JP2012196179A

JP2012196179A - レール式薬剤散布装置

Info

Publication number: JP2012196179A
Application number: JP2011062761A
Authority: JP
Inventors: Yuji Nagasaki; 裕司長崎
Original assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Current assignee: National Agriculture and Food Research Organization
Priority date: 2011-03-22
Filing date: 2011-03-22
Publication date: 2012-10-18

Abstract

【課題】レールに沿って走行される主作業機の走行機構を簡易な構造とすることで、小型軽量化と取扱性の向上を図り、他の作業用レールへの横移動も容易に行うことができるレール式薬剤散布装置を提供する。
【解決手段】縦レール２（作業用レール）に沿って走行し、薬液を周囲に散布する散布ノズル３が搭載される主作業機１０を有し、該主作業機１０は、縦レール２の上側に位置して該縦レール２の上面を転動するつば付きの上部車輪１２・１３と、該縦レール２の下側に位置して該縦レール２の下面を転動するつば付きの下部車輪１４と、該車輪を駆動する駆動モータを有する駆動機構１５とを具備し、前記上部車輪１２・１３は２輪、下部車輪１４は１輪設けられ、前記駆動機構１５は、これら上部車輪１２・１３及び下部車輪１４の少なくとも１輪を駆動することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハウスの梁構造を利用して懸架設置した作業用レールに沿って自動往復するレール式薬剤散布装置に係り、特に、駆動方式の合理化を図ることで小型軽量化と取扱性の向上を図る技術に関する。

従来より、施設園芸の管理作業の中で、防除作業は作業負担が大きく作業の省力・軽労化が求められている。また、高齢者や女性作業者でも効率的に利用できる薬剤散布装置の開発が必要とされており、各種無人・自動化機器が開発されている。
このため、２０００年には四国農業試験揚（現、近畿中国四国農業研究センター）において、メーカーと共同でレール式自動薬剤散布装置が開発されたが、小規模な施設園芸に対応するためには、更なる低コストかつ取扱性の優れた小型機が求められている。

従来、この種の技術として、特許文献１に示されるレール式自動薬剤散布装置が知られている。
このレール式自動薬剤散布装置では、ハウス内の作業用レールに沿って主作業機を懸架走行させ、該主作業機から、ホースで送られてきた薬液をブームノズルで散布する。本装置は比較的規模の大きい棚田の水平連棟ハウスでの使用を想定し、自動往復作業と、簡易な横移動台車によるレール間移動ができる機能を有している。

主作業機については、搭載バッテリを電源としてＤＣモータにより駆動輪を駆動して走行する。ここで、走行機構は、２個の駆動輪で角パイプレールを上下から挟んで駆動する方式とし、レールから脱線しないよう遊転輪を上下に複数配置した構成を有している。また、往復走行については、機体前方のリミットスイッチが作業用レールの端部に取り付けられたストッパに当たると、モータ回転方向が逆転するごとにより往復走行する。停止は機体後方のリミットスイッチが作動することによる。
なお、当該発明では作業用レール間の横移動方式も示しており、作業用レールに直交して配置したハンガーレールに懸架した手押し横移動台車に、主作業機を乗り移らせて行うとしている。
また、この種の技術として、非特許文献１に示されるレール式自動薬剤散布装置も知られている。

特開２０００−３１７３６３号公報

棚田の水平連棟ハウスに対応したレール式自動薬剤散布装置（１９９９）、四国農業試験場平成１０年度研究成果情報

ところで、従来のレール式薬剤自動散布装置は、角パイプレールを上下から複数の駆動輪及び遊転輪で挟み込んで走行するものである。このため、構造的に小型軽量化には限界がある。搭載バッテリが乗用車用と同じく大きいこともあって、機体質量は約２５ｋｇにもなっていた。
横移動については、ハンガーレールに２輪で懸架走行する横移動台車を使用しており、質量２５ｋｇの散布装置を搭載して容易に動かせるものの、大掛かりな構造であるために、主作業機を異なるハウスで使用する場合など、該主作業機の円滑な移動ができないという問題があった。

この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、レールに沿って走行される主作業機の走行機構を簡易な構造とすることで、小型軽量化と取扱性の向上を図り、他の作業用レールへの横移動も容易に行うことができるレール式薬剤散布装置を提供する。

上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
すなわち、本発明は、作業用レールに沿って走行し、薬液を周囲に散布する散布ノズルが装着される主作業機を有し、該主作業機は、前記作業用レールの上側に位置して該作業用レールの上面を転動するつば付きの上部車輪と、該作業用レールの下側に位置して該作業用レールの下面を転動するつば付きの下部車輪と、該車輪を駆動する駆動モータを有する駆動機構とを具備し、前記上部車輪は２輪、下部車輪は１輪設けられ、前記駆動機構は、これら上部車輪及び下部車輪の少なくとも１輪を駆動することを特徴とする。

また、本発明は、作業用レールに沿って走行し、薬液を周囲に散布する散布ノズルが装着される主作業機を有し、該主作業機は、前記作業用レールの上側に位置して該作業用レールの上面を転動するつば付きの上部車輪と、該作業用レールの下側に位置して該作業用レールの下面を転動するつば付きの下部車輪と、該車輪を駆動する駆動モータを有する駆動機構と、を具備し、前記上部車輪は１輪、下部車輪は２輪設けられ、前記駆動機構は、これら上部車輪及び下部車輪の少なくとも１輪を駆動することを特徴とする。

本発明によれば、主作業機の上部車輪を２輪、下部車輪を１輪とする、又は主作業機の上部車輪を１輪、下部車輪を２輪とし、駆動機構により、これら合計３輪の上部車輪及び下部車輪の少なくとも１輪を駆動する構成であるので、従来のように多数の車輪を駆動モータで駆動することがなく、その結果、駆動機構が簡素化され、全体重量の軽量化を図ることができる。
また、これら主作業機の上部車輪及び下部車輪をつば付きとしたので、該つばによって、これら車輪が作業用レールに嵌合し、途中で脱輪することなく、作業用レール上を円滑走行することができる。また、車輪形状をつば付きとすることで、従来装置で脱線防止のために取りつけられていた遊転輪の機能も代替させることができ、この点でも、車輪に係る構成を簡素化することができる。
また、これら主作業機の上部車輪及び下部車輪は、作業用レールを挟んで全部で３輪であるので、例えば、２輪を作業用レールに載せた後、残りの１輪を該作業用レールに挟み込むという作業により、該作業用レールからの取り付けが簡単になる。同様に、作業用レールからの主作業機の取り外しの際には、１輪を作業用レールから外した後、残りの２輪を該作業用レールから離すようにすれば、その取り外しが容易となる。さらに、上述したように全体重量の軽量化が図られているので、これら作業用レールへの取り付け、取り外し作業も簡単に行うことができる。

また、主作業機を他の作業用レールに横移動させる際には、作業者が主作業機を持って直接取り外す又は取り付ける以外に、横移動台車も使用することができる。例えば、横移動台車を主作業機が懸架されている作業用レールの一端に配置した状態で、該横移動台車の昇降機構を操作して支持フレームを上昇させ、該支持フレーム上の補助レールを、作業用レールの端部に接続しかつ該作業用レールと同一線上に配置することができる。そして、この状態で、前記作業用レールに懸架された主作業機をスライドさせて補助レールに受け渡し懸架させることができる。その後、主作業機が懸架された当該横移動台車の台車部を作業者が手押して横移動することで、該横移動台車上の主作業機を他の作業用レールまで簡単に運搬することができる。このとき、該台車部には、主作業機が懸架された支持フレームを昇降させる昇降機構が設けられているので、該昇降機構によって、主作業機が懸架される支持フレームを、作業用レールの高さに合わせて上下位置の調整をすることができ、その結果、該作業用レールと支持フレームとの間での主作業機の受け渡しを円滑に行うことが可能となる。
また、このような手押し式の横移動台車を用いて、作業用レール間の主作業機の移転を行うことができるので、従来のようにハウス内に横移動用のハンガーレールを設置する必要もなく、この点においても構造の簡素化が可能となる。

ハウス及びハウス内の作業用レール（縦レール）を示す斜視図である。図１にＩＩで示される作業用レールに懸架された主作業機の斜視図である。主作業機の駆動機構を示す図である。主作業機が補助レールに懸架された状態を示す図である。主作業機が横移動台車に搭載された状態を示す斜視図である。図５にＶＩで示される箇所にて、作業用レール（縦レール）と補助レールとが結合されるところを示す正面図であって、（Ａ）作業用レールと補助レールとが同一線上に配置された状態を示す図、（Ｂ）は補助レールから連結部材が突出した状態を示す図、（Ｃ）は連結部材を介して作業用レールと補助レールとが結合された状態を示す図である。駆動機構の他の形態１を示す図である。駆動機構の他の形態２を示す図である。

本発明に係るレール式薬剤散布装置の実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
図１において、符号１は作物畝の長手方向に沿って建設された３連棟のハウスであり、このハウス１内において、作物畝の上方に、ハウス１の梁や支柱を利用して角パイプレールからなる３本の縦レール２が一定の高さでかつ互いに間隔をおいて架設され、各縦レール２には、散布機３が搭載される主作業機１０が懸架可能となっている。

該主作業機１０は、縦レール２に沿う前後（矢印ａ−ｂ方向）何れの方向にも移動可能に設けられたものであって、該主作業機１０に搭載された散布機３により、縦レール２の両側にある作物畝に薬液を散布する。

該主作業機１０の具体的構成について、図２及び図３を参照して説明する。
該主作業機１０は、装置本体を構成するケーシング１１と、該ケーシング１１内に回転自在に設けられた３つの車輪１２〜１４と、該車輪１２〜１４の少なくとも１輪を駆動する駆動機構１５と、を有する構成である。

前記車輪１２〜１４の中で、車輪１２及び車輪１３は上部車輪であって、縦レール２の上面に沿って走行する。車輪１４は下部車輪であって、該縦レール２の下面に沿って走行する。そして、このような上部車輪の車輪１２・１３、及び下部車輪の車輪１４によって、縦レール２を上下方向から挟むことで、主作業機１０が縦レール２に沿って矢印ａ−ｂ方向に走行自在となる。
また、これら車輪１２〜１４として、その周縁部に、フランジ部となるつば１２Ａ〜１４Ａが設けられたつば付き車輪が用いられている。そして、車輪１２〜１４の形状をつば付きとすることで、従来装置で脱線防止のために取りつけられていた遊転輪の機能を代替させている。

そして、このような主作業機１０では、縦レール２を挟んだ上部車輪１２・１３及び下部車輪１４が全部で３輪であるので、例えば、縦レール末端において、上部車輪１２を該縦レール２に載せた後、矢印ａ方向に進行させ下部車輪１４とで該縦レール２を挟み込みながら、さらに進行させ上部車輪１３を該縦レール２に載せるという作業により、該縦レール２への取り付けが簡単に行える。また、縦レール２からの主作業機１０の取り外しの際には、矢印ｂ方向に進行させ上部車輪１３の１輪を縦レール２から外した後、残りの上部車輪１２と下部車輪の１４の２輪を該縦レール２から離すようにすれば、その取り外しが容易にできる。

前記駆動機構１５は、図３に示すように、駆動モータ２０と、該駆動モータ２０の回転を減速する減速機２１と、該減速機２１を経由した駆動モータ２０の駆動力が伝達される駆動スプロケット２２と、該駆動スプロケット２２に巻回されて該駆動スプロケット２２に伝達された駆動力を、下部車輪１４に伝達するチェン２３と、を有するものであって、該チェン２３に加わる駆動力は、車輪１４と同軸状に配置される車輪スプロケット２４に伝達されることで、該車輪１４を回転駆動させる。

そして、このような主作業機１０では、合計３輪の上部車輪１２・１３及び下部車輪１４の１つ（本例では、下部車輪１４）を駆動し、残りの上部車輪１２・１３の２輪を遊動輪とする方式も採用でき、従来のように多数の車輪を駆動モータで駆動することがなく、その結果、駆動機構１５を簡素化し、全体重量の軽量化を図ることもできる。

また、主作業機１０を他の縦レール２に横移動（矢印ａ‐ｂ方向と直交する方向）させる際には、作業者が主作業機１０を持って、直接取り外す又は取り付ける以外に、横移動台車３０も使用することができる。この横移動台車３０は、図４に示すように、作業者が手押しすることによって地面を走行可能な台車部３１と、主作業機１０を懸架可能な補助レール３２を水平に支持する支持フレーム３３を有し該支持フレーム３３を前記台車部３１上にて昇降自在に支持する昇降機構３４と、を具備する構成とされ、前記補助レール３２は懸架部材３３Ａで吊り下げられることにより、前記支持フレーム３３上に水平に支持されている。また、前記懸架部材３３Ａは、前記支持部材３３の上端部に脱着自在に設けられており、該支持部材３３の上端にて補助レール３２を介して前記主作業機１０が支持される。

そして、このような横移動台車３０では、昇降機構３４の昇降動作により、支持フレーム３３上の補助レール３２を、水平状態を維持したまま上下動させることができる。また、図５に示すように、昇降機構３４による支持フレーム３３の上昇時に、前記補助レール３２を、前記縦レール２の端部に接続しかつ該縦レール２と同一線上に配置することができ、この状態で、前記縦レール２に懸架された主作業機１０を矢印ｂ方向（図５参照）にスライドさせて補助レール３２に受け渡し懸架させることができる。
その後、横移動台車３０を横移動させることで、該補助レール３２を他の縦レール２と同一線上に接続して、該補助レール３２に懸架された主作業機１０を、該縦レール２に受け渡すことができる。また、このとき、縦レール２と補助レール３２の高さが互いに違ったとしても、昇降機構３４の昇降動作により、補助レール３２の高さを調整して他の縦レール２と同一線上に配置することができ、これにより補助レール３２から縦レール２への主作業機１０の受け渡しを支障なく行うことができる。

なお、前記補助レール３２は、縦レール２と同様、角パイプレールによって構成されているが、図６に示すように、この補助レール３２の端部内には、該補助レール３２よりも小径の連結部材４０が軸方向に出入り可能に挿入されている。そして、このような補助レール３２では、縦レール２と同一線上に配置した状態で、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、内部に収容されている連結部材４０を引き出して突出させ、その後、図６（Ｃ）に示すように、該連結部材４０の突出部を、同一線上に配置された縦レール２内に挿入させるようにすれば、該補助レール３２を介して、これら縦レール２と補助レール３２とを隙間が発生することなく互いに結合することが可能となる。また、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示すような補助レール３２からの連結部材４０の突出、又はその後の補助レール３２への連結部材４０の収納は該連結部材４０の側部に設けたつまみ４０Ａにより行う。

また、上記例では、上部車輪１２・１３及び下部車輪１４という３つ車輪によって、縦レール２を上下方向から挟むようにしたが、１つの上部車輪、２輪の下部車輪によって縦レール２を上下方向から挟むようにしても良い。
また、上記例では、下部車輪１４を駆動モータ２０で駆動することで主作業機１０を駆動走行させるようにしたが、下部車輪１４のみの駆動に限定されず、駆動モータ２０の動力を、図７に示すように下部車輪１４とともに上部車輪１３に伝達、又は図８に示すように下部車輪１４とともに上部車輪１２・１３の双方に伝達しても良い。
すなわち、３つの車輪１２〜１４で縦レール２を上下方向から挟み、これら車輪の少なくとも１輪を駆動することで、縦レール２に沿って主作業機１０を走行させることを必須とするものである。

以上詳細に説明したように本実施形態に示すレール式薬剤散布装置では、主作業機１０の上部車輪１２・１３を２輪、下部車輪１４を１輪とする、又は主作業機１０の上部車輪１２・１３を１輪、下部車輪１４を２輪とし、駆動機構１５により、これら合計３輪の上部車輪１２・１３及び下部車輪１４の少なくとも１輪を駆動する構成であるので、従来のように多数の車輪を駆動モータ２０で駆動することがなく、その結果、駆動機構１５が簡素化され、全体重量の軽量化を図ることができる。

また、これら主作業機１０の上部車輪１２・１３及び下部車輪１４をつば付きとしたので、これらつば１２Ａ〜１４Ａによって、これら車輪が縦レール２に嵌合し、途中で脱輪することなく、縦レール２上を円滑走行することができる。また、車輪形状をつば付きとすることで、従来装置で脱線防止のために取りつけられていた遊転輪の機能も代替させることができ、この点でも、車輪に係る構成を簡素化することができる。

また、これら主作業機１０の上部車輪１２・１３及び下部車輪１４は、縦レール２を挟んで全部で３輪であるので、例えば、２輪を縦レール２に載せた後、残りの１輪を該縦レール２に挟み込むという作業により、該縦レール２からの取り付けが簡単になる。同様に、縦レール２からの主作業機１０の取り外しの際には、１輪を縦レール２から外した後、残りの２輪を該縦レール２から離すようにすれば、その取り外しが容易となる。さらに、上述したように全体重量の軽量化が図られているので、これら縦レール２への取り付け、取り外し作業も簡単に行うことができる。

また、主作業機１０を他の縦レール２に横移動させる際には、横移動台車３０も利用することができる。具体的には、横移動台車３０を主作業機１０が懸架されている縦レール２の一端に配置した状態で、該横移動台車３０の昇降機構３４を操作して支持フレーム３３を上昇させ、該支持フレーム３３上の補助レール３２を、縦レール２の端部に接続しかつ該縦レール２と同一線上に配置することができる。そして、この状態で、前記縦レール２に懸架された主作業機１０を矢印ｂ方向（図５参照）にスライドさせて補助レール３２に受け渡し懸架させることができる。その後、主作業機１０が懸架された当該横移動台車３０の台車部３１を作業者が手押して横移動することで、該横移動台車３０上の主作業機１０を他の縦レール２まで簡単に運搬することができる。このとき、該台車部３１には、主作業機１０が懸架された支持フレーム３３を昇降させる昇降機構３４が設けられているので、該昇降機構３４によって、主作業機１０が懸架される支持フレーム３３を、縦レール２の高さに合わせて上下位置の調整をすることができ、その結果、該縦レール２と支持フレーム３３との間での主作業機１０の受け渡しを円滑に行うことが可能となる。
すなわち、このような手押し式の横移動台車３０を用いて、縦レール２間の主作業機１０の移し変えを行うことができるので、従来のようにハウス内に横移動用のハンガーレールを設置する必要もなく、この点においても構造の簡素化が可能となる。

以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。

本発明は、ハウスの梁構造を利用して懸架設置したレールに沿って自動往復するレール式薬剤散布装置に係り、特に、駆動方式の合理化を図ることで小型軽量化と取扱性の向上を図る技術に関する。

２縦レール（作業用レール）
３散布ノズル
１０主作業機
１２上部車輪
１３上部車輪
１４下部車輪
１５駆動機構
２０駆動モータ
３０横移動台車
３１台車部
３２補助レール
３３支持フレーム
３４昇降機構

Claims

作業用レールに沿って走行し、薬液を周囲に散布する散布ノズルが装着される主作業機を有し、
該主作業機は、前記作業用レールの上側に位置して該作業用レールの上面を転動するつば付きの上部車輪と、該作業用レールの下側に位置して該作業用レールの下面を転動するつば付きの下部車輪と、該車輪を駆動する駆動モータを有する駆動機構とを具備し、
前記上部車輪は２輪、下部車輪は１輪設けられ、前記駆動機構は、これら上部車輪及び下部車輪の少なくとも１輪を駆動することを特徴とするレール式薬剤散布装置。
作業用レールに沿って走行し、薬液を周囲に散布する散布ノズルが装着される主作業機を有し、
該主作業機は、前記作業用レールの上側に位置して該作業用レールの上面を転動するつば付きの上部車輪と、該作業用レールの下側に位置して該作業用レールの下面を転動するつば付きの下部車輪と、該車輪を駆動する駆動モータを有する駆動機構と、を具備し、
前記上部車輪は１輪、下部車輪は２輪設けられ、前記駆動機構は、これら上部車輪及び下部車輪の少なくとも１輪を駆動することを特徴とするレール式薬剤散布装置。
前記作業用レールから取り外された主作業機が懸架される補助レールを有する横移動台車を有し、
該横移動台車は、作業者の手押しによって地面を走行可能な台車部と、前記補助レールを水平に支持する支持フレームを有し該支持フレームを前記台車部上にて昇降自在に支持する昇降機構とを有し、
前記補助レールは、該昇降機構による前記支持フレームの上昇時に、前記作業用レールの端部と接続され、かつ該作業用レールと同一線上に配置されることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のレール式薬剤散布装置。