JP2011110022A

JP2011110022A - 粉粒剤散布装置

Info

Publication number: JP2011110022A
Application number: JP2009271994A
Authority: JP
Inventors: Takashi Nagai; 永井　　隆
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-06-09

Abstract

【課題】散布作業中の車体旋回を検出してからオペレータの操作の軽減を図り、作業性を向上しようとする。
【解決手段】供給ホッパと、繰出装置と散布量設定手段を備え、設定散布量と走行車体の作業速度信号を入力するコントローラを設け、該コントローラは、散布スイッチの入り操作に基づき、少なくとも上記設定散布量情報と走行車体の作業速度信号とに基づき前記繰出ロールの繰出回転数を算出し、上記算出された繰出回転数となるように前記繰出ロール軸を駆動する駆動手段を制御するよう構成し、前記コントローラに、旋回自動スイッチと散布作業中に走行車体の旋回状態を検出する旋回検出手段を備え、該旋回自動スイッチが入り状態において、旋回検出手段で走行車体の旋回状態を検出するときは、前記駆動手段を停止し旋回復帰状態を検出すると前記駆動手段を作動出力制御する。
【選択図】図９

Description

この発明は、粉粒剤からなる肥料や、薬剤（土壌改良剤、土壌消毒剤、除草剤、又は殺虫剤等）を繰出しながら散布する粉粒剤散布制御装置に関する。

供給ホッパの下方に、繰出ロール軸上に単位回転当りの繰出量を大小異ならせた複数又は複数組の繰出ロールを備える繰出装置を設け、少なくとも上記設定散布量情報と走行車体の作業速度信号とに基づき前記繰出ロールの繰出回転数を算出し、上記算出された繰出回転数となるように前記繰出ロール軸を駆動する駆動手段を制御するよう構成した粉粒剤散布制御装置（例えば、特許文献１参照）が知られている。

特開２００９―１７８１０２号公報

ところで、圃場での散布作業にあたっては、畦際での旋回操作が必要となり、且つ散布作業の中断のための操作を行なわねばならない。また、旋回後の再開準備の操作も煩わしく、無散布区間などが生じて改善を要する。そこでこの発明は、散布作業中の車体旋回を検出してからオペレータの操作の軽減を図り、作業性を向上しようとするものである。

上記に鑑み本発明は以下の技術的手段を講じた。
即ち、請求項１に記載の発明は、供給ホッパ（２）の下方に、繰出ロール軸上に単位回転当りの繰出量を大小異ならせた複数又は複数組の繰出ロール（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）を備える繰出装置（１９）を設け、散布量設定手段（３５，３７）を備え、設定散布量と走行車体の作業速度信号を入力するコントローラを設け、該コントローラは、散布スイッチ（４）の入り操作に基づき、少なくとも上記設定散布量情報と走行車体の作業速度信号とに基づき前記繰出ロール（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）の繰出回転数を算出し、上記算出された繰出回転数となるように前記繰出ロール軸（２２）を駆動する駆動手段（Ｍ）を制御するよう構成した粉粒剤散布制御装置において、
前記コントローラに、旋回自動スイッチ（５１）と散布作業中に走行車体の旋回状態を検出する旋回検出手段（５０）を備え、
該旋回自動スイッチ（５１）が入り状態において、旋回検出手段（５０）で走行車体の旋回状態を検出するときは、前記駆動手段（Ｍ）を停止し旋回復帰状態を検出すると前記駆動手段（Ｍ）を作動出力制御する構成とした。

したがって、旋回自動スイッチ（５１）を備えて旋回中の散布作業を自動的に停止制御または散布量減少制御する構成とし、この旋回自動スイッチ（５１）を入りして散布作業中、旋回検出に基づいてコントローラが旋回検出と判定すると自動的に散布作業は中断され、旋回終了すると散布スイッチ（４）の操作の必要なく散布作業に復帰できる。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１において、
旋回自動スイッチ（５１）入りで旋回中に走行機体の作業速度信号「０」を検出すると、自動モードをオフし、再び作業速度信号により走行状態を検出しても自動モードに復帰せず、散布スイッチ（４）の手動入り操作に基づいて前記駆動手段（M）を駆動出力制御する構成とした。

このように構成すると、旋回検出によって自動的に散布作業が中断し、かつこの旋回判定中に車体が停止する場合には、旋回終了復帰しても自動的に再開しないものであるから、中断時間が長くなっても車体の再発進に伴ない不意に散布作業が開始されることがない。

請求項１に記載の発明は、旋回自動スイッチ（５１）を備えて旋回中の散布作業を自動的に停止制御または散布量減少制御する構成とし、この旋回自動スイッチ（５１）を入りして散布作業中、旋回検出に基づいてコントローラが旋回検出と判定すると自動的に散布作業は中断され、旋回終了すると散布スイッチ（４）の操作の必要なく散布作業に復帰できる。

また、請求項２に記載の発明は、旋回検出によって自動的に散布作業が中断し、かつこの旋回判定中に車体が停止する場合には、旋回終了復帰しても自動的に再開しないものであるから、中断時間が長くなっても車体の再発進に伴ない不意に散布作業が開始されることがないため、肥料等の無駄散布をなくする。

粉粒剤散布機の平面図。その背面図。その繰出装置部の平面図。その繰出ロール部の平面図。その側面図（Ａ）と、正面図（Ｂ）。その繰出ロール部の拡大側断面図。コントールパネル部の平面図。フローチャートフローチャート制御ブロック図フローチャートフローチャートフローチャートフローチャートフローチャートフローチャートフローチャートフローチャートフローチャートフローチャート

図面に基づいて、本発明の実施例を説明する。
図１は粉粒剤散布機の平面図を示し、前輪１０、後輪１１を配置してエンジン１２によって駆動し、ボンネット１３後側のステアリングハンドル１４で操向する四輪駆動走行形態のトラクタ車体７の運転席１５の後側に、粉粒剤を収容する左右一対の供給ホッパ２と、この下側にあって供給ホッパ２内の収容粉粒剤をモータＭ駆動で繰出す繰出ロール１等からなる繰出装置１９、この繰出された粉粒剤を受けて搬送案内する噴送筒２０、この噴送筒２０へ送風する送風機２１、及び、この噴送筒２０から噴送される粉粒剤を受けて噴送しながら先端の噴出ノズル１６から噴出して散布させる左右の散布ブーム６等を配置する。

前記左右の散布ブーム６は、基端部を車体後端部のループ状形成のホルダガードフレーム９の横端部に揺動可能に設けた揺動アーム１７に支持させて、この揺動アーム１７と散布ブーム６との間を伸縮シリンダ１８によって連結し、このシリンダ１８の伸縮により散布ブーム６を左右両側へ張出す散布姿勢と、車体の左右両側部に沿う収納姿勢とに切替回動する形態とする。この各噴送筒２０の端部と散布ブーム６の基端部との間を可撓自在の蛇腹ホース８で各々連結した状態で、各散布ブーム６を散布姿勢と収納姿勢に切替えることができる。

前記繰出ロール１は、軸方向幅を短かく設定した前後４個の繰出ロール１Ａ、１Ｂ、１Ｃを、同一ロール軸２２に沿って配置し、後端の繰出ロール１Ａは、ロール軸２２が正回転するときは回転されないで、ロール軸２２が逆回転するとき回転駆動される逆転ラチェット２３を介装し、前後中央部に位置する２個の繰出ロール１Ｂは、ロール軸２２が正回転するとき回転されて、逆回転するときは回転駆動されない正転ラチェット２４を介装して、伝動駆動される。又、前端の繰出ロール１Ｃはこのようなラチェットは有しないでロール軸２２と一体として正回転、及び逆回転するように軸装する。各繰出ロール１の回転周面には粉粒剤を嵌合させて繰出す繰出溝を形成し、この繰出溝の深さや、長さ等による容積によって、繰出量を定めている。

前記繰出ロール１は、繰出ケース２５内に軸装して、前端の正、逆転モータＭに連結して、駆動回転することができる。この繰出ケース２５の上側には粉粒剤を上側から供給して収容する供給ホッパ２を設け、この供給ホッパ２の下端の供給口部を繰出ロール１の回転周面にのぞませている。又、この繰出ケース２５の下側には、前記噴送筒２０の受口２６をのぞませて、繰出ロール１の回転によって繰出された粉粒剤を受けて、前記送風機２１からの噴風にのせて搬送させる構成である。前記各繰出ロール１Ａ、１Ｂ、１Ｃ間には仕切２７、２８を設け、供給ホッパ２の内部には、この繰出ロール１Ａと１Ｂとの間の仕切２７上で前後に仕切るホッパ仕切２９を設けて、この供給ホッパ２を、後側の繰出ロール１Ａにのぞんで少量供給の薬剤等の粉粒剤を収容するリヤホッパ２Ｒと、前側の繰出ロール１Ｂ、及び１Ｃにのぞんで多量供給の肥料等の粉粒剤を収容するフロントホッパ２Ｆとを区画構成して、薬剤散布の場合は、このリヤホッパ２Ｒに薬剤を収容供給させておき、施肥散布の場合は、このフロントホッパ２Ｆに肥料を収容させておく。

前記運転席１５の一側には、コントロールパネル３０を配置して、左、右の散布ブーム６を散布姿勢と収納姿勢とに切替える切替レバー３１を設け、送風機２１を駆動するファンスイッチ３２や、繰出装置１９を駆動する散布スイッチ３３等を設ける。又、この中央部には、粉粒剤の散布量や、比重、流量、風量等を設定表示する表示窓３４や、設定スイッチ３５、可変スイッチ３６、増減スイッチ３７、リセットスイッチ３８等を配置することによって、前記繰出装置１９における繰出流量を調節したり、左右各散布ブーム６の開閉作動や、上下散布角度の調節操作を行うことができる。又、前記噴送筒２０には、風量調節レバー４２により、送風機２１による送風量を調節する風量調節弁３９と、風速を検出する風速センサ４０、ポテンショメータ４１等を設けている。

前記供給ホッパ２は、フロントホッパ２Ｆが繰出ロール１Ｂと１Ｃに供給する大容量の第一ホッパとして、主として肥料の供給収容用として、このホッパ部分を「区画Ａ」として、残量粉粒剤（肥料）を常時検出する残量センサ３Ａを設けている。又、リヤホッパ２Ｒが繰出ロール１Ａに供給する小容量の第二ホッパとして、主として薬剤の供給収容用として、このホッパ部分を「区画Ｂ」として、残量粉粒剤（薬剤）を常時検出する残量センサ３Ｂを設けている。

ここにおいて、同一回転軸芯上に沿って配置する複数の繰出ロール１、この各繰出ロール１上にのぞむ供給ホッパ２、及び、この各供給ホッパ２内の粉粒剤の有無を検出する残量センサ３等を有して、異なる種類の粉粒剤を各別の繰出ロール１の回転により繰出して散布するように構成し、前記各供給ホッパ２内の各粉粒剤の残量を同時検出するときは、散布スイッチ４をＯＮ操作しても、この繰出ロール１を回転しないように牽制する構成とする。

粉粒剤を供給ホッパ２に供給収容させて、残量センサ３により検出させ、繰出ロール１を駆動回転することによって、この粉粒剤を繰出しながら散布させる。このとき粉粒剤の種類や、散布量等によって、最適位置の供給ホッパ２を選択して散布目的の粉粒剤を供給しておき、この供給収容された供給ホッパ２の繰出ロール１を駆動することによって散布される。又、この散布作業後には、各供給ホッパ２に残留している粉粒剤を取出排出するときは、前記各残量センサ３が各供ホッパ２内の異なる粉粒剤（肥料と、薬剤）の残量を同時に検出するときは、散布スイッチ４を押し操作してＯＮしても、繰出ロール１は回転駆動されない。

このような粉粒剤散布制御の基本的な流れは、図８のフローチャートに従って行われ、図外キースイッチ、ファンスイッチ３２のＯＮ後、各部が駆動される（ステップＳ１００〜Ｓ１０３）。その後コントローラは設定散布量、設定比重、車速を読み込み（ステップＳ１０４〜１０７）、散布スイッチ４のＯＮ、ＯＦＦ操作すると（ステップＳ１０８）ことによって、繰出ロール１の回転数が算出され、繰出モータＭには回転指令信号が出力されると共に該モータＭを駆動する（ステップＳ１１０）。これによって粉粒剤散布作業が実行される。

作業終了時あるいは作業中断にあたっては、散布スイッチ４をＯＦＦすると（ステップＳ１１１）、繰出モータＭへの回転指令信号がＯＦＦし粉粒剤の繰出は停止される（ステップＳ１１２）。その後のファンスイッチＯＦＦ操作やキースイッチＯＦＦ操作で一連の散布作業を終了できる（ステップＳ１１３〜Ｓ１１５）。

ついで、旋回作業中の散布制御について説明する。
車体７のステアリングハンドル１４に基づき操舵角を検出する操舵角センサ５０を設け、該操舵角センサ５０の検出操舵角に基づいて各種制御を行う。図９に示すように、散布中において、繰出モータＭの回転で繰出ロール１の回転を制御するが（ステップＳ２０１〜Ｓ２０３）、操舵角が予め定めた一定角以上になると（ステップＳ２０５）、つまり車体７が旋回状態になると、旋回自動スイッチ５１の設定状態を確認し、旋回自動が選択設定されているときは、繰出モータＭへの回転出力をＯＦＦして作業を中断する（ステップＳ２０７、Ｓ２１０）。またステップＳ２０７で旋回手動に設定されているときは、そのまま自動的に設定散布量や車速に基づく散布作業を継続し、散布スイッチ４のＯＦＦ操作があった場合には繰出モータＭをＯＦＦするものである（ステップＳ２０８〜Ｓ２１０）。

なお、旋回自動スイッチ５１としては、ＯＮ・ＯＦＦ切換式のスイッチでＯＮ操作によって、前記図８のフローチャートに示す自動モードで散布作業し、該スイッチ５１のＯＦＦ操作で自動モードをＯＦＦして手動モード、即ち一定の繰出モータＭを予めダイヤル（図示せず）設定した所定回転数で定速回転する構成とすればよい（図１０）。

図１１にフローチャートについて、散布中において、操舵角が予め定めた一定角以上になると繰出モータＭをＯＦＦして作業を中断する（ステップＳ３０５、Ｓ３０６）。同時に、車速センサ５２のパルスの有無を検出し（ステップＳ３０８）、このパルスが無いときは、旋回操作を中断し（ステップＳ３０９）、ブザー警報する（ステップＳ３１０）。そして散布スイッチ４の入力を読み込んで、該散布スイッチ４のＯＦＦからＯＮへの操作があったときは繰出制御を再開する（ステップＳ３１１，Ｓ３１２）。なお、ステップＳ３０８でパルス有を検出するときは、旋回終了判定を行い、繰出モータＭの回転出力を再開して散布作業を継続する（ステップＳ３１３，Ｓ３１４）。

図１２は、前記図９、図１１のフローチャートにおける旋回制御に際して検出操舵角と予め設定した旋回パターンとの比較によって適正な旋回操作を行わせ、散布再開の時期を適切に行わせようとするもので、散布作業中、操舵角と時間を検出しながら所定の旋回パターンを辿るように制御しようとするものである。図１２（Ａ）に示すような旋回を行うとき、同図（Ｂ）に示すような旋回パターンを予めコントローラに記憶させておく。散布作業中、操舵角センサ５０が一定角以上を検出すると、繰出モータＭをＯＦＦし、旋回モードに入るが、操舵角センサ５０による検出操舵角と経過時間の累積判定によって図１２（Ｂ）のパターンを辿るように制御する（ステップＳ４０７〜Ｓ４１１）。そしてステップＳ４１１で予め設定した旋回パターンに一致すると、旋回終了と判断し、繰出モータＭを回転指令出力し作業を再開する（ステップＳ４１２）。

なお、図１３（Ａ）に於けるように、横軸に経過時間Ｔ、縦軸に操舵角センサ５０の出力値Ｖ（この値が大きいほど旋回角度は大きい）をとって、２次元の旋回パターン一例を示すが、この経過時間Ｔと出力Ｖとを手動入力設定できる構成とすることにより、熟練度や散布幅に適応した旋回パターンを設定できる（図１３（Ｂ））。経過時間のうち、Ｔ１は操舵変化時間を示し、Ｔ２は操舵角変化のない中点時間を示すものである。

図１４に示すフローチャートは、散布中の重量変化が所定以上に大きいときには繰出異常と判定し、オペレータに的確に警報出力しようとするものである。供給ホッパ２の下方に重量センサ５５を設け、散布作業中、所定間隔毎に粉粒剤の減少状況を把握し、減少量が予め設定した一定値以上に変化するときは、繰出部の異常と判定しブザー警報する構成である。

また、図１５においては、上記重量センサ５５を用いて繰出ロール１用の繰出モータＭ回転出力の補正を行なわせようとする。車体７がスリップによって車速が変化したり、ロール容積充填率の変化があったときには重量監視することにより、繰出量の補正を行なわせ適正な繰出量を確保しようとするものである。ステップＳ５０５の「回転数安定」の有無判定は所定時間繰出モータＭの変動が微小範囲内に収まっている時間が所定に継続する状態をいう。この後、重量センサ５５の読み込みを行い、繰出量を判定する（ステップＳ５０６〜Ｓ５０８）。ステップＳ５１０の繰出重量Ｊ１は、所定時間の積算繰出重量の理論値であり設定比重や繰出ロール１容積及び粉粒剤の充填率等から算出される。重量センサ５５の検出重量の所定時間の減少重量（Ｊ２）を検出値から算出し（ステップＳ５１１）、これらの重量比較に基づきロール回転数、即ち繰出モータＭの回転数を補正する（ステップＳ５１０〜Ｓ５１４）。

図１６に示す例は、コントローラは複数の比重データを記憶可能に設け、外部機器に肥料名と比重データを記憶させておくことにより、その機器からデータを変更可能に設ける構成としたもので、オペレータが使用する肥料の種類に応じた比重データをセットすることが可能となる。

図１７に示す例は、コントローラには繰出モータＭの上限設定手段を備え、この上限設定手段による上限回転数は複数に設けており、比重設定が小さいときには繰出モータＭの上限回転数を大に設定可能に構成するものである。このように構成することにより、比重が小さいときには繰出モータＭの負荷が小さくなるので、繰出モータＭの制御範囲の上限回転数を大きくすることによって、散布制御の適応範囲を拡大することができる。ステップＳ６０３の比重判定で予め設定した一定値以下であるときは、モータ上限回転数をＲ１に設定し（ステップＳ６０４，Ｓ６０５）、一定値以上のときはモータ上限回転数をＲ２（＜Ｒ１）に設定する（ステップＳ６１１）。このように構成することで上記のように制御範囲を適正に散布作業を行なうことができる。

なお、図１７の比重に加えて散布幅を加味して上限値を変更する構成としてもよい。また比重に代えてロール種類に基づき変更設定する構成としてもよい。搬送風量が基本的に変更ないとき、繰出量の大小で飛散距離に変動を生じる恐れがあるが、設定施肥量に伴ない変更設定できる前記ロール種類に基づきモータ上限回転数を変更設定し、繰出量大に対応するロール種類に対応するときは上限回転数を高くし、繰出量小に対応するロール種類ではこれを低く設定することで適応性が向上する。

また、図１８は繰出モータＭの下限回転数を設定できるようになし、例えば除草剤と肥料とで区別しようとするものである。
図１９は繰出モータＭによる繰出ロール１の回転数の設定を示すもので、本実施例では左右の繰出装置に夫々繰出ロール１及び繰出モータＭを設けてなる。このように構成することによって、左右繰出ロール１のモータ回転数を個別に計算し設定可能に構成するものである。なお、繰出ロール１の回転数Ｒｂは、
Ｒｂ＝（Ａ＊Ｗ＊Ｓ＊３０）／（Ｃ＊Ｄ）
ここで、Ａは反当り施肥量（設定施肥量、ｋｇ/１０ａ）、Ｗは散布幅（ｍ）、Ｓは作業速度（車速、ｍ/秒）、Ｃはロール容積（ｃｍ３/rev）、Ｄは比重（ｇ/ｃｍ３）である。

左右の繰出モータＭの回転数を個別に設定できることにより、左右の繰出量の誤差を繰出モータＭの回転数で調整でき、左右の繰出量を均一にすることができる。
また、図２０においては、左右の繰出モータＭの回転方向を検出し、設定と一致していない場合には警報出力することでオペレータに異常を知らせるフローチャートである。

１繰出ロール
２供給ホッパ
４散布スイッチ
１９繰出装置
２２繰出ロール軸
３５設定スイッチ（散布量設定手段）
３７増減スイッチ（散布量設定手段）
５０操舵角センサ（旋回検出手段）
５１旋回自動スイッチ
Ｍ繰出モータ（駆動手段）

Claims

供給ホッパ（２）の下方に、繰出ロール軸上に単位回転当りの繰出量を大小異ならせた複数又は複数組の繰出ロール（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）を備える繰出装置（１９）を設け、散布量設定手段（３５，３７）を備え、設定散布量と走行車体の作業速度信号を入力するコントローラを設け、該コントローラは、散布スイッチ（４）の入り操作に基づき、少なくとも上記設定散布量情報と走行車体の作業速度信号とに基づき前記繰出ロール（１Ａ，１Ｂ，１Ｃ）の繰出回転数を算出し、上記算出された繰出回転数となるように前記繰出ロール軸（２２）を駆動する駆動手段（Ｍ）を制御するよう構成した粉粒剤散布制御装置において、前記コントローラに、旋回自動スイッチ（５１）と散布作業中に走行車体の旋回状態を検出する旋回検出手段（５０）を備え、該旋回自動スイッチ（５１）が入り状態において、旋回検出手段（５０）で走行車体の旋回状態を検出するときは、前記駆動手段（Ｍ）を停止し旋回復帰状態を検出すると前記駆動手段（Ｍ）を作動出力制御する構成とした粉粒剤散布制御装置。
旋回自動スイッチ（５１）入りで旋回中に走行機体の作業速度信号「０」を検出すると、自動モードをオフし、再び作業速度信号により走行状態を検出しても自動モードに復帰せず、散布スイッチ（４）の手動入り操作に基づいて前記駆動手段（Ｍ）を駆動出力制御する構成とした請求項１に記載の粉粒剤散布制御装置。