JP2003180152A - 精密農法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 施肥量または防除量の過不足を防止でき、施
肥または防除効率の向上並びに収穫増量等を容易に図る
ことができると共に、施肥量調節または防除量調節の自
動制御化による制御機能の向上及び省力化等を容易に図
ること。 【解決手段】 収穫位置と収穫量を検出して収穫地図を
自動的に作成する精密農法であって、収穫穀粒収集部の
投入位置に配設したレベリングディスクにより、投入さ
れてくる穀粒を周囲に分散させて、同穀粒を収穫穀粒収
集部内に略均平に収集すると共に、同レベリングディス
クの駆動トルクを検出して収穫量を演算するようにし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、穀稈を連
続的に刈取って脱穀するコンバイン等を用いて収穫作業
を行うと共に、施肥機または防除機を用いて肥料及び薬
剤の散布を行う精密農法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、施肥作業や防除作業は、前回の収
穫量、作物成育状況、圃場の取水及び排水等を参考にし
て行っている。

【０００３】すなわち、従来の施肥作業や防除作業は、
作業者の経験や記憶に基づいて、施肥量調節や防除量調
節をしながら行っているのが現状である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、作業者の経
験や記憶が少ない場合は、不安定な条件で施肥または防
除作業が行われ易く、施肥量調節や防除量調節を狭い範
囲に限定して局地的に対応させて適正に行うことができ
ず、施肥または防除効率の向上並びに収穫率の向上等が
図れないという不具合がある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明では、収
穫位置と収穫量を検出して収穫地図を自動的に作成する
精密農法であって、収穫穀粒収集部の投入位置に配設し
たレベリングディスクにより、投入されてくる穀粒を周
囲に分散させて、同穀粒を収穫穀粒収集部内に略均平に
収集すると共に、同レベリングディスクの駆動トルクを
検出して収穫量を演算することを特徴とする精密農法を
提供するものである。

【０００６】また、本発明は、収穫地図に基づいて施肥
及び防除量の少なくとも一方を自動的に局地対応制御す
ることにも特徴を有する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて説明する。

【０００８】すなわち、本発明に係る精密農法では、収
穫位置と収穫量を検出して収穫地図を自動的に作成する
精密農法であって、収穫穀粒収集部の投入位置に配設し
たレベリングディスクにより、投入されてくる穀粒を周
囲に分散させて、同穀粒を収穫穀粒収集部内に略均平に
収集すると共に、同レベリングディスクの駆動トルクを
検出して収穫量を演算するようにしている。

【０００９】しかも、収穫地図に基づいて施肥及び防除
量の少なくとも一方を自動的に局地対応制御するように
している。

【００１０】

【実施例】以下に、本発明の実施例を、図面を参照しな
がら説明する。

【００１１】図１は収穫制御回路図、図２はコンバイン
の全体側面図、図３は同平面図であり、図中１は走行ク
ローラ２を装設するトラックフレーム、３は前記トラッ
クフレーム１上に架設する機台、４はフィードチェン５
を左側に張架し扱胴６及び処理胴７を内蔵している脱穀
部、８は刈刃９及び穀稈搬送機構10等を備える刈取部、
11は昇降支点筒軸12を介して刈取部８を昇降させる油圧
シリンダ、13は排藁チェン14終端を臨ませる排藁処理
部、15は脱穀部４からの穀粒を揚穀筒16を介して搬入す
る穀物タンク、17は前記タンク15の穀粒を機外に搬出す
る排出オーガ、18は運転操作部19及び運転席20を備える
運転台、21は運転席20下方に設けるエンジンであり、連
続的に穀稈を刈取って脱穀するように構成している。

【００１２】また、操向及び昇降用操作レバー22をフロ
ントコラム23に設けると共に、走行主変速レバー24、走
行副変速レバー25、刈取クラッチレバー26及び脱穀クラ
ッチレバー27をサイドコラム28に設けるもので、前記運
転台18内部の前側及び左側に各コラム2328を配設させる
と共に、運転台18のステップ上面に主クラッチペダル29
を設け、操作部19を構成している。

【００１３】さらに、図４に示すように、前記油圧シリ
ンダ11を作動させる油圧ポンプ30をエンジン21に常時連
結させ、前記扱胴６を駆動する脱穀入力プーリ31にテン
ション型脱穀クラッチ32を介してエンジン21の出力プー
リ33を連結させると共に、前記走行クローラ２に走行変
速出力を伝えるミッションケース34を備え、ミッション
ケース34の入力プーリ35にテンション型走行主クラッチ
36を介してエンジン21の出力プーリ37を連結させ、ま
た、前記刈取部８に駆動力を伝える刈取入力プーリ38に
テンション型刈取クラッチ39を介してミッションケース
34の刈取駆動プーリ40を連結させ、ミッションケース34
の走行主変速出力を刈取部８に伝え、刈取部８を車速同
調駆動するように構成している。

【００１４】また、前記走行クローラ２の回転を検出す
るピックアップ型車速センサ41と、左右走行クローラ2,
2の駆動を各別に中止させる左右サイドクラッチ42,42
と、前記サイドクラッチ42切動作と連動して走行クロー
ラ２を制動する左右操向ブレーキ43,43と、左右走行ク
ローラ2,2の両方を同時に制動する駐車用主ブレーキ44
を、前記ミッションケース34に設けている。

【００１５】さらに、図５に示すように、前記穀稈搬送
機構10を形成する穀稈搬送チェン45を刈取部８に設け、
刈刃10によって株元を切断した穀稈を前記搬送チェン45
により挾持してフィードチェン５始端部に送給すると共
に、前記搬送チェン45の搬送系路中に、穀稈の有無を検
出するセンサアーム46とリミットスイッチ型作業センサ
47を取付けている。

【００１６】また、前記搬送チェン45に穀稈を挾持させ
る挾扼杆48を設け、同挾扼杆48を搬送チェン45に弾圧支
持する挾扼ホルダ49に、搬送チェン45によって送給され
る穀稈量を検出するセンサアーム50とポテンショメータ
形穀稈量センサ51を取付けている。

【００１７】そして、収穫作業時、前記搬送チェン45に
送られる穀稈によってセンサアーム46を介して作業セン
サ47が作動し、刈取り動作を確認すると共に、前記搬送
チェン45に挾持される穀稈量が変化することによって挾
扼杆48が搬送チェン45に対して接離することにより、前
記挾扼杆48の接離動作によってセンサアーム50を介して
穀稈量センサ51が作動し、刈取部８で刈取られて脱穀部
４に送給される穀稈量を前記センサ51によって検出する
ように構成している。

【００１８】さらに、図６に示すように、前記扱胴６の
下方に横架させる揺動選別盤52から下方の１番コンベヤ
53に穀粒を選別落下させ、前記穀物タンク15上部の投入
口54から１番コンベヤ53の穀粒を揚穀筒16によって穀物
タンク15内部に搬入させるもので、脱穀部４で穀粒及び
選別して取出した穀粒を穀物タンク15に収集すると共
に、前記投入口54の下方近傍位置にレベリングディスク
55を配設して、同レベリングディスク55により投入され
てくる穀粒を周囲に分散させて、同穀粒を穀物タンク15
内に略均平に収集するようにしている。

【００１９】しかも、レベリングディスク55は、電動式
のディスク駆動モータＭに回動支軸56を介して連動連結
し、同ディスク駆動モータＭを後述する作業コントロー
ラ74の出力側に接続している。

【００２０】さらには、回動支軸56に、同回動支軸56の
回転速度を検出する回転速度検出センサ57a（例えば、
タコジェネレータやパルスエンコーダ等）を取付ける一
方、上記ディスク駆動モータＭに、同ディスク駆動モー
タＭの電流値を検出する電流値検出センサ57bを取付け
て、これらのセンサ57a,57bを後述する作業コントロー
ラ74の入力側に接続している。

【００２１】このようにして、常時、回動支軸56の回転
速度を回転速度検出センサ57aにより検出すると共に、
ディスク駆動モータＭの電流値を電流値検出センサ57b
により検出して、作業コントローラ74に出力することに
より、同作業コントローラ74にてこれらの検出値に基づ
いてレベリングディスク55の駆動トルクを検出（推定）
して穀粒量（収穫量）を演算することができるようにし
ている。

【００２２】すなわち、穀物タンク15内に投入口54から
投入されてくる穀粒量が一定であれば、レベリングディ
スク55により周囲に分散される穀粒量も一定であり、同
レベリングディスク55の駆動トルクも一定となる。

【００２３】そして、穀物タンク15内に投入口54から投
入されてくる穀粒量に変化が生じると、レベリングディ
スク55により周囲に分散される穀粒量に変化が生じ、同
レベリングディスク55の駆動トルクに変化が生じる。

【００２４】また、穀物タンク15内に投入口54から投入
されてくる穀粒量及びレベリングディスク55により周囲
に分散される穀粒量と、同レベリングディスク55の駆動
トルクとの相関関係は、経験値より求められる。

【００２５】従って、かかる穀粒量と駆動トルクの相関
関係をあらかじめ作業コントローラ74に記憶させておけ
ば、常時検出（推定）される駆動トルクの値から、経時
的にかつリアルタイムで穀粒量（収穫量）を演算するこ
とができる。

【００２６】ここで、収穫される穀粒の種類は、米、
麦、大豆等他種類存在することになるが、レベリングデ
ィスク55の駆動トルクの検出結果に基づいて穀粒量（収
穫量）を演算すると共に、これらの各種類に応じた穀粒
量とレベリングディスクの駆動トルクとの相関関係を、
経験値よりそれぞれ求めることができるため、各種類毎
に経時的にかつリアルタイムで精度良くリアルタイムで
穀粒量（収穫量）を演算（測定）することができる。

【００２７】このように、本実施例では、上記したレベ
リングディスク55の駆動トルクから穀粒量を演算（検
出）するようにしており、かかる構成は穀粒量センサＳ
として機能するものであることから、以下では穀粒量セ
ンサＳとして説明する。

【００２８】図１に示すように、前記エンジン21の燃料
噴射ポンプの燃料噴射量を調節する電子ガバナ58を設け
るもので、燃料噴射量を調節する電子ガバナ58のラック
を作動させるラックアクチュエータ59と、燃料噴射量を
検出するラック位置センサ60と、エンジン21の回転数を
検出するピックアップ型回転センサ61を、電子ガバナ58
に設けると共に、作業者が操作するアクセルレバー62ま
たはペダルの操作量を検出するポテンショメータ型アク
セルセンサ63と、前記電子ガバナ58を、マイクロコンピ
ュータで構成する電子ガバナコントローラ64に接続さ
せ、前記各センサ60,61,63の値に基づきラックアクチュ
ータ59を作動制御し、エンジン21の回転数を略一定に保
って脱穀部４及び刈取部８等を駆動するように構成して
いる。

【００２９】また、前記フィードチェン５及び搬送チェ
ン45等によって搬送する穀稈量の変化によって変動する
エンジン21の運転負荷を表示する負荷表示器65と、前記
穀稈量センサ51が検出する収穫穀稈量を表示する穀稈量
表示器66と、前記穀粒量センサＳが検出する収集穀粒量
を表示する穀粒量表示器67を、収穫モニタ68に接続さ
せ、コントローラ64を介して演算及び検出されたデータ
をモニタ68に表示させると共に、前記主変速レバー24を
収穫作業速度域で変速動作させる変速モータ69を前記コ
ントローラ64に接続させ、前記穀稈量センサ51が検出す
る単位時間当りの穀稈量が略一定になるように、前記モ
ータ69の自動制御によってレバー24の変速動作を行わ
せ、脱穀部４に穀稈を定量供給して適正に脱粒選別を行
えるように構成している。

【００３０】さらに、前記操作レバー22の操作によって
左右操向シリンダ70,71を制御して左右サイドクラッチ4
2,42及び左右操向ブレーキ43,43を作動させたときにオ
ンになる左右操向ブレーキスイッチ72, 73と、前記車速
センサ41を、マイクロコンピュータで構成する作業コン
トローラ74に接続させると共に、刈取クラッチレバー26
の刈取クラッチ39の入操作によってオンになる刈取スイ
ッチ75と、脱穀クラッチレバー27の脱穀クラッチ32の入
操作によってオンになる脱穀スイッチ76を、前記作業コ
ントローラ74に接続させる。

【００３１】また、作業コントローラ74と前記電子ガバ
ナコントローラ64を接続させると共に、前記各センサ4
7,51,Ｓ及びディスク駆動モータＭを作業コントローラ7
4に接続させている。

【００３２】さらに、ＧＰＳ（全地球測位システム）衛
星からの電波を受信するＧＰＳ受信機78を作業コントロ
ーラ74に接続させ、コンバインによる収穫作業位置を高
精度で認識すると共に、前記受信機78及び各センサ51,
Ｓによって検出される収穫作業位置、収穫穀稈量、収穫
穀粒量に基づき、圃場の穀粒収穫状況を表す収穫地図を
形成する収穫地図作成コントローラ79を設け、同コント
ローラ79を作業コントローラ74に接続させ、また、互換
自在な磁気ディスク80を装着して収穫地図を記録させる
もので、図７に示すように、畦81で囲まれた圃場82の高
位置側の水路83の水を取水口8 4から導入し、圃場82の
水を低位置側の水路85に排水口86から排出させ、水稲を
育成することにより、取水口84の付近では肥料が不足し
易く、収穫する穀稈量または穀粒量が少なくなり易く、
また、圃場82の中央部の水溜り部で肥料が多くなり、穀
稈量が局部的に多くなったり、穀粒量が局部的に多くな
るが、収穫する実際の圃場82の形状に対応した穀稈量及
び穀粒量が表示された図８に示す収穫地図87が作成さ
れ、前記ディスク80に記録される一方、図８の収穫地図
87を前記ディスク80から読取って次回の施肥または防除
（除草等）を行い、圃場82全体の収穫増量を図り、か
つ、肥料または薬剤の無駄な使用を防ぎ、肥培管理を適
正に行えるように構成している。

【００３３】また、図９のフローチャートに示すよう
に、刈取スイッチ75がオンで、脱穀スイッチ76がオンの
とき、前記各センサ41,60,61,63入力に基づき、変速モ
ータ69を制御し、電子ガバナコントローラ64で演算され
る作業負荷が適正で、作業センサ47が１回目のオンのと
き、穀粒量センサＳの入力の変動が一定幅内で行われ、
作業開始から連続作業継続状態に移行したとき、作業開
始から前記センサＳの入力が一定幅内変動となる安定時
間を記憶させる。

【００３４】そして、図１０のフローチャートに示す収
穫地図作成制御を行わせるもので、刈取スイッチ75及び
脱穀スイッチ76がオンで、作業センサ47が２回目以降の
オンのとき、記憶した穀粒量センサＳの入力の安定時間
が経過することにより、刈取穀稈量、作業負荷、収集穀
粒量、収穫作業位置の核データを収穫地図作成コントロ
ーラ79に入力させ、前記各データをディスク80に記録さ
せて、図８の収穫地図87を自動的に作成すると共に、前
記各スイッチ75,76又は作業センサ47がオフになって作
業が終了したとき、穀粒量センサＳの入力の安定時間経
過により前記データ記録を終了する。

【００３５】一方、コンバインが圃場82の枕地で方向転
換するとき、前記各スイッチ72,73入力により、前記デ
ータ記録が中止され、前記方向転換が終了したとき、穀
粒量センサＳの入力の安定時間経過により前記データの
入力及び記録が再開され、圃場82の全体の収穫地図87を
完成させるものである。

【００３６】上記から明らかなように、圃場82内におけ
る収穫位置と収穫穀稈及び穀粒量を検出して収穫地図87
を自動的に作成するもので、局地的に測定される収穫穀
稈及び穀粒量が収穫地図87として記録されることによ
り、前記収穫地図87に基づいて次回の施肥または防除等
を行え、施肥量または防除量の過不足を防止し、施肥ま
たは防除効率の向上並びに収穫増量等を図れると共に、
施肥量調節または防除量調節の自動制御化による施肥機
または防除機の制御機能の向上及び省力化等を図れる。

【００３７】さらに、収穫作業開始から一定時間経過後
に収穫穀粒量を測定開始し、穀稈の刈取り時間と穀粒量
センサＳの検出時間のタイムラグをなくし、収穫位置と
測定収穫量を一致させて収穫地図87の作成精度を向上さ
せ、また、収穫作業終了から一定時間経過後に収穫穀粒
量の測定を終了し、穀稈刈取り終了時間と穀粒量センサ
Ｓの検出終了時間のタイムラグをなくし、測定収穫量と
実際の収穫量の誤差を低減させ、収穫地図87の作成精度
の向上等を図ると共に、圃場82の枕地方向転換のときに
方向転換動作によって収穫量の測定を自動的に中断して
一時的に中止させ、圃場82の枕地での測定収穫量と実際
の収穫量の誤差を少なくして収穫量測定信頼性を向上さ
せる。

【００３８】また、穀稈搬送路に設ける穀稈量センサ51
によって刈取った穀稈量（刈取り穀稈層厚）を検出さ
せ、穀稈の本数（育成時の１株の大きさ）等稈成育状態
の検出精度向上並びに穀稈量検出データの信頼性向上等
を図ると共に、収穫穀粒収集部である穀物タンク15の投
入口54の位置に設ける穀粒量センサＳによって脱穀後の
藁屑を除去した穀粒量を検出させ、収穫穀粒量の検出精
度向上並びに穀粒量検出データの信頼性向上等を図れる
ように構成している。 さらに、図１１は、例えば施肥
機及び防除機に搭載する散布制御回路図であり、上記デ
ィスク80に記録している収穫地図87のデータを入力させ
る収穫地図読取り機88と、圃場82内の施肥または防除作
業位置を測定入力させるＧＰＳ受信機78を、マイクロコ
ンピュータで構成する散布コントローラ89に接続させ
る。

【００３９】また、施肥または防除作業を行う粒剤・粉
剤散布機90の散布モータ91を前記コントローラ89にドラ
イバ92を介して接続させ、ＧＰＳ受信機78入力によって
圃場82内の施肥または防除作業位置を認識させ、読取り
機88の収穫地図87のデータに基づき散布モータ91の回転
数をパルス制御等によって変更し、収穫穀粒量が少ない
地点での施肥量を自動的に多くし、収穫穀粒量が多い地
点での施肥量を自動的に少なくすると共に、収穫穀稈量
が多い地点で、雑草が少ないから除草剤散布量を少なく
し、また、害虫が多く発生するから殺虫剤散布量を多く
する。

【００４０】一方、収穫穀稈量が少ない地点では前記と
逆に除草剤散布量を多くしたり殺虫剤散布量を少なくす
る制御を自動的に行い、粒剤・粉剤を用いた施肥または
防除を効率良く行えるように構成している。

【００４１】また、液剤タンク93の液肥または薬液を薬
剤モータ94から散布ノズル95に送給させる散布バルブ96
の開閉制御を行うバルブモータ97を前記コントローラ89
にドライバ98を介して接続させ、ＧＰＳ受信機78入力に
よって圃場82内の施肥または防除作業位置を認識させ、
読取り機88の収穫地図87のデータに基づきバルブモータ
97を正逆転制御して散布バルブ96の開閉度を変更し、収
穫穀粒量が少ない地点での液肥散布量を自動的に多く
し、収穫穀粒量が多い地点での液肥散布量を自動的に少
なくすると共に、収穫穀稈量が多い地点で、雑草が少な
いから除草液散布量を少なくし、また害虫が多く発生す
るから殺虫液散布量を多くする。

【００４２】一方、収穫穀稈量が少ない地点では前記と
逆に除草液散布量を多くしたり殺虫液散布量を少なくす
る制御を自動的に行い、液肥または薬液を用いた施肥ま
たは防除を効率良く行えるように構成している。

【００４３】上記から明らかなように、収穫地図87に基
づいて施肥及び防除量を自動的に局地対応制御するもの
で、収穫地図87のデータに基づいて狭い範囲に限定して
施肥量調節または防除量調節を高精度で行え、施肥また
は防除自動制御機能の向上等を図れるように構成してい
る。

【００４４】

【発明の効果】請求項１記載の本発明にかかる精密農
法は、収穫位置と収穫量を検出して収穫地図を自動的に
作成する精密農法であって、収穫穀粒収集部の投入位置
に配設したレベリングディスクにより、投入されてくる
穀粒を周囲に分散させて、同穀粒を収穫穀粒収集部内に
略均平に収集すると共に、同レベリングディスクの駆動
トルクを検出して収穫量を演算するようにしている。

【００４５】このようにして、レベリングディスクの駆
動トルクを継続的に検出して、収穫量を経時的に演算す
るようにしているため、リアルタイムで収穫量を測定す
ることができる。

【００４６】しかも、レベリングディスクの駆動トルク
の検出結果に基づいて収穫量を演算するようにしている
ため、収穫される穀粒の種類にかかわりなく精度良くリ
アルタイムで収穫量を測定することができる。

【００４７】その結果、収穫位置と収穫量を精度良くリ
アルタイムで検出して、精度の良い収穫地図を自動的に
作成することができる。

【００４８】そして、収穫位置と収穫量を検出して収穫
地図を自動的に作成することができるため、局地的に測
定される収穫量が収穫地図として記録されることによ
り、前記収穫地図に基づいて次回の施肥または防除等を
行うことができ、施肥量または防除量の過不足を防止で
き、施肥または防除効率の向上並びに収穫増量等を容易
に図ることができると共に、施肥量調節または防除量調
節の自動制御化による制御機能の向上及び省力化等を容
易に図ることができる。

【００４９】請求項２記載の本発明にかかる精密農法
は、収穫地図に基づいて施肥及び防除量の少なくとも一
方を自動的に局地対応制御するようにしている。

【００５０】このようにして、収穫地図のデータに基づ
いて狭い範囲に限定して施肥量調節または防除量調節を
高精度で行うことができるため、施肥または防除自動制
御機能の向上等を容易に図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】収穫制御回路図。

【図２】コンバインの全体の側面図。

【図３】同平面図。

【図４】エンジン出力説明図。

【図５】穀稈量センサ部の平面図。

【図６】穀粒量センサ部の背面図。

【図７】圃場の説明図。

【図８】収穫地図の説明図。

【図９】収穫記録制御フローチャート。

【図１０】収穫地図作成制御フローチャート。

【図１１】散布制御回路図。

【符号の説明】

55 レベリングディスク 56 回動支軸 57a 回転速度検出センサ 57b 電流値検出センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B052 AA27 BA03 DC07 DC09 DC14 DD04 EB13 2B121 AA11 AA19 CB09 CB35 EA26 FA04 FA11 2B396 JA04 JC07 KA04 MJ11 ML02 QA02 QA03 QA27 QE31 QG02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 収穫位置と収穫量を検出して収穫地図を
   自動的に作成する精密農法であって、 収穫穀粒収集部の投入位置に配設したレベリングディス
   クにより、投入されてくる穀粒を周囲に分散させて、同
   穀粒を収穫穀粒収集部内に略均平に収集すると共に、同
   レベリングディスクの駆動トルクを検出して収穫量を演
   算することを特徴とする精密農法。
2. 【請求項２】 収穫地図に基づいて施肥及び防除量の少
   なくとも一方を自動的に局地対応制御することを特徴と
   する請求項１記載の精密農法。