JP2018093834A

JP2018093834A - 移植機

Info

Publication number: JP2018093834A
Application number: JP2016244269A
Authority: JP
Inventors: 啓二秦; Keiji Hata; 石川　昌範; Masanori Ishikawa; 昌範石川
Original assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2016-12-16
Filing date: 2016-12-16
Publication date: 2018-06-21
Anticipated expiration: 2036-12-16
Also published as: JP6757661B2

Abstract

【課題】施肥量が調整可能な施肥装置と、耕盤深さに基づいて施肥装置による施肥量を制御する制御部とを備えた移植機において、専用のセンサを設けることなく低コストで施肥装置による施肥量を制御できる移植機を提供することを課題としている。【解決手段】植付作業機６と、植付部２１と、施肥装置８と、圃場の耕盤深さを検出する耕盤深さ検出手段４７と、制御部５０とを備え、該制御部５０は、該耕盤深さ検出手段４７によって検出された値に基づいて、施肥装置８による施肥量を制御する移植機において、前記植付作業機６の昇降位置を検出する昇降位置検出手段３５と、前記植付部２１による植付深さを検出する植付深さ検出手段３０とを設け、前記耕盤深さ検出手段４７は、昇降位置検出手段３５により検出された植付作業機６の昇降位置と、植付深さ検出手段３０により検出された植付深さとを用いて耕盤深さを検出するように構成された。【選択図】図４

Description

本発明は、耕盤深さに応じて施肥装置による施肥量を制御する移植機に関する。

前後輪に支持される走行機体の後方に昇降可能に設けられた植付作業機と、該植付作業機側に載置された苗を掻き取って植付作業を行う植付部と、施肥量が調整可能な施肥装置と、圃場の耕盤深さを検出する耕盤深さ検出手段と、制御部とを備え、該制御部は、該耕盤深さ検出手段によって検出された値に基づいて、施肥装置による施肥量を制御する特許文献１に記載の移植機が従来公知である。

特許第５７０４２９３号公報

上記文献の移植機によれば、前記制御部は、耕盤深さ検出手段により検出された耕盤深さに基づいて、施肥装置による施肥量や施肥を行う高さ位置を良好に制御できるものであるが、施肥装置の制御のために耕盤深さを検出するためのセンサを別途に設ける必要があるため、部品点数が多くなり、メンテナンスやコスト面で課題があった。

本発明は、施肥量が調整可能な施肥装置と、耕盤深さに基づいて施肥装置による施肥量を制御する制御部とを備えた移植機において、専用のセンサを設けることなく低コストで施肥装置による施肥量を制御できる移植機を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、第１に、前後輪１，２に支持される走行機体３の後方に昇降可能に設けられた植付作業機６と、該植付作業機６側に載置された苗を掻き取って植付作業を行う植付部２１と、施肥量が調整可能な施肥装置８と、圃場の耕盤深さを検出する耕盤深さ検出手段４７と、制御部５０とを備え、該制御部５０は、該耕盤深さ検出手段４７によって検出された値に基づいて、施肥装置８による施肥量を制御する移植機において、前記植付作業機６のリフト角を検出することにより植付作業機６の昇降位置を検出する昇降位置検出手段３５と、前記植付部２１による植付深さを検出する植付深さ検出手段３０とを設け、前記耕盤深さ検出手段４７は、昇降位置検出手段３５により検出された植付作業機６の昇降位置と、植付深さ検出手段３０により検出された植付深さとを用いて耕盤深さを検出するように構成されたことを特徴としている。

第２に、前記植付作業機６に、土壌の肥沃度を検出する肥沃度検出センサ４６を設けたことを特徴としている。

前記施肥装置による施肥量の制御に用いる前記耕盤深さ検出手段を、植付作業時に通常用いられる、前記植付作業機のフロートと後輪との相対高さを検出することにより植付作業機の昇降位置を検出する昇降位置検出手段と、前記植付部による植付深さを検出する植付深さ検出手段とで構成したことにより、別途に専用のセンサ類を用いることなく耕盤深さを検出することができるため、部品点数を削減できるとともに、施肥装置による施肥量を制御する制御部をより低コストで構成することができる。

また、前記植付作業機に、土壌の肥沃度を検出する肥沃度検出センサを設けたものによれば、施肥装置による施肥量や施肥位置を検出するために必要なセンサ類を、植付作業機側の施肥位置近傍に集中配置できるため、耕盤深さと肥沃度、及び施肥位置との相関を、走行によるタイムラグを考慮せずに得ることができる。

本発明を適用した乗用田植機の全体側面図である。植付作業機を示した要部側面図である。施肥装置の構成を示した概念図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、耕盤深さ検出手段による耕盤深さの検出態様を示したモデル図である。制御部のブロック図である。別実施例における植付作業機を示した要部側面図である。別実施例における植付作業機を示した要部背面図である。

図１は、本発明を適用した乗用田植機の全体側面図であり、図２は、植付作業機を示した要部側面図であり、図３は施肥装置の構成を示した概念図である。本乗用田植機は、前輪１及び後輪２を備えた走行機体３と、該走行機体３の後部に昇降リンク４を介して昇降自在に連結された植付作業機６と、該植付作業機６と後輪２との間に配置された左右方向の整地作業機７と、圃場側にペースト状の肥料（以下、ペースト肥料）の施肥を行う施肥装置８とを備えている。

前記走行機体３は、前側に配置されたボンネット９と、該ボンネット９の後方で各種操作具が配置された操縦部１２とを備えている。該操縦部１２には、オペレータが着座する座席１３と、床面を形成するフロアステップ１４と、該操縦部１２の後方左右両側にフロアステップ１４よりも一段高く形成されて苗供給時に用いられるリアステップ１６とが設けられている。

前記植付作業機６は、左右方向の四角柱状部材であって主フレームをなす横フレーム１７と、横フレーム１７の真後側近傍から前方に向って上方に傾斜形成されて背面側に苗を載置する苗載せ台１８と、該苗乗せ台１８の下端側でマット苗を支持する左右方向に延設されたエプロン１９から苗を掻取って圃場に植付ける植付部２１と、苗載せ台１８下方に配置されて圃場面Ｘ２に接地される（田面を滑走する）前後方向のフロート２２とを備えている。

前記植付部２１は、前後方向に延設されて前記横フレーム１７側に支持固定されたプランタケース２３と、プランタケース２３の後端部に位置する左右方向の軸回りに回転駆動可能に中心側が支持されたロータリケース２４と、該ロータリケース２４の両端側に支持された植付爪２６とを有している。該植付爪２６が左右方向に複数配置されることによって、一度に複数の苗の植付作業を行うことができるように構成されている。

前記フロート２２は、前記プランタケース２３の下方側に、複数（図示する例では３つ）左右に並べて設けられている。各フロート２２は、前端側が上下揺動可能に支持されており、各フロート２２の後端側は、回動軸を介してフロート支持アーム２７が連結されている。該フロート支持アーム２７には、植付深さ調節レバー２８が連結されており、該植付深さ調節レバー２８の前後揺動操作に連動してフロート２２が上下方向に変位することによって、植付深さを調節することができる（図１乃至図３参照）。

具体的に説明すると、該植付深さ調整レバー２８は、上方揺動操作されると、前記フロート２２が植付部２１に対して下降するため、植付部２１が圃場面に対して上昇して植付深さが浅くなり、植付深さ調整レバー２８が下方揺動操作されると、フロート２２が植付部２１に対して上昇するため、植付部２１が圃場面に対して下降して植付深さが深くなるように構成されている。このとき、該植付深さ調整レバー２８の操作位置を検出するポテンショメータ等からなる植付深さセンサ（植付深さ検出手段）３０が設けられており、植付作業機６による植付深さを検出することができる。

なお、左右方向複数のフロート２２のうち、中央に配置されたセンターフロート２２Ａは、圃場面からの土圧を感知する感知体として機能する。そのため、植付作業機６の昇降位置を、センターフロート２２Ａが所定の土圧で圃場面Ｘ２と接地したことを感知した高さ、言い換えると、植付作業を行う植付位置に制御することができる。

前記整地作業機７は、前記フロート２２の前方側にステー３１により垂下されており、左右方向に延設されて回転駆動可能に支持された整地ロータ３２と、該整地ロータ３２の上方及び後方側を覆うカバー体３３とを有し、走行機体３側から伝動されるエンジン動力によって回転駆動し、圃場面を均す（整地作業する）ことができる。

ちなみに、前記植付作業機６は、昇降リンク４のリフト角を検出するリフト角ポテンショ（昇降位置検出手段）３５が設けられており、該リフト角ポテンショ３５によって検出されたリフト角により、走行機体３に対する植付作業機６の昇降位置を検出できる。

該構成によれば、本乗用田植機は、植付作業機６を植付位置まで下降作動させた状態で、植付部２１を駆動させながら前後輪１，２によって走行機体３を走行させることにより、圃場での植付作業を行うことができる。このとき、前記施肥装置８による施肥作業が同時に実行可能に構成されている。該施肥装置８について以下、詳述する。

前記施肥装置８は、走行機体３のボンネット９の左右側方側に配置されてペースト肥料を貯蔵する肥料タンク４１と、該肥料タンク４１内のペースト肥料を送出す施肥ポンプ４２と、該施肥ポンプ４２によって送出されたペースト肥料を圃場に吐出するように案内する施肥ノズル４３と、左右に複数並べて配置された施肥ノズル４３毎に設けられてペースト肥料が吐出されるか否かを操作する条止めバルブ４４と、土壌内の肥沃度を検出する肥料濃度検出装置（肥沃度検出センサ）４６と、耕盤深さを検出する耕盤深さ検出手段４７と、制御部５０とを備え、該制御部５０は、施肥を行う際に、前記肥料濃度検出装置４６によって検出された土壌の肥料濃度や、耕盤深さ検出手段４７によって検出された耕盤深さに基づいて、施肥装置８による施肥量を自動的に制御する施肥制御を実行するように構成されている。（図１乃至図３参照）。詳しくは後述する。

前記施肥ノズル４３は、前記植付部２１によって植付けられる苗の近傍の側方側であって、圃場面Ｘ２からの深さが比較的浅い位置にペースト肥料が吐出されるように設けられた側条ノズル４３Ａと、植付部２１によって左右方向に並べて植付けられる苗の間であって、側条ノズルと比較して圃場面Ｘ２からの深さが深い位置にペースト肥料が吐出されるように設けられた深層ノズル４３Ｂとを有している（図３参照）。

前記施肥ポンプ４２は、前後輪１，２の間であって走行機体３の下側に設けられており、前記肥料タンク４１内のペースト肥料を側条ノズル４３Ａに向けて送出すための側条用ポンプユニット４２Ａと、前記肥料タンク４１内のペースト肥料を深層ノズル４３Ｂに向けて送出すための深層用ポンプユニット４２Ｂとを備えている（図３参照）。

該側条用ポンプユニット４２Ａは、側条駆動モータ４５Ａ（モータ）の駆動力を制御することによって、ペースト肥料の送出量が無段階で調整できるように構成され、該深層用ポンプユニット４２Ｂは、深層駆動モータ４５Ｂ（モータ）の駆動力を制御することによって、ペースト肥料の送出量が無段階で調整できるように構成されている（図３参照）。

該構成によれば、圃場に植付けられる苗に沿って施肥する側条ノズル４３Ａから吐出される施肥量と、左右の苗間に施肥する深層ノズル４３Ｂから吐出される施肥量とを別途に制御できるため、苗の条列に沿った苗近傍の施肥位置と、苗の条間での施肥位置とで、それぞれ適した量のペースト肥料を同時に施肥することができる。

また、各駆動モータ４５によって施肥量を無段階で調整できるように構成するとともに、肥料にペースト肥料を用いたことにより、駆動モータ４５の駆動力を制御することによる、施肥ノズル４３からのペースト肥料の吐出量の変化の応答性が良くなるため、制御部５０による施肥量の制御を容易に設定することができる。さらに、施肥装置８の動力として各駆動モータ４５を用いたことにより、駆動力を作業用ＰＴＯ軸（図示しない）から取出すものと比較して構成が簡素化され、施肥ポンプ４２の設置スペースも小さくできる。

前記条止めバルブ４４は、前記座席１３の後方側に配置されている（図１参照）。該条止めバルブ４４は、側条用ポンプユニット４２Ａと側条ノズル４３Ａとの間の経路に設けられた側条側バルブ４４Ａと、深層用ポンプユニットと深層ノズル４３Ｂとの間の経路に設けられた深層バルブ４４Ｂとを備え、各施肥ノズル４３について別個にバルブの開閉が操作可能に構成されている。

これにより、オペレータは、条止めバルブ４４を操作することによって、操縦部１２側から施肥が実行される施肥ノズル４３を任意に選択することができる。ちなみに、該条止めバルブ４４には、該条止めバルブ４４から各施肥ノズルに向けてペースト肥料を案内する複数のホース部材（図示しない）が着脱可能な連結部が設けられている。

また、該条止めバルブ４４が配置される座席後方には、各施肥ノズル４３が詰っているか否かを検出して報知する詰りセンサユニット４８が設けられている。該詰りセンサユニット４８により、各側条ノズル４３Ａ及び深層ノズル４３Ｂにペースト肥料や異物が詰っている場合には、異常を検知してオペレータに報知することができる。

前記肥料濃度検出装置４６は、左右一対の電極部４９，４９と、一対の電極部４９，４９間を流れる電流値と電圧とを測定する測定装置（図示しない）とを有し、圃場（土壌）内に差込まれた一対の電極部４９，４９間を流れる電流値と、電圧とから算出された電気伝導度から土壌の肥沃度を検出できるように構成されており、該電極部４９は、前記整地作業機７側に設けられている（図１及び図２参照）。

具体的に説明すると、一対の電極部４９，４９は、前記整地作業機７のカバー体３３の左右両端側にそれぞれ取付けられることにより、左右に並べられた植付部２１による植付作業が行われる範囲での土壌の肥沃度が検出できるように構成されている。また、各電極部４９，４９は、カバー体３３の背面側から下方に向けて突出するように取付けられることにより、前記整地ロータ３２の後方側で電極部４９が圃場（泥）内に差込まれるように構成されている。

該構成によれば、施肥装置８がペースト肥料を用いるものであって、管路抵抗により保持された肥料を施肥ポンプ４２で圧送することによって肥料を吐出するものであるから、ホッパから繰り出された肥料をブロアの風圧により圃場に落下させて施肥する粒状施肥装置や、管路抵抗が少なくノズルから流出し易い液肥施肥装置と比較して、管路長を考慮に入れる必要なく施肥量を応答性良く制御できる。また、肥料濃度検出装置４６（電極部４９）が、施肥装置８によってペースト肥料が吐出される施肥ノズル４３の前方側近傍に配置されるため、肥料濃度検出装置４６によって検出された土壌の肥沃度に基づいて、制御された施肥量で肥料を目的の施肥位置に排出するにあたり制御部５０の設定が容易になる。

また、該電極部４９が、センターフロート２２Ａによる感知に基づいて昇降位置が制御される植付作業機６の昇降作動に伴って、同時に昇降位置が制御される整地作業機７（カバー体３３）に取付けられるため、前記電極部４９が、植付作業時には常に圃場面から所定の深さで差込まれた状態を保持できるため、安定して土壌の肥沃度を検出することができる。

なお、該電極部４９が整地作業機７のカバー体３３後部側に取付けられたことにより、一対の電極部４９，４９が整地ロータ３２によって整地された直後の圃場面に差込まれるため、左右の電極部４９の圃場内への差込深さが安定する。これにより、肥料濃度検出装置４６により検出される土壌の肥沃度の精度も向上する。

次に、図４及び図５に基づき、耕盤深さ検出手段４７の具体的な構成について説明する。図４は、（Ａ）及び（Ｂ）は、耕盤深さ検出手段による耕盤深さの検出態様を示したモデル図である。前記耕盤深さ検出手段４７は、前記昇降リンク４のリフト角を検出することにより、植付作業機６の昇降位置を検出する前記リフト角ポテンショ３５と、植付部２１の植付深さを検出する前記植付深さセンサ３０とから構成され、両センサから得られる検出値から耕盤深さを検出する。

具体的に説明すると、図４（Ａ）に示されるように、前記植付作業機６が、感知体であるセンターフロート２２Ａによって圃場面Ｘ２から所定の土圧を感知した（圃場面Ｘ２に接地した）昇降位置である前記植付位置へ昇降作動されることにより、前記リフト角ポテンショ３５によって検出されたリフト角により、後輪２が接地する耕盤Ｘ１からフロート２２の下面側が接地する圃場面Ｘ２までの高さ（ｈ１）を検出することができる。

しかしながら、図４（Ｂ）に示されるように、前記フロート２２の植付作業機６（横フレーム１７）に対する高さ位置は、前記植付深さ調節レバー２８の上下揺動操作による植付深さの調整によって変動する。該植付深さ調整レバー２８の操作に基づいて変動する植付作業機６の昇降量（ｈ２）は、前記植付深さセンサ３０により検出することができる。

これにより、前記耕盤深さ検出手段４７は、前記リフト角ポテンショ３５によって検出される耕盤深さ基準高さ（ｈ１）から、前記植付深さセンサ３０によって検出される昇降高さ（ｈ２）を加減算することによって、施肥量の制御に用いる耕盤深さ（Ｈ）を検出することができる。

該構成によれば、前後輪１，２が接地して走行する耕盤Ｘ１から、前記フロート２２が滑走する圃場面Ｘ２までの高さである耕盤深さを検出する耕盤深さ検出手段４７を、通常の植付作業機６に取付けられているリフト角ポテンショ３５と、植付深さセンサ３０とから構成することにより、耕盤深さを検出する専用のセンサを別途に設ける必要がなくなるため、部品点数を削減し、コストを低く抑えることができる。

次に、図５に基づき、前記制御部について説明する。図５は、制御部のブロック図である。前記制御部５０の出力側には、植付作業機６の昇降を操作する作業機操作カム（図示しない）を駆動させる作業機操作カムモータ５１と、前記側条施肥駆動モータ４５Ａと、前記深層施肥駆動モータ４５Ｂとが接続されている。

一方で、前記制御部５０の入力側には、作業機準備スイッチ５２と、植付自動スイッチ５３と、植付作業機６の上昇操作を検出する作業機操作スイッチ（上側）５４と、植付作業機６の下降操作を検出する作業機操作スイッチ（下側）５６と、作業機操作カムの操作位置を検出する作業機操作カムポテンショ５７と、前記リフト角ポテンショ３５と、前記植付深さセンサ３０と、ＧＰＳアンテナ５８と、通信装置５９と、走行機体の走行速度を検出する回転センサ６１と、前記肥料濃度検出装置４６とが接続されている。

該制御部５０は、前記作業機準備スイッチ５２を入操作（ＯＮ操作）されると、植付作業機６及び施肥装置８を駆動可能な状態とする一方で、作業準備スイッチ５２が切操作（ＯＦＦ操作）されると、植付作業機６及び施肥装置８の駆動が規制された状態とする。これに加えて、植付自動スイッチ５３が入操作（ＯＮ操作）されると、植付作業機６を植付位置まで下降作動された状態で、直進走行させることにより、植付部２１による苗の植付作業及び施肥装置８による施肥作業が行われる植付自動制御が実行可能な状態とする一方で、植付自動スイッチを切操作（ＯＦＦ操作）すると、植付自動制御の実行が規制された状態とする。

また、該制御部は、植付自動制御等によって植付作業を行う際に、前記施肥装置を駆動させて圃場への施肥を行う施肥制御が同時に実行するように構成されている。なお、該施肥制御は、植付作業が実行されない状態でも実行可能に構成しても良い。

該施肥制御は、前記肥料濃度検出装置４６によって、土壌の肥沃度から土壌特性を検出し、検出した箇所に施肥するペースト肥料の量を制御する。具体的には、該肥料濃度検出装置４６により検出された土壌の肥沃度が基準値と比較して十分でないことが検出された場合には、検出箇所へのペースト肥料の送出し量を増やし、土壌の肥沃度が基準値と比較して十分であることが検出された場合には、ペースト肥料の送出し量を減らすことができる。これにより、施肥装置による施肥作業時において、土壌での肥沃度にムラが少なくなるようにペースト肥料の散布量を過不足なく制御することができる。

同様に、該施肥制御は、前記耕盤深さ検出手段４７によって検出された耕盤深さ（水田深さ）が深い場合には、走行機体のスリップ量が多くなることから、ペースト肥料の送出し量を減らし、耕盤深さが基準よりも浅いことが検出された場合には、走行機体のスリップ量が少なくなるため、ペースト肥料の送出し量を増やすことにより、耕盤深さの違いによらず、施肥量が均一になるように制御することができる。

さらに、前記制御部５０は、例えば、前記ＧＰＳアンテナ５８と、タブレットＰＣやスマートフォン等の通信装置５９によって、植付作業を行う圃場データや、圃場の状態や、施肥するペースト肥料の種類や、土壌に必要な肥料の量等の様々な情報を取得し、施肥装置による施肥量の制御に反映させることができる。

次に、図６及び図７に基づき、施肥装置に設けた前記肥料濃度検出装置の配置の別実施例について、上述の例と異なる点を説明する。図６及び図７は、別実施例における植付作業機を示した要部側面図及び要部背面図である。前記肥料濃度検出装置４７は、前記苗載せ台１８下端側のエプロン１９の左右両端側に上下回動可能に設けられたエプロンガード機構６６に取付けられている。

前記エプロンガード機構６６は、前記横フレーム１７の左右両端側において、前面及び後面から下方に向って延設された２枚の板状部材６７ａ，６７ｂからなる支持ブラケット６７と、該支持ブラケット６７に板状の取付部材６９を介して上下回動可能に支持された先端がＵ字状に湾曲された棒状部材である回動部材６８とを備えている。

該回動部材６８は、横フレーム１７の左右両端側にそれぞれ設けられており、各回動部材は、その先端側がエプロン１９の左右端部外側を覆うようにしてガードする位置まで上方回動操作したガード姿勢と、回動部材６８の先端側が下方側に向けられて回動部材６８がスタンドとして機能する位置まで下方回動操作したスタンド姿勢とに姿勢切換可能に構成されている（図７参照）。

これに対し、前記肥料濃度検出装置４７を構成する左右一対の電極部４９，４９は、前記横フレーム１７の左右端側にそれぞれ設けられた前記支持ブラケット６７，６７側に取付部材６９を介してそれぞれ取付固定されている。これにより、前記電極部４９を植付作業機６（エプロン１９）の左右両端側に形成された空きスペースに配置することができるため、肥料濃度検出装置４７をスペース効率良く設置することができる。

さらに、前記電極部４９は、前後の板状部材からなる支持ブラケット６７の間（後側の板状部材の前面側）に取付固定されているため、電極部４９が支持ブラケット６７によって保護され、耐久性が向上する。

１前輪
２後輪
３走行機体
６植付作業機
８施肥装置
２１植付部
３０植付深さセンサ（植付深さ検出手段）
３５リフト角ポテンショ（昇降位置検出手段）
４６肥料濃度検出装置（肥沃度検出センサ）
４７耕盤深さ検出手段
５０制御部

Claims

前後輪（１，２）に支持される走行機体（３）の後方に昇降可能に設けられた植付作業機（６）と、
該植付作業機（６）側に載置された苗を掻き取って植付作業を行う植付部（２１）と、
施肥量が調整可能な施肥装置（８）と、
圃場の耕盤深さを検出する耕盤深さ検出手段（４７）と、
制御部（５０）とを備え、
該制御部（５０）は、該耕盤深さ検出手段（４７）によって検出された値に基づいて、施肥装置（８）による施肥量を制御する移植機において、
前記植付作業機（６）のリフト角を検出することにより植付作業機（６）の昇降位置を検出する昇降位置検出手段（３５）と、
前記植付部（２１）による植付深さを検出する植付深さ検出手段（３０）とを設け、
前記耕盤深さ検出手段（４７）は、昇降位置検出手段（３５）により検出された植付作業機の昇降位置と、植付深さ検出手段（３０）により検出された植付深さとを用いて耕盤深さを検出するように構成された
移植機。
前記植付作業機（６）に、土壌の肥沃度を検出する肥沃度検出センサ（４６）を設けた
請求項１に記載の移植機。