JP2009268418A - 農作業機 - Google Patents

Abstract

【課題】車輪にスリップが生じていても、適量の農用粉粒体供給することができる農作業機を提供する。
【解決手段】駆動後輪２の回転数を検出し、走行機体３に取り付けた揺動アーム３２Ａに走行機体３の移動により圃面を転動する遊転体３２Ｂを取付け、遊転体３２Ｂの回転数を検出し、駆動後輪２の回転量と遊転体３２Ｂの回転量とに基づいて駆動後輪のスリップ率を算出し、前記駆動車輪の回転量とスリップ率とに基づいて、農用粉粒体の供給量を調整する供給量調整手段を設けてある。
【選択図】図１

Description

本発明は、走行機体に作業装置を昇降自在に取り付け、農用粉粒体を供給する機構を備えている農作業機に関する。

農用粉粒体を供給するに、供給する機構として繰出し機構を設け、繰出し機構を電動モータによって駆動回転して、農用粉粒体を供給していた。そして、農用粉粒体の供給量として、走行機体の走行速度に比例した量を繰出していた（特許文献１）。
特開平０５−２９２８１１号公報（第３頁の左欄における第９行から第２３行、図２及び図４）

特許文献１で示された従来構造では、走行機体の車軸の回転数を走行機体の移動距離として検出していた。ところが、車輪がスリップを起こして空転している場合には、走行機体は移動していないにもかかわらず、移動しているものとして回転数をカウントされていることとなり、植付け面積に対応した適量に比べて多量の農用粉粒体を供給することとなる虞があった。

本発明の目的は、車輪にスリップが生じていても、適量の農用粉粒体を供給することができる農作業機を提供する点にある。

〔構成〕
請求項１に係る発明の特徴構成は、前記走行機体を駆動移動させる駆動車輪の回転数を検出する駆動車輪回転数検出手段と、前記走行機体の移動量を検出する機体移動量検出手段とを設け、前記機体移動量検出手段を前記走行機体に取り付け、前記駆動車輪回転数検出手段の検出結果に基づく前記駆動車輪の回転量と前記機体移動量検出手段の検出結果に基づく機体移動量とに基づいて前記駆動車輪のスリップ率を算出し、前記駆動車輪の回転量と前記スリップ率とに基づいて、前記供給する機構の供給量を調整する供給量調整手段を設けてある点にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用〕
駆動車輪回転数検出手段とともに、走行機体の移動量を検出する機体移動量検出手段を導入して、供給量の適正化を図るべく、まず、駆動車輪のスリップ率を算出することとする。
つまり、駆動車輪回転数検出手段の検出値である駆動車輪の回転数に作動時間を掛け合わせて回転量を算出し、その回転量と駆動車輪の車輪径とを掛け合わせて、駆動車輪の見掛け上の移動量を算出する。その見掛け上の移動量から、機体移動量検出手段の検出結果としての走行機体の移動量を差し引けば、駆動車輪のスリップした回転量に相当する移動量が算出される。このスリップ回転量を駆動車輪の見掛け上の移動量で割り算することによって、駆動車輪のスリップ率が計算できる。
このスリップ率に対応した分だけ、余分の量が供給されたこととなり、その分だけ供給量調整手段によって調整すること（減らすこと）が可能となる。

〔効果〕
機体移動量検出手段を追加するだけの簡単な構造の追加によって、駆動車輪のスリップ量を直接的に把握することができ、農用粉粒体の供給量を調整し、適正な量で農用粉粒体の供給を行うことができる。
しかも、機体移動量検出手段を走行機体に取り付けてあるので、次のような効果がある。例えば、昇降リンク等に取り付けた場合には、作業装置を上昇させて移動する場合には、機体移動量を検出することができない。
これに対して、本願発明の場合には、機体移動量検出手段を走行機体に取り付けてあるので、作業装置を上昇させて移動する場合にも、作業装置を上昇させずに移動する場合と同様に機体移動量を検出できる。
したがって、スリップ率の検出精度を向上させることができ、農用粉粒体の供給をより適正な量にできる。

〔構成〕
請求項２に係る発明の特徴構成は、請求項１に係る発明において、前記機体移動量検出手段を、前記走行機体の移動に伴って圃面上を転動する遊転体と、前記遊転体の回転数を検出する回転数検出センサとで構成してある点にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用効果〕
走行機体の移動に伴って圃面上を転動する遊転体は、駆動車輪がスリップしている場合は回転しない。したがって、駆動車輪の回転量を遊転体の回転量から差し引くことによってスリップした回転量が算出でき、スリップ率が容易に算出できる。
このように、揺動アームに取り付けた遊転体を導入するだけの簡単な改良を施すだけで、農用粉粒体の供給をより適正に行うことができた。

〔構成〕
請求項３に係る発明の特徴構成は、請求項１に係る発明において、前記機体移動量検出手段の検出結果に基づいて前記走行機体の走行距離を表示する手段を、運転操縦部に備えている点にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用効果〕
走行機体のメインテナンス時期を明示する表示としてはアワメータがあった。アワメータはエンジン回転数から算出したものであるので、実走行距離とは一致しない数値となっていた。そうすると、アワメータが表示する数値に基づいてオイル交換等のメインテナンスを行うことは、走行に関連する機器に対するメインテナンス時期として適正さを欠くこととなる虞もあった。
そこで、本願発明においては、機体移動量検出手段の検出数値を活用して、走行距離を表示することとした。

〔構成〕
請求項４に係る発明の特徴構成は、請求項１に係る発明において、前記駆動車輪回転数検出手段の検出結果と前記スリップ率とで既植面積を表示する手段を、運転操縦部に備えている点にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作用効果〕
既植面積を表示できるので、植付け作業等に関連する機器のメインテナンスを適正な時期に行うことができる。

図１に、８条植え仕様に構成された施肥装置付き田植機の全体側面が示されている。この施肥装置付き田植機は、操向可能な前輪１および操向不能な後輪２を備えて４輪駆動で走行する走行機体３の後部に、８条植え仕様の苗植付け装置４が、油圧シリンダ５によって駆動される平行四連リンク構造の昇降リンク機構６の後端部に連結されるとともに、機体後部に農用粉粒体を供給する機構としての施肥装置７が備えられた基本構造を有している。苗植付け装置４と施肥装置７とで作業装置を構成する。

前記走行機体３の前部にはエンジン８が搭載され、その出力が前後進の切り換えが可能な主変速装置である静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）９に伝達され、その変速出力がミッションケース１０に入力されて更にギヤ変速された後、前輪１と後輪２に伝達されるようになっている。

前記苗植付け装置４は昇降リンク機構６の後端部に脱着可能に連結支持されており、横長角筒状の植付けフレーム１１、前記ミッションケース１０から取り出された作業用動力を受けるフィードケ−ス１２、マット状苗を載置して一定ストロークで往復横移動する苗のせ台１３、苗のせ台１３の下端から一株分づつ苗を切り出して植付ける８組の回転式の植付け機構１４、圃場の植付け予定箇所を均平にする５個の整地フロート１５が備えられており、前記植付け機構１４は、植付けフレーム１１に後向き片持ち状に並列連結された４個の植付けケース１６の後部左右に２組づつ装着されている。

前記施肥装置７は、その主部が機体後部に配備された運転座席１７と前記苗植付け装置４との間において走行機体３に搭載されており、粉粒状の肥料を貯留する肥料ホッパ２１、この肥料ホッパ２１内の肥料を繰り出す４組の繰出し機構２２、繰り出された肥料を供給ホース２３を介して苗植付け装置４の各整地フロート１５に備えた作溝器２４に風力搬送するブロワ２５、これを駆動する電動モータ２６、ブロワ２５からの搬送風を繰出し機構２２に分配供給する送風ダクト２７、などを備えている。

図１に示すように、４組の繰出し機構２２は、肥料ホッパ２１の下端に連結される４個の繰出しケース３０のそれぞれに２条分の繰出しロール（図示せず）を装備して構成されており、各繰出し機構２２に２本ずつ前記供給ホース２３が接続され、もって、８条分の肥料繰り出し供給が可能となっている。

次に、繰出し機構２２の駆動構造について説明する。並列配備された４組の繰出し機構２２に亘って全条共通の繰出し操作軸４１が横架され、この繰出し操作軸４１に備えた駆動ギヤ４２と繰出しロール軸４３に備えた従動ギヤ４４とが咬合連動されるとともに、繰出し操作軸４１自体は、ミッションケース１０から後向きに導出されて走行機体３の下部に沿って配備された走行駆動軸４５に分岐機構４６を介して連動連結されている。

前記分岐機構４６は、走行駆動軸４５に設けられており、この分岐機構４６から繰出し操作軸４１に向けて、操作ロッド４８が上方に延出されている。前記繰出し操作軸４１に装着した操作アーム４７と操作ロッド４８の上端部とが連動連結され、操作ロッド４８のクランク運動に伴って操作アーム４７が往復揺動し、その往復揺動が繰出し操作軸４１に伝達され、繰出し操作軸４１が脈動的に所定方向に回転駆動されることで、繰出し操作軸４１にギヤ連動された繰出しロール軸４３が、所定の繰出し回転方向（この例では反時計方向）に回転駆動されるようになっている。

次に、施肥装置７における繰出し量調整構造について説明する。図２に示すように、後輪２に対して駆動車輪回転数検出手段３１と機体移動量検出手段３２を設ける。駆動車輪回転数検出手段３１としては、後車軸ケース３３内に収納された後車軸（図示せず）の回転数を近接センサ（図示せず）で検出し、近接センサからの検出パルス数に基づいて、後輪２の回転数を計測すべく構成する。

機体移動量検出手段３２について説明する。図１に示すように、機体移動量検出手段３２は、走行機体３に対して揺動自在に取り付けた揺動アーム３２Ａと、揺動アーム３２Ａの先端部に走行機体３の移動に伴って圃面上を転動する遊転体３２Ｂと、遊転体３２Ｂの回転数を検出する回転数検出センサ３２Ｃとを備えて構成してある。

上記構成に対して、次のような変更を加えてもよい。
（１） 揺動アーム３２Ａに付勢手段を作用させて、圃面に対する追従性を高めてもよい。
（２） 揺動アーム３２Ａと走行機体３との間にシリンダを架設し、揺動アーム３２Ａをシリンダで昇降自在に構成してもよい。しかも、手動スイッチを設けて、手動スイッチに対する操作で揺動アーム３２Ａを任意に昇降させる構成を採ってもよい。
（３） 揺動アーム３２Ａを着脱自在に構成してもよい。

図２に示すように、駆動車輪回転数検出手段３１と機体移動量検出手段３２とからの検出情報を制御手段３４に投入し、制御手段３４において後輪２のスリップ率を計算する。このスリップ率に基づいて粉粒体繰出調整用コントローラ３５によって施肥装置７の繰出し量を調整する。

具体的な調整構造としては、図示はしていないが、操作アーム４７にその操作アーム４７の長手方向に沿った長孔を形成し、操作ロッド４８にその長孔に係合する係合ピンを突設させて、操作アーム４７と操作ロッド４８との連係部位を変更する構造を構成する。この係合ピンを長孔に沿って位置変更するアクチュエータを設け、粉粒体繰出調整用コントローラ３５によってアクチュエータを駆動し、係合ピンと長孔との連係部位を自動的に変更する構成を採る。これによって、スリップ率が大である程繰出し量を少なくするように、係合ピンの位置を調整する。
以上のような制御構成を、供給する機構の供給量を調整する供給量調整手段と称する。

次に、走行距離表示構造について説明する。図１に示すように、機体移動量検出手段３２の検出結果に基づいて走行機体３の走行距離を表示する手段を、運転操縦部Ａに備えている。運転操縦部Ａには、運転座席１７の前方における操縦パネル２８に走行距離を表示する。走行距離は、制御装置３４によって制御される操作パネル表示用コントローラ２９によって、表示される。

走行距離を表示することによって、オイル交換等のメインテナンス作業の目安となる。
また、機体移動量検出手段３２の検出結果を利用して、操作パネル２８に既植苗の植付け面積を表示してもよい。そうすると、田植機の中で最も消耗品として考えられている植付爪の交換時期をより適正なものにできる。

旋回時の苗植付け装置４に対する昇降作動、植付クラッチ２０の入切り制御について説明する。図２に示すように、走行機体３が旋回中であるか否かを検出する旋回角度センサ３６を設ける。旋回角度センサ３６は、旋回操作系のピットマンアーム（図示せず）の旋回作動を検出すべく構成する。

走行機体３が後進状態にあると、苗植付装置４を上昇作動させるバックアップ制御が行われる。このバックアップ制御を司る為に、バックアップスイッチ３９が設けてある。バックアップスイッチ３９は、主変速レバー３８のレバーガイド部分に設けてあり、主変速レバー３８を後進側に操作すると、バックアップスイッチ３９を入り（オン）操作し、主変速レバー３８を前進側に操作すると、バックアップスイッチ３９を切り（オフ）操作する。

制御手段３４は、バックアップスイッチ３９からのオンオフ信号に基づいて、苗植付装置４の昇降作動、及び、植付クラッチ４０を入り切り操作する駆動手段としての電動式のクラッチモータ４２の作動を制御する。
苗植付装置４等の昇降作動を司る第１タイマー３７Ａ、及び、植付クラッチ４０を入制御する第２タイマー３７Ｂを設けて、制御手段３４に連係してある。

以上記述したようなセンサ等を利用して、旋回状態での苗植付装置４の昇降作動を制御する。旋回状態での田植機の運転状態は、図３に示すように、次のようになっている。
（１） 植付け作業を行っている田植機は、走行機体３の先端部が畦に到達する位置（ａ）まで前進（Ｌ１）して停止する。その場合に、同時に植付クラッチ４０も切り操作されて植付け作業が停止する。このように、走行機体３の先端部が畦に到達する位置で植付けを停止すると、畦から植え終わり位置までの幅（Ｗ）が特に８条植えの田植機の植付幅に相当するものとなる。このことによって、植付工程の最終段階で枕地を回り植えする際に、既植苗を踏みつけることなく、かつ、植え残しを作ることなく、回り植えを行うことができる。
（２） 植付け作業が停止すると、田植機は一旦後進（Ｌ２）する。その場合に、バックアップスイッチ３９がオン作動して、苗植付装置４は上昇作動する。

（３） 田植機は後進停止した後に再び前進する（Ｌ３）。主変速レバー３８を前進操作位置に操作すると、田植機は前進を開始するとともに、バックアップスイッチ３９がオフとなる。
（４） 一定程度前進した位置（ｂ）で、運転者は旋回操作を開始する。そうすると、旋回角度センサ３６が旋回作動を捉える。旋回角度センサ３６が旋回作動を捉えとともにバックアップスイッチ３９がオフとなっているので、第１タイマー３７Ａ及び第２タイマー３７Ｂが作動を開始する。

（５） 田植機は旋回作動を継続し（Ｌ４）、第１タイマー３７ＡがＸ秒経過したことをカウントすると、旋回途中位置（ｃ）において苗植付装置４の下降作動を開始する。
（６） 田植機が旋回を略終えて条合わせの直進走行を行いながら（Ｌ５）、第２タイマー３７ＢがＹ秒経過したことをカウントすると、位置（ｄ）で植付クラッチ４０が入り作動する。
（７） 尚、前記した田植機が旋回作動を開始した後に、再度、後進作動した場合や切り返し操作が行われた場合には、第１、第２タイマー３７Ａ、３７Ｂでの苗植付装置４の下降作動、植付クラッチ４０の入り作動は自動では行わない。この場合には、運転者の人為的操作に切り換わる。
（８） 駆動車輪回転数検出手段３１と機体移動量検出手段３２とによって走行機体３の速度が検出されているので、この速度によって前記したＹ秒については、修正を施してもよい。

〔別実施形態〕
（１） 農用粉粒体を供給する機構として、薬剤散布装置（図示せず）や種籾の直播装置（図示せず）に適用してもよい。薬剤散布装置や直播装置を走行駆動軸４５に連係して動力取出しを行い、前記したスリップ率を考慮して、薬剤散布量を薬剤散布調整用コントローラ３３や直播調整用コントローラ（図示せず）で調整するように構成してもよい。

（２） 機体移動量検出手段３２としては、走行機体３にレーザー発受信器、畦に前記レーザー発信器から発射されたレーザー光を反射する反射鏡を設置して、レーザー式測距装置を構成してもよい。或いは、前後輪１，２の一方が遊転輪であれば、この遊転輪軸に回転数検出センサを設けてもよい。

田植機の全体側面図 制御構成図 旋回時の苗植付装置に対する制御構成を示す図

符号の説明

２ 後輪（駆動車輪）
３ 走行機体
４ 苗植付装置（作業装置）
２２ 繰出し機構（供給する機構）
３１ 駆動車輪回転数検出手段
３２ 機体移動量検出手段
３２Ａ 揺動アーム
３２Ｂ 遊転体
３２Ｃ 回転数センサ
Ａ 運転操縦部

Claims (4)

1. 走行機体に作業装置を昇降自在に取り付け、農用粉粒体を供給する機構を備えている農作業機であって、
   前記走行機体を駆動移動させる駆動車輪の回転数を検出する駆動車輪回転数検出手段と、前記走行機体の移動量を検出する機体移動量検出手段とを設け、前記機体移動量検出手段を前記走行機体に取り付け、前記駆動車輪回転数検出手段の検出結果に基づく前記駆動車輪の回転量と前記機体移動量検出手段の検出結果に基づく機体移動量とに基づいて前記駆動車輪のスリップ率を算出し、前記駆動車輪の回転量と前記スリップ率とに基づいて、前記供給する機構の供給量を調整する供給量調整手段を設けてある農作業機。
2. 前記機体移動量検出手段を、前記走行機体の移動に伴って圃面上を転動する遊転体と、前記遊転体の回転数を検出する回転数検出センサとで構成してある請求項１記載の農作業機。
3. 前記機体移動量検出手段の検出結果に基づいて前記走行機体の走行距離を表示する手段を、運転操縦部に備えている請求項１記載の農作業機。
4. 前記駆動車輪回転数検出手段の検出結果と前記スリップ率とで既植面積を表示する手段を、運転操縦部に備えている請求項１記載の農作業機。

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