JP2014166175A - 葉菜類の収穫機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 自走車の機体12に、葉菜類を根切りする収穫刃20を設け、収穫刃20を深さ方向に周期的に上下動させるとともに、収穫刃20の向きを、前端側が水平位置よりも低位となる下向きと、前端側が水平位置よりも高位となる上向きとの間で周期的に動作させる収穫機構部16、18を設けたことを特徴とする。収穫機構部16、18を、機体12が移動する際に、収穫刃20が土中で正弦波状に上下動しながら、下向きと上向きとの間で向きを変えながら移動するように構成することで、スムーズに葉菜類を根切りして収穫することができる。
【選択図】 図1
Description
例えば、作業機の前側で起立させて整えた葉部を両側から挟んで引き上げる搬送装置を設け、機体の前端に設けたカッタにより土の中で根を切断し、搬送装置でほうれん草を引き上げながら作業機の後方に搬送しコンテナに収納する構成としたもの(特許文献1)、ほうれん草を起立させた状態でコンテナに収納できるように搬送機構を構成したもの(特許文献2)、収穫したほうれん草を機体の側方に排出する構成としたもの(特許文献3)がある。また、土中で前後に揺動駆動する切断刃を設け、機体を手押ししながらほうれん草の根切りができるようにしたもの(特許文献4)、機体の前部に葉菜の茎部をカットする刈刃を設け、搬送コンベヤとブラシロールとで、カットされた葉菜をそのまま機体の後方へ搬送する機構と、雑草を取り込まない機構とを備えるもの(特許文献5)等がある。
ほうれん草などは土の中で根切りして収穫するが、このような葉菜類を収穫する際には、土の中で根を切断する操作と、葉を傷めずに葉菜を取り入れる操作を確実にかつ効率的に行わなければならない。
本発明は、ほうれん草等の、土の中で根切りして収穫する葉菜類を、効率的にかつ葉を傷めずに確実に収穫することができる葉菜類の収穫機を提供することを目的とする。
該収穫刃を深さ方向に周期的に上下動させるとともに、該収穫刃の向きを、前端側が水平位置よりも低位となる下向きと、前端側が水平位置よりも高位となる上向きとの間で周期的に動作させる収穫機構部を設けたことを特徴とする。
また、前記収穫機構部は、前記機体が移動する際に、前記収穫刃が土中で正弦波状に上下動しながら、前記下向きと上向きとの間で向きを変えながら移動すべく構成されていること、また、前記収穫機構部は、前記機体が移動する際に、前記収穫刃が円弧状に上下動しながら、円弧状の経路の頂部位置で上向きから下向きへ向きを転換して移動すべく構成されていることにより、葉菜類を収穫する際に土が収穫刃の前方に堆積することを抑え、葉菜類の根切りをスムーズに行うことが可能になる。
また、前記傾動フレームは、前記機体に傾動可能に支持された支持フレームと、該支持フレームに昇降可能に支持された昇降フレームとを備え、前記収穫刃は前記昇降フレームの下端部に取り付けられている構成とすることにより、収穫刃の高さ方向の位置制御を容易に行うことができる。
また、前記搬送コンベヤを、前記収穫刃の直後に配置される第1の搬送コンベヤと、該第1の搬送コンベヤの後方に配置される第2の搬送コンベヤとを備え、前記第1の搬送コンベヤの後端縁と前記第2の搬送コンベヤの前端縁とが離間する配置に設けた構成とすることにより、収穫した葉菜類に付着した土を落としながら、効率的に収穫することができる。
また、前記収穫刃の後縁に沿って収穫刃に平行に、収穫刃の上面から離間する位置に、根切りされた葉菜類を一方向へ倒すストッパロッドを備えることにより、根切りされた葉菜類の向きを揃えて確実に回収することができる。
また、圃場内を収穫機が進行する際に、圃場の地表面の高さ位置を検出するセンサを備え、該センサによる検出結果に基づき前記収穫刃の高さ位置をフィードバック制御する手段を備えることにより、圃場の地表面の凹凸状態に応じて収穫することができる。また、前記センサを、前記収穫刃の側方位置の上方に配置することにより、収穫刃に対する地表面の高さ位置を検知することにより、さらに的確に葉菜類を収穫をすることができる。
以下、本発明に係る葉菜類の収穫機の実施の形態として、ほうれん草の収穫に用いる収穫機について説明する。
図1は収穫機の側面図、図2は正面図である。本実施形態の収穫機は、クローラ10a、10bと、クローラ10a、10bを駆動するエンジンを備える自走式の機体12と、ほうれん草を根切りして収穫する収穫機構部とを備える。機体12の上部には、収穫機構部の動作等を制御する制御装置30と、電動モータ等の駆動用のバッテリボックス32が設けられている。機体12の後部には操作ハンドル13が設けられ、操作ハンドル13により、機体12の進行方向、進行速度、収穫機構部の操作等がなされる。エンジンは操作ハンドル13の下方の機体12の後部に位置する。
図1に示すように、傾動駆動部16は、伸縮駆動される駆動ロッド16aを備える駆動部本体16bが、軸16cを介して機枠14の上部に軸支され、駆動ロッド16aはその前端が傾動フレーム18の上部に軸支されている。
図2に示すように、支持フレーム18aは正面方向から見て矩形の枠体状に形成され、昇降フレーム18bは、支持フレーム18aに設けられたガイドロッド18dにガイド支持されたスライドプレート18eに支持されて高さ方向に位置調節される。
収穫刃20は、前縁部(約5cm幅)を、前側が徐々に低位となる傾斜部として、地中に進入しやすい構造としている。収穫刃20は土の中を進みながら、ほうれん草の根を切る作用と、根を切ったほうれん草を地中から地表側へ持ち上げる作用をなす。収穫刃20の前縁部は、ほうれん草の根を切断できるように鋭利に形成する。
ストッパロッド24は収穫刃20により根切りされて地表側に持ち上げられるほうれん草を後ろ向きに、いいかえれば、搬送コンベヤ22側に倒す作用をなす。収穫刃20によりほうれん草を収穫する操作では、機体12が前進するとともに、根切りしたほうれん草がその場に残される。ストッパロッド24の高さを、収穫刃20により地表側へ持ち上げられたほうれん草の根の高さ辺りに設定しておくことにより、収穫刃20の移動とともに、持ち上げられたほうれん草の根の付近にストッパロッド24が当たり、葉の上側が後ろ向きとなるようにほうれん草が倒されていく。
本実施形態では根切りされたほうれん草を搬送コンベヤ22に移載しやすくするため、搬送コンベヤ22の前側(収穫刃20側)が低位となるように搬送コンベヤ22の搬送面を傾斜させて配置している。搬送コンベヤ22の前側を地表に近くすることで、ほうれん草のひろい落としがなくなる。
本実施形態では、搬送コンベヤ22をクローラ10a、10bの全幅と略同幅としているが、搬送コンベヤ22によるほうれん草のひろい落としをなくすには、収穫刃20と搬送コンベヤ22とを同幅程度にするのがよい。
また、本実施形態では、収穫刃20により根切りされて地表に持ち上げられたほうれん草が搬送コンベヤ22に移載される作用を確かめるため、搬送コンベヤ22の前後方向の長さ(搬送距離)を35cm程度としたが、実機では搬送コンベヤを機体12側まで延設し、機体12にコンテナ等の収納部を設置して、収穫したほうれん草をコンテナ等に順次収納する構成とすることもできる。
続いて、本実施形態の収穫機によりほうれん草を収穫する作用について説明する。
本発明に係る収穫機は、クローラ10a、10bを駆動して収穫機を前進させながら、収穫刃20の向きを周期的に変え、これによって掘り下げ、掘り上げ動作を繰り返してほうれん草を収穫する。
図3(a)〜(d)は、本発明に係る収穫機の主要な構成部分と収穫時における各部の作用を示す。
図3(d)に示す状態からさらに駆動ロッド16aを突き出すことにより、収穫刃20は水平向きから下向きに向きを変え、収穫機が前進することにより収穫刃20が土中に潜る掘り下げ状態に移行する。
このような収穫刃20の動きは、地中に石などの障害物が存在した場合に、単に収穫刃20を水平に移動させる方法では、障害物を前方に押し出すばかりで、障害物を避けることができず根切りに支障をきたす結果になるのに対して、障害物を上下に押し出すように作用し、障害物の影響を受けにくくすることができるという利点もある。
図5に示すような制御を行うと、収穫刃20の前進にともなう土の堆積が抑えられ、ほうれん草の根切り動作はさらにスムーズとなる。なお、収穫刃20を円弧状に移動させる操作は、収穫作業の全工程にわたってこのような操作をしなければならない訳ではなく、必要に応じてこのような動作をするように制御すればよい。
たとえば、ほうれん草は、収穫したほうれん草の根を数mm〜5mm程度残すように根をそろえてから出荷する。したがって、ほうれん草を収穫する際には、ある程度根を長く残して(数cm程度)収穫してかまわない。圃場の状態に応じて、収穫機の動作を制御することで、確実にほうれん草を収穫することができる。実際に、本発明者らは、ほうれん草の生育圃場で、上記収穫機を用いてほうれん草を収穫する実験を行い、ほうれん草を確実に根切りして収穫できることを確認している。
図6はほうれん草の収穫機の第2の実施形態の構成を示す側面図、図7は正面図である。本実施形態の収穫機は、根切りしたほうれん草の回収に使用する搬送コンベヤを第1の搬送コンベヤ22aと第2の搬送コンベヤ22bの2段構成としたものである。自走式の機体12と、傾動フレーム18、傾動フレーム18の昇降位置を調節する調節部19、収穫刃20等の構成及び作用は前述した第1の実施の形態の収穫機と同様である。なお、傾動駆動部16は傾動フレーム18が軸18cを支点として傾動するときの傾動角度を制御するもので、第1の実施の形態における傾動駆動部16とは若干構成を異にしている。
第2の搬送コンベヤ22bは、第1の搬送コンベヤ22aの後方(機体12の進行方向に対して後方)に、第2の搬送コンベヤ22bの前端縁が第1の搬送コンベヤ22aの後端縁よりも高さ方向に見て低位となるように配置し、かつ第2の搬送コンベヤ22bの前端縁と第1の搬送コンベヤ22aの後端縁との間が離間する(離間距離20mm)ように配置する。第1の搬送コンベヤ22aの後端縁と第2の搬送コンベヤ22bの前端縁は高さ方向に離間すると同時に、進行方向の前後方向にも離間する。
第1の搬送コンベヤ22aと第2の搬送コンベヤ22bの搬送面の角度は、根切りされたほうれん草を確実に搬送する上で重要であり、収穫刃20と第1の搬送コンベヤ22aの離間間隔も適正に設定する必要がある。
収穫刃20と第1の搬送コンベヤ22aとの離間距離を一定にするため、本実施形態においては、昇降フレーム18bの下端に取り付けた支持板18fに第1の搬送コンベヤ22aを固定し、第1の搬送コンベヤ22aと第2の搬送コンベヤ22bとを連結板18gを介して連結している。第2の搬送コンベヤ22bは後端側に配置した支持ロッド23により下方から支持し、傾動フレーム18が傾動した場合でも、第1の搬送コンベヤ22aと第2の搬送コンベヤ22bの搬送面がなす角度が固定となるようにしている。
第2の搬送コンベヤ22bの傾斜角度は、傾動フレーム18が鉛直向きとなる状態で31.5°、第2の搬送コンベヤ22bの傾斜角度が最大となるのは、傾動フレーム18の上端が後方に最大傾いたときで(85°)、そのときの第2の搬送コンベヤ22bの傾斜角度は32.5°である。
第1の搬送コンベヤ22aと第2の搬送コンベヤ22bは、共通の搬送速度となるように設定し、第1の搬送コンベヤ22aから第2の搬送コンベヤ22bへ円滑にほうれん草が移送されるようにする。第1の搬送コンベヤ22aと第2の搬送コンベヤ22bの搬送速度は、根切りしたほうれん草が滞留しないように、機体12の移動速度(クローラ10a、10bの移動速度)よりも速い速度に設定する。
本実施形態の収穫機では、根切りしたほうれん草を搬送コンベヤで挟み込んで引き上げるといった回収操作を行わないから、ほうれん草などのやわらかな葉菜類を損傷させることなく収穫することができる。
本実施形態の収穫機においては、制御装置30により昇降フレーム18bの高さを制御しながら、傾動フレーム18を傾動させて収穫刃20を地中で前後方向に動かしながらほうれん草を収穫する。
上述した実施形態では、このような収穫刃20の動作を行わせる方法として、傾動フレーム18の下端に収穫刃20を取り付け、傾動駆動部16により傾動フレーム18を周期的に往復して傾動させる構成とした。このように収穫刃22を動作させる装置構成、制御装置、制御方法は、もちろん本実施形態のような傾動フレーム18を使用する方法に限るものではなく、傾動フレーム18を使用せずに構成することも可能である。
また、本発明に係る収穫機は、収穫幅の広い収穫刃を使用して収穫することにより、収穫作業を効率化させることができ、広い圃場での収穫作業に好適に利用することができる。
12 機体
14 機枠
16 傾動駆動部
16a 駆動ロッド
16b 駆動部本体
18 傾動フレーム
18a 支持フレーム
18b 昇降フレーム
18c 軸
18d ガイドロッド
18e スライドプレート
18f 支持板
19 調節部
20 収穫刃
22 搬送コンベヤ
22a 第1の搬送コンベヤ
22b 第2の搬送コンベヤ
24 ストッパロッド
30 制御装置
Claims (12)
- 自走車の機体に、葉菜類を根切りする収穫刃を設け、
該収穫刃を深さ方向に周期的に上下動させるとともに、該収穫刃の向きを、前端側が水平位置よりも低位となる下向きと、前端側が水平位置よりも高位となる上向きとの間で周期的に動作させる収穫機構部を設けたことを特徴とする葉菜類の収穫機。 - 前記収穫機構部は、前記機体が移動する際に、前記収穫刃が土中で正弦波状に上下動しながら、前記下向きと上向きとの間で向きを変えながら移動すべく構成されていることを特徴とする請求項1記載の葉菜類の収穫機。
- 前記収穫機構部は、前記機体が移動する際に、前記収穫刃が円弧状に上下動しながら、円弧状の経路の頂部位置で上向きから下向きへ向きを転換して移動すべく構成されていることを特徴とする請求項1記載の葉菜類の収穫機。
- 前記収穫機構部は、前記機体の進行方向の前方に、鉛直面内において傾動可能に支持された傾動フレームと、該傾動フレームを前記機体の進行方向に往復して傾動駆動する傾動駆動部とを備え、
前記収穫刃が前記傾動フレームの下端部に取り付けられていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項載の葉菜類の収穫機。 - 前記傾動フレームは、前記機体に傾動可能に支持された支持フレームと、該支持フレームに昇降可能に支持された昇降フレームとを備え、
前記収穫刃は前記昇降フレームの下端部に取り付けられていることを特徴とする請求項4記載の葉菜類の収穫機。 - 前記収穫刃の直後に、根切りされた葉菜類を回収する搬送コンベヤを備え、前記搬送コンベヤは前記収穫刃とともに連動して移動動作することを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項記載の葉菜類の収穫機。
- 前記搬送コンベヤは、前記収穫刃の直後に配置される第1の搬送コンベヤと、該第1の搬送コンベヤの後方に配置される第2の搬送コンベヤとを備え、
前記第1の搬送コンベヤの後端縁と前記第2の搬送コンベヤの前端縁とが離間する配置に設けられていることを特徴とする請求項6記載の葉菜類の収穫機。 - 前記第1の搬送コンベヤと第2の搬送コンベヤは、前記収穫刃とともに連動して移動動作することを特徴とする請求項7記載の葉菜類の収穫機。
- 前記収穫刃の後縁に沿って収穫刃に平行に、収穫刃の上面から離間する位置に、根切りされた葉菜類を一方向へ倒すストッパロッドを備えることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項記載の葉菜類の収穫機。
- 前記収穫機構部を制御して、前記収穫刃を深さ方向に周期的に上下動させるとともに、該収穫刃の向きを、前端側が水平位置よりも低位となる下向きと、前端側が水平位置よりも高位となる上向きとの間で周期的に動作させる制御部を備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれか一項記載の葉菜類の収穫機。
- 圃場内を収穫機が進行する際に、圃場の地表面の高さ位置を検出するセンサを備え、
該センサによる検出結果に基づき前記収穫刃の高さ位置をフィードバック制御する手段を備えることを特徴とする請求項10記載の葉菜類の収穫機。 - 前記センサは、前記収穫刃の側方位置の上方に配置されていることを特徴とする請求項11記載の葉菜類の収穫機。
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