JP2019149942A - 苗移植機 - Google Patents

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Abstract

【課題】作業性を向上させる苗移植機を提供すること。【解決手段】実施形態の一態様に係る苗移植機1は、圃場に複数条の苗を植え付ける苗植付部3と、複数条分の苗が一体化されたロール状の苗を収容する苗収容部7とを備える。【選択図】図1

Description

本発明は、苗移植機に関する。
従来、ロール状のマット苗を用いた苗移植機が知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開2000−201513号公報
しかしながら、上記苗移植機では、植付条毎にロール状のマット苗を苗載置台に載置しなければならず、ロール状のマット苗を載置する際の作業性が低下するおそれがある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、作業性を向上させる苗移植機を提供することを目的とする。
上記した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の一態様に係る苗移植機(1)は、圃場に複数条の苗を植え付ける苗植付部(3)と、複数条分の苗が一体化されたロール状の苗を収容する苗収容部(7)とを備える。
実施形態の一態様によれば、作業性を向上させることができる。
図1は、苗移植機の概略側面図である。 図2Aは、苗収容部の左側面図である。 図2Bは、苗収容部の背面図である。 図3は、苗移植機の制御系について説明するブロック図である。 図4は、変形例に係る苗収容部を示す図である。 図5は、変形例に係る苗移植機における苗収容部の搬送状態を説明する図である。 図6は、変形例に係る苗移植機を説明する概略側面図である。 図7は、変形例に係る苗移植機の側面図である。 図8は、障害物検出装置の概略を説明する図である。 図9は、変形例に係る障害物検出装置の概略を示す図である。 図10は、変形例に係る障害物検出装置の概略を示す図である。 図11は、変形例に係る障害物検出装置の概略を示す図である。 図12は、畦が土かコンクリートかを判定する判定処理のフローチャートである。 図13は、赤外線レーザなどの配置例を示す図である。 図14は、赤外線レーザを取り付けたケースの上下方向における断面を示す概略図である。 図15は、赤外線レーザを走行車体のバンパーに設けた場合の概略を示す図である。
本発明に係る苗移植機の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではなく、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。さらに、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、かつ、容易なもの、或いは実質的に同一のものいわゆる均等の範囲のものが含まれる。
なお、以下では前後、左右の方向基準は、苗移植機が苗を圃場に植え付ける場合に進む方向を前方とした前後方向、重力が作用する方向を下方とした上下方向、前後方向および上下方向に垂直な方向を左右方向とする。
実施形態に係る苗移植機1について図1を参照し説明する。図1は、苗移植機1の概略側面図である。
苗移植機1は、駆動輪である前輪10および後輪11を備える走行車体2の後部に、苗植付部3を昇降自在に連結して構成される。苗植付部3は、昇降リンク機構4を介して走行車体2に連結される。
苗植付部3は、苗載置台5から苗を取り出して、苗を圃場に植え付ける移植部6を備える。移植部6は、左右方向に複数設けられる。苗植付部3は、複数の列(複数条)で植え付けることができる。苗移植機1は、例えば、苗を6列で植え付ける、いわゆる6条植の苗植付部3を有する。
苗載置台5の一部は、後述する苗収容部7とともに左右方向に往復動可能である。苗載置台5は、苗を押さえてガイドする複数のガイドローラー5aを備える。
走行車体2には、エンジン(不図示)を収容するエンジンケース20の上方に、作業者が着座可能なシート(運転席)21が設けられる。走行車体2は、エンジンで発生した動力を、油圧式無段変速装置(以下、「HST」という。)を介して前輪10および後輪11に伝達し、走行車体2を前進、および後進させる。
エンジンで発生した動力は、走行車体2を前後進させるためだけでなく、苗植付部3などを駆動するためにも用いられる。例えば、エンジンで発生した動力は、走行車体2の旋回時に、苗植付部3を昇降させるために用いられる。また、エンジンで発生した動力は、苗植付部3によって圃場に苗を植え付けるために用いられる。
走行車体2には、シート21の前方に前輪10の舵角を調整するためのハンドル23が設けられ、シート21の後方にロール状のマット苗N(以下、ロール苗と称する。)を収容する苗収容部7が設けられる。走行車体2は、苗収容部7が左右方向に往復動可能となるように、苗収容部7を下方から支持するローラー22を備える。ローラー22は、前後方向に複数列、例えば、2列設けられる。また、ローラー22は、各列について左右方向に複数設けられる。なお、ローラー22は、苗収容部7、例えば、苗収容部7の下面に設けられてもよい。
苗収容部7は、複数条分の苗が一体化されたロール苗Nを収容する。苗収容部7は、1回の工程で圃場に苗を植え付ける条数分、例えば、6条分の苗が一体化されたロール苗Nを収容する。苗収容部7は、圃場に苗を植え付ける場合に、苗載置台5の一部とともに左右方向に往復動する。苗収容部7は、苗収容部駆動機構(不図示)によって左右方向に往復動される。
苗収容部7は、下ケース30と、上ケース31とにより構成される。下ケース30および上ケース31は、ロール苗Nが巻き付けられた軸部32を回転可能に支持する。
上ケース31は、下ケース30に対して図2Aの矢印で示すように回動可能に、すなわち開閉可能に取り付けられる。図2Aは、苗収容部7の左側面図である。上ケース31の後端面には、図2Bに示すように、ロール苗Nを苗載置台5に向けて送り出すための苗搬送口31aが形成される。図2Bは、苗収容部7の背面図である。また、上ケース31は、苗植付部3が上昇した場合に、回動可能な蓋部31bを備える。蓋部31bは、前方側の軸を中心に回動する。蓋部31bは、苗搬送口31aの一部を形成する。
なお、上ケース31は、図2Aに示す固定部31cによって下ケース30に固定することができる。
苗収容部7では、上ケース31を開くことでロール苗Nを補充することができる。なお、苗収容部7は、左右方向の側面に補充口を設け、左右方向からロール苗Nを補充可能としてもよい。
このように、苗移植機1は、複数条分の苗が一体化されたロール苗Nを苗収容部7から苗載置台5に送り出し、移植部6によって苗を圃場に植え付ける。
また、苗移植機1は、圃場内を自動走行しつつ、苗を圃場に植え付けることができる。ここで、苗移植機1に搭載される制御系について図3を参照し説明する。図3は、苗移植機1の制御系について説明するブロック図である。
苗移植機1の自動走行は、コントローラ50が、自動操舵装置51に対して操舵制御を行うことによってなされる。すなわち、上空を周回している航法衛星300から受信した電波によって自身の位置情報を取得し、取得した位置情報と、舵角検出装置51bにより取得した前輪10の舵角とに基づき、コントローラ50は、苗移植機1を自動走行させることができる。
苗移植機1の位置情報は、走行車体2に設けられた受信アンテナ52aにより取得される。受信アンテナ52aは、GNSS(Global Navigation Satellite System)制御装置あるいはGPS(Global Positioning System)制御装置などの位置情報取得装置52の一部を構成する。
コントローラ50は、CPU(Central Processing Unit)等を有する処理部や、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の記憶部、さらには入出力部を備える。これらは互いに接続されて互いに信号の受け渡しが可能であり、記憶部には苗移植機1を制御するためのコンピュータプログラムが格納される。
コントローラ50には、苗移植機1の走行をはじめとする駆動系を制御する駆動制御装置53や、その他の各種アクチュエータ54が接続される。
なお、各種アクチュエータ54は、例えば、エンジンの吸気量を調節するスロットルモータ、HSTを作動させる油圧装置、苗植付部3や、苗収容部7を移動させるモータや油圧装置である。
また、コントローラ50には、例えば、ロール苗Nの残量を検出する苗センサ55や圃場の植付状況を撮像する監視カメラ56が接続される。監視カメラ56が撮像した画像データを、例えば作業責任者が視認することで、欠株の存在あるいは植付作業状況を判断することができる。また、監視カメラ56は、使用目的に応じて配設位置を適宜設定することができる。さらに、例えば、走行車体2の向きを検出する方位センサ、走行車体2の姿勢を検出する姿勢センサなどをはじめとする様々な情報を取得する各種センサ57が接続される。
なお、コントローラ50は、オペレータが携行する遠隔装置(不図示)と所定の無線通信規格により無線接続することが可能である。遠隔装置は、携帯電話やタブレット端末装置を利用することもできる。
また、苗移植機1は、コントローラ50により制御される自動操舵装置51と、位置情報取得装置52とを備えている。
自動操舵装置51は、コントローラ50により駆動を制御されるステアリングモータを含むステアリング機構51aを備え、コントローラ50による苗移植機1の自動操舵を可能にしている。コントローラ50は、例えば、起動スイッチ(不図示)がONになると、位置情報取得装置52が取得した位置情報に基づき、自動操舵装置51を介して走行車体2の自動運転を開始する。
位置情報取得装置52は、GNSSやGPSで使用される航法衛星300からの信号を受信する受信アンテナ52aを有し、地球上における苗移植機1の位置情報(座標情報)を取得し、取得した位置情報をコントローラ50に伝達する。
位置情報取得装置52で取得した走行車体2の位置データから、コントローラ50は、苗移植機1の実速度を導出することもできる。すなわち、一定時間内における走行車体2の移動量から実走行速度を逐次算出することができる。したがって、コントローラ50は、苗の植付作業に最適な速度を維持しながら自動走行することができる。また、例えば、前輪10や後輪11がスリップなどした場合でも、後輪11の回転量と関係なく、苗移植機1の実車速を取得することができる。
こうして、苗移植機1は、コントローラ50により、舵角検出装置51bが検出した前輪10の舵角と、取得した位置情報とに基づいてステアリング機構51aを制御しながら、予め定められた作業経路(以下、自動走行経路と称する。)に沿って自動走行しつつ、苗の植付作業などを自動的に実行することができる。
苗移植機1は、複数条分の苗が一体化されたロール苗Nを収容する苗収容部7を備え、ロール苗Nから苗植付部3によって圃場に苗を植え付ける。
これにより、複数条分の苗を一度に補充することができ、ロール苗Nの補充が容易となり、作業性を向上させることができる。
苗移植機1は、苗植付部3の昇降に伴って回動する蓋部31bを備える。これにより、苗移植機1は、苗植付部3が昇降した場合に、ロール苗Nが傷むことを抑制することができる。
苗移植機1は、苗収容部7を左右方向に往復動可能となるようにローラー22を備える。これにより、苗移植機1は、苗収容部7を容易に左右方向に往復動させることができ、苗の植え付け作業を容易に行うことができる。
苗移植機1は、走行車体2を自動走行させるコントローラ50を備える。これにより、苗移植機1は、自動走行を行いつつ、苗を圃場に植え付けることができ、作業性を向上させることができる。
なお、苗収容部7は、走行車体2に脱着可能であってもよい。すなわち、走行車体2に対して苗収容部7を取り替え可能であってもよい。この場合、苗収容部7には、例えば、図4に示すように左右方向に取っ手7aを設けてもよい。図4は、変形例に係る苗収容部7を示す図である。
また、走行車体2は、図5に示すようにスライドレール35を設けてもよい。図5は、変形例に係る苗移植機1における苗収容部7の搬送状態を説明する図である。図5では、説明のため苗植付部3を省略している。スライドレール35は、走行車体2から左右方向に伸縮させることができる。スライドレール35は、例えば、走行中には折り畳まれて走行車体2に保持されている。
苗収容部7を搬送する場合には、スライドレール35が走行車体2から車両200まで伸びる。そして、スライドレール35を用いて車両200と走行車体2との間で苗収容部7を移動させる。これにより、苗収容部7の搬送が容易となる。なお、苗移植機1は、走行車体2の上下方向の高さを調整する調整部(不図示)を備えてもよい。調整部は、電動モータや、油圧装置によって走行車体2の高さを調整する。これにより、苗収容部7の搬送が容易となる。
また、苗移植機1は、図6に示すように、苗収容部7をシート21の下方に設けてもよい。図6は、変形例に係る苗移植機1を説明する概略側面図である。
また、苗収容部7は、図7に示すように、シートや、ハンドルを有さずに自動走行を行う苗移植機1に搭載されてもよい。図7は、変形例に係る苗移植機1の側面図である。変形例に係る苗移植機1は、走行車体2の前方に苗収容部7を備える。なお、苗収容部7を走行車体2に対して脱着可能とする場合には、前方から走行車体2にアクセス可能としてもよい。例えば、苗移植機1は、スライドレール35(図5参照)を前方に伸縮可能としてもよい。
走行車体2は、苗収容部7から苗植付部3に苗を搬送する搬送部36を備える。搬送部36は、複数のローラー36aを備える。
搬送部36によって搬送される苗の上方には、ガイドローラー5aが設けられる。すなわち、ガイドローラー5aは、搬送部36の上方にも配置されている。このように、搬送部36の上方で、ガイドローラー5aによって苗が押さえられている。搬送部36によって搬送される苗の上方に設けられたガイドローラー5aは、苗植付部3が昇降する場合には、苗植付部3とともに昇降する。
苗移植機1は、シートなどを有さないため、大きい苗収容部7、すなわち大きいロール苗Nを走行車体2に載置することができる。
これにより、ロール苗Nの補充回数を少なくし、作業性を向上させることができる。
また、苗移植機1は、ガイドローラー5aが苗植付部3とともに昇降することで、苗植付部3が昇降した場合に、苗が傷むことを抑制することができる。
苗移植機1は、上記した構成に加えて、以下で説明する構成を有してもよい。
苗移植機1は、自動走行を行う場合に、前輪10の舵角を調整するステアリング機構51a(図3参照)の異常を検出するためのセンサを複数用いて舵角の操作出力に対する応答を監視する。
これにより、苗移植機1は、ステアリング機構51aの異常を正確に検出することができ、自動走行を安全に、かつ正確に行うことができる。
苗移植機1は、自動走行経路と、苗移植機1の位置情報との間に誤差が生じ、誤差が予め設定された所定誤差以下の場合には、作業者に報知する。また、苗移植機1は、誤差が所定誤差よりも大きい場合には、苗移植機1を停止させる。これにより、苗移植機1は、自動走行を安全に行うことができる。
苗移植機1が圃場から出る場合、例えば、畦を越えて走行する場合には、苗移植機1は、HSTの開度を絞り、エンジンの出力軸の回転速度を低下させる。また、苗移植機1は、エンジンの出力軸の回転速度を低下させても、是正されない場合には、エンジンを停止させる。これにより、苗移植機1は、例えば、自動走行時に、苗移植機1が圃場から出ることを抑制することができる。
苗移植機1は、図8に示すように、障害物検出装置40を備える。図8は、障害物検出装置40の概略を説明する図である。
苗移植機1は、左右方向に複数、例えば4つの障害物検出装置40を備える。障害物検出装置40は、例えば、従来の苗移植機1でサイドマーカー、前板ガードが設けられている箇所に取り付けられる。障害物検出装置40は、上下方向の軸を中心に回動可能であり、バネ(不図示)によって回動方向に付勢され、走行車体2に取り付けられたアーム41を備える。アーム41は、バネ43によって外側に付勢されるボール42を先端に備える。障害物検出装置40は、ボール42によって偏荷重を受け流し、アーム41によって障害物との接触を検出する。障害物検出装置40は、ボール42またはアーム41が障害物に当接し、バネによる付勢に抗して、図8の矢印で示す方向にアーム41が回動すると、障害物を検出する。
苗移植機1は、障害物検出装置40により障害物が検出された場合に、ステアリング機構51a(図3参照)を制御することで、自動走行を行う。例えば、苗移植機1は、障害物が検出されていない方向に苗移植機1を旋回させる。または、苗移植機1は、障害物検出装置40による障害物が検出された場合に、苗移植機1を停止させる。
障害物検出装置40は、図9に示す構成であってもよい。図9は、変形例に係る障害物検出装置40の概略を示す図である。障害物検出装置40は、アーム41の先端にローラー44を備える。障害物検出装置40は、ローラー44によって偏荷重を受け流す。
障害物検出装置40は、図10に示す構成であってもよい。図10は、変形例に係る障害物検出装置40の概略を示す図である。障害物検出装置40は、円弧状のアーム41を備える。障害物検出装置40は、円弧状のアーム41によって偏荷重を受け流し、障害物との接触をポテンショメータ(不図示)によって検出する。
なお、障害物検出装置40は、図11に示すように、樹脂製のアーム41の中に圧電素子45を入れ、アーム41内を流体で満たし、アーム41の変形時の圧力変化を検知してもよい。図11は、変形例に係る障害物検出装置40の概略を示す図である。
これらにより、苗移植機1は、航法衛星300(図3参照)からの信号を受信できない場合であっても、障害物検出装置40を用いて自動走行を行うことができる。また、苗移植機1は、障害物検出装置40による障害物が検出された場合の位置情報に基づいて、航法衛星300からの信号による位置情報を補正することができる。
苗移植機1は、ビーコン(不図示)を用いて自動走行経路を補正してもよい。これにより、苗移植機1は、天候や、航法衛星300からの信号の受信状況に関わらず、自動走行経路に沿って自動走行を行うことができる。
苗移植機1は、例えば、監視カメラ56(図3参照)によって隣接条を監視することで、苗が植え付けられていないエラー区間を検出する。そして、苗移植機1は、前工程における苗の植え付けでエラー区間がある場合には、隣接条のエラー区間に苗の植え付けを行う。
これにより、例えば、エラー区間が圃場の中程に形成されることが抑制され、エラー区間は圃場の端に形成される。そのため、例えば、手作業によるエラー区間への苗の植え付けが容易となる。
苗移植機1は、監視カメラ56によって得られた画像データに基づいて畦が土かコンクリートかを判定する。例えば、苗移植機1は、図12に示す処理を行う。図12は、畦が土かコンクリートかどうかを判定する判定処理のフローチャートである。
苗移植機1は、監視カメラ56によって画像データを取得し(S10)、画像データに基づいて畦際の連続性を検知する(S11)。例えば、苗移植機1は、近似曲線化を行い、畦際の連続性を検知する。そして、苗移植機1は、パターン認識により、畦が土かコンクリートかを判定する(S12)。苗移植機1は、畦が土である場合には(S12:No)、予め設定された位置を畦位置として設定する(S13)。苗移植機1は、畦がコンクリートである場合には(S12:Yes)、予め設定された位置を補正し、補正した位置を畦位置として設定する(S14)。例えば、苗移植機1は、予め設定された位置に対して、例えば、50mm内側の位置を畦位置として設定する。
これにより、苗移植機1は、畦に対する近接位置を自動判別することができる。
なお、苗移植機1は、図13に示すように、赤外線レーザ60を用い、水面で反射し検出不能となる部分に対し、検出可能となる部分を畦として認識し、その連続性から圃場内の畦を検出してもよい。赤外線レーザ60は、位置情報取得装置52やコントローラ50(図3参照)などの電子機器とともにケース61に収容され、苗収容部7(図7参照)などの苗補給ユニット62の上方に配置される。図13は、赤外線レーザ60などの配置例を示す図である。
赤外線レーザ60は、図14に示すようにケース61に形成された孔61aから斜め下方に向けて、赤外線を照射するように設けられる。図14は、赤外線レーザ60を取り付けたケース61の上下方向における断面を示す概略図である。
赤外線レーザ60を用いた畦の検出は、レベル差(高低差)が生じた場合に畦が検出される。これは、圃場の場合には、反射のために計測ができないためである。
苗移植機1は、自動走行経路において、畦に近接する10m程度手前から赤外線レーザ60による計測を始める。
苗移植機1は、ポリゴンミラー(不図示)によって水平方向に植付条幅分の計測を行ってもよい。これによっても、苗移植機1は、計測誤差を低減することができる。なお、赤外線レーザ60を用いることで、ポリゴンミラーを用いる場合よりも、コストを低減することができる。
また、苗移植機1は、走行車体2の振動(ピッチング方向、ヨーイング方向)を用いて走行車体2の姿勢を検出し、赤外線レーザ60による計測を補正してもよい。これにより、苗移植機1は、計測誤差を低減することができる。
なお、苗移植機1は、赤外線レーザ60により、赤外線を走行車体2の斜め前方に向けて照射してもよい。これにより、苗移植機1は、畦、および圃場の隅部を検出することができる。
これらにより、苗移植機1は、航法衛星300からの信号を受信できない場合であっても、自動走行を行うことができる。
また、苗移植機1は、ケース61を苗補給ユニット62の上方に設けることで、メンテナンス性を向上させることができ、位置情報取得装置52による信号の受信性能を向上させることができる。また、苗移植機1は、ハーネスを集約させることができ、ハーネスが苗収容部7などに接触することを抑制し、ハーネスの断線を抑制することができる。
苗移植機1は、ビーコンと、赤外線レーザ60とを用いて自動走行を行ってもよい。例えば、赤外線レーザ60を用いて畦の検出を行い、ビーコンを用いて自動走行を行う。これにより、苗移植機1は、天候や、航法衛星300からの信号の受信状況に関わらず、自動走行経路に沿って自動走行を行うことができる。
苗移植機1は、走行車体2の姿勢を検出するセンサ(不図示)、例えば、加速度センサによって、畦際での走行車体2の姿勢を検出する。そして、走行車体2の姿勢が、所定角度、例えば、10°前上がりになった場合には、その箇所が畦であると認識し、位置情報を補正してもよい。
これにより、苗移植機1は、畦を検出することができ、走行車体2の破損を抑制し、安全性を向上させることができる。
なお、赤外線レーザ60は、図15に示すように、走行車体2のバンパー70に設けられてもよい。図15は、赤外線レーザ60を走行車体2のバンパー70に設けた場合の概略を示す図である。赤外線レーザ60は、バンパー70にインシュレータ71、およびアダプタ72を介して取り付けられる。アダプタ72は、赤外線レーザ60を保護する機能を有する。なお、赤外線レーザ60は、赤外線を照射する孔70aに直接取り付けてもよい。
赤外線レーザ60をバンパー70に取り付けることで、赤外線レーザ60をバンパーウェイトとして用いることができ、部品点数を削減することができる。
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1 苗移植機
2 走行車体
3 苗植付部
5a ガイドローラー
7 苗収容部
21 シート(運転席)
22 ローラー
31b 蓋部
35 スライドレール
50 コントローラ(制御部)

Claims (9)

  1. 圃場に複数条の苗を植え付ける苗植付部と、
    前記複数条分の苗が一体化されたロール状の苗を収容する苗収容部と
    を備えることを特徴とする苗移植機。
  2. 前記苗収容部は、
    前記苗植付部の昇降に伴って回動する蓋部
    を備えることを特徴とする請求項1に記載の苗移植機。
  3. 前記苗を押さえ、前記苗植付部の昇降に伴って昇降するガイドローラー
    を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の苗移植機。
  4. 前記苗収容部は、
    走行車体に脱着可能である
    ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の苗移植機。
  5. 前記走行車体から伸縮可能であり、前記苗収容部を搬送するスライドレールと、
    前記スライドレールの上下方向の高さを調整する調整部と
    を備えることを特徴とする請求項4に記載の苗移植機。
  6. 前記苗収容部が走行車体の左右方向に往復動可能となるように、前記苗収容部を下方から支持するローラー
    を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の苗移植機。
  7. 前記苗収容部は、
    前記苗収容部を走行車体の左右方向に往復動可能とするローラー
    を備えることを特徴とする請求項1から5のいずれか一つに記載の苗移植機。
  8. 前記苗収容部は、
    運転座席の下方に配置される
    ことを特徴とする請求項1から7のいずれか一つに記載の苗移植機。
  9. 走行車体の位置情報、および前記走行車体の舵角に基づいて前記走行車体を自動走行させる制御部
    を備えることを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載の苗移植機。
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