JP2014128220A - 田植機 - Google Patents

Abstract

【課題】田面位置をより正確に検知できる技術を提供する。
【解決手段】田面位置を検知するフロート（１４）を備える田植機１であって、前記フロート（１４）とは別に設けられ、田面位置を検知するセンサ２０を備え、前記センサ２０の検知部２１は、前記フロート（１４）の側方であって、植え付け位置Ｐの直前方に配置される。また、前記センサ２０の検知部２１は、前記フロート（１４）の最外幅よりも内側に配置される。また、前記センサ２０の検知部２１は、前記フロート（１４）において側方に突出する部位の後方に配置される。
【選択図】図４

Description

本発明は、フロートを備える田植機に関する。

特許文献１には、フロート中央下部の溝にセンサアームを設け、センサアームの回動角度を検出することで圃場の硬度を検知し、その硬度に基づいて整地ロータの回転速度を制御する田植機が開示されている。

特開２００２−１２５４２３号公報

苗の植え付け精度を向上するためには、圃場の硬さ及び高さをより正確に検知することが求められる。
例えば、圃場の状況によってはフロートが圃場に沈み込んでしまい、フロートによる田面位置の検知精度が低くなることがある。そこで本発明は、田面位置をより正確に検知できる技術を提供することを課題とする。

本発明の第一態様に係る田植機は、田面位置を検知するフロートを備える田植機であって、前記フロートとは別に設けられ、田面位置を検知するセンサを備え、前記センサの検知部は、前記フロートの側方であって、植え付け位置の直前方に配置されることを特徴とする。

前記センサの検知部は、前記フロートの最外幅よりも内側に配置される。

前記センサの検知部は、前記フロートにおいて側方に突出する部位の後方に配置される。

前記センサは、前記フロートの昇降に同調して昇降可能である。

前記センサは、植付部のフレームに支持され、前記植付部における植付爪に対する前記フロートの高さの変更に応じて昇降する。

前記センサは、前記植付部における植付爪に対する前記フロートの高さの変更の影響を受けない位置に回動可能に支持され、前記センサによって検知される田面位置は、前記回動角度を前記植付部高さの変更に応じて補正することにより得られる。

本発明の第二態様に係る田植機は、フロートと、苗の植え付け位置の直前方に配置されるセンサとによって田面位置を検知することを特徴とする。

本発明によれば、田面位置をより正確に検知できる。

田植機の全体図である。 植付部を示す側面図である。 植付部に設けられるフロート及びセンサを示す上面図である。 植付部に設けられるフロート及びセンサを示す側面図である。 センサの検知部の他の実施形態を示す図である。 植付部に設けられるフロート及びセンサの別実施形態を示す図である。 ６条植え以外の田植機にセンサを取り付ける際の他の実施形態を示す図であり、偶数条（４条）植えの田植機に設ける例を示す。 ６条植え以外の田植機にセンサを取り付ける際の他の実施形態を示す図であり、偶数条（８条）植えの田植機に設ける例を示す。 ６条植え以外の田植機にセンサを取り付ける際の他の実施形態を示す図であり、奇数条（５条）植えの田植機に設ける例を示す。 ６条植え以外の田植機にセンサを取り付ける際の他の実施形態を示す図であり、奇数条（７条）植えの田植機に設ける例を示す。 植付部に車速センサを取り付ける実施形態を示す図である。 センサと車速センサとの位置関係を示す側面図である。 水深及び車速と車速センサの動きとの関連を示す図である。 植付部に水深センサを取り付ける実施形態を示す図である。

図１に示すように、田植機１は、エンジン２、動力伝達部３、植付部４及び昇降部５を備える。植付部４は、昇降部５を介して機体に連結されており、昇降部５によって上下方向に昇降可能である。植付部４には、動力伝達部３を介してエンジン２からの動力が伝達される。田植機１は、エンジン２の駆動によって走行しながら、植付部４によって圃場Ｇに苗を植え付ける。
本実施形態では、圃場Ｇに田面水Ｗが張られた状態で、圃場Ｇの表面から所定の植え付け深さでの苗の植え付け作業が行われる場合について説明する。なお、圃場Ｇに田面水Ｗが張られていない状態での植え付け作業についても同様の技術思想を適用できる。

エンジン２からの駆動力は、動力伝達部３においてトランスミッション６を介して、ＰＴＯ軸７に伝達される。ＰＴＯ軸７はトランスミッション６から後方に突出して設けられる。ＰＴＯ軸７からユニバーサルジョイントを介して植付伝動ケース８に動力が伝達されて、植付部４が駆動される。また、トランスミッション６から後方に向けて駆動軸９が設けられ、駆動軸９からリアアクスルケース１０に駆動力が伝達される。

図２に示すように、植付部４は、植付アーム１１、植付爪１２、苗載台１３、フロート１４等を備える。植付爪１２は、植付アーム１１に取り付けられている。植付アーム１１は、植付伝動ケース８から伝達される動力によって回転する。
植付爪１２には、苗載台１３から苗Ｒが供給される。植付アーム１１の回転運動に伴って、植付爪１２が圃場Ｇ内に挿入され、所定の植え付け深さとなるように苗Ｒが植え付けられる。なお、本実施形態では、ロータリ式の植付爪を採用しているが、クランク式のものを用いても良い。

［フロート］
図３に示すように、植付部４は、左右方向に配置される複数のフロート（本実施形態ではセンターフロート１４Ａ及び二つのサイドフロート１４Ｂ）を備える。各フロートは、植付部４を構成する植付フレーム１５に取り付けられる。より具体的には、各フロートは、植付フレーム１５に設けられる回動支軸１６にリンク機構１７を介して取り付けられる。
中央に配置されるセンターフロート１４Ａは、田面検知用のフロート検知体として利用される。具体的には、田面の凹凸に応じたセンターフロート１４Ａの角度から植付部高さ（圃場Ｇと植付部４との距離）が決定されている。つまり、センターフロート１４Ａの沈下量を考慮してセンターフロート１４Ａの目標角を決定するため、圃場硬度を考慮した植付部高さが決定される。

［センサ］
図３及び図４に示すように、植付部４の植え付け位置Ｐの直前方には、センサ２０が設けられる。センサ２０は、前方から後方に向けて延出される。センサ２０は、回動自在に支持され、重力によって垂れ下がるため、先端部が圃場Ｇの表面に接触した状態が維持される。つまり、センサ２０の先端部が常に圃場Ｇの表面をなぞるように田植機１が進行する。そして、センサ２０の回動角度を計測することによって、センサ２０と圃場Ｇの位置関係を検出することができ、圃場Ｇの実高さ（苗Ｒを植え付ける田面高さ）を検出することができる。このように、センサ２０によって圃場Ｇの実高さを検出することによって、センターフロート１４Ａの沈下量（泥状の圃場Ｇへの沈み込み量）を計測できる。
そして、センサ２０によって苗Ｒの植え付け直前でのセンシングを実現することで、センシング精度の向上を図ることができる。

センサ２０の先端部には、検知部２１として、小径の棒体が複数平行に延出されている。また、検知部２１の先端は、上方側に折り曲げられている。つまり、検知部２１を細長く構成することによって、圃場Ｇ及び田面水Ｗとの接触面積を小さくして抵抗を低減し、検知部２１が圃場Ｇから離れ難くなるようにしている。これとともに、検知部２１を複数の棒体で構成して熊手形状に形成することによって、検知部２１に夾雑物が噛み込むことを防いでいる。
検知部２１を構成する材料としては針金等、所望の長さに対して形状を保持できる程度の強度を有するものが適している。検知部２１の長さは、例えばセンサ２０が圃場Ｇに接触した状態で、田面水Ｗよりも上方に延出される程度が適している。

このように、田面検知用に用いられるセンターフロート１４Ａとは別にセンサ２０を設けて、センサ２０によって植え付け位置Ｐの近傍で田面位置を検知している。
これにより、センターフロート１４Ａによる田面検知によって得られる植付部高さを、センサ２０による田面検知によって得られる圃場Ｇの実高さに基づいて補正できる。従って、苗Ｒの植え付けを圃場Ｇの状況に応じて精度良く行うことができる。
また、植え付け位置Ｐの直前方位置とは、苗Ｒを植え付けるためにフロートで整地された後の圃場Ｇであり、そのような状態の圃場Ｇをセンシングするため、圃場Ｇの表面に現れる凹凸形状がセンサ２０に与える影響及びフロートによって生じる泥水流がセンサ２０に与える影響を低減できる。

図３に示すように、センサ２０は、検知部２１がセンターフロート１４Ａの最外幅よりも内側に位置するように配置されている。つまり、走行中にセンターフロート１４Ａが起こす水流の発生源の端部よりも内側に検知部２１を配置することで、フロートの泥流の影響を受けないようにしている。また、センターフロート１４Ａによって圃場Ｇを整地することで、夾雑物の影響が検知部２１に及ばないようにしている。
すなわち、センターフロート１４Ａの先端には、両側方に突出する傘部２２が設けられる。傘部２２の後方にセンサ２０が配置される。これにより、検知部２１が受けるセンターフロート１４Ａの引き波の影響を最小限に留めることができる。

図４に示すように、センサ２０は、植付部４を支持する植付フレーム１５に取り付けられており、植付部４の昇降に伴って昇降する。センターフロート１４Ａも同様に植付フレーム１５に取り付けられているため、センターフロート１４Ａとセンサ２０は植付部４に同調して昇降する。このように、センターフロート１４Ａとセンサ２０の高さ方向の位置関係を保持することで、センサ２０の検知結果の信頼性を向上し、センサ２０による圃場Ｇの実高さに関する情報を最大限に活用することができる。
また、センサ２０における植付フレームへの取付部には、センサ２０の下方への回動角度を規制する規制部材（不図示）が設けられる。これにより、センサ２０の回動範囲が制限され、走行中等、植付部４を上昇させた時にセンサ２０を確実に地面から離すことができる。

さらに、センサ２０の高さが植付部４の植付爪１２の高さ変化に応じて変化させることで、植付部４において設定される苗の植深さに連動させてセンサ２０を動かすことができ、田面水Ｗの深さ、圃場Ｇの硬度等に応じて設定される植深さに対してもセンサ２０による検知結果を有効利用することが可能となる。
なお、センサ２０の取り付け位置を植付フレーム１５以外の場所にしても良い。すなわち、センサ２０を植付部４における植付爪１２に対するセンターフロート１４Ａの高さの変更の影響を受けない位置に取り付けても良い。この場合、取り付け位置の高さと植付部４の高さの差に基づいてセンサ２０による検知結果を補正することで、田面位置を正確に検知することができ、最適の植深さを実現することが可能である。

上記の実施形態では、後端部が上方に向けて折り曲げられた検知部２１について説明しているが、検知部２１の形状はこれに限定されない。図５に、検知部２１の他の実施形態を示す。
図５（Ａ）は、検知部２１の後端部を上方に向けて湾曲させた実施形態を示す。図５（Ｂ）は、検知部２１の後端部を上方に向けて湾曲させるとともに、その後端が前方を指すまで湾曲させた実施形態を示す。図５（Ｃ）は、検知部２１の後端部を上方に向けて折り曲げて、後端が上方を指すまで屈曲させた実施形態を示す。

図６に示すように、センサ２０を両サイドフロート１４Ｂに設け、その検知部２１を植え付け位置Ｐの直前方に配置しても良い。この場合も同様に各サイドフロート１４Ｂの傘部２２の後方に検知部２１が位置するように配置することが好ましい。
このように両側方のサイドフロート１４Ｂに設けられるセンサ２０で田面検知することで、左右に離れた位置で同時に検知することができ、検知精度を向上できるとともに、植付部４の水平方向の傾き等に良好に対応できる。

以上の実施形態において説明した田植機１は６条植えのものであるが、図７に示すような４条植え、図８に示すような８条植え等、６条植え以外の偶数条の田植機、又は図９に示すような５条植え、図１０に示すような７条植え等の奇数条の田植機についても同様にセンサ２０を設けることが可能である。
つまり、一つ又は複数のセンサ２０を複数設けられるフロートの一つ以上に配置し、そこにおいて、センサ２０をフロートの最外幅よりも内側、すなわちフロート側部に突出する傘部の後方に設けることで上述の実施形態と同様の作用効果を奏する。また、図８に示すように、センサ２０を設けるフロートはセンターフロートに限定されることはなく、センターフロートの両側方に位置するサイドフロートに設ける、又は最外のサイドフロートに設ける等、サイドフロートに設けることで、左右方向の凹凸を検知できるという利点がある。

［車速センサ］
図１１及び図１２に示すように、植付部４に田植機１の車速を検知する車速センサ６０が設けられる。車速センサ６０は、田植機１の進行方向に対して平面部分を向けて配置されるプレート６１と、プレート６１を前方側から支持するアーム６２と、アーム６２を植付フレーム１５に対して回動自在に支持する回動部６３とにより構成され、回動部６３の回動量をポテンショメータ６４にて検知する。

プレート６１の通常時の位置、つまりプレート６１の自重によって下後方に垂れ下がっている状態では、回動部６３に付与されるポテンショメータ６４のねじりトルクと合わせてプレート６１の下端が圃場Ｇの水底に接触するように設定される。
また、車速センサ６０は、植付部４においてセンターフロート１４Ａとサイドフロート１４Ｂの間に配置されている。つまり、植付部４に設けられるセンサ２０の位置と車速センサ６０の位置とを合わせるように配置される。

図１３に示すように、水深が深く、かつ、車速が高速の状況を車速センサ６０が検知するように、プレート６１が受ける水流の抵抗とアーム６２の回動の設定が行われる。
水深が浅く、かつ、車速が低速の場合は、プレート６１に生じる抵抗が、プレート６１にかかる自重等よりも小さくなり、アーム６２は回動しない。水深が浅く、かつ、車速が高速の場合も、プレート６１が水流から受ける抵抗は、プレート６１にかかる力よりも小さくなり、アーム６２は回動しない。また、水深が深く、かつ、車速が高速の場合でも、プレート６１が水流から受ける抵抗がプレート６１にかかる力よりも小さくなり、アーム６２は回動しない。
他方、水深が深く、かつ、車速が高速の場合のみ、プレート６１が水流から受ける抵抗がプレート６１にかかる自重及びポテンショメータ６４のねじりトルクよりも大きくなり、アーム６２が上方に回動する。このアーム６２の回動量をポテンショメータ６４で検出することにより、水深が深い条件下での高速走行を検知し、その車速を検知する。

以上のように設定することで、田面水Ｗの水深が深い状態で田植機１の車速が所定の速度よりも高速になると、プレート６１の面で受ける水流の抵抗が大きくなり、アーム６２が回動する。このアーム６２の回動を検知することで、水深が深い状況での田植機１の高速作業を検知できる。
高速作業時には、田面検知フロートであるセンターフロート１４Ａの浮き上がりが発生することがあるが、車速センサ６０によってそれを検知することによって、センターフロート１４Ａの浮上に対する補正が可能となる。
また、センターフロート１４Ａとサイドフロート１４Ｂの間に車速センサ６０を配置することで、センサ２０との側面視位置を合わせることができるため、これらのセンサ２０・６０によるセンシング精度を向上することができる。また、フロート間に発生する引き波の高さが車速感度を向上することができる。

［水深センサ］
図１４に示すように、植付部４に圃場Ｇに張られた田面水Ｗの水深を検知する水深センサ７０が設けられる。水深センサ７０は、先端に設けられ、浮力を持つ浮き７１と、浮き７１を支持するアーム７２とにより構成される。ポテンショメータ等によりアーム７２の回動角を検出することによって浮き７１の高さを検出して、田面水Ｗの水深に関するデータを取得する。
また、水深センサ７０は、浮き７１が植え付け位置Ｐの近傍であって、植え付けられた苗Ｒと干渉しない位置に配置されている。例えば、図１４（Ａ）に示すようにアーム７２の回動基部がフロート１４、又は図１４（Ｂ）に示すように植付フレーム１５等、植付部４の高さ変化に連動して昇降可能な位置に取り付けられる。
以上のように、センサ２０による田面位置の検知に、水深センサ７０による水深の検知の情報を加えて制御することが可能であり、植え付け精度の向上に寄与できる。また、浮き７１の浮力を調整することで、車速等に応じた最適な水深検知が可能である。

１：田植機、４：植付部、１１：植付アーム、１２：植付爪、１４：フロート、１４Ａ：センターフロート、１４Ｂ：サイドフロート、１５：植付フレーム、２０：センサ、２１：検知部、２２：傘部、Ｇ：圃場、Ｐ：植え付け位置、Ｒ：苗、Ｗ：田面水

Claims (7)

1. 田面位置を検知するフロートを備える田植機であって、
   前記フロートとは別に設けられ、田面位置を検知するセンサを備え、
   前記センサの検知部は、前記フロートの側方であって、植え付け位置の直前方に配置されることを特徴とする田植機。
2. 前記センサの検知部は、前記フロートの最外幅よりも内側に配置される請求項１に記載の田植機。
3. 前記センサの検知部は、前記フロートにおいて側方に突出する部位の後方に配置される請求項１又は２に記載の田植機。
4. 前記センサは、前記フロートの昇降に同調して昇降可能である請求項１から３の何れか一項に記載の田植機。
5. 前記センサは、植付部のフレームに支持され、前記植付部における植付爪に対する前記フロートの高さの変更に応じて昇降する請求項１から４の何れか一項に記載の田植機。
6. 前記センサは、前記植付部における植付爪に対する前記フロートの高さの変更の影響を受けない位置に回動可能に支持され、前記センサによって検知される田面位置は、前記回動角度を前記植付部高さの変更に応じて補正することにより得られる請求項１から３の何れか一項に記載の田植機。
7. フロートと、苗の植え付け位置の直前方に配置されるセンサとによって植え付ける田面高さを検知することを特徴とする田植機。

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