作為初始條件，當根據(jù)由直進檢測裝置97取得的信息檢測出聯(lián)合收割機201開始旋轉(zhuǎn)，檢測出在檢測傳感器96、左履帶速度檢測裝置92及右履帶速度檢測裝置93沒有異常的時刻，開始修正由離心力產(chǎn)生的傾斜角度的測量誤差的機體姿勢控制方法的第二實施例(移向步驟S110)。
控制裝置85在步驟S110中取得有關左右履帶1L、1R移動速度的信息后，移向步驟S120。
更具體地用左履帶速度檢測裝置92和右履帶速度檢測裝置93檢測有關左右履帶1L、1R的速度的信息，送給控制裝置85的CPU54。
控制裝置85在步驟S110中取得有關左右履帶1L、1R移動速度的信息后，在步驟S120中算出作用在機體傾斜角度檢測裝置88(本實施例中傾斜傳感器96)上的離心力，移向步驟S130。
更具體地，控制裝置85的CPU54根據(jù)在步驟S110中取得有關左右履帶1L、1R移動速度的信息求左履帶1L的移動速度VL及右履帶1R的移動速度VR。其次，CPU54根據(jù)VL及VR、作為預先存儲在數(shù)據(jù)存儲部55中的設定值的左右履帶1L、1R的中心線間的距離B[m]、傾斜傳感器96配置的位置和機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)的左右方向的距離A[m]、封入傾斜傳感器96的密封容器中的液體的質(zhì)量M[kg]，使用由(式1)到(式6)算出離心力F[N]。
控制裝置85在步驟S210中算出作用在機體傾斜角度檢測裝置88(本實施例中傾斜傳感器96)上的離心力F后，在步驟S130中判斷該算出的離心力F的大小是否比規(guī)定的閾值Fcr大。
控制裝置85在步驟S130中判斷(離心力F)≥(閾值Fcr)時以控制用傾斜角度θC＝θM轉(zhuǎn)移到步驟S140，在步驟S130中判斷(離心力F)＜(閾值Fcr)時以控制用傾斜角度θC＝θM轉(zhuǎn)移到步驟S700。
更具體地控制裝置85的CPU54將在步驟S120中算出的離心力F和預先設定存儲在數(shù)據(jù)存儲部55中的閾值(用實驗等求出的值)進行比較。
所謂滿足(離心力F)＜(閾值Fcr)意味著機體旋轉(zhuǎn)時的移動速度(用VL和VR的平均值表示)小，或旋轉(zhuǎn)半徑大的結(jié)果，機體傾斜檢測裝置88(傾斜傳感器96)的離心力引起的測量誤差小到可以忽視的程度。從而認為控制用傾斜角度θC＝θT≈θM。
控制裝置85在步驟S130中判斷(離心力F)≥(閾值Fcr)時，在步驟S140中修正機體傾斜檢測裝置88的檢測值，轉(zhuǎn)移到步驟S700。
更具體地，控制裝置85的CPU54根據(jù)在步驟S120中算出的離心力F[N]、基于從機體傾斜角度檢測裝置88取得的信息求出的檢測傾斜角度θM、作為預先存儲在數(shù)據(jù)存儲部55中的設定值的封入傾斜傳感器96的密封容器中的液體的質(zhì)量M[kg]和重力加速度g(＝9.81[m/sec2])，用上述(式7)及(式8)算出修正后的傾斜角度θT。而假設控制用傾斜角度θC＝θT＝θM-θE。
控制裝置85，(1)在步驟S130中判斷(離心力F)＜(閾值Fcr)時，或(2)在步驟S140中修正機體傾斜檢測裝置88的檢測值時，在步驟S700中實行側(cè)傾控制，轉(zhuǎn)移到步驟S110。
更具體地，控制裝置85使側(cè)傾驅(qū)動裝置91動作，使機體向消除在步驟S130中判斷(離心力F)＜(閾值Fcr)時求出的控制用傾斜角度θC或在步驟S140中算出控制用傾斜角度θC的方向傾倒，，使得側(cè)傾控制后的機體的姿勢與基準水平面大體平行或成規(guī)定的設定角度。
另外，在使機體向消除控制用傾斜角度θC的方向傾倒時，用側(cè)傾驅(qū)動裝置91使機體傾倒的角度設為(θC×k/100)[rad]。這時，k[％]是傾斜修正倍率(0＜k≤100)通常設k＝100[％]。傾斜修正倍率k是預先設定存儲在數(shù)據(jù)存儲部55中的值。
根據(jù)使用聯(lián)合收割機201的田間的狀況和回收在顆粒儲存器13中的收獲物的重量等，若假設k＝100(即以與控制用傾斜角度θC相同大小的角度使機體向反方向傾倒進行側(cè)傾控制)，由于存在每進行一次側(cè)傾控制，有時機體左右擺動，若擺動不能收斂，或修正過大，機體向反方向傾倒，或修正過小，姿勢不能回到大體水平的情況，所以這種情況要改變傾斜修正倍率k的設定值(假設0＜k＜100)。
根據(jù)如上構(gòu)成，即使在旋轉(zhuǎn)行駛時也能實行高精度地側(cè)傾控制，能使聯(lián)合收割機的機體姿勢基準水平面保持大體平行或成設定的傾斜角度，行駛穩(wěn)定性提高，同時提高旋轉(zhuǎn)結(jié)束后對田間的傾斜的隨動性。
特別當移動速度小時或旋轉(zhuǎn)半徑大時，旋轉(zhuǎn)時機體的姿勢控制(側(cè)傾控制)有成為忙碌的(實行過度的姿勢控制)的傾向，但對考慮旋轉(zhuǎn)時的離心力給傾斜傳感器的影響小的情況，通過用閾值原樣用傾斜傳感器96的檢測值進行側(cè)傾控制可以穩(wěn)定機體的姿勢。
以下，用圖7及從圖13到圖18對機體傾斜角度檢測裝置88(在本實施例中的傾斜傳感器96)的聯(lián)合收割機201前后方向的安裝位置給旋轉(zhuǎn)中的機體傾斜角度檢測裝置88的測量誤差的影響進行說明。在以后的說明中，考慮傾斜傳感器96通過機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)在機體的前后方向平行的直線上改變安裝位置，聯(lián)合收割機201向左旋轉(zhuǎn)的情況。
如圖13所示，傾斜傳感器96的安裝位置與機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)一致時，傾斜傳感器96旋轉(zhuǎn)時的軌跡與機體中心點94旋轉(zhuǎn)時的軌跡(圖13中的實線)一致。
從而作為聯(lián)合收割機201旋轉(zhuǎn)中的傾斜傳感器96的檢測值的檢測傾斜角度θM如圖14所示，在作為在聯(lián)合收割機201開始旋轉(zhuǎn)時的傾斜傳感器96的位置的旋轉(zhuǎn)開始點121a及作為在聯(lián)合收割機201旋轉(zhuǎn)結(jié)束時的傾斜傳感器96的位置的旋轉(zhuǎn)結(jié)束點122a上不發(fā)生起因于檢測傾斜角度θM的反向擺動及超出規(guī)定過調(diào)節(jié)的應答延遲。
而如圖15所示，傾斜傳感器96的安裝位置位于比機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)更后方時，傾斜傳感器96旋轉(zhuǎn)時的軌跡(圖15中的虛線)與機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)旋轉(zhuǎn)時的軌跡(圖15中的實線)不一致，由于在旋轉(zhuǎn)開始點121b上傾斜傳感器96急劇地向機體的右方擺動，對機體的左方(即和左旋轉(zhuǎn)時作用在傾斜傳感器96上的離心力方向相反的方向)作用慣性力。另外，由于在旋轉(zhuǎn)結(jié)束點122b上傾斜傳感器96急劇地向機體的左方擺動，對機體的右方(即和左旋轉(zhuǎn)時作用在傾斜傳感器96上的離心力方向相同的方向)作用慣性力。
從而，作為聯(lián)合收割機旋轉(zhuǎn)中的傾斜傳感器96的檢測值的檢測傾斜角度θM如圖16所示，在旋轉(zhuǎn)開始點121b上由檢測傾斜角度θM的反向擺動引起應答延遲，同時在旋轉(zhuǎn)結(jié)束點122a上由檢測傾斜角度θM的超出規(guī)定引起應答延遲。
而如圖17所示，傾斜傳感器96的安裝位置位于比機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)更前方時，傾斜傳感器96旋轉(zhuǎn)時的軌跡(圖17中的虛線)與機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)旋轉(zhuǎn)時的軌跡(圖17中的實線)不一致，由于在旋轉(zhuǎn)開始點121c上傾斜傳感器96急劇地向機體的左方擺動，對機體的右方(即和左旋轉(zhuǎn)時作用在傾斜傳感器96上的離心力方向相同的方向)作用慣性力。另外，由于在旋轉(zhuǎn)結(jié)束點122c上傾斜傳感器96急劇地向機體的右方擺動，對機體的左方(即和左旋轉(zhuǎn)時作用在傾斜傳感器96上的離心力方向相反的方向)作用慣性力。
從而，作為聯(lián)合收割機旋轉(zhuǎn)中的傾斜傳感器96的檢測值的檢測傾斜角度θM如圖18所示，雖然在旋轉(zhuǎn)開始點121c上發(fā)生檢測傾斜角度θM的超出規(guī)定過調(diào)節(jié)，但不引起應答延遲。另外，雖然在旋轉(zhuǎn)結(jié)束點122c上引起檢測傾斜角度θM的反向擺動，但不引起應答延遲。
如上所述，若從回避機體姿勢控制的應答延遲的觀點看，希望把傾斜傳感器96配置在與機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)一致的位置或比機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)更靠前方。而若從防止檢測傾斜角度θM的反向擺動及超出規(guī)定過調(diào)節(jié)，提高控制機體姿勢的精度的觀點看，希望使傾斜傳感器96的配置位置靠近機體中心點94(機體旋轉(zhuǎn)中心點)。
另外，關于使用本發(fā)明的傾斜傳感器96的機體姿勢控制必須減輕行駛旋轉(zhuǎn)中機體產(chǎn)生的擺動(橫搖)對傾斜傳感器96的影響。
例如，通過對根據(jù)傾斜傳感器96的檢測值(檢測傾斜角度θM)和算出的起因于離心力的測量誤差(傾斜傳感器修正角度θE)雙方實施進行截止頻率為0.5Hz、采樣周期為10ms的一次濾波等處置，能減輕旋轉(zhuǎn)時的擺動(橫搖)的影響，提高控制姿勢(側(cè)傾控制)的精度。另外，可以根據(jù)機體的種類和田間的狀況等適當選擇截止頻率和采樣周期。
另外，對起因于算出的離心力的測量誤差(傾斜傳感器修正角度θE)的絕對值設定上限，當該絕對值取超過上限值時，希望把該上限值作為測量誤差的絕對值使用。這是由于即便機體在旋轉(zhuǎn)中向左右任一方傾倒，在短時間內(nèi)使機體的姿勢發(fā)生大變化(通過側(cè)傾控制修正機體的姿勢)從確保行駛穩(wěn)定性的觀點看反而不好。例如事先確定起因于算出的離心力的測量誤差(傾斜傳感器修正角度θE)的絕對值的上限值為10度，在該測量誤差的絕對值超過10度時，通過以上限值10度作為測量誤差，用于以后的側(cè)傾控制，可以防止由于急劇的姿勢變化導致行駛穩(wěn)定性的下降。
進而，算出的起因于離心力的測量誤差(傾斜傳感器修正角度θE)的絕對值小時(田間的不平度小時等)，也可以用θ≈tanθ的近似式代替所述(式7)，根據(jù)以下的(式9)求傾斜傳感器修正角度θE。
θE≈tanθE＝F/G＝(R+A)×ω2/g(式9)在本實施例中，表示左右的履帶1L、1R在相對田間不滑移的條件下的姿勢控制方法，但根據(jù)田間的狀況，有時左右任一方或雙方的履帶相對田間滑移，在實際移動速度和用左履帶速度檢測裝置92及右履帶速度檢測裝置93檢測出的移動速度VL和移動速度VR間發(fā)生誤差。
例如，在左旋轉(zhuǎn)中若成為外側(cè)履帶的右履帶1R滑移，則(旋轉(zhuǎn)中的實際的右履帶速度VRSLIP)＜(由右履帶速度檢測裝置93檢測的移動速度VR)。
此時，用(式3)算出的ωSLIP＝(VRSLIP-VL)/B＜ω、用(式4)算出的RSLIP＝(B/2)×{1+2×VL/(VRSLIP-VL)}＞R、用(式6)算出的FSLIP＝M×(RSLIP+A)×ωSLIP2＜F、用(式7)算出的|tanθESLIP|＝|FSLIP/G|＜|tanθE|。
即是，即使打算讓機體的姿勢與水平基準面保持大體平行，估計θE的絕對值由于滑移的影響也比θESLIP的絕對值大，以向內(nèi)側(cè)(左旋轉(zhuǎn)中向左下)傾斜的狀態(tài)控制機體姿勢(側(cè)傾控制)。
從而，希望設置履帶滑移檢測裝置(例如根據(jù)履帶的轉(zhuǎn)動速度和發(fā)動機負荷的關系判斷履帶相對接地面是否滑移等)檢測有無發(fā)生滑移，在檢測出發(fā)生滑移的場合，根據(jù)滑移率(實際的履帶移動速度和用右履帶速度檢測裝置93檢測的移動速度VR的比率)算出修正旋轉(zhuǎn)時的履帶移動速度后的θE、或構(gòu)成從開始把所述傾斜修正倍率k[％]取為0＜k＜100的值，不進行過度的側(cè)傾控制。
根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，即使發(fā)生履帶的滑移，機體也不會進行過度的姿勢控制，旋轉(zhuǎn)中的機體的姿勢穩(wěn)定，同時在旋轉(zhuǎn)結(jié)束的時刻機體的姿勢很容易與基準水平面保持大體平行，旋轉(zhuǎn)結(jié)束后，可以立即著手收割作業(yè)。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的聯(lián)合收割機可用于從田間收獲谷物等，脫谷分選并儲存谷粒等用途。另外能廣泛用于需要保持機體的姿勢與水平面大體平行且行駛及旋轉(zhuǎn)的行駛車輛等。
權利要求
1.一種聯(lián)合收割機，其具有機體傾斜角度檢測裝置和側(cè)傾驅(qū)動裝置，其進行控制機體的姿勢與基準水平面大體平行或成規(guī)定的設定傾斜角的側(cè)傾控制，其特征在于，根據(jù)該左右履帶的移動速度求出轉(zhuǎn)動時作用在機體上的離心力，修正起因于該離心力的機體角度檢測裝置的檢測值的誤差而進行側(cè)傾控制。
2.如權利要求1所述的聯(lián)合收割機，其特征在于，所述機體傾斜角度檢測裝置的前后位置與機體旋轉(zhuǎn)中心點大體一致。
3.如權利要求1所述的聯(lián)合收割機，其特征在于，將所述機體傾斜角度檢測裝置配置在比所述機體旋轉(zhuǎn)中心點更靠機體前方的位置。
4.如從權利要求1到權利要求3中任一項所述的聯(lián)合收割機，其特征在于，具有履帶滑移檢測裝置，根據(jù)履帶滑移檢測裝置的檢測值修正所述機體傾斜角度檢測裝置的檢測值。
全文摘要
本發(fā)明的聯(lián)合收割機(201)具有機體傾斜角度檢測裝置(88)和側(cè)傾驅(qū)動裝置(91)，其進行控制機體的姿勢與基準水平面大體平行的側(cè)傾控制。在具有傾斜傳感器(96)和側(cè)傾驅(qū)動裝置(91)的同時據(jù)左右履帶(1L、1R)的移動速度求出轉(zhuǎn)動時作用在機體上的離心力，修正起因于該離心力的機體角度檢測裝置的檢測值的誤差，進行控制機體的姿勢與水平面大體平行或成規(guī)定的設定傾斜角的側(cè)傾控制。
文檔編號B62D55/116GK1753809SQ20048000496
公開日2006年3月29日 申請日期2004年2月19日 優(yōu)先權日2003年2月28日
發(fā)明者水倉泰治, 中川涉, 林晃良 申請人:洋馬株式會社