JP2005065664A

JP2005065664A - 農業管理ロボット

Info

Publication number: JP2005065664A
Application number: JP2003334318A
Authority: JP
Inventors: Yasutoshi Iwase; 安利岩瀬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-08-20
Filing date: 2003-08-20
Publication date: 2005-03-17

Abstract

【課題】田植え初期から適切に繰り返し遠隔操作や自動運転で、除草作業と的確な防除作業が同時に出来る農業管理ロボット。
【解決手段】機体は、機体中央部の操舵部１で前部機体と後部機体が連結された構造で、車軸と車輪は着脱可能な除草をかねた左右クラッチ付き前後左右車輪２．８．５．１４で構成され、機体に搭載されたエンジン２４または電動モーターの出力を前後左右車輪に出力供給し、機体側面と前部に具備されている接触圧センサーと超音波センサーにより稲株位置を感知しエンジンまたは電動モーターの前後左右車輪への出力供給と前後左右クラッチを機体上部に搭載されているコンピュウタ１７で制御して条間に沿って自動走行しながら除草作業をするとともに、農薬の種類におうじて交換できる構造である防除機を農業管理ロボットに装備し除草作業と防除作用が同時に出来る構成であり、またスイッチの切り替えにより人が農業管理ロボットに具備されているカメラの映像を、遠隔操縦装置で映像を確認しながら遠隔操作ができる構成である。
【選択図】図１

Description

本発明は、田植え直後から初期除草および中耕除草もでき除草作業をしながら的確な防除作業も出来る農業管理ロボットに関する。

従来の水田除草機は、昔からの手押し型タイプ（特許文献１）とそれを動力型仕様（特許文献２）に改めたものがあり、また歩行用動力型では撹拌ローターを並列に進行方向横軸に複数配置した横軸芯回り回転方式があり、また前記とほぼ同じ除草作業構造のものを乗用型走行仕様（特許文献３）に改めたものがあり、更に前記の構造のものに株間除草を加えた補助ローターとして縦軸回転による撹拌構造を組み合わせたもの（特許文献４）、などが知られている。また、従来の農薬散布は人が散布機を背負い人の動力で行う背負い型手動散布タイプと、小型エンジン又は電動モーターの動力を伝達させてする背負い型動力タイプと動力タイプを大型乗用走行仕様に改めた乗用型走行タイプと最近では小型ラジコンヘリコプターによるタイプなどが知られている。
特開平０８−１４０４０８特開２００２−３６０００６特開２００２−０４５００３特開２００１−１０３８０２

従来の除草機では、農薬の一つである除草剤と化学肥料を使用した稲の普通栽培圃場で、栽培期間中に除草機を１ないし２回使用する中耕除草効果のほかに、相乗効果として根の酸素供給または断根することにより分けつを促進し、稲株の健全化により増収することが水田除草機の役割であった。

しかし、近年の農林水産省ガイドラインに基づく有機米制度の生産は、３年以上の期間、除草剤と化学肥料等を無使用で持続栽培することが前提条件であるため普通栽培圃場と異なり、雑草の発生が極めて旺盛で発芽成長した雑草を撹拌、反転，埋没する従来の方法では、数日後には再び繁茂を繰り返し水田除草機による除草効果は不充分で栽培面積を限られた。

前記有機米制度に基づく有機米栽培は、無農薬無化学肥料のため労力を非常に必要とし、特に除草作業は過酷で重労働であり経営規模拡大には限度がある。

除草剤散布による普通栽培は農薬の水田周辺生態環境への影響や散布する人の健康障害などが問題とされている。また農薬の大型機械での散布は散布範囲が水田に限らず広範囲におよび、水田周辺生態だけでなく水田周辺民家や人間生活環境への広範囲な影響が問題とされる。

水田除草機を利用する除草期間は、田植え後１週間後くらいから葉が繁茂し田面を軽く覆いする時期までであり地域差があるにしても、その期間は７週間から９週間前後である。

前記有機米制度から、除草剤を使用しない栽培は稲栽培期間中ほぼ１週間に１回前後のサイクルで、水田除草機を４〜９回前後利用しなければならなく、除草回数の頻度が非常に高まることになる。従って前記手押し型タイプは、重労働で能率が上がらなく小面積しかできないこと。また代掻き間もない田植え直後は、まだ表面土壌の沈殿硬化が進んでいないため、初期除草した場合走行中に除草機による押し土の影響で周辺稲株を埋没や横倒し現象を起こす。

また、前記歩行用動力型は、人の運転の力で、機体とともに泥濘の水田土壌を長時間且つ長距離歩行しなければならなく、また圃場枕地の方向転換の時に機体の持ち上げ移動作業が大変重い等ことから非常に過酷な重労働が要求される。そして除草ローターの回転によって発生する土圧水圧の影響で、田植え直後の小さく活着が完全でない稲株を横倒しや埋没してしまう問題をかかえる。

前記乗用型走行仕様は高価で機体重量も重く、作業時に稲の条間を走行することで幅の狭い車輪が要求されるため、水田補場の路盤破壊が生じ、再度の走行を試みるとハンドル操作が不能になり直進性を失うと同時に、車輪付着土の持ち上がり落下の影響で、周辺稲株を横倒しや埋没してしまう、また旋回時に車輪が稲株を踏み付けて欠株の発生が多くなり、減収する。

前記除草作業の背負い型手動タイプや動力タイプは、人が機体を背負って行う散布作業であり機体も重くまた畦道幅が狭い等のことから、足下に注意しながらの作業で重労働であり、また風向の影響で散布農薬が人に掛かる影響の問題をかかえる。

従来の防除作業は特に粒剤においては、散布するに当たって田水深を３ｃｍ以上の湛水状態とし、散布後は２〜３日間は湛水状態を保ち、落水，かけ流しはしないなど、特に天候に非常に左右され、雨が続くと的確な散布時期に散布できないなど害虫やイモチ病などの被害が拡大する問題をかかえ、散布後雨に降られると散布した農薬が河川に流れ出し農薬が河川を汚染する重大な環境問題をかかえる。

発明の目的

本発明は田植え初期から適切に繰り返し遠隔操作や自動運転で除草作業と防除作業が同時に出来る農業管理ロボットを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

本発明は上記の目的を請求項１〜７により達成する。

発明の効果

請求項１〜２記載による発明によれば、マイクロコンピュウタの制御または遠隔操縦により従来の除草機の操作運転の過酷な重労働から解放され、有機栽培の難問であった同一圃場での除草期間中の繰り返し除草作業が可能となった。また、農業管理ロボットの除草作業中は、他の作業が可能であり作業効率を一段と高め、経営規模拡大も可能である。

請求項４記載による発明によれば、前後除草車輪部は稲の生長によって車幅が調整出来る構造であり除草車輪部の撹拌未処理部分を少なくする効果があり除草精度を一段と高めることが可能である。

請求項５記載による発明によれば、除草作業と防除作業の同時作業が可能であり、作業効率を一段と高めることが出来、農薬の種類におうじて的確に防除することが可能で、的確な防除により圃場周辺に飛散する農薬を減らし農薬の周辺環境への汚染を減らすことが出来、水田生態環境、河川環境を守ることが可能である。

近年の１ｋｇ農薬の散布の問題点であった、人が少ない農薬をいかに田面全面に均一に散布するか高度な散布技術が求められ、農薬を使用する人が苦労していた散布むらを無くし農薬散布の危険と重労働から解放され、田面全面に均一な散布が可能である。

本発明の農業管理ロボットは、機体にエンジンまたは電動モーターを搭載し、エンジンまたは電動モーターの出力供給を受けて回転する、除草をかねたクラッチ付き前後車輪を装備して構成する農業管理ロボットであって、前記機体中央部に回転軸、ウオームホイール、ウオームギヤー、モーターで構成する操舵部が具備され、モーターの出力供給を受けてウオームギヤーからの回転出力を回転軸中心にして水平面に平行に前部機体と後部機体が回動し操舵できる構成であり、除草作業、防除作業が同時にできることを特徴とする農業管理ロボットである。

前記農業管理ロボットは、図１に示すように後部機体に搭載のエンジン２４の出力により後部駆動軸２３から後部ギヤー４に伝動し後部ギヤー４に連結されている後部左右車輪５，１４を駆動し、また、後部駆動軸に連結されているフレキシブル駆動軸１０に伝動されて前部駆動軸２５から前部ギヤー３に伝動され前部左右車輪２，８を駆動し、前後左右車輪２，８，５，１４すべてが等速回転、またはギヤーを変えることにより異速回転駆動出来る構成とする。

前記農業管理ロボットは、図２に示すように、機体中央部に操舵部１が具備され、回転軸３６、ウオームギヤー３４、ウオームホイール３３、モーター等の一体構造で構成され機体方向制御時にモーター３７の回転出力をウオームギヤー３４、ウオームホイール３３に伝動され前部機体２０と後部機体２１が操舵部回転軸３６を中心にして水平面に平行に回動させ方向制御出来る構成とする。

前記農業管理ロボットは、図１に示すように前後左右車輪２，８，５，１４にそれぞれクラッチ４３が具備されており、回転および方向制御時に、農業管理ロボットに搭載したマイクロコンピュウタ１７により回転方向側のクラッチ４３を作動させて、車輪の回転停止を行うことが出来る構成とする。

前記農業管理ロボットは、図１に示すように、走行確認用カメラ１１が具備され、カメラ１１で農業管理ロボットの走行前方映像を発信器１６で発信し、ロボットから離れた場所の受信機で受信し、人が走行前方映像をモニターで確認しながら農業管理ロボットの遠隔操縦が出来る構成とする。また、農業管理ロボットはスイッチの切り替えで、自動運転も可能である。

前記農業管理ロボットは、機体左右側面および前部に接触圧センサーと超音波センサーが具備され、稲株本を感知して搭載されているマイクロコンピュウタ１７により、操舵部および左右クラッチを制御して方向制御出来る構成とする。

前記農業ロボットは農薬の種類に応じて交換できる防除機（図４）を搭載又は牽引でき、粒剤農薬は前部車輪前方に散布して全車輪で土と撹拌させ、散布後の雨水による農薬が河川に流失することを防ぐことが出来る。また、液剤や粉剤も的確に稲に吹き付けることが出来、周辺に飛散する農薬を無くし水田周辺環境を守ることが出来、人の農薬散布被害から守ることが出来る構成とする。

前記農業管理ロボットは、図３に示すように車軸６と車輪２の結合が止めピン３８，３９およびボルト４０仕様となっており、撹拌爪１３の車幅の変更や車輪２の交換が非常に簡単にできる構成とする。すなわち、前後除草車輪部は、稲の生長によって車幅が調整出来る構造であり、水田状態および土質に応じて交換できる構造とするとともに、撹拌爪部の形状が軟質土質や硬質土質に応じて交換できる構造である車輪を農業管理ロボットに設置して除草作業が出来る。

防除機は図４に示すように、本体底部に電池４９、モーター４５を搭載し、モーター４５の出力供給を受けて農薬を噴霧する装置４３を装備して構成する防除機であって、前記防除機は液体農薬仕様のほかに、粉剤仕様や粒剤仕様を加え交換できる構造とするとともに、噴射する吐き出し口は複数で吐き出し角度も自在に出来る構成とする。なお，フック４６は防除機を農業管理ロボットに連結するためのものである。

本発明の農業管理ロボットは、低農薬農業栽培ばかりでなく有機農業栽培も一般生産者に普及することを可能とする。

本発明による農業管理ロボットを示した正面図である。農業管理ロボットの操舵部を示した正面図である。車軸と車輪を示した外観図である。防除機を示した正面図である。

符号の説明

１・・・操舵部
２・・・クラッチ付き前部右車輪
３・・・前部ギヤー
６・・・前部車軸
９・・・フレーム固定金具
１０・・フレキシブル駆動軸
１１・・走行確認用カメラ
１２・・操舵部ギヤー
１３・・撹拌用爪
１４・・クラッチ付き後部車輪
１５・・制御用ドライバー
１６・・映像送信用ドライバー
１７・・コンピュウタ
１８・・前部カバー
１９・・アンテナ
２０・・前部機体
２１・・後部機体
２２・・前部駆動軸
２３・・後部駆動軸
２４・・エンジン
２５・・運転受信機
２６・・ベアリングカバー
２７・・ベアリングナット
２８・・操舵部上フレーム
２９・・操舵部下フレーム
３０・・ベアリング
３１・・前部フレーム板
３２・・後部フレーム板
３３・・ウオームホイール
３４・・ウオームギヤー
３５・・ウオームホイール固定ボルト
３６・・操舵部回転軸
３７・・モーター
３８・・止めピン
３９・・ピン止め輪
４０・・ボルト
４１・・車輪止め穴
４２・・防除機本体
４３・・噴射方向可変ノズル
４４・・本体蓋
４５・・ポンプモーター
４６・・フック
４７・・フィイルター
４８・・パイプ
４９・・電池

Claims

機体にエンジンまたは電動モーターを搭載し、エンジンまたは電動モーターの出力供給を受けて回転する、除草をかねたクラッチ付き前後車輪を装備して構成する農業管理ロボットであって、前記機体中央部に回転軸、ウオームホイール、ウオームギヤー、モーターで構成する操舵部が具備され、モーターの出力供給を受けてウオームギヤーからの回転出力を回転軸中心にして水平面に平行に前部機体と後部機体が回動し操舵できる構成であり、除草作業、防除作業が同時にできることを特徴とする農業管理ロボット。
前記機体が方向制御時に、機体前方と左右側面に具備された接触圧センサーと超音波センサーにより、稲株位置をキャッチし機体に搭載されたマイクロコンピュウタにより、操舵部および左右クラッチを制御して方向制御が出来る構成であり、除草作業、防除作業が同時に出来ることを特徴とする請求項１に記載された農業管理ロボット。
前記エンジンまたは電動モーターの出力供給を受けて回転する、除草をかねたクラッチ付き前後車輪を装備して構成する農業管理ロボットであって、前記機体に具備された駆動用のプーリー又は歯車を交換することが出来る構造であって、前後車輪の回転数を等速回転仕様のほかに、異速回転仕様もできる構成であり、除草作業、防除作業が同時に出来ることを特徴とする請求項１または２に記載された農業管理ロボット。
前後除草車輪部は、稲の生長によって車幅が調整出来る構造であり、水田状態および土質に応じて交換できる構造とするとともに、撹拌爪部の形状が軟質土質や硬質土質に応じて交換できる構造である車輪を農業管理ロボットに設置して除草作業が出来ることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載された農業管理ロボット。
機体に搭載された防除部は農薬の種類に応じて交換できる構造とするとともに、農薬の種類に応じて交換できる構造である防除機を農業管理ロボットに設置して除草作業と防除作業が同時に出来るこことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載された農業管理ロボット。
機体に設置されているカメラで走行状態の映像を発信器で発信し受信機が受信してモニターで機体の走行状態を確認して人が遠隔操作をすることが出来る請求項１〜５の何れか１項に記載された農業管理ロボット。
農業管理ロボットは機体に搭載されたカメラの映像を人がモニターで確認しながら遠隔操作をすることも出来るがスイッチの切り替えで、自動運転も可能である事を特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の農業管理ロボット。