JP2008161085A - コンバインの穀粒排出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】穀粒排出オーガから穀粒タンクに穀粒を投入する際に、穀粒タンク上での穀粒排出オーガからの穀粒排出位置を自動的に調整して、穀粒タンク内に空隙が無くなるように穀粒を充満させて穀粒タンクの容積を有効に利用できるようにする。
【解決手段】グレンタンク（５）に備える穀粒排出オーガ（６）に、該穀粒排出オーガ（６）先端部の穀粒排出口（３）を含む所定の範囲を撮影可能なカメラ（１）を設ける。そして、該カメラ（１）による穀粒排出口（３）からの穀粒排出映像の分析によって穀粒タンク（８）内における排出穀粒の堆積状態を検出し、該検出結果に基づいて穀粒排出口（３）の左右揺動及び／或いは穀粒排出オーガ（６）の伸縮による穀粒排出口（３）の移動を自動的に行なわせて穀粒タンク（８）内における堆積穀粒の上面（Ｂ）を均平化すべく制御する。
【選択図】図４

Description

この発明は、コンバインのグレンタンクからトラックの荷台等に搭載した穀粒タンクへ穀粒を排出する穀粒排出装置に関する。

コンバインは、圃場内を走行しながら穀稈を刈り取って脱穀し、脱穀済の穀粒を機体上に設けたグレンタンクに一時的に貯留して収穫作業を続行し、グレンタンクが満杯になると収穫作業を中断して、圃場近くの道路に止めているトラックへ移動してグレンタンク内の穀粒をトラック上の穀粒タンクへ移し替える。

このコンバインのグレンタンクからトラックの穀粒タンクへの穀粒の移し替えは、コンバイン機体上に設けた穀粒排出オーガを穀粒タンク上に延ばして、該穀粒排出オーガの基部でグレンタンク内から取出す穀粒を穀粒排出オーガの先端の穀粒排出口から排出して穀粒タンク上に落し込んで行う。

そして、この穀粒移し替え作業はコンバインに搭乗した作業者が穀粒排出オーガの移動及び駆動操作を行うが、穀粒タンク内への穀粒の溜り具合が確認し難いために、穀粒排出オーガの先端に超音波センサを設けてその超音波センサによる穀粒の溜り具合によって、穀粒排出オーガを駆動停止・首振り・その他の作動を行うようにした発明が特許文献１に記載されている。

また、穀粒排出オーガの先端に設ける放出筒の放出角度を変更可能にして、穀粒排出オーガの延ばし角度変更に伴って放出筒の放出角度を安定した角度に保つようにして穀粒を飛散しないで穀粒タンクへ良好に貯留されるようにした発明が特許文献２に記載されている。
特開昭６１−６０５２９号公報 特開２００３−１８０１４５号公報

一定位置で穀粒排出オーガの先端から穀粒を上方へ開口した箱状の穀粒タンクに排出した場合には、穀粒が円錐状に堆積して穀粒タンクの周壁近傍に空隙が生じその容積を充分に利用出来ない。そのために、作業者が穀粒排出オーガを左右に移動したり伸縮して穀粒排出オーガの先端位置を穀粒タンク上で調整して穀粒タンクの容積を充分利用できるようにするが、その穀粒排出オーガの移動制御を穀粒タンクから離れたコンバイン上で行うため操作が困難である。

そこで、本発明では、手動で穀粒排出オーガを穀粒タンク上に移動設定した後には、穀粒タンク上での穀粒排出オーガからの穀粒排出位置を自動的に調整して空隙が無くなるように穀粒を充満させて穀粒タンクの容積を有効に利用できるようにすることを目的とする。

本発明の上記課題は次の構成によって達成される。
すなわち、請求項１記載の発明では、グレンタンク（５）に備える穀粒排出オーガ（６）に、該穀粒排出オーガ（６）先端部の穀粒排出口（３）を含む所定の範囲を撮影可能なカメラ（１）を設け、該カメラ（１）による穀粒排出口（３）からの穀粒排出映像の分析によって穀粒タンク（８）内における排出穀粒の堆積状態を検出し、該検出結果に基づいて穀粒排出口（３）の左右揺動及び／或いは穀粒排出オーガ（６）の伸縮による穀粒排出口（３）の移動を自動的に行なわせて穀粒タンク（８）内における堆積穀粒の上面（Ｂ）を均平化すべく制御したことを特徴とするコンバインの穀粒排出装置とした。

この構成により、カメラ１の映像で穀粒排出オーガ６の穀粒排出口３から排出される穀粒の堆積状態が正確に検出されて穀粒が穀粒タンク８内に空隙無く均平に溜まるように穀粒排出口３が自動的に移動する。

請求項２記載の発明では、前記穀粒タンク（８）内における排出穀粒の堆積状態を、カメラ（１）による穀粒排出状態のカラー映像から分析可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のコンバインの穀粒排出装置とした。

この構成により、堆積穀粒と穀粒タンク８の周壁との境界を正確に識別可能になる。
請求項３記載の発明では、穀粒タンク（８）内の堆積穀粒の上面（Ｂ）と穀粒排出オーガ（６）の穀粒排出口（３）下端（Ａ）との距離（Ｄ２）が所定距離になった場合に、該穀粒排出口（３）の左右揺動及び／或いは穀粒排出オーガ（６）の伸縮による穀粒排出口（３）の移動を自動的に行わせるように制御したことを特徴とする請求項１に記載のコンバインの穀粒排出装置とした。

この構成により、穀粒タンク８内に堆積する穀粒の上面が均平化されて空隙が無くなり穀粒タンク８の容積が有効に利用可能となる。

請求項１に記載の発明によると、コンバインのグレンタンク５から、例えばトラックの荷台上に設置した穀粒タンク８への穀粒の排出作業時に、穀粒排出オーガ６の穀粒排出口３の位置を自動制御して穀粒が穀粒タンク８内へ空隙無く均平に溜まるように移動させて穀粒を投入するものとし、穀粒タンク８の容積を有効に利用することが出来るものとして、穀粒の排出作業および穀粒の運搬作業の能率を向上させることができる。

請求項２に記載の発明によると、上記請求項１に記載の発明の効果に加えて、穀粒タンク８内の堆積穀粒と穀粒タンク８の周壁との境界を正確に識別できるために、穀粒の堆積状態の検出精度を高めて穀粒の排出作業の効率を向上させることができる。

請求項３に記載の発明によると、上記請求項１に記載の発明の効果に加え、穀粒タンク８内に堆積する穀粒の上面が均平化されて空隙が無くなり穀粒タンク８の容積が有効に利用可能となって、穀粒の排出作業および穀粒の運搬作業の能率を向上させることができる。

本発明を具現化した農業機械であるコンバインを図面を参照しながら説明する。
コンバインの全体は、図１に示す如く構成され、クローラ走行装置１１を有する機体１０の前方には、刈取装置１２が設けられている。この刈取装置１２が刈り取った穀稈は供給搬送装置１３で上方へ搬送され、穀稈脱穀搬送装置１４に引き継がれ、穂先を脱穀装置１５内へ供給して脱穀され、脱穀後の穀稈が機体１０の最後部に設けたカッター１６で細かく切断され圃場へ放出される。

機体１０の上方には、脱穀装置１５の右側方にこの脱穀装置１５で脱穀選別された穀粒を一時貯溜するグレンタンク５と、該グレンタンク５の前方に位置していて作業者が搭乗してコンバインの操縦等の各種操作を実行する操縦操作部１７が構成されている。

グレンタンク５の後側に揚穀筒１８が立設され、該揚穀筒１８の上端に穀粒排出オーガ６が屈曲可能に連結されている。グレンタンク５内の穀粒量が満杯となると、この揚穀筒１８と穀粒排出オーガ６から穀粒をグレンタンク５から外部へと排出する。揚穀筒１８は電気モータ（図示せず）にて旋回可能に構成され、また、穀粒排出オーガ６は油圧シリンダにてその先端側が昇降可能に構成されている。この穀粒排出オーガ６は内部の搬送ラセンと外筒が伸縮可能にされ油圧シリンダ７で伸縮可能にされている。さらに、穀粒排出オーガ６の先端には直交して穀粒排出口３を形成した放出筒２を設け、この放出筒２を穀粒排出オーガ６の外筒に対して電動モータ４で左右回動可能に取り付けられている。また、穀粒排出オーガ６の先端近傍には、後述する穀粒排出オーガ６の穀粒排出時の排出位置制御に係わるビデオカメラ（カメラ）１を放出筒２に向けて取り付けている。

そして、穀粒排出オーガ６は揚穀筒１８の上部に連結されて一体的に構成され、揚穀筒１８が旋回すると、穀粒排出オーガ６も一緒に旋回し、揚穀筒１８に対して起伏し、さらに穀粒排出オーガ６も一定範囲で伸縮して放出筒２の位置をトラック等に搭載した穀粒タンク８の上方へ位置させる構成となっている。

このように構成したコンバインを前進させて刈取作業をすると、刈取装置１２で刈り取られた穀稈は供給搬送装置１３にて後上方へ搬送され、穀稈脱穀搬送装置１４へと引き継ぎ搬送される。この穀稈脱穀搬送装置１４に引き継がれた穀稈は、穂先側が脱穀装置１５へ供給されて脱穀選別され、脱穀済の穀稈がカッター１６で細かく切断され圃場へ放出される。

脱穀装置３で脱穀された穀粒はグレンタンク５内へ送り込まれて貯留されるが、貯留される穀粒が増えてくると満杯センサが報知する。
そして、グレンタンク５が満杯になったことを知った作業者は刈取り作業を中断して、コンバインを道路に停止したトラックへ近づけて揚穀筒１８と穀粒排出オーガ６で穀粒をトラック上の穀粒タンク８内へ移し変える。

穀粒排出オーガ６の放出筒２を穀粒タンク８上に移動する操作は手動でスイッチ類を操作して行うが、放出筒２の放出口３を穀粒タンク８の略中央へ位置させて穀粒の放出を開始すると、穀粒を穀粒タンク８の全体に空隙無く均一に収納するために、次の自動制御を行っている。

まず、自動制御を行うためのセンサ等からの信号の入力と制御信号の出力を図３の制御ブロック図で説明する。
まず、ビデオカメラ１で穀粒排出口３と共に穀粒タンク８内の所定範囲を写した映像がモニタ２０へ送られ、画像解析コントローラ２１で分析される。その映像は図４のようなもので、放出筒２と共に放出中の穀粒が映し出され、カラー映像の色彩や白黒映像の明暗によって、少なくとも穀粒排出口３の下端Ａと溜まる穀粒の上面Ｂ及び穀粒タンク８の上縁Ｃが識別されて、穀粒排出口３の下端Ａと溜まる穀粒の上面Ｂとの距離Ｄ２と穀粒排出口３の下端Ａと穀粒タンク８の上縁Ｃとの距離Ｄ１を画素数によって測定する。そして距離Ｄ１，Ｄ２の情報が画像解析コントローラ２１から中央演算装置４１へ送り込まれる。

その他に、中央演算装置４１のデジタル信号処理部３８には、排出クラッチセンサ２２から穀粒の排出情報が入・切信号として入力し、排出スイッチ２３とオーガ自動張出スイッチ２４とオーガ自動収納スイッチ２５とオーガ昇降スイッチ２６とオーガ左右旋回スイッチ２７とオーガ伸縮スイッチ２８と放出筒２の左右スイングスイッチ２９とオーガ上限スイッチ３０のそれぞれ入・切信号が入力する。

また、中央演算装置４１のアナログ信号処理部４０には、オーガ旋回ポジションセンサ３１と放出筒２のスイング旋回ポジションセンサ３２からそれぞれ位置情報が入力する。
中央演算装置４１のオーガ出力処理部３９からは、排出クラッチの入・切信号３３とオーガ昇降信号３４とオーガ左右旋回信号３５とオーガ伸縮出力信号３６と左右スイング出力信号３７が出力される。

次に、穀粒排出オーガ６の伸縮や放出筒２の左右旋回及び左右移動の自動制御状態をフローチャートで説明する。
まず、図５はビデオカメラ１で写したカラー映像で籾の溜り具合を測定する処理のフローチャートを示している。ステップＳ１で放出筒２の色Ｃ１と落下する籾の色Ｃ２及びそれ以外の色に識別し、ステップＳ２で放出筒２の色Ｃ１と落下する籾の色Ｃ２の境界すなわち放出筒２の放出口３端から落下する籾の色Ｃ２の終端すなわち籾の堆積上面との間隔を画素のビット数で算出し、ステップＳ３でそのビット数を距離に換算し、ステップＳ４で換算した排出距離を中央演算装置４１へ入力する。

図６において、ステップＳ１０で排出距離を取得するとステップＳ１１で排出距離を所定の設定限界距離(例えば、２０ｃｍ)と比較し、設定限界距離より大きいつまりまだ余裕があればそのままで穀粒の排出を続行し、設定限界距離より小さければ次のステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１２では放出筒２のスイングポジションが左限界であるかを判定し、ＹＥＳであればステップＳ１３に移行し、ＮＯであればステップＳ１４の左旋回を所定角度だけ行う。ステップＳ１３でスイングポジションが右限界であるかを判定し、ＹＥＳであれば何もせず次の制御に移る。ＮＯであればステップＳ１５の右旋回を所定角度だけ行う。

図７において、ステップＳ２０で排出距離を取得するとステップＳ２１で排出距離を所定の設定限界距離と比較し、設定限界距離より大きいつまりまだ余裕があればそのままで穀粒の排出を続行し、設定限界距離より小さければ次のステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２０でスイング右旋回の記憶が無ければ、ステップＳ２６のスイングポジションが左の所定限界値であるかの判定を行い、ＮＯであればステップＳ２８左旋回スイングを行い、ステップＳ２８の判定がＹＥＳであればステップＳ２７の左旋回を記憶し右旋回の記憶を消去する。

ステップＳ２２の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ２３のスイングポジションが右の所定限界値であるかの判定を行い、ＮＯであればステップＳ２８右旋回スイングを行い、ステップＳ２３の判定がＹＥＳであればステップＳ２５の右旋回を記憶し左旋回の記憶を消去する。

なお、放出筒２の左右スイング角の限界値は穀粒の落下位置が穀粒タンク８内から外れないようにするもので、最初に固定値として制御へ入力しても良く、ビデオカメラ１による映像から決定しても良い。

また、前記の穀粒放出位置変更は、放出筒２の左右スイングで行っていたが、穀粒排出オーガ６全体を左右に移動させるようにして行っても良い。
放出筒２が所定位置で左右にスイングして排出距離が全て設定限界距離以内になれば、穀粒排出オーガ６をさらに伸長して穀粒の排出を続行するが、その制御は、図８において、ステップＳ３０で排出距離を取得するとステップＳ３１で排出距離を所定の設定限界距離と比較し、設定限界距離より大きいつまりまだ余裕があればそのままで穀粒の排出を続行し、設定限界距離より小さければ次のステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２で排出オーガの伸長限界センサがオンであるかの判定がＮＯであれば、ステップＳ３４の排出オーガ伸長動作を行い、ステップＳ３２でＹＥＳであればステップＳ３３で排出Ｏがの縮限界センサがオンであるかの判定がＮＯであれば、ステップＳ３５の排出オーガ縮動作を行い、ＹＥＳであれば次の制御へ移行する。

図９において、ステップＳ４０で排出距離を取得するとステップＳ４１で排出距離を所定の設定限界距離と比較し、設定限界距離より大きいつまりまだ余裕があればそのままで穀粒の排出を続行し、設定限界距離より小さければ次のステップＳ４２に移行する。

ステップＳ４２で排出オーガ６の伸長限界センサがオンであるかの判定がＮＯであれば、ステップＳ４３の排出オーガ伸長記憶の有無判定を行い、伸長記憶があればステップＳ４８のオーガ伸長タイマのカウントを開始し、ステップＳ５０でオーガの伸長をステップＳ５１でのオーガ伸長タイマのカウントが終了するまで行い、オーガ伸長タイマのカウントが終了するとステップＳ４９でオーガ伸長記憶とオーガ縮記憶を共に消去して終了する。ステップＳ４２かステップＳ４３の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ４４の排出オーガ６の縮限界センサがオンであるかの判定を行い、ＮＯであればステップＳ４５のオーガ縮タイマのカウントを開始し、ステップＳ４６でオーガの伸長をステップＳ５２でのオーガ縮タイマのカウントが終了するまで行い、オーガ伸長タイマのカウントが終了するとステップＳ４７でオーガ縮記憶とオーガ伸長記憶を共に消去して終了する。

本発明実施例のコンバイン全体を示す側面図 本発明実施例の使用状態を示す一部の側面図 制御ブロック図 ビデオカメラによる撮影映像の説明図 制御フローチャート 制御フローチャート 制御フローチャート 制御フローチャート 制御フローチャート

符号の説明

１ ビデオカメラ（カメラ）
２ 放出筒
３ 穀粒排出口
８ 穀粒タンク
６ 穀粒排出オーガ
１０ コンバイン機体
Ａ 穀粒排出口の下端
Ｂ 溜り穀粒の上面
Ｄ２ 溜り穀粒の上面と穀粒排出口下端との距離

Claims (3)

1. グレンタンク（５）に備える穀粒排出オーガ（６）に、該穀粒排出オーガ（６）先端部の穀粒排出口（３）を含む所定の範囲を撮影可能なカメラ（１）を設け、該カメラ（１）による穀粒排出口（３）からの穀粒排出映像の分析によって穀粒タンク（８）内における排出穀粒の堆積状態を検出し、該検出結果に基づいて穀粒排出口（３）の左右揺動及び／或いは穀粒排出オーガ（６）の伸縮による穀粒排出口（３）の移動を自動的に行なわせて穀粒タンク（８）内における堆積穀粒の上面（Ｂ）を均平化すべく制御したことを特徴とするコンバインの穀粒排出装置。
2. 前記穀粒タンク（８）内における排出穀粒の堆積状態を、カメラ（１）による穀粒排出状態のカラー映像から分析可能に構成したことを特徴とする請求項１に記載のコンバインの穀粒排出装置。
3. 穀粒タンク（８）内の堆積穀粒の上面（Ｂ）と穀粒排出オーガ（６）の穀粒排出口（３）下端（Ａ）との距離（Ｄ２）が所定距離になった場合に、該穀粒排出口（３）の左右揺動及び／或いは穀粒排出オーガ（６）の伸縮による穀粒排出口（３）の移動を自動的に行わせるように制御したことを特徴とする請求項１に記載のコンバインの穀粒排出装置。

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