JP2021003053A

JP2021003053A - 作業車

Info

Publication number: JP2021003053A
Application number: JP2019119004A
Authority: JP
Inventors: 森本　進; Susumu Morimoto; 進森本; 麻祐子戸成; Mayuko Tonari; 竜慈橋詰; Ryuji Hashizume
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2019-06-26
Filing date: 2019-06-26
Publication date: 2021-01-14
Anticipated expiration: 2039-06-26
Also published as: JP7118034B2

Abstract

【課題】精度良く牧草の品質を測定することを目的とする。【解決手段】牧草地で作業走行を行う作業車であって、作業走行しながら牧草の品質を測定する品質測定装置１０を備え、品質測定装置１０は、牧草を押さえつける圧草装置１２と、圧草装置１２によって押さえつけられた状態の牧草の品質を測定する品質測定器９と、作業車に対して上下移動可能に圧草装置１２を支持する支持部１３とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、刈り取られた牧草の品質を走行しながら測定する作業車に関する。

家畜の飼料として、牧草が用いられている。このような飼料に用いられる牧草は、牧草地で刈り取られた後サイロ等で貯留されたり、牧草地で天日干しされた後に、円柱状のロールベールに成型されて回収されたりする。このような牧草は酪酸発酵されて栄養価を向上させることが一般的である。酢酸発酵は、水分量が多すぎるとカビが発生する場合があり、また、適切に発酵させるために蟻酸等の添加剤を添加する必要が生じる。適切に酢酸発酵させるためには、牧草の水分量の管理が重要である。特許文献１に開示されるように、牧草の水分量を測定するために、従来から、牧草の刈り取り直後に牧草地に残置された牧草や、刈り取り後牧草地に集草された牧草に対して、水分測定装置等により牧草の水分量が測定されている。水分測定装置は、牧草に光を照射し、その反射光を分光分析することにより水分量を測定する。

特開２０１８−１８５５９４号公報

しかしながら、牧草地に残置された牧草や集草された牧草は、乾燥を促すため、牧草一本一本の間に隙間が生じるように疎な状態で牧草が存在している。そのため、牧草に光を照射した際に光が乱反射してしまい、牧草を透過した光を適切に水分測定装置が受光できず、適切な水分量の測定ができない場合があった。これは、水分の測定に限らず、様々な品質を測定する測定装置においても同様である。

上記問題点を解決するために、本発明は、精度良く牧草の品質を測定することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る作業車は、牧草地で作業走行を行う作業車であって、作業走行しながら牧草の品質を測定する品質測定装置を備え、前記品質測定装置は、前記牧草を押さえつける圧草装置と、前記圧草装置によって押さえつけられた状態の前記牧草の品質を測定する品質測定器と、前記作業車に対して上下移動可能に前記圧草装置を支持する支持部とを備える。

刈り取られた牧草は、重力以外に特段の圧力が加えられることなく、自然な状態で牧草地に残置される。そのため、牧草は疎の状態で堆積され、牧草は互いに隙間を持って存在する。このような牧草に光等の検知媒体（以下、単に光等と称す）を照射して品質を測定しようとしても、光等が乱反射して適切に品質の測定ができない場合がある。

上記構成によると、隙間を持って存在する牧草に対して、作業車の走行に伴って圧草装置が牧草を押さえつけて隙間を減らし、密な状態の牧草の品質を品質測定器が測定することができる。また、圧草装置が上下移動可能な状態で支持されているため、牧草からの反発力に応じて圧草装置が上下移動することができる。そのため、牧草に圧草装置が引っかかって牧草を前方に押し出すようなことなく、適切に牧草を押圧することができる。以上のことから、上記作業車は、光等の乱反射を抑制して、精度良く牧草の品質を測定することができる。

また、前記圧草装置に設けられ、前記圧草装置を下方に押圧する弾性体を備えることが好ましい。

このような構成により、弾性体の弾性力により圧草装置が牧草をより効率的に押さえつけることができるため、光等の乱反射を抑制して、精度良く牧草の品質を測定することができる。

また、前記支持部は、機体に上下揺動可能に支持されることが好ましい。

このような構成により、牧草がうねった状態で残置されていても、上下揺動する支持部によって圧草装置がうねりに追随し、より適切に牧草を押さえつけて光等の乱反射を抑制して、精度良く牧草の品質を測定することができる。

また、前記圧草装置は開口部を有し、前記品質測定器は前記開口部に設けられることが好ましい。

圧草装置の牧草を押圧する面に品質測定器が設けられると、圧草装置の牧草を押圧する面に凹凸ができることとなり、圧草装置は適切に牧草を押さえつけることができない。上記構成により、品質測定器を、圧草装置の牧草を押圧する面に対する裏面に設けることができる。そのため、圧草装置の牧草を押圧する面全体で牧草を押さえつけることができ、効率的に牧草を押さえつけることができる。

また、前記品質測定器は、前記圧草装置に載置支持され、前記開口部を通して品質を測定し、前記圧草装置は、前記品質測定器より外周側にはみ出すことが好ましい。

品質測定器は外部から入射される光の影響を受けて測定精度が低下する場合がある。上記構成によると、品質測定器は圧草装置の牧草を押圧する面に対する裏面に載置され、圧縮された牧草に開口部を通して光等を照射することができる。同時に、圧草装置により外部から品質測定器に入射する光を遮断することができる。以上のことにより、より精度良く牧草の品質を測定することができる。

牧草水分測定装置の構成を例示する斜視図である。牧草水分測定装置の取り付け構成を例示する断面図である。牧草水分測定装置が取り付けられた作業車を例示する図である。牧草の粗密と光の進行との関係を説明する図である。牧草水分測定装置が取り付けられた作業車を例示する図である。牧草水分測定装置が取り付けられた作業車を例示する図である。

〔牧草水分測定装置〕
まず、図１，図２を用いて、本実施形態に係る作業車に装着される牧草水分測定装置（品質測定装置に相当）の構成例について説明する。

牧草水分測定装置１０は、刈り取られた牧草１を圧縮し、圧縮された状態で牧草１の水分量を測定する。牧草水分測定装置１０は牧草地を走行する作業車に装着され、作業車の走行に伴って移動しながら、牧草地の牧草１の水分量を測定する。牧草水分測定装置１０は、分光分析器（品質測定器に相当）９と、圧草装置１２と、平行リンク構造の支持部１３とを備える。牧草水分測定装置１０は、支持部１３に支持されるフレーム１１をさらに備える。

圧草装置１２はフレーム１１に支持されて、牧草地の牧草１を押さえつけて圧草する。圧草装置１２は、集草部１２ａと圧草部１２ｂとを備える。

集草部１２ａは、板状部材であり、フレーム１１から前方に突出するように、フレーム１１に設けられる。ここで、前方とは、牧草水分測定装置１０が装着された作業車が、牧草１の水分量を測定する作業走行中に走行する方向に相当する。集草部１２ａの底面は、前方に向かう程立ち上がる形状である。言い換えると、集草部１２ａの底面は、前方に向かう程、地面からの高さが高くなる。具体的には、集草部１２ａの底面は、前側領域が上方に突出する曲面と、基端側（後側）領域が下方に突出する曲面とが組み合わされた構成である。集草部１２ａは、このような構成により、作業車の走行に伴って、牧草１を集草部１２ａの下方領域に効率的に集め、フレーム１１の下方領域に導くことができる。

圧草部１２ｂは、フレーム１１の底部領域に設けられる。集草部１２ａで集められた牧草は、集草部１２ａの傾斜に沿って押し付けられていき、圧草部１２ｂの下部領域で圧縮された状態が維持される。圧草部１２ｂは、集草部１２ａと一体形成される板状部材である。

分光分析器９は、圧草部１２ｂに設けられ、牧草１の水分量を測定する。分光分析器９は、測定ヘッド８から近赤外線光等の光７（図４参照）を牧草１に照射し、牧草１を透過し、反射することを繰り返して戻った光７（図４参照）を測定ヘッド８で受光する。分光分析器９は、受光した光７（図４参照）を分光分析して、牧草１の水分量を測定する。

圧草部１２ｂには開口部１２ｃが設けられる。分光分析器９は、圧草部１２ｂの開口部１２ｃにはめ込まれる態様で、圧草部１２ｂに支持される。

以上のような構成により、圧草装置１２により十分に圧縮された牧草１に対して、分光分析器９は光７（図４参照）を照射することができるため、後に図４を用いて詳述するように、照射した光７（図４参照）が牧草１で乱反射することが抑制される。その結果、分光分析器９は、牧草１を透過した光（図４参照）を適切に受光して牧草１の水分量を精度良く測定することができる。

〔作業車〕
本実施形態に係る作業車は、上述の牧草水分測定装置１０が装着される。図２を参照しながら図３を用いて、本実施形態に係る作業車が牧草水分測定装置１０を使用する態様例について説明する。以下の説明は、作業車としてトラクタＴが用いられる場合を例とした説明である。

牧草水分測定装置１０は、トラクタＴの機体前端（例えば、機体フレームの前端）に支持部１３が接続される態様で、トラクタＴに装着される。

支持部１３は平行リンク構造であるため、牧草水分測定装置１０はトラクタＴに対して上下揺動可能である。

また、支持部１３は平行リンク構造であるため、圧草部１２ｂは、地面に対して常時平行な姿勢となる。その結果、圧草部１２ｂは、牧草１をまんべんなく圧縮することができる。

牧草水分測定装置１０は、トラクタＴが前進する場合に使用しても、トラクタＴが後進する場合に使用しても良いが、使用状態においてトラクタＴの進行方向前方に、集草部１２ａが向くように装着される。つまり、トラクタＴの進行方向前方に、圧草部１２ｂより集草部１２ａが位置するように配置されるように、牧草水分測定装置１０は装着される。

ここで、牧草地で生育された牧草１は、刈り取られ、牧草地で必要に応じて天日干し（乾燥）される。また、牧草１を収集しやすくするために、牧草１は牧草地に適宜残置され、例えば、畝状に配置される場合もある。トラクタＴは、このような牧草地の刈り取られた牧草１上を走行し、トラクタＴの走行に伴って、圧草装置１２は牧草１を圧縮する。そして、分光分析器９は、圧縮された状態の牧草１の水分量を測定する。

〔水分量の測定〕
次に、図４を用いて、水分量の測定時において照射される光７の進み方と測定精度について説明する。

上述のように、刈り取られた牧草１は牧草地に適宜残置され、牧草１は刈り取られたままに放置されたり、後の作業を行いやすいように畝状等に集められたりする。いずれにせよ、牧草地の牧草１は、特段の圧縮が行われず、自然な状態で、互いに隙間をもって疎な状態で存在する。

疎な状態で存在する牧草１に対して、分光分析器９から光７を照射すると、牧草１間に空間があるため、牧草１で光７が反射する。このように、照射した光７が乱反射すると、光が無秩序に散乱し、光７は分光分析器９の測定ヘッド８に戻らない場合がある。この場合、牧草１の水分量の測定が行えないことになる。結果として、照射した光７に比べて、測定ヘッド８に戻る光７の割合が小さくなり、牧草１の水分量が正確に測定できなくなる。

これに対して、密な状態で存在する牧草１に対して、分光分析器９から光７を照射すると、牧草１が密集しているため、ある牧草１を透過した光７は、すぐに次の牧草１に到達し、乱反射することが少ない。そのため、いくつかの牧草１を透過した光は広がらず、測定ヘッド８に戻りやすくなる。その結果、十分な量の光７が牧草１を透過した後に測定ヘッド８に戻る可能性が高くなり、牧草１の水分量を正確に測定することができるようになる。

そして、牧草１の正確な水分量を測定することができるため、次の作業を行うのに最適なタイミングを計って作業計画を立てたり、添加剤の添加等の適切な処置を行ったりすることができる。また、通信装置（図示せず）をさらに設け、牧草１を貯留して乾燥させるサイロ、あるいはサイロ等を管理するサーバ等に測定した水分量を送信することにより、貯留される牧草１の水分量に応じたサイロ等の管理を行うこともできる。以上のことにより、高品質な飼料を容易に作成することができる。さらに、牧草地を走査的に走行しながら水分量を測定することができるため、ＧＰＳ等で牧草地における位置情報を取得できる場合には、位置情報と水分量とを関連付けて、牧草地における水分量の分布をマップとして生成することもできる。

図１，図２，図４に示すように、本実施形態に係る牧草水分測定装置１０は、圧草装置１２を備えることにより、牧草１を押し付けて圧縮することができ、密な状態の牧草１に対して分光分析器９が光７を照射することができる。そのため、牧草１の水分量を正確に測定することができる。

ここで、分光分析器９は、光７を用いて水分量を測定するため、分光分析器９が照射した光７以外の、外部から入力する光が測定ヘッド８に入力すると、水分量の正確な測定ができなくなる。

本実施形態に係る牧草水分測定装置１０では、上述のように、分光分析器９は、圧草部１２ｂに設けられた開口部１２ｃに設置される。例えば、分光分析器９の底面が圧草部１２ｂの底面と略面一となるように、分光分析器９は配置される。そのため、分光分析器９の測定ヘッド８は、圧草部１２ｂおよび分光分析器９で押し付けられた状態の牧草１に対して光７を照射することができると共に、圧草部１２ｂは分光分析器９より大きいために、分光分析器９および圧草部１２ｂで光の侵入が遮断された領域の牧草１の水分量を測定することができる。その結果、測定ヘッド８に外部からの光が入射することが抑制され、牧草１の水分量をより正確に測定することができる。

〔別実施形態〕
（１）牧草水分測定装置１０は、機体に上下揺動可能に支持される構成に限らず、機体に上下スライド可能に支持される構成であっても良い。

（２）牧草水分測定装置１０は、トラクタＴの機体後端から後方に突出して配置されることが可能で、牧草水分測定装置１０はトラクタＴの前進走行に伴って牧草地上を牽引される態様で使用される。また、牧草水分測定装置１０は、トラクタＴの下側部分、例えば前後の車輪４の間に配置されることが可能で、牧草水分測定装置１０はトラクタＴの前進走行に伴って牧草地を移動する態様で使用される。

（３）トラクタＴ等の作業車は、牧草水分測定装置１０のみを装着しても良いが、他のインプルメントと同時に牧草水分測定装置１０を装着しても良い。例えば、図５に示すように、作業車が作業装置としてロールベーラＢａを牽引するトラクタＴの場合、牧草水分測定装置１０は、ロールベーラＢａに装着されても良いし、あるいは、図示しないが、自走可能なロールベーラＢａに装着されても良い。この場合、牧草水分測定装置１０は、ロールベーラＢａの、牧草１を収集する領域よりも前方に配置される。

このようにロールベーラＢａより前方の領域に牧草水分測定装置１０が設けられることにより、ロールベーラＢａでロールベールを作成する直前に牧草１の水分量を測定することができる。そのため、測定された牧草１の水分量に応じて、ロールベールの作成過程で水分調整に必要な添加剤の添加を行ったり、ロールベールの作成自体を中止したりする等の適切な処理を行うことが可能となる。

同様に、牧草水分測定装置１０は、トラクタＴに牽引されたロールベーラＢａや自走可能なロールベーラＢａに限らず、トラクタＴに牽引されたローダワゴンや自走可能ローダワゴン等の様々な構成の作業車に装着されても良い。これにより、様々な作業車の作業程で水分調整に必要な添加剤の添加を行ったり、作業自体を中止したりする等の適切な処理を行うことが可能となる。

（４）また、牧草水分測定装置１０が装着された作業車は、牧草地の刈り取られた牧草１の水分量を測定する場合に限らず、牧草１を刈り取ると共に牧草１の水分量を測定しても良い。例えば、図６に示すように、牧草水分測定装置１０は、前側領域に刈取部Ｍが装着されたトラクタＴの、後側領域あるいは下側領域に設けられても良い。また、牧草水分測定装置１０は、自走式の草刈り車両の後側領域あるいは下側領域に設けられても良い。

トラクタＴに装着された刈取部Ｍや自走式の草刈り車両は、牧草地に植立された牧草２を刈り取る。牧草地の刈り取られた牧草１は、牧草水分測定装置１０が通過することにより圧縮され、水分量が測定される。これにより、効率的に牧草１の水分量を正確に測定することができる。

（５）圧草装置１２は、走行に伴って牧草１を圧縮する構成に限らず、機械的に牧草１を押圧する構成としても良い。

（６）圧草部１２ｂは開口部１２ｃを設けず、圧縮された状態の牧草１の水分量を測定できれば、牧草水分測定装置１０は任意の位置に設けられても良い。例えば、牧草水分測定装置１０は圧草部１２ｂの下面に支持される構成とすることもできる。

（７）分光分析器９は水分量の測定に限らず、光学的に測定可能な様々な品質（特性）を測定することもできる。また、光７は、近赤外線に限らず、マイクロ波等の他の電磁波であっても良い。また、水分等の品質の測定は分光分析に限らず、静電容量を用いた測定等、種々の測定装置・方法を用いることができる。

（８）牧草水分測定装置１０は、圧草装置１２を下方に付勢するばね等の弾性体（図示せず）を備えても良い。ばね等の弾性体（図示せず）の弾性力により圧草部１２ｂが下方に押し下げられて圧草部１２ｂが牧草１をしっかりと押圧する。

（９）集草部１２ａの底面は、２つの曲面が組み合わされる構成に限らず、下方に突出する１つの曲面のみを備えても良い。また、集草部１２ａの底面は曲面を備えなくても良い。さらに、集草部１２ａは、左右両端が徐々に立ち上がる形状でも良い。

（１０）分光分析器９は開口部１２ｃにおいて、圧草部１２ｂ上に載置されても良い。この際、測定ヘッド８は開口部１２ｃに配置され、測定ヘッド８の下方で圧縮された牧草１と近接するように、分光分析器９は支持される。

本発明は、牧草に限らず様々な植物の品質を測定でき、様々な作業車に適用することができる。

１牧草
９分光分析器（品質測定器）
１０牧草水分測定装置（品質測定装置）
１２圧草装置
１２ｃ開口部
１３支持部
１５弾性体
Ｂａロールベーラ（作業車）
Ｔトラクタ（作業車）

Claims

牧草地で作業走行を行う作業車であって、
作業走行しながら牧草の品質を測定する品質測定装置を備え、
前記品質測定装置は、
前記牧草を押さえつける圧草装置と、
前記圧草装置によって押さえつけられた状態の前記牧草の品質を測定する品質測定器と、
前記作業車に対して上下移動可能に前記圧草装置を支持する支持部とを備える作業車。
前記圧草装置に設けられ、前記圧草装置を下方に押圧する弾性体を備える請求項１に記載の作業車。
前記支持部は、機体に上下揺動可能に支持される請求項１または２に記載の作業車。
前記圧草装置は開口部を有し、
前記品質測定器は前記開口部に設けられる請求項１から３のいずれか一項に記載の作業車。
前記品質測定器は、
前記圧草装置に載置支持され、
前記開口部を通して品質を測定し、
前記圧草装置は、前記品質測定器より外周側にはみ出す請求項４に記載の作業車。