JP2009106246A - 粉粒剤散布制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 粉粒状散布機において、肥料や薬剤の種類や比重等が異なっても均一で適正な散布を得ようとする。
【解決手段】 各種散布粉粒剤の繰出量と適正散布風量との関係を示す指標値Ａを設定し、この指標値Ａの選択に基づいて送風管１の風量調節弁２を連動して送風量を自動制御する。また、前記指標値Ａによる風量と、送風管１の風速センサ３による検出値とにより、前記風量調節弁２を制御することを特徴とする。前記送風管１を送風される風速センサ３により検出しながら、前記風量調節弁２開閉調整制御し、このとき、同時に送風量も指標値Ａに基づいて制御される。
【選択図】 図１

Description

この発明は、粉粒剤からなる肥料、薬剤等を散布する粉粒剤散布制御装置に関し、適正風量を制御して、散布作業を行い易くするものである。

肥料タンクから繰出される肥料を送風ファンによる送風によって噴出させて散布する技術（例えば特許文献１参照）が知られている。
特許第３１４０８２６号公報（第１頁、図３）。

少ない量の粉粒剤からなる肥料や、薬剤等を広い面の圃場に均等に散布する作業には、高度の技術と経験を要する。そこで、各種の肥料や薬剤によって比重等が異なることによって、粉粒剤の繰出量とこれに要する適正散風量との関係が異なることに基づいて、この特性関係を示す散布指標値を予め設定しておいて、この指標値のもとに送風量を制御して散布させるものである。

請求項１に記載の発明は、各種散布粉粒剤の繰出量と適正散布風量との関係を示す指標値Ａを設定し、この指標値Ａの選択に基づいて送風管１の風量調節弁２を連動して送風量を自動制御することを特徴とする粉粒剤散布制御装置の構成とする。散布作業は、散布装置のホッパー等に散布しようとする粉粒剤を供給し、散布制御装置には予め設定の特定粉粒剤の指標値Ａを指定、又は選択させる。送風ファンの回転によって送風管１から、粉粒剤の繰出を受ける繰出管等を経て噴管へ噴流される送風によって、この繰出管に繰出される粉粒剤が噴出されて圃場に散布される。このときの送風管１を流れる送風量が、散布使用の粉粒剤における特定指標値Ａに基づいて決定されて風量調節弁２を開閉調整制御し、この粉粒剤の繰出量に応じた送風量を維持制御する。この特定指標値Ａの決定は、作業者が手動で選択操作するも良く、又、粉粒剤の比重等によってこの粉粒剤をホッパー等に供給することにより自動的に選択される形態とすることもできる。又、粉粒剤の繰出量は、車速に応じて減速したり、繰出量の変更調節を人為的に行うことによって増減される。

請求項２に記載の発明は、前記指標値Ａによる風量と、送風管１の風速センサ３による検出値とにより、前記風量調節弁２を制御することを特徴とする。前記送風管１を送風される風速センサ３により検出しながら、前記風量調節弁２開閉調整制御し、このとき、同時に送風量も指標値Ａに基づいて制御されるため、送風量と風送が維持制御されて粉粒剤の均一散布精度を高めることができる。特に散布装置をトラクタ等に装着して高速走行しながら散布作業する場合には、車速等の変速に応じて粉粒剤の繰出量が変化することが多く、この場合風速を維持することによって散布作用を安定させる。

請求項３に記載の発明は、前記風量調節弁２は、粉粒剤散布作業開始直後は所定以上開いた状態とし、その後所定開度に調整制御することを特徴とする。前記風量調節制御において、風量調節弁２の制御による送風量は、指標値Ａによる適正風量に維持されるように制御されるが、このような風量自動制御の開始時は、風量調節弁２が調整角度以上に開いた状態にして送風し、その後に指標値Ａによる適正風量になるように制御するもので、前回作業条件等により、散布量が著しく異なること等によって風量調節制御が遅れて粉粒剤の詰り現象を発生するのを防止して、円滑な自動風量制御を行わせる。

請求項４に記載の発明は、噴管４先端に設けた粉粒剤センサ５で散布量を検出して、前記風量調節弁２の開度を調節制御することを特徴とする。前記送風管１における送風量は、繰出ロール７による粉粒剤繰出量に応じて制御されるが、このようにして噴管４の先端部から噴出散布される粉粒剤量を、この噴管４先端部の粉粒剤センサ５によって検出していて、この先端部における噴出量によって指標値Ａに基づいて適正な風量となるように風量調節弁２を調節制御する。

請求項１に記載の発明は、散布装置に散布使用の粉粒剤の種類毎に散布指標値Ａとして設定しておき、作業時にはこの指標値Ａを選択することによって、これら指標値Ａに応じた粉粒剤の繰出量変化に伴う適正送風量を自動調節することができ、粉粒剤の飛び過ぎや、噴管内詰りを防止して、的確で均一な散布を行わせることができ、操作性、作業能率を高めることができる。

請求項２に記載の発明は、前記送風管１の風量調節弁２は、この送風管１における風速センサ３によって制御されるため、車速や作業負荷等の変化等によって、常時粉粒剤の繰出量が変化する場合においても、この風量調節弁２が前記指標値Ａに基づいて自動的に制御されて、常に適正送風量を維持することができ、均一散布を行い、操作性を高めることができる。

請求項３に記載の発明は、前記の風量制御は、散布風量制御開始時には送風量を多くするように風量調節弁２を大きく開いているため、風量制御開始時の作業条件、状態等によって、風量制御が遅れたり、粉粒剤の噴管詰り現象をなくして円滑な自動風量制御を行うことができる。

請求項４に記載の発明は、噴管４先端部の粉粒剤センサ５の検出によって、風量調節弁２を制御するため、設定肥料量や、比重に加えて、粉粒剤の形状や、乾湿等の如き周囲環境、及び噴管４の形状や、ばらつき等も含めた散布条件の相異に拘らず適切な風量とすることができ、散布性能を向上することができる。

図例に基づいて、粒剤散布装置をトラクタ車体の後部に装着する形態であり、ホッパー６に供給する粉粒剤を繰出ロール７の回転によって繰出管８へ繰出しながら、この繰出管８に繰出される粒剤を、送風ファン１８から送風管１を経て送られる送風によって噴送して、この繰出管８に連通の噴管４から噴出散布させる構成としている。このトラクタは、ステアリングハンドル９によって操向可能で、ボンネット１０下の搭載のエンジン１１によって駆動の前輪１２、後輪１３を有する四輪駆動走行形態で、この運転席１４の後側部に、左右一対のホッパー６、及び繰出ロール７等からなる繰出装置１５を搭載し、この繰出装置１５の下側から後側部にわたって、送風ファン１８や、この送風ファン１８からの吹出風を案内して左右に分岐送風する送風管１、この送風管１からの送風を案内する前記繰出管８等を設ける。この左右に分岐する送風管１に連結の各繰出管８には、噴管４を蛇腹管１９等を介して、方向変更自在に連結して、粒剤散布域を変更調節可能、乃至噴管４を左右に張出させたり、車体側部に沿った収納姿勢に切替え可能に構成している。車体の後方に昇降可能の支架枠２０を設けて、この支架枠２０左右両側部に噴管４基部のホルダ２１を上下方向、及び前後方向に回動自在に取付けている。この支架枠２０の上部と噴管４との間をワイヤー２２で連結して、噴管４を上下方向に回動し、ホルダ２１と車体部との間を伸縮シリンダ２３で連結して、噴管４を前後方向に水平回動するように構成して、左右両側張出の広幅散布と、左、右何れか片側張出の片側散布との切替選択を行うことができる。

前記運転席１４の一側には、操作盤２４を設けて、粒剤散布制御操作や、その制御表示等を可能とし、クラッチレバー２５や、風量調節レバー２６等を配置している。前記送風管１の風量調節弁２は、この風量調節レバー２６によって調節することができ、又、この調節をコントローラ２７からのアクチュエータ１６出力によっても制御される形態としている。この風量調節弁２には開度（送風量）を示すポテンショメータ２８が設けられている。前記左右の繰出ロール７は、繰出モータ２９によって、連動軸３０や、繰出量切替クラッチ３１等を介してギヤ伝動されるもので、このクラッチ３１を前記クラッチレバー２５によって操作して、左、右の噴間４の散布作用を選択することができる。前記操作盤２４には、液晶の表示器３２や、ファン１８の電動を入り切りするファンスイッチ３３、繰出モータ２９の電動を入り切りする散布スイッチ３４、左右の噴間４ブームを出し入れする左、右ブームスイッチ３５、粉粒剤肥料等の散布量や、比重等を設定する設定スイッチ３６、及び、前記表示器３２における散布条件や、状況等の表示を切替表示させるための表示切替スイッチ３７等を配置している。

そして、この散布制御装置のコントローラ２７の入力側には、車速センサ３８や、前記粉粒剤センサ５、散布制御を開始する散布スイッチ３４、粉粒剤の繰出量乃至散布量及び粉粒剤の比重等を設定する設定スイッチ３６、風量調節弁２の開動を検出するポテンショメータ２８、エンコーダからなる風速センサ３、送風ファンスイッチ３３、左、右の散布噴管４ブームを選択乃至切替えるブームスイッチ３５、及び表示器３２に表示する表示事項を選択乃至切替える表示切替スイッチ３７等を配置する。又、コントローラ２７の出力側には、前記風量調節弁２をパルス作動するアクチュエータ１６や、この送風を行う送風ファン１８モータ、この送風ファン１８クラッチ３９、繰出モータ２９、この繰出ロール７連動の繰出クラッチ３１及び、表示器３２等を配置する。

ここに、この粉粒剤散布制御装置は、各種散布粉粒剤の繰出量と適正散布風量との関係を示す指標値Ａを設定し、この指標値Ａの選択に基づいて送風管１の風量調節弁２を連動して送風量を自動制御する粉粒剤散布制御装置の構成とする。散布作業は、散布装置のホッパー等に散布しようとする粉粒剤を供給し、散布制御装置には予め設定の特定粉粒剤の指標値Ａを指定、又は選択させる。送風ファンの回転によって送風管１から、粉粒剤の繰出を受ける繰出管等を経て噴管へ噴流される送風によって、この繰出管に繰出される粉粒剤が噴出るされて圃場に散布される。このときの送風管１を流れる送風量が、散布使用の粉粒剤における特定指標値Ａに基づいて決定されて風量調節弁２を開閉調整制御し、この粉粒剤の繰出量に応じた送風量を維持制御する。この特定指標値Ａの決定は、作業者が手動で選択操作するも良く、又、粉粒剤の比重等によってこの粉粒剤をホッパー等に供給することにより自動的に選択される形態とすることもできる。又、粉粒剤の繰出量は、車速に応じて減速したり、繰出量の変更調節を人為的に行うことによって増減される。

又、前記指標値Ａによる風量と、送風管１の風速センサ３による検出値とにより、前記風量調節弁２を制御するように構成している。前記送風管１を送風される風速センサ３により検出しながら、前記風量調節弁２開閉調整制御し、このとき、同時に送風量も指標値Ａに基づいて制御されるため、送風量と風送が維持制御されて粉粒剤の均一散布精度を高めることができる。特に散布装置をトラクタ等に装着して高速走行しながら散布作業する場合には、車速等の変速に応じて粉粒剤の繰出量が変化することが多く、この場合風速を維持することによって散布作用を安定させる。

更には、前記風量調節弁２は、粉粒剤散布作業開始直後は所定以上開いた状態とし、その後所定開度に調整制御するように構成している。前記風量調節制御において、風量調節弁２の制御による送風量は、指標値Ａによる適正風量に維持されるように制御されるが、このような風量自動制御の開始時は、風量調節弁２が調整角度以上に開いた状態にして送風し、その後に指標値Ａによる適正風量になるように制御するもので、前回作業条件等により、散布量が著しく異なること等によって風量調節制御が遅れて、粉粒剤の詰り現象を発生するのを防止して、円滑な自動風量制御を行わせる。

前記コントローラ２７のメモリーに登録する制御指標値Ａとしては、散布のための風量制御として主要事項となる粉粒剤の比重が異なることによって、この粉粒剤を散布するに必要な送風量、送風力が大きく異なることに基づいて、これら各特定の指標値Ａを、例えば、除草剤Ａ１、化成肥料Ａ２、勇気肥料Ａ３として、各々散布粉粒剤の繰出量Ｍ（繰出重量）に対する送風量Ｑ（送風容量）の指標値グラフを設定している。従って、粉粒剤散布時に設定スイッチ３６によって使用する粉粒剤と、散布量Ｍを設定することによって、自動的に制御指標値ＡがＡ１、Ａ２、又はＡ３に快定されて、この快定された指標値Ａに基づいて、粉粒剤の繰出量Ｍに応じた送風量Ｑを維持するように、風量調節弁２を開閉制御する。

即ち、
送風量Ｑ１＝（送風管１の断面積）×（風速センサ３の検出値）
として、図１グラフのようにこの送風量Ｑ１が指標値Ａの適正送風量Ｑに一致するように風量調節弁２を自動制御する。この粉粒剤の繰出量Ｍは、通常は繰出モータ２９、乃至繰出ロール７が、トラクタの車速に略比例して回転を増減速される形態とすることが多いため、この車速によって変化される。トラクタ走行伝動のＨＳＴや、無段変速装置のミッションを介して伝動される車速に比例して、繰出ロール７が変速伝動されて、粉粒剤の繰出量Ｍが変更され、これによってこの繰出量の変化によって風量調節弁２が制御されて、指標値Ａの送風量Ｑを維持するように自動制御する。又、この粉粒剤の繰出量（散布量）Ｍを変更設定する設定スイッチ３６や、繰出量切替クラッチ３１等によって変更することもある。又、前記指標値Ａを人為的に選択指定するために、前記使用粉粒剤を比重と一致する指標値Ａの粉粒剤を選択する選択スイッチ１７を設けることも可能である。

前記ホッパー７に供給する粉粒剤の種類を判別するために、比重設定によって行うことがでる。例えば、有機肥料Ａ３の比重を０、８５以下とし、化成肥料Ａ２の比重を０、８６〜１、０とし、除草剤Ａ１の比重を１、１以上として、各指標値Ａ１、Ａ２、Ａ３を自動指定させて、風量制御を行わせることができる。又、これらの粉粒剤を繰出ロール７によって繰出して散布させる単位時間当りの繰出量（散布量）は、これらの比重に応じた形態の領域で設定される。例えば、前記除草剤Ａ１を１〜５ｋｇに、化成肥料Ａ２を６〜５０ｋｇに、又、有機肥料Ａ３を６０〜１５０ｋｇの範囲に設定することができる。

前記指標値Ａに基づいて、適正風量を調節操作するには、手動操作、又は自動制御操作で行うことができる。手動で行うときは、この指標値Ａを表示器３２に表示させて、作業者がこの指標値Ａを見ながら、風量調節レバー２６を操作して調節弁２の開度を制御し、この調節弁２によって得る送風量を、該指標値Ａの適正風量Ｑに一致させるように制御操作する。又、自動制御によって調節弁２を開閉作動する形態では、前記粉粒剤センサ５のように、繰出ロール７の回転によって繰出管８に繰出される粉粒剤の繰出量を検出する繰出量センサ４０（回転センサからなる）を設けることができるが、前記設定器３２、及び設定スイッチ３６により設定の繰出量、繰出弁の開度による繰出量、繰出切替クラッチ３１の操作により設定の繰出量、又は、車速の変速により変更される繰出量を演算、乃至検出して、指標値Ａ適用の繰出量Ｍといて適正風量Ｑになるように制御することができる。又、この場合、設定スイッチ３６や、繰出弁の開度、繰出切替クラッチ３１等によって設定される繰出量を初期設定値として、車速や、この繰出ロール７回転等の無段変速による繰出量Ｍの変化として、制御入力するように構成することもできる。

このように、繰出量が変化する場合は、この変化を検出、演算することを要するが、繰出管１に風速センサ３を設けて、送風の風速を検出する場合は、この風速センサ３の検出値から演算して得られた風量と、指標値Ａの適正風量に一致するように風量調節弁２を制御する。

次に、主として、図７、図８に基づいて、噴管４先端に設けた粉粒剤センサ５で散布量を検出して、前記風量調節弁２の開度を調節制御する構成としている。前記のような送風管１における送風量は、繰出ロール７による粉粒剤繰出量に応じて制御されるが、このようにして噴管４の先端部から噴出散布される粉粒剤量を、この噴管４先端部の粉粒剤センサ５によって検出していて、この先端部における噴出量によって指標値Ａに基づいて適正な風量となるように風量調節弁２を調節制御する。トラクタ車体に搭載して、粉粒剤を散布する施用装置において、設定粉粒剤量と、車速、散布剤の比重、散布幅設定、繰出ロール２の単位繰出量等により、繰出ロール２の回転数を計算して繰出し繰出モータ２９の回転制御を行うとき、風量調節弁２を調節弁モータ４１により回転させることにより搬送風の風量を変更可能とし、噴管４先端に装着して粉粒剤センサ５で搬送量を検出して、適正な搬送量となるように風量調節弁２を変更調節する構成とする。この構成では、噴管４先端に設けた粉粒剤センサ５で粉粒剤量を検出するとによって送風量を調節するため、設定施用粉粒剤量や、この粉粒剤の比重に加えて、粉粒剤の形状や、湿度等の周囲環境、及び噴管４の形状や、ばらつき等に拘らず適切な風量とすることが可能であり、散布性能を向上することができる。

噴管４を左右に広げて散布を行う。送風ファン１８の動力は、車体のＰＴＯ駆動軸４２から連動し、粉粒剤施用量設定値に基づいて、車速に応じて、繰出モータ２９の回転速度（回転数）を変更する。散布前は設定施用量と比重により初期の風量調節弁２の開度を決めておき、散布が開始された後に粉粒剤センサ５の検出に基づいて風量調節弁２の開度を調節する。

次に、主として図１０〜図１２に基づいて、ＨＳＴ等の無段変速装置４５を有した自走形散布機において、散布作業速が自動制御範囲域を超え、風量調節弁２の前記指標値Ａの調整範囲（最大風量側）Ａを超える風量不足Ｘをコントローラのマイコンが判断した場合、風量調整範囲Ａ域になるよう自動的に作業速を低下するように構成したものである。風量調節弁２の角度θが最大風量域Ｑｍａｘに達すると、マイコンがアクチュエータ４９を電磁的作動させて、ＨＳＴ主変速レバー４６と一体化した回動アーム４７を車速減速側Ｃに作動させる（図１０、フローチャートＦ１）４８は主変速レバー４６で連動されるＨＳＴ４５のトラニオンアームである。

又、この車速連動形態の繰出ロール７制御の風量制御において、送風量が最大値（Ｑｍａｘ）近辺でＨＳＴ４５の作業速自動減速機構を備えた形態で、繰出ロール７の構成（ロール容量）や、散布条件によっては風量に余裕があるものの繰出ロール７を回転駆動する駆動繰出モータ２９の回転数が最大（ｍａｘ）になる場合がある。このような場合は、繰出モータ２９の回転数がｍａｘの条件で、アクチュエータ４９の作動により自動減速する構成とすることも可能である（図１１、フローチャートＦ２）。この散布条件においても、繰出ロール７の回転数制御域になるように不具合自動回避構成を装備して、均一散布精度を維持できる。

又、図１３に基づいて、前記風量制御における車速の自動減速において、粉粒剤繰出量を判定値として用いる場合、作業中、左右どちらか一方の条切りクラッチレバー２５を切りにした場合に繰出量が半分になるので、例えば化成肥料散布中では誤って除草剤の風量指標値Ａを選択される可能性がある。これらの問題点を解決するため、条切りクラッチレバー２５を切りでマイクロスイッチ５０ＯＮ時は、指標値Ａを変更しないように構成したもので、繰出量を判定値として用いる場合の均一散布の安定性を向上させることができる。

粉粒剤散布装置の一部平面図と、その指標値グラフ。 散布機の平面図。 散布機の背面図。 操作盤部の拡大平面図。 制御操作部のブロック図。 制御フローチャート。 一部別実施例を示す散布装置部の側面図と、この平面図。 風量制御ブロック図と、フローチャート。 一部別例を示す散布装置部の平面図と、その指標値グラフ。 ＨＳＴ部の側面図。 制御フローチャート。 制御フローチャート 一部別例を示す操作盤部の平面図と、側面図。

符号の説明

１ 送風管
２ 風量調節弁
３ 風速センサ
４ 噴管
５ 粉粒剤センサ
６ ホッパー
７ 繰出ロール
８ 繰出管
Ａ 指標値
Ｍ 繰出量
Ｑ 適正散布風量

Claims (4)

1. 各種散布粉粒剤の繰出量と適正散布風量との関係を示す指標値（Ａ）を設定し、この指標値（Ａ）の選択に基づいて送風管（１）の風量調節弁（２）を連動して送風量を自動制御することを特徴とする粉粒剤散布制御装置。
2. 前記指標値（Ａ）による風量と、送風管（１）の風速センサ（３）による検出値とにより、前記風量調節弁（２）を制御することを特徴とする請求項１に記載の粉粒剤散布制御装置。
3. 前記風量調節弁（２）は、粉粒剤散布作業開始直後は所定以上開いた状態とし、その後所定開度に調整制御することを特徴とする請求項１、又は請求項２に記載の粉粒剤散布制御装置。
4. 噴管（４）先端に設けた粉粒剤センサ（５）で散布量を検出して、前記風量調節弁（２）の開度を調節制御することを特徴とする請求項１、請求項２、又は請求項３に記載の粉粒剤散布制御装置。
   

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