专利名称：联合收割机的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有机体倾斜角度检测装置和侧倾驱动装置，进行控制机体的姿势大体与基准水平面平行的侧倾控制的联合收割机。更详细地讲是关于提高控制旋转行驶时的姿势的精度及行驶稳定性的技术。
以前，具有倾斜传感器等机体倾斜角度检测装置和改变相对连接左右履带接地部的假想接地面的机体的左右倾斜度的侧倾驱动装置的联合收割机为大家所熟知。如日本实用新型登录第2566454号公报所记载的，其在连接左右履带接地部的假想接地面相对水平基准面倾斜时，使侧倾驱动装置动作，进行保持机体大体与水平基准面(大体垂直于重力作用的方向的面)平行或形成规定的设定倾斜角的姿势的侧倾控制。
但是，在日本实用新型登录第2566454号公报所记载的联合收割机中，由于用于检测机体姿势(左右方向的倾斜角度)的倾斜传感器一般在密封容器中封入液体，通过把倾斜时该流体的液面水平变化作为静电容量的变化进行检测可以检测出倾斜角度，若联合收割机在行驶中转动，则在该倾斜传感器内封入的液体上作用离心力，实际机体的倾斜角度和倾斜传感器的检测值之间产生测量误差。从而，若根据转动中的倾斜传感器的检测值进行机体姿势的控制，存在不能保持相对基准水平面大体平行或成规定的设定倾斜角的姿势的问题。
因此，在以前的联合收割机中，在转动时暂时停止姿势控制，维持转动开始前机体相对履带行驶装置的倾斜角度，在转动结束时再打开姿势控制。
但是，若进行这样的姿势控制，在转动时不进行可以进一步提高原来的行驶稳定性的姿势控制，有时在转动结束时用于使机体成大体水平的侧倾量非常大，存在姿势控制的应答性差的问题。特别是在局部水田中从水田移动到旱田的转动中，若机体维持相对转动前的履带行驶装置的倾斜角度，则在转动结束后立刻转移到收割作业有时很困难。
本发明鉴于以上情况，提供一种即使在转动中也能进行姿势控制、行驶稳定性好的联合收割机。
发明内容
本发明的联合收割机具有机体倾斜角度检测装置和侧倾驱动装置，其进行控制机体的姿势成大体与基准水平面平行或成规定的设定倾斜角的侧倾控制。其根据该左右履带的移动速度求出转动时作用在机体上的离心力，修正起因于该离心力的机体角度检测装置的检测值的误差而进行侧倾控制。根据这样的构成，即使在转动行驶时也可以高精度地进行侧倾控制，能保持联合收割机的机体姿势大体与基准水平面平行或成设定的倾斜角度，在提高行驶稳定性的同时，提高转动结束后相对田间的倾斜的随动性。
本发明所述机体倾斜角度检测装置的前后位置与机体转动中心大体一致。根据这样的构成，能防止机体倾斜角度检测装置的检测值逆摆动及超出规定过调节，提高机体的姿势控制的精度，防止机体的姿势控制的应答延迟。从而，即使在转动行驶时也可以高精度地进行侧倾控制，能保持联合收割机的机体姿势大体与基准水平面平行或成设定的倾斜角度，在提高行驶稳定性的同时，提高转动结束后相对田间的倾斜的随动性。
本发明比所述机体转动中心更向机体前方配置所述机体倾斜角度检测装置，根据这样的构成，能防止机体的姿势控制的应答延迟。从而，即使在转动行驶时也可以高精度地进行侧倾控制，能保持联合收割机的机体姿势大体与基准水平面平行或成设定的倾斜角度，在提高行驶稳定性的同时，提高转动结束后相对田间的倾斜的随动性。
本发明具有履带滑移检测装置，根据履带滑移检测装置的检测值修正所述机体倾斜角度检测装置的检测值。根据这样的构成，即使发生履带滑移也不会过度进行机体的姿势控制，使转动中的机体的姿势保持稳定，同时，容易保持转动结束时机体的姿势大体与基准水平面平行，转动结束后即可当场着手进行收割作业。
图1是本发明一实施方式的联合收割机的左侧面图；图2是本发明一实施方式的联合收割机的平面图；图3是本发明一实施方式的联合收割机的右侧面图；图4是本发明一实施方式的联合收割机的正面图；图5是履带式行驶装置的侧面图；图6是全高升高时的履带式行驶装置的侧面图；图7是表示左旋转时的联合收割机的平面模式图；图8是倾斜传感器的剖面模式图；图9是表示控制装置的方块图；图10是表示本发明的联合收割机中的姿势控制方法的第一实施例的流程图；图11是表示本发明的联合收割机中的姿势控制方法的第二实施例的流程图；图12是表示转动中的联合收割机的修正后的倾斜角θT和检测机体倾斜角度装置的检测值θM及由离心力产生的测量误差θE的关系的图；图13是表示配置在机体中心点的机体倾斜角度检测装置转动中的轨迹的模式图；图14是表示配置在中心点的机体倾斜角度检测装置转动中的检测值θM的图；图15是表示比机体中心点更向机体后方配置的机体倾斜角度检测装置转动中的轨迹的模式图；图16是表示比机体中心点更向机体后方配置的机体倾斜角度检测装置转动中的检测值θM的图；图17是表示比机体中心点更向机体前方配置的机体倾斜角度检测装置转动中的轨迹的模式图；图18是表示比机体中心点更向机体前方配置的机体倾斜角度检测装置转动中的检测值θM的图；具体实施方式
首先用图1至图4对本发明一实施方式的联合收割机201的整体结构进行说明。
本发明不限于本实施例的联合收割机201，只要是具有机体倾斜角度检测装置和侧倾驱动装置、进行控制机体的姿势大体与基准水平面平行或成规定的设定倾斜角的侧倾控制的联合收割机就行，能广泛用于半喂入式联合收割机、通用联合收割机中的任一种。
在本实施例的联合收割机201中机体架2L、2R放置在具有左右一对履带1L、1R的履带式行驶装置1上。
在机体架2L、2R的前端可升降地配置有拉起割取部3。该拉起、割取部3在前端使分草板4突出，把谷杆分开，通过在其后部立设拉起箱5并使比该拉起箱5更突出的尖端6的转动拉起谷杆，用配置在所述分草板4后部的割刀7割取植株。割取的谷杆由上部搬运装置、下部搬运装置和纵搬运装置8搬运向后部，植株从该纵搬运装置8的上端由进给链9接收，将谷杆运送到脱谷部12内。另外，在该进给链9的后端设有排稻草链18。在该排稻草链18后部的下方形成由排稻草刀具装置和由扩散传送带构成的排稻草处理部19，切断排出的稻草成稻草片后，边扩散边均匀地散在田中。
在所述脱谷部12侧部配置有储留分选后的精粒的颗粒仓13，在该颗粒仓13的前部配设操作室14。而在颗粒仓13的后部立设排出螺杆15的纵螺杆15a，颗粒仓13可以以该纵螺杆15a为中心向侧方转动，并容易进行配置在本机内部的驱动系统和油压系统的维修。
而在该颗粒仓13的底部，排出传送带16沿前后方向配置，可以从该排出传送带16向所述排出螺杆15传递动力，靠排出螺杆15前端向卡车等排出颗粒仓13内的谷粒。而且，在脱谷部12的下方配置分选部17，从脱谷部12流下的谷粒和稻草屑等中分选出谷粒送向所述颗粒仓13。
以下，用图5、图6对侧倾驱动装置91进行说明。
在以后的说明中用右侧的履带1R进行说明，对左侧的说明略。
在构成驱动装置91的部件中，设在右侧履带1R上的部件是升降用的驱动器71R、前部曲柄72R、后部曲柄73R和平行联杆74R等。
升降用的驱动器71R由油压缸等构成，缸侧端部轴支承在机体架2R上，缸连杆侧端部轴支承在后部曲柄73R的一端。
前部曲柄72R是大体L形的部件，平行联杆74R的前端轴支承在前部曲柄72R的上端，前部曲柄72R中央的弯曲部可转动地轴支承在机体架2R上；前部曲柄72R的下端可转动地轴支承在跟踪架75R上。
后部曲柄73R是大体L形的部件，平行联杆74R的后端和升降用的驱动器71R的缸连杆侧端部部轴支承在后部曲柄73R的上端，后部曲柄73R中央的弯曲部可转动地轴支承在机体架2R上；后部曲柄73R的下端可转动地轴支承在跟踪架75R上。
怠速运转轮76、76...转动自由地轴支持在跟踪架75R上，拉力链轮78R通过由油压汽缸等构成的拉力驱动器77R转动自由地轴支持在履带架75R的后端部上。
而外嵌驱动链轮80R的驱动轴81R通过轴承可转动地轴支持在突出设置在更靠机体架2R前方的支持部件79R上。驱动轴81R如图4所示，把来自发动机101的驱动力通过行驶用变速箱136传递给履带1R。
在固定设置在机体架2R的侧面中途部上的支持部件82R上可转动地轴支持着上部怠速运转轮83R。而履带84R卷绕在驱动链轮80R、上部怠速运转轮83R、拉力链轮78R、怠速运转轮76、76...上。
当升降用传动装置71R伸长时，后部曲柄73R在其下端部向下方移动的方向上转动。通过后部曲柄73R和平行联杆74R连结的前部曲柄72R也在其下端部向下方移动的方向上转动。从而，履带架75R相对机体架2R在离开下方的方向上摆动，履带1R的整个高度变高。
拉力传动装置77R根据升降用传动装置71R的伸缩沿前后方向伸缩，履带1R的整个高度即使变化履带84R的拉力也大体保持一定。
如上所述，履带式行驶装置1通过侧倾驱动装置91可以使左右履带1L、1R相对联合收割机201的机体左右分别改变高度。例如联合收割机201位于向左侧方倾斜的斜面上时，由于使左边的履带1L的整个高度比右边的履带1R的整个高度高，可以使联合收割机201的机体部分的姿势与水平基准面大体平行。
另外，通过使左右履带1L、1R调整为大体相同的高度，也能进行联合收割机201的车高度调整。
侧倾驱动装置也可以在履带式行驶装置和联合收割机的机体的连结部作成左右摆动及上下升降的结构，不限于本实施例。
以下，对本发明的联合收割机201的中的车体的姿势控制方法、作用在机体上的离心力的计算方法及倾斜传感器的检测值的修正方法进行说明。
在本实施例中，根据联合收割机201的使用状况分别使用侧倾控制和复归控制，可以进行用于提高稳定性(防止倾倒)和作业性的姿势控制。
“侧倾控制”指当连结左右履带1L、1R的接地部的假想的接地面与水平基准面倾斜时，使侧倾驱动装置91动作保持机体大体与水平基准面平行或成设定的角度的姿势的控制。
“回归控制”指使侧倾驱动装置91动作的控制，使得联合收割机201的机体相对履带1L、1R成预先设定的设定回归角度及设定回归高度(通常使履带的整个高度下降，联合收割机的重心位置下降)。
以下，用图7到图9对作用在联合收割机机体上的离心力的计算方法及倾斜角度的修正方法进行说明。
本实施例作为机体倾斜角度检测装置88使用在密封容器中封入液体，通过把倾斜时该液体的液面水平变化作为静电容量的变化检测，检测出倾斜角度的形式的倾斜传感器96，但其它形式的倾斜传感器也有同样效果。
例如使用锤的另一种形式的倾斜传感器(把成为锤的球装在内部，以该球为接触子的机械接点式的倾斜传感器、同样地把成为锤的球装在内部，用光断路器检测该球的位置的光方式的倾斜传感器、或把成为锤的磁铁放在传感器罩内，用孔IC检测起因于由倾斜产生的磁铁的位置变化的磁场变化的方式的倾斜传感器等)、和加速度传感器(在锤上作用加速度时使板簧变形，用应变仪检测其的板簧式加速度传感器、用压电元件支持锤的压缩式倾斜传感器等)，也能收到同样的效果。
如图7所示，分析在与基准水平面大体平行的地面上行驶中的联合收割机201使机体相对履带式行驶装置1不倾斜地左旋转的情况。
定义左履带1L的移动速度为VL、右履带1R的移动速度为VR。VL由左履带速度检测装置92、VR由右履带速度检测装置93进行检测。
左履带速度检测装置92和右履带速度检测装置93分别用于检测左履带1L和右履带1R的移动速度，由转速计等速度传感器构成。
左履带速度检测装置92和右履带速度检测装置93检测驱动履带式行驶装置1的左右驱动链轮80L、80R的驱动轴81L、81R的转速，根据该转速可以求左履带1L和右履带1R的移动速度。另外，也可以用其它方法检测左右履带的移动速度，不限于本实施例。
为使说明简单，在本实施例中，以在确定联合收割机201的旋转半径时使用的机体旋转中心点(与联合收割机201旋转时的重心位置大体一致)与作为在平面视中联合收割机201的左右履带1L、1R的左右前后中央的机体中心点94一致的情况进行考虑。
若假设联合收割机201的旋转半径(即机体旋转中心点(本实施例中是机体中心点94)和由联合收割机的左右履带1L、1R的速度差假想求出的旋转中心点95间的距离)为R[m]，左右履带1L、1R的中心线间的距离为B[m]，联合收割机201旋转时的角速度为ω[rad/sec]，左履带1L的移动速度VL和右履带1R的移动速度VR分别用下面(式1)和(式2)表示。
VL＝(R-B/2)×ω (式1)VR＝(R+B/2)×ω (式2)
由于左右履带1L、1R的中心线间的距离B为为已知值，根据(式1)和(式2)，联合收割机201的角速度ω可以用下面的(式3)表示。
ω＝(VR-VL)/B (式3)而旋转半径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可以根据左履带速度检测装置92和右履带速度检测装置93检测出的左履带1L的移动速度VL和右履带1R的移动速度VR算出。
如图7所示，当作为机体倾斜角度检测装置88的倾斜传感器96从机体中心点94(机体旋转中心点)向右方配置在A[m]的位置上时，倾斜传感器96的的速度Vs由下面的(式5)表示。
Vs＝(R+A)×ω (式5)若假设倾斜传感器内的锤(本实施例中封入倾斜传感器96的密封容器中的液体)的质量为M[kg]，则作用在该锤上的离心力F[N]由下面的(式6)表示。
F＝M×Vs×ω＝(R+A)×ω2(式6)这样，就可以算出作用在旋转中的倾斜传感器96上的离心力。
以下，对倾斜传感器的检测值的修正方法进行说明。
如图8所示，假设封入倾斜传感器96内的液体的液面96a离基准水平面有角度θE[rad]的倾斜(假设倾斜角度以机体向左下方倾斜的方向为正)。
在保持机体与基准水平面大体平行状态进行左旋转时，该角度θE表示离心力引起的倾斜传感器96的测量误差的成分(以后称θE为倾斜传感器修正角度)。这时，由于表示离心力F的矢量和表示重力G(＝M×g)的矢量的合成矢量与该液面垂直，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])。倾斜传感器96配置的位置和机体中心点94(机体旋转中心点)的左右方向的距离A及重力加速度g是已知值。另外，R和ω能用上述的左履带速度检测装置92和右履带速度检测装置93检测的左履带1L的移动速度VL和右履带1R的移动速度VR算出。即通过求左右履带的移动速度，可以求旋转中的联合收割机的倾斜传感器的测量误差。
旋转中的联合收割机的机体相对基准水平面的修正后的倾斜角度θT根据作为倾斜传感器96的检测值的倾斜角度θM和用从上述(式1)到(式7)算出的倾斜传感器修正角度θE由下面的(式8)表示。
θT＝θM-θE(式8)若假设横轴为时间[sec]，纵轴为角度[rad](机体向右下方倾斜为正)，(式8)的关系如图12所示。
这样，联合收割机即使在行驶中旋转也能修正机体倾斜角度检测装置88(本实施例中的倾斜传感器96)的检测值，高精度地求出机体相对基准水平面的倾斜角度。从而，即使在旋转中也能用修正后的倾斜角度θT实行侧倾控制，使机体与基准水平面保持大体平行或成设定的角度，行驶稳定性好。
以下，对随着本实施例中的倾斜角度修正实施侧倾控制(机体姿势控制)的控制装置85进行说明。
如图9所示，本发明的联合收割机203中的控制装置85主要由CPU54和数据存储部55构成。
CPU54根据各种输入信号和存储在后述的数据存储部55中的各种数据进行有关侧倾控制和上述的倾斜角度修正的运算处理，输出各种输出信号。
在数据存储部55中存储有有关侧倾控制和倾斜角度修正的各种数据。如存储左右履带1L、1R的中心线间的距离B[m]、倾斜传感器96配置的位置和机体中心点94(机体旋转中心点)的左右方向的距离A[m]、重力加速度g(＝9.81[m/sec2])、封入倾斜传感器96的密封容器中的液体的质量M[kg]等。
本实施例用EEPROM(Electrionieally Erasable andProgrammable Read Only Memory是不挥发性半导体存储器的一种，能以电的方式读出写入的内容的专用存储装置)，但其它其它形式的ROM和其它存储媒体也可以。
作为向控制装置85发射输入信号的装置，可以举出机体倾斜角度检测装置88、左履带速度检测装置92、右履带速度检测装置93、直进检测装置97等。
机体倾斜角度检测装置88是检测联合收割机203机体部分的倾斜角度的装置，在本实施例中由倾斜传感器96等构成。
左履带速度检测装置92是用于检测左履带1L的移动速度的装置，由转速计等速度传感器构成。
右履带速度检测装置93是用于检测右履带1R的移动速度的装置，由转速计等速度传感器构成。
直进检测装置97是用于检测联合收割机201直进(不是旋转状态)的装置。更具体的，在设在操纵室14内的方向操作装置是方向操作杆时，也可以把检测从中立位置向左右任一方转动超过规定角度的开关作为直进检测装置97使用。还可以将表示旋转用HST动作(向旋转用HST进行供给动作油的电磁阀动作)的检测信号发送给CPU54，代替直进检测装置。
另外，在操作装置用一根操作杆进行由前后倾倒导致拉起割取部3的操作和由左右倾倒导致左右的履带的离合器断接、制动器的操作的全能操作的情况或用左右两根侧离合器操作杆进行左右的离合器断接、制动器的操作的情况，也可以是检测该操作杆超过规定角度的转动开关和、或检测作为调合操作开关接通的开关。
而作为用控制装置85发出输出信号的装置，可以举出侧倾驱动装置91。
侧倾驱动装置91如前所述，由升降用传动装置71R、前部曲柄72R、后部曲柄73R、平行联杆74R等构成。本实施例中通过使左右履带1L、1R相对联合收割机201的机体左右分别改变高度，改变相对连结左右履带1L、1R的接地部的假想的接地面的机体的左右的倾斜角度，保持机体与水平基准面大体平行或成设定的倾斜角的姿势。
既可以把控制装置85与控制联合收割机的其它部分(脱谷部、分选部等)的控制装置作成一体，也可以作成分开的。
下面，用图10说明修正由离心力产生的倾斜角度的测量误差的机体姿势控制方法的第一实施例。
控制装置85作为初始条件，当根据由直进检测装置97取得的信息检测出联合收割机201开始旋转，检测出在检测传感器96、左履带速度检测装置92及右履带速度检测装置93没有异常的时刻，开始修正由离心力产生的倾斜角度的测量误差的机体姿势控制方法的第一实施例(移向步骤S10)。
控制装置85在步骤S10中取得有关左右履带1L、1R移动速度的信息后，移向步骤S20。
更具体地用左履带速度检测装置92和右履带速度检测装置93检测有关左右履带1L、1R的速度VL、VR的信息，送给控制装置85的CPU54。
控制装置85在步骤S10中取得有关左右履带1L、1R移动速度的信息后，在步骤S20中算出作用在机体倾斜角度检测装置88(本实施例中倾斜传感器96)上的离心力，移向步骤S40。
更具体地，控制装置85的CPU54根据在步骤S10中取得有关左右履带1L、1R移动速度的信息求左履带1L的移动速度VL及右履带1R的移动速度VR。其次，CPU54根据VL及VR、作为预先存储在数据存储部55中的设定值的左右履带1L、1R的中心线间的距离B[m]、倾斜传感器96配置的位置和机体中心点94(机体旋转中心点)的左右方向的距离A[m]、封入倾斜传感器96的密封容器中的液体的质量M[kg]，使用由(式1)到(式6)算出离心力F[N]。
控制装置85在步骤S20中算出作用在机体倾斜角度检测装置88(本实施例中倾斜传感器96)上的离心力后，在步骤S40中修正机体倾斜角度检测装置88的检测值，移向步骤S500。
更具体地，控制装置85的CPU54根据在步骤S20中算出的离心力F[N]、由从机体倾斜角度检测装置88取得的信息求出的检测倾斜角度θM、作为预先存储在数据存储部55中的设定值的封入倾斜传感器96的密封容器中的液体的质量M[kg]和重力加速度g(＝9.81[m/sec2])，用上述(式7)及(式8)算出修正后的倾斜角度θT。
控制装置85在步骤S40中修正机体倾斜角度检测装置88的检测值后，在步骤S500中实施侧倾控制，移向步骤S10。
更具体地，控制装置85令侧倾驱动装置91动作，使机体向消除在步骤S40中算出的修正后的倾斜角度θT的方向(即和机体倾斜方向相反的方向)倾倒，使侧倾控制后的机体姿势相对基准水平面大体平行，或成规定的倾斜角度。
另外在使机体向消除修正后的倾斜角度θT的方向倾倒时，实际上用侧倾驱动装置91使机体倾倒的角度设为(θT×k/100)[rad]。这时，k[％]是倾斜修正倍率(0＜k≤100)，通常设k＝100[％]。倾斜修正倍率k是预先设定存储在数据存储部55中的值。根据使用联合收割机的田间的状况和回收在颗粒储存器13中的收获物的重量等，若假设k＝100(即以与修正后的倾斜角度θT相同大小的角度使机体向反方向倾倒进行侧倾控制)，由于存在每进行一次侧倾控制，有时机体左右摆动()，摆动不能收敛，或修正过大，机体向反方向倾倒，或修正过小，姿势不能回到大体水平的情况，所以在这种情况要改变倾斜修正倍率k的设定值(假设0＜k＜100)。
根据如上结构，即使在旋转行驶时也能进行高精度的侧倾控制，使联合收割机的机体姿势与基准水平面大体平行，或保持规定的倾斜角度，在提高行驶安全性的同时提高旋转结束后对田间的倾斜的随动性。
下面，用图11进行修正由离心力产生的倾斜角度的测量误差的机体姿势控制方法的第二实施例的说明。
控制装置85作为初始条件，当根据由直进检测装置97取得的信息检测出联合收割机201开始旋转，检测出在检测传感器96、左履带速度检测装置92及右履带速度检测装置93没有异常的时刻，开始修正由离心力产生的倾斜角度的测量误差的机体姿势控制方法的第二实施例(移向步骤S110)。
控制装置85在步骤S110中取得有关左右履带1L、1R移动速度的信息后，移向步骤S120。
更具体地用左履带速度检测装置92和右履带速度检测装置93检测有关左右履带1L、1R的速度的信息，送给控制装置85的CPU54。
控制装置85在步骤S110中取得有关左右履带1L、1R移动速度的信息后，在步骤S120中算出作用在机体倾斜角度检测装置88(本实施例中倾斜传感器96)上的离心力，移向步骤S130。
更具体地，控制装置85的CPU54根据在步骤S110中取得有关左右履带1L、1R移动速度的信息求左履带1L的移动速度VL及右履带1R的移动速度VR。其次，CPU54根据VL及VR、作为预先存储在数据存储部55中的设定值的左右履带1L、1R的中心线间的距离B[m]、倾斜传感器96配置的位置和机体中心点94(机体旋转中心点)的左右方向的距离A[m]、封入倾斜传感器96的密封容器中的液体的质量M[kg]，使用由(式1)到(式6)算出离心力F[N]。
控制装置85在步骤S210中算出作用在机体倾斜角度检测装置88(本实施例中倾斜传感器96)上的离心力F后，在步骤S130中判断该算出的离心力F的大小是否比规定的阈值Fcr大。
控制装置85在步骤S130中判断(离心力F)≥(阈值Fcr)时以控制用倾斜角度θC＝θM转移到步骤S140，在步骤S130中判断(离心力F)＜(阈值Fcr)时以控制用倾斜角度θC＝θM转移到步骤S700。
更具体地控制装置85的CPU54将在步骤S120中算出的离心力F和预先设定存储在数据存储部55中的阈值(用实验等求出的值)进行比较。
所谓满足(离心力F)＜(阈值Fcr)意味着机体旋转时的移动速度(用VL和VR的平均值表示)小，或旋转半径大的结果，机体倾斜检测装置88(倾斜传感器96)的离心力引起的测量误差小到可以忽视的程度。从而认为控制用倾斜角度θC＝θT≈θM。
控制装置85在步骤S130中判断(离心力F)≥(阈值Fcr)时，在步骤S140中修正机体倾斜检测装置88的检测值，转移到步骤S700。
更具体地，控制装置85的CPU54根据在步骤S120中算出的离心力F[N]、基于从机体倾斜角度检测装置88取得的信息求出的检测倾斜角度θM、作为预先存储在数据存储部55中的设定值的封入倾斜传感器96的密封容器中的液体的质量M[kg]和重力加速度g(＝9.81[m/sec2])，用上述(式7)及(式8)算出修正后的倾斜角度θT。而假设控制用倾斜角度θC＝θT＝θM-θE。
控制装置85，(1)在步骤S130中判断(离心力F)＜(阈值Fcr)时，或(2)在步骤S140中修正机体倾斜检测装置88的检测值时，在步骤S700中实行侧倾控制，转移到步骤S110。
更具体地，控制装置85使侧倾驱动装置91动作，使机体向消除在步骤S130中判断(离心力F)＜(阈值Fcr)时求出的控制用倾斜角度θC或在步骤S140中算出控制用倾斜角度θC的方向倾倒，，使得侧倾控制后的机体的姿势与基准水平面大体平行或成规定的设定角度。
另外，在使机体向消除控制用倾斜角度θC的方向倾倒时，用侧倾驱动装置91使机体倾倒的角度设为(θC×k/100)[rad]。这时，k[％]是倾斜修正倍率(0＜k≤100)通常设k＝100[％]。倾斜修正倍率k是预先设定存储在数据存储部55中的值。
根据使用联合收割机201的田间的状况和回收在颗粒储存器13中的收获物的重量等，若假设k＝100(即以与控制用倾斜角度θC相同大小的角度使机体向反方向倾倒进行侧倾控制)，由于存在每进行一次侧倾控制，有时机体左右摆动，若摆动不能收敛，或修正过大，机体向反方向倾倒，或修正过小，姿势不能回到大体水平的情况，所以这种情况要改变倾斜修正倍率k的设定值(假设0＜k＜100)。
根据如上构成，即使在旋转行驶时也能实行高精度地侧倾控制，能使联合收割机的机体姿势基准水平面保持大体平行或成设定的倾斜角度，行驶稳定性提高，同时提高旋转结束后对田间的倾斜的随动性。
特别当移动速度小时或旋转半径大时，旋转时机体的姿势控制(侧倾控制)有成为忙碌的(实行过度的姿势控制)的倾向，但对考虑旋转时的离心力给倾斜传感器的影响小的情况，通过用阈值原样用倾斜传感器96的检测值进行侧倾控制可以稳定机体的姿势。
以下，用图7及从图13到图18对机体倾斜角度检测装置88(在本实施例中的倾斜传感器96)的联合收割机201前后方向的安装位置给旋转中的机体倾斜角度检测装置88的测量误差的影响进行说明。在以后的说明中，考虑倾斜传感器96通过机体中心点94(机体旋转中心点)在机体的前后方向平行的直线上改变安装位置，联合收割机201向左旋转的情况。
如图13所示，倾斜传感器96的安装位置与机体中心点94(机体旋转中心点)一致时，倾斜传感器96旋转时的轨迹与机体中心点94旋转时的轨迹(图13中的实线)一致。
从而作为联合收割机201旋转中的倾斜传感器96的检测值的检测倾斜角度θM如图14所示，在作为在联合收割机201开始旋转时的倾斜传感器96的位置的旋转开始点121a及作为在联合收割机201旋转结束时的倾斜传感器96的位置的旋转结束点122a上不发生起因于检测倾斜角度θM的反向摆动及超出规定过调节的应答延迟。
而如图15所示，倾斜传感器96的安装位置位于比机体中心点94(机体旋转中心点)更后方时，倾斜传感器96旋转时的轨迹(图15中的虚线)与机体中心点94(机体旋转中心点)旋转时的轨迹(图15中的实线)不一致，由于在旋转开始点121b上倾斜传感器96急剧地向机体的右方摆动，对机体的左方(即和左旋转时作用在倾斜传感器96上的离心力方向相反的方向)作用惯性力。另外，由于在旋转结束点122b上倾斜传感器96急剧地向机体的左方摆动，对机体的右方(即和左旋转时作用在倾斜传感器96上的离心力方向相同的方向)作用惯性力。
从而，作为联合收割机旋转中的倾斜传感器96的检测值的检测倾斜角度θM如图16所示，在旋转开始点121b上由检测倾斜角度θM的反向摆动引起应答延迟，同时在旋转结束点122a上由检测倾斜角度θM的超出规定引起应答延迟。
而如图17所示，倾斜传感器96的安装位置位于比机体中心点94(机体旋转中心点)更前方时，倾斜传感器96旋转时的轨迹(图17中的虚线)与机体中心点94(机体旋转中心点)旋转时的轨迹(图17中的实线)不一致，由于在旋转开始点121c上倾斜传感器96急剧地向机体的左方摆动，对机体的右方(即和左旋转时作用在倾斜传感器96上的离心力方向相同的方向)作用惯性力。另外，由于在旋转结束点122c上倾斜传感器96急剧地向机体的右方摆动，对机体的左方(即和左旋转时作用在倾斜传感器96上的离心力方向相反的方向)作用惯性力。
从而，作为联合收割机旋转中的倾斜传感器96的检测值的检测倾斜角度θM如图18所示，虽然在旋转开始点121c上发生检测倾斜角度θM的超出规定过调节，但不引起应答延迟。另外，虽然在旋转结束点122c上引起检测倾斜角度θM的反向摆动，但不引起应答延迟。
如上所述，若从回避机体姿势控制的应答延迟的观点看，希望把倾斜传感器96配置在与机体中心点94(机体旋转中心点)一致的位置或比机体中心点94(机体旋转中心点)更靠前方。而若从防止检测倾斜角度θM的反向摆动及超出规定过调节，提高控制机体姿势的精度的观点看，希望使倾斜传感器96的配置位置靠近机体中心点94(机体旋转中心点)。
另外，关于使用本发明的倾斜传感器96的机体姿势控制必须减轻行驶旋转中机体产生的摆动(横摇)对倾斜传感器96的影响。
例如，通过对根据倾斜传感器96的检测值(检测倾斜角度θM)和算出的起因于离心力的测量误差(倾斜传感器修正角度θE)双方实施进行截止频率为0.5Hz、采样周期为10ms的一次滤波等处置，能减轻旋转时的摆动(横摇)的影响，提高控制姿势(侧倾控制)的精度。另外，可以根据机体的种类和田间的状况等适当选择截止频率和采样周期。
另外，对起因于算出的离心力的测量误差(倾斜传感器修正角度θE)的绝对值设定上限，当该绝对值取超过上限值时，希望把该上限值作为测量误差的绝对值使用。这是由于即便机体在旋转中向左右任一方倾倒，在短时间内使机体的姿势发生大变化(通过侧倾控制修正机体的姿势)从确保行驶稳定性的观点看反而不好。例如事先确定起因于算出的离心力的测量误差(倾斜传感器修正角度θE)的绝对值的上限值为10度，在该测量误差的绝对值超过10度时，通过以上限值10度作为测量误差，用于以后的侧倾控制，可以防止由于急剧的姿势变化导致行驶稳定性的下降。
进而，算出的起因于离心力的测量误差(倾斜传感器修正角度θE)的绝对值小时(田间的不平度小时等)，也可以用θ≈tanθ的近似式代替所述(式7)，根据以下的(式9)求倾斜传感器修正角度θE。
θE≈tanθE＝F/G＝(R+A)×ω2/g(式9)在本实施例中，表示左右的履带1L、1R在相对田间不滑移的条件下的姿势控制方法，但根据田间的状况，有时左右任一方或双方的履带相对田间滑移，在实际移动速度和用左履带速度检测装置92及右履带速度检测装置93检测出的移动速度VL和移动速度VR间发生误差。
例如，在左旋转中若成为外侧履带的右履带1R滑移，则(旋转中的实际的右履带速度VRSLIP)＜(由右履带速度检测装置93检测的移动速度VR)。
此时，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，即使打算让机体的姿势与水平基准面保持大体平行，估计θE的绝对值由于滑移的影响也比θESLIP的绝对值大，以向内侧(左旋转中向左下)倾斜的状态控制机体姿势(侧倾控制)。
从而，希望设置履带滑移检测装置(例如根据履带的转动速度和发动机负荷的关系判断履带相对接地面是否滑移等)检测有无发生滑移，在检测出发生滑移的场合，根据滑移率(实际的履带移动速度和用右履带速度检测装置93检测的移动速度VR的比率)算出修正旋转时的履带移动速度后的θE、或构成从开始把所述倾斜修正倍率k[％]取为0＜k＜100的值，不进行过度的侧倾控制。
根据这样的结构，即使发生履带的滑移，机体也不会进行过度的姿势控制，旋转中的机体的姿势稳定，同时在旋转结束的时刻机体的姿势很容易与基准水平面保持大体平行，旋转结束后，可以立即着手收割作业。
产业上利用的可能性本发明的联合收割机可用于从田间收获谷物等，脱谷分选并储存谷粒等用途。另外能广泛用于需要保持机体的姿势与水平面大体平行且行驶及旋转的行驶车辆等。
权利要求
1.一种联合收割机，其具有机体倾斜角度检测装置和侧倾驱动装置，其进行控制机体的姿势与基准水平面大体平行或成规定的设定倾斜角的侧倾控制，其特征在于，根据该左右履带的移动速度求出转动时作用在机体上的离心力，修正起因于该离心力的机体角度检测装置的检测值的误差而进行侧倾控制。
2.如权利要求1所述的联合收割机，其特征在于，所述机体倾斜角度检测装置的前后位置与机体旋转中心点大体一致。
3.如权利要求1所述的联合收割机，其特征在于，将所述机体倾斜角度检测装置配置在比所述机体旋转中心点更靠机体前方的位置。
4.如从权利要求1到权利要求3中任一项所述的联合收割机，其特征在于，具有履带滑移检测装置，根据履带滑移检测装置的检测值修正所述机体倾斜角度检测装置的检测值。
全文摘要
本发明的联合收割机(201)具有机体倾斜角度检测装置(88)和侧倾驱动装置(91)，其进行控制机体的姿势与基准水平面大体平行的侧倾控制。在具有倾斜传感器(96)和侧倾驱动装置(91)的同时据左右履带(1L、1R)的移动速度求出转动时作用在机体上的离心力，修正起因于该离心力的机体角度检测装置的检测值的误差，进行控制机体的姿势与水平面大体平行或成规定的设定倾斜角的侧倾控制。
文档编号B62D55/116GK1753809SQ20048000496
公开日2006年3月29日 申请日期2004年2月19日 优先权日2003年2月28日
发明者水仓泰治, 中川涉, 林晃良 申请人:洋马株式会社