JP2005046099A

JP2005046099A - 肥料散布機

Info

Publication number: JP2005046099A
Application number: JP2003283293A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ogasawara; 敬士小笠原; Shiyuuichi Tenma; 修一天間; Masasuki Yokohama; 雅透横浜
Original assignee: Sasaki Corp
Current assignee: Sasaki Corp
Priority date: 2003-07-31
Filing date: 2003-07-31
Publication date: 2005-02-24

Abstract

【課題】散布作業時にトラクタの姿勢が前後に変化しても散布作業部を一定の肥料散布高さ及び一定の散布作業姿勢に保持制御する肥料散布機を提供する。
【解決手段】トラクタ後部の作業機昇降装置に昇降可能に装着した肥料散布機において、圃場面に対する作業高さを検出する作業高さ検出装置を備え、この作業高さ検出装置にて検出された作業高さはトラクタに備えられた作業高さ制御装置へ伝達され散布作業時の肥料散布部高さを圃場面に対し一定高さに保持することにより、トラクタの作業機昇降装置を適宜に昇降動作させながら肥料散布部高さを一定高さに保持し均一な散布作業が行える。
【選択図】図１

Description

本発明は、肥料散布機における散布作業時の肥料散布高さと作業姿勢の制御に関する。

背景技術として同一出願人により、シャッタを開閉動作させるための電動モータを設け、この電動モータの駆動歯車の移動量あるいはこの駆動歯車により移動する伝動部材の移動量をセンサによって感知測定することによりシャッタの開閉量を任意に制御し、シャッタから吐出される肥料の量を調整し正確な散布作業を行える構成が提案され公知である。（特許文献１）
特許第３１２２９２３号明細書

しかしながら上記背景技術では、シャッタから吐出される肥料の量を調整して一定の肥料吐出量で正確な散布作業ができるようになったが、散布作業のトラクタ走行中に圃場の凹凸による肥料散布部高さの変化やトラクタの前後の傾きによる散布作業姿勢の変化により、散布方向が安定せず散布ムラが発生し作物の成育に影響するという課題があった。

そこで本発明は、散布作業時にトラクタの姿勢が前後に変化しても散布作業部を一定の肥料散布高さ及び一定の散布作業姿勢に保持制御する肥料散布機を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、トラクタ後部の作業機昇降装置に昇降可能に装着した肥料散布機において、圃場面に対する作業高さを検出する作業高さ検出装置を備え、この作業高さ検出装置にて検出された作業高さはトラクタに備えられた作業高さ制御装置へ伝達され散布作業時の肥料散布部高さを圃場面に対し一定高さに保持するものである。

作業高さ検出装置は、肥料散布機を構成する機枠の下部に軸支され回動自在とし圃場面に接地し追従動作する接地体と、接地体の回動量を検出しトラクタに備えられた作業高さ制御装置へ伝達するフィードバックワイヤとから構成され、接地体の回動量はフィードバックワイヤを介してトラクタの作業高さ制御装置に伝達され、接地体の回動量に基づいて作業機昇降装置を上下動させ肥料散布機の肥料散布部高さを一定高さに保持するものである。

又、散布作業時の進行方向に対する肥料散布部の作業姿勢を、トラクタに対し独立させ一定姿勢に保持する姿勢制御装置を備えたものである。

肥料散布機は、肥料を広巾散布する散布部を有した散布装置と、散布装置を備えた機枠と、この機枠の前方にトラクタの作業機昇降装置に装着される装着マストを有したマストフレームと、機枠の上部に配置した肥料を貯留するホッパから構成し、姿勢制御装置は、機枠に配置した姿勢検出センサと、機枠とマストフレームに架設した伸縮手段にて構成され、制御ボックスにより姿勢検出センサから出力される信号を演算し伸縮手段を伸縮動作させ、散布作業時の散布装置の肥料散布部をトラクタに対し独立させ一定姿勢に保持するものである。

架設した伸縮手段には電動油圧シリンダを用いたものである。

以上のように構成した肥料散布機は、トラクタの作業機昇降装置を適宜に昇降動作させながら肥料散布部高さを一定高さに保持し均一な散布作業が行える。又、トラクタに備えられる作業高さ制御装置に連結するだけの簡単な構成で肥料散布部高さを制御することができる。さらに、伸縮手段の伸縮動作により肥料散布部の作業姿勢を一定に保持することができるので簡単な構成で肥料散布部の姿勢を制御でき、より均一な散布作業が可能となる。さらに、伸縮手段に電動油圧シリンダを用いることで簡単な電気配線で電気制御が可能となる。

以下、図面に基づいて本発明を実施するための最良の形態を説明する。図１は本発明を実施した肥料散布機の側面図、図２はシャッタ装置及びシャッタ開閉装置を示す断面図、図３はシャッタ開閉装置の作動フロー図、図４及び図５は作業高さ検出装置及び姿勢制御装置の作動フロー図、図６は作業高さ検出装置の作用図、図７は姿勢制御装置の作用図、図８は姿勢制御された肥料散布機の側面図である。

図１において本発明における肥料散布機の構成について説明する。Ａは肥料散布機を示し、Ｔはトラクタを示す。肥料散布機Ａは、機枠１と、機枠１に対し前方に回動自在に設けトラクタの作業機昇降装置に装着されるマストフレーム２と、機枠１に載置され肥料を広巾散布する散布部と駆動部を有した散布装置３と、機枠1の上部に配置した肥料を貯留するホッパ４と、ホッパ４の下部で散布装置３の上部に配置され肥料の吐出量を調整するシャッタ装置５と、シャッタ装置５を開閉動作させるシャッタ開閉装置６と、肥料散布高さを制御する作業高さ検出装置７と、散布作業姿勢を制御する姿勢制御装置８と、シャッタ装置５の開閉操作等を行うコントローラ９から構成される。

機枠１は、側面視後方に開口するよう枠組みしたパイプフレーム１１と、パイプフレーム１１より前方に突設させたフレームブラケット１２と、ホッパ４の左右を支持するホッパブラケット１３，１３より構成される。

マストフレーム２は、山型状に曲げたマストパイプ２１と、マストパイプ２１の左右両端部に設けたマストブラケット２２，２２と、マストブラケット２２，２２に架設したサポートフレーム２３の中間部に前後方向に突出させ回転自在に設けた入力軸２４と、マストパイプ２１の山型頂点部より前方に突設させたトップリンクブラケット２５と、ロアリンクブラケット２６，２６とから構成され、トップリンクブラケット２５及びロアリンクブラケット２６，２６は、トラクタＴの作業機昇降装置Ｔ１に装着される。

機枠１とマストフレーム２は、機枠１を構成するフレームブラケット１２の前方端部と、マストフレーム２を構成するマストブラケット２２の後方端部とを左右方向の支点軸２７，２７にて軸支し前後方向に回動自在に連結してある。

肥料散布部と駆動部にて構成される散布装置３は、ミッション入力軸３１ａを前方に突設し出力軸３１ｂを上方に突設したミッションケース３１と、前記出力軸３１ｂに嵌合されミッションケース３１の上部に配置したサブホッパ３２と、サブホッパ３２に基部が固定された散布筒３３から構成される。

ミッションケース３１の前方に突設したミッション入力軸３１ａは、前記マストフレーム２に設けた入力軸２４の後端とダブルジョイント２８にて連結され、入力軸２４は、トラクタＴの後部より突出したトラクタＰＴＯ軸Ｔ２とユニバーサルジョイントＴ３にて連結され、トラクタＰＴＯ軸Ｔ２の回転動力をミッションケース３１内へ伝達し、出力軸３１ｂを左右水平方向に揺動させ、出力軸３１ｂに嵌合したサブホッパ３２及びサブホッパ３２に基部を固定した散布筒３３を左右水平方向に揺動運動させる。

ホッパ４は、円錐を逆さにし上部を開口した形状で機枠１の上部に設けたホッパブラケット１３に着脱自在に配置される。ホッパ４の上部開口部より肥料が投入され内部に肥料を貯留することができる。又、このホッパ４内の底部にはアジテータ４１が前記出力軸３１ｂの上端部と連結され設けられる。このアジテータ４１は、ホッパ４内を水平方向に揺動し貯留した肥料のブリッチ現象を解消するものである。

シャッタ装置５は、図２に示すように、前記ホッパ４の底部に設けたアジテータ４１の下部で前記散布装置３のサブホッパ３２の上部に配置され、シャッタ開口部５１ａを開口した底板５１と、底板５１のシャッタ開口部５１ａ下部に摺動自在に設けたシャッタ板５２にて構成される。

シャッタ開閉装置６は、前記機枠１の前方上部に配置される。これは図示されていないが、手動シャッタ開閉レバーの取付ブラケット１４に取り付けることが可能で、前記シャッタ装置５の開閉動作を電気的に行うものである。図２に示すように、モータギヤ６１を備えた電動モータＭと、水平方向に軸支され前記モータギヤ６１と歯合し、モータギヤ６１を回動することにより前後方向に回動する回動プレート６２と、回動プレート６２の軸支部に設けられ、回動量に応じて電気抵抗値を変化させる回動量検出器６３と、回動プレート６２の下端と前記シャッタ装置５のシャッタ板５２を連結する連結ロット６４と、外周部を覆うカバー６５から構成され、シャッタ板５２を開閉動作させる。

シャッタ装置５のシャッタ板５２の開閉動作は、回動プレート６２が前後方向に回動することによりシャッタ板５２を摺動させ、底板５１とシャッタ板５２にて肥料吐出口ａを形成し、この肥料吐出口ａの開口面積を変化させ肥料の吐出量すなわち散布量を変化させる。

そして、ホッパ４内に貯留した肥料が肥料吐出口ａより下方で揺動するサブホッパ３２に落下し、落下した肥料は揺動し、肥料散布点となる散布筒３３を通過し遠心力を与えられ後方に向け広域に散布される。

作業高さ検出装置７は、機枠1のパイプフレーム１１の下部に配置され、水平方向に挿通された支点軸７１ａにて上端を軸支され回動自在とした支持アーム７１ｂと、この支持アーム７１ｂの下端部に水平方向に挿通された車輪軸７１ｃにて回転自在に軸支された接地輪７１ｄから構成される接地体７１と、接地体７１の回動量を検出しトラクタＴに備えられた作業高さ制御装置Ｔ４へ伝達するフィードバックワイヤ７２から構成される

接地体７１は、散布作業時に圃場面に接地させ圃場面の凹凸に対し回動しながら追従動作し、接地体７１の回動量はフィードバックワイヤ７２を介し作業高さ制御装置Ｔ４へ伝達され作業機昇降装置Ｔ１を昇降動作させ散布装置３の散布筒３３の圃場面からの高さ、すなわち、肥料散布部高さｈを自動的に一定高さに保持することが可能となる。

姿勢制御装置８は、機枠１のパイプフレーム１１に配置した姿勢検出センサ８１と、機枠1と機枠1に対し前後方向に回動自在としたマストフレーム２に架設した伸縮手段８２から構成される。伸縮手段８２には、伸縮自在なアクチュエータである電動油圧シリンダ８２ａを用いる。

コントローラ９は、操作部９１と制御ボックス９２から構成され、前記シャッタ開閉装置６と姿勢制御装置８の動作を遠隔操作するもので、トラクタＴの座席で運転者近傍に配置されるとともに、トラクタＴに備えられたバッテリＴ６に連結し、電源供給させる。

操作部９１は、主電源をＯＮ，ＯＦＦするメインスイッチ９１ａ、シャッタ５２の開度量を調整する散布量調整ダイヤル９１ｂ、シャッタの開閉動作を指示するシャッタ開閉スイッチ９１ｃ、シャッタ全閉時点灯するシャッタ全閉ランプ９１ｄ及び姿勢制御切替スイッチ９１ｅを備えてある。制御ボックス９２は、内部にＣＰＵを設けてあり、散布量調整ダイヤル９１ｂにて設定されたシャッタ開度量になるよう前記シャッタ開閉装置６に備えたモータギヤ６１の回動量、すなわち、シャッタ装置５のシャッタ５２の開閉量の制御と、姿勢検出センサ８１より出力される信号を演算し伸縮手段８２に用いた電動油圧シリンダ８２ａの伸縮量の制御を行なう。このように構成することで、簡単な電気配線でシャッタ開閉装置６及び姿勢製鋸装置８は電気制御で行える。

以下、シャッタ開閉装置６、作業高さ検出装置７及び姿勢制御装置８の作用について説明する。

図３の作動フロー図に基づいてシャッタ開閉装置６を説明する。図６に示すメインスイッチ９１ａをＯＮにし、コントローラ９の操作部９１に設けた散布量調整ダイヤル９１ｂを回動させ刻まれた目盛に合わせ任意の散布量となるよう調整する。調整された散布量調整ダイヤル９１ｂは、シャッタ装置５に形成される肥料吐出口ａの開口面積を設定する電気抵抗値を出力する。シャッタ開閉スイッチ９１ｃを開側にすると散布量調整ダイヤル９１ｂにて設定された電気抵抗値を制御ボックス９２へ出力し、制御ボックス９２は、シャッタ開閉装置６に備えた電動モータＭを始動させ、この電動モータＭに設けたモータギヤ６１と歯合する回動プレート６２を回動させる。

回動プレート６２の軸支部に設けた回動量検出器６３が、回動プレート６２の回動にともない電気抵抗値を変位させながら装置ボックス９２へ出力し、装置ボックス９２は前記散布量調整ダイヤル９１ｂにより設定された電気抵抗値との比較を行い、同じ値になるまで電動モータＭを回動させ、設定された散布量となるようシャッタ５２を摺動させ肥料吐出開口部ａを形成し肥料散布作業が開始される。又、シャッタ開閉スイッチ９１ｃを閉側にすると、シャッタ装置５が肥料吐出開口部ａを形成する開状態となっている場合でも、肥料吐出口ａを閉じることができる。この時全閉となったことが分かるようシャッタ全閉ランプ９１ｄが点灯する。

このシャッタ開閉スイッチ９１ｃを設けることにより、枕地旋回時や肥料の補給時など散布作業を一時中断する場合に、散布量調整ダイヤル９１ｂを「０」に戻すことなく散布作業を停止することが可能となる。

図４及び図５の作動フロー図に基づいて作業高さ検出装置７と姿勢制御装置８の作用について説明する。前記シャッタ開閉装置６にて散布量が設定され肥料散布作業を開始すると、散布作業をしながら走行するトラクタＴが図６に示すように圃場の凹部に移動すると、散布装置３の肥料散布点となる散布筒３３が下降し、圃場面からの肥料散布部高さｈが適正散布作業高さＨではなくなる。この時、機枠1の下部に配置された作業高さ検出装置７の接地体７１は、後方に回動しトラクタＴに備えられた作業高さ制御装置Ｔ４の検出ブラケットＴ５へ連結したフィードバックワイヤ７２を引張り、検出ブラケットＴ５を回動させ現在の肥料散布部高さｈを作業高さ制御装置Ｔ４へ伝達する。

現在の肥料散布部高さｈが伝達された作業高さ制御装置Ｔ４は、接地体７１の回動量すなわち検出ブラケットＴ５の回動量に基づいて、図７に示すように作業機昇降装置Ｔ１を上昇させ、連結された肥料散布機Ａが上昇する。機枠１の下部に設けた作業高さ検出装置７の接地体７１は前方に回動しフィードバックワイヤ７２は戻り動作し、作業高さ制御装置Ｔ４の検出ブラケットＴ５を元の位置、すなわち作業高さ制御装置Ｔ４が適正散布作業高さＨを検出する基準位置位置まで戻す。検出ブラケットＴ５が基準位置となると作業機昇降装置Ｔ１の上昇が停止し、肥料散布部高さｈは、適正散布作業高さＨとなり散布装置３の肥料散布部は、圃場面に対し常に一定高さに保持される。

姿勢制御装置８の作用は、コントローラ９の操作部９１に備えた姿勢制御切替スイッチ９１ｅをＯＮにすることで姿勢制御装置８が起動し、機枠１のパイプフレーム１１に配置した姿勢検出センサ８１がコントローラ９の制御ボックス９２へ姿勢変化の信号を出力し、制御ボックス９２は、機枠１と機枠１に対し前後方向に回動自在としたマストフレーム２に架設した伸縮手段８２である電動油圧シリンダ８２ａの伸縮量を制御しマストフレーム２に対し機枠１を回動させ散布装置３の肥料散布部をトラクタに対し独立させ一定姿勢に保持する。

図７に示すように、作業高さ検出装置７にて検出された圃場面に対する肥料散布部高さを作業高さ制御装置Ｔ４にて制御され、作業機昇降装置Ｔ１の昇降動作にて適正散布作業高さに一定保持される肥料散布機Ａの肥料散布部は、昇降動作にともないα°の前傾姿勢となり、姿勢検出センサ８１が前傾である信号を制御ボックス９２へ出力する。この信号を受けた制御ボックス９２は、電動油圧シリンダ８２ａを伸長動作させ作業機昇降装置Ｔ１に連結されたマストフレーム２に対し機枠１を後方に回動させ、機枠１に備えた散布装置３の肥料散布点である散布筒３３を図８に示すように圃場面に対し適正な散布作業姿勢に保持することができる。

本発明における肥料散布機の散布装置は、左右に揺動する揺動型散布装置を用いたが、水平方向に回転する回転羽根を備えた回転型散布装置を用いた構成でも発明の主旨は変わらない。

本発明を実施した肥料散布機の側面図シャッタ装置及びシャッタ開閉装置を示す断面図シャッタ開閉装置の作動フロー図作業高さ検出装置及び姿勢制御装置の作動フロー図（１）作業高さ検出装置及び姿勢制御装置の作動フロー図（２）作業高さ検出装置の作用図姿勢制御装置の作用図姿勢制御された肥料散布機の側面図

符号の説明

１機枠
１１パイプフレーム
１２フレームブラケット
１３ホッパブラケット
１４取付ブラケット
２マストフレーム
２１マストパイプ
２２マストブラケット
２３サポートフレーム
２４入力軸
２５トップリンクブラケット
２６ロアリンクブラケット
２７支点軸
３散布装置
３１ミッションケース
３１ａミッション入力軸
３１ｂ出力軸
３２サブホッパ
３３散布筒
４ホッパ
４１アジテータ
５シャッタ装置
５１底板
５１ａシャッタ開口部
５２シャッタ板
６シャッタ開閉装置
６１モータギヤ
６２回動プレート
６３回動量検出器
６４連結ロット
６５カバー
７作業高さ検出装置
７１接地体
７１ａ支点軸
７１ｂ支持アーム
７１ｃ車輪軸
７１ｄ接地輪
７２フィードバックワイヤ
８姿勢制御装置
８１姿勢検出センサ
８２伸縮手段
８２ａ電動油圧シリンダ
９コントローラ
９１操作部
９１ａメインスイッチ
９１ｂ散布量調整ダイヤル
９１ｃシャッタ開閉スイッチ
９１ｄシャッタ全閉ランプ
９１ｅ姿勢制御切替スイッチ
９２制御ボックス
Ａ肥料散布機
Ｈ適正散布作業高さ
ｈ肥料散布高さ
Ｍ電動モータ
Ｔトラクタ
Ｔ１作業機昇降装置
Ｔ２トラクタＰＴＯ軸
Ｔ３ユニバーサルジョイント
Ｔ４作業高さ制御装置
Ｔ５検出ブラケット

Claims

トラクタ後部の作業機昇降装置に昇降可能に装着した肥料散布機において、圃場面に対する作業高さを検出する作業高さ検出装置を備え、この作業高さ検出装置にて検出された作業高さはトラクタに備えられた作業高さ制御装置へ伝達され散布作業時の肥料散布部高さを圃場面に対し一定高さに保持することを特徴とした肥料散布機。
作業高さ検出装置は、肥料散布機を構成する機枠の下部に軸支され回動自在とし圃場面に接地し追従動作する接地体と、接地体の回動量を検出しトラクタに備えられた作業高さ制御装置へ伝達するフィードバックワイヤとから構成され、接地体の回動量はフィードバックワイヤを介してトラクタの作業高さ制御装置に伝達され、接地体の回動量に基づいて作業機昇降装置を上下動させ肥料散布機の肥料散布部高さを一定高さに保持することを特徴とした請求項１記載の肥料散布機。
散布作業時の進行方向に対する肥料散布部の作業姿勢を、トラクタに対し独立させ一定姿勢に保持する姿勢制御装置を備えたことを特徴とした請求請１記載の肥料散布機。
肥料散布機は、肥料を広巾散布する散布部を有した散布装置と、散布装置を備えた機枠と、この機枠の前方にトラクタの作業機昇降装置に装着される装着マストを有したマストフレームと、機枠の上部に配置した肥料を貯留するホッパから構成し、姿勢制御装置は、機枠に配置した姿勢検出センサと、機枠とマストフレームに架設した伸縮手段にて構成され、制御ボックスにより姿勢検出センサから出力される信号を演算し伸縮手段を伸縮動作させ、散布作業時の散布装置の肥料散布部をトラクタに対し独立させ一定姿勢に保持することを特徴とした請求項３記載の肥料散布機。
架設した伸縮手段には電動油圧シリンダを用いたことを特徴とした請求項４記載の肥料散布機。