JP2021056037A - 作物収容体における作物重量測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】安価な重量センサで作物の重量を測定できる重量測定用センサユニットを用いたシステムを提供する。【解決手段】作物を収容する作物収容体を載置する載置体４０と、載置体４０で受ける作物収容体の荷重を重量として測定する重量センサ体４１とを備えた重量測定ユニットを備え、重量センサ体４１は載置体４０で受ける荷重の一部を受ける構成とし、作物収容体に重量測定ユニットを設置してゼロ調整スイッチを操作して作物収容体の重量を差し引いた後に、作物収容体に収容した作物の重量を測定するものであって、重量センサ体４１で測定された重量を、載置体４０の面積との関係から載置体４０で受けた重量を制御部で換算することにより、作物の実重量を換算する。【選択図】図６

Description

本発明は、穀物等の作物を収容する収容体や穀物乾燥機の重量を測定する技術に関する。

特許文献１には、穀物乾燥機の底部に当接して穀物乾燥機内の穀物の重量を測定する重量測定用センサユニットついて開示されている。

特開２０１８−１７３２３５号公報

特許文献１の重量測定用センサユニットはセンサ面が直接、穀物乾燥機の土台部を受ける構成であった。しかしながら、その構成では穀物を収容して重量が大きい穀物乾燥機を測定するとなると、大きな重量を測定できる高価な重量計が必要になる。

本発明は、安価な重量センサで重量を測定できる作物重量用の重量測定用センサユニットによる作物の重量を測定できるようにすることを課題とする。

かかる課題を解決するために、請求項１記載の発明は、
作物を収容する作物収容体（Ｋ）を載置する載置体（４０）と、載置体（４０）で受ける作物収容体（Ｋ）の荷重を重量として測定する重量センサ体（４１）とを備えた重量測定ユニットを備え、
重量センサ体（４１）は載置体（４０）で受ける荷重の一部を受ける構成とし、
作物収容体（Ｋ）に重量測定ユニットを設置してゼロ調整スイッチを操作して作物収容体（Ｋ）の重量を差し引いた後に、作物収容体（Ｋ）に収容した作物の重量を測定するものであって、
重量センサ体（４１）で測定された重量を、載置体（４０）の面積との関係から載置体（４０）で受けた重量を制御部（３０）で換算することにより、作物の実重量を換算することを特徴とする重量測定ユニットによる作物収容体における作物重量測定システムとする。

請求項２記載の発明は、
作物収容体（Ｋ）は箱体（１）に構成され、重量測定ユニット（Ｕ）は、箱体（１）の底部の四隅のいずれかを受けるものであって、設置する位置に応じて換算値を補正することを特徴とする請求項１記載の作物収容体における作物重量測定システムとする。

本発明により、小さい重量の測定領域で大きな重量を測定できるので、安価な重量測定ユニットで作物の重量を測定することができる。

穀物乾燥機の内部を説明する図 側面から見た穀物乾燥機の土台部の拡大図 操作盤図 穀物を循環搬送する循環機構を示す図 正面から見た穀物乾燥機の外観斜視図 重量測定ユニットの斜視図 重量測定ユニットを車輪支持体に設置したことを示す図 重量測定ユニットの斜視図 長手方向の側面から見た重量測定ユニットを示す図 重量測定ユニットの平面図 短手方向の側面から見た重量測定ユニットを示す図 重量測定ユニットの配置位置と重量補正パターン及び補正例 重量測定ユニットの配置位置と重量補正パターン及び補正例 重量測定ユニットの配置位置と重量補正パターン及び補正例 側面から見た重量測定ユニットを示す図 側面から見た重量測定ユニットを示す図 平面から見た重量測定ユニットを示す図

本発明の実施の形態の穀物乾燥機Ｋについて図１〜図５に基づいて以下説明する。
箱体１内に上から穀物を貯留する貯留室２と、穀物を乾燥する乾燥室３と、乾燥室３で乾燥された穀物が集まる集穀室４を設ける。

箱体１の前方にあって、投入した穀物を揚穀する昇降機５と、昇降機５で揚穀された穀物を貯留室２内側へ搬送する上部ラセン６と、上部ラセン６で搬送した穀物を貯留室２内へ拡散する拡散羽根７を設ける。乾燥室３で乾燥された穀物を集穀室４へ繰り出すロータリバルブ８と、集穀室４内の穀物を昇降機５へ搬送する下部ラセン９を設ける。これにより、貯留室２から乾燥室３、集穀室４を経て再度貯留室２へ穀物を搬送するいわゆる循環式の穀物乾燥機Ｋの構成である。

昇降機５には、昇降機５で揚穀される穀物を採取して穀物の水分値を測定する水分計１０を設けている。箱体１の後部には乾燥室３内の熱風を排風として排出する排風ファン１１を設け、箱体１の前部には熱風を生成する燃焼バーナを収容する燃焼バーナケース１２を備える。

箱体１の土台部２０には車輪２１を設けている。車輪２１は、土台部２０の底部の四隅にそれぞれ設ける平面視で三角形状の車輪支持体２２にそれぞれ取り付けられる構成である。

制御部３０を内蔵した操作盤３１には、張込・通風・乾燥・排出・停止の各運転スイッチ３２と各種運転情報を表示する表示画面３３と、乾燥する穀物の種類を選択する穀物種類選択スイッチ３４と乾燥速度を選択する乾燥速度選択スイッチ３５等を備える。また、後述する重量測定ユニットＵの重量をゼロ調節するゼロ調節スイッチ３６を設ける。

次に、図６〜図１０に基づいて重量測定ユニットＵについて説明する。

重量測定ユニットＵは車輪支持体２２を載置する載置体４０と、重量センサを内蔵するいわゆるロードセルタイプの重量センサ体４１と、重量センサ体４１を支持する重量センサ支持体４２と、重量センサ支持体４２と載置体４０とを連結する連結体４３と、載置体４０及び重量センサ支持体４２の設置高さを調節する調節体４４と、穀物乾燥機Ｋを設置する床面Ｙと当接する底板４５と、載置体４０の下面に取り付き、重量センサ体４１の測定面と当接する支柱４６とを設ける。

連結体４３は連結ボルト４３ａで構成し、連結ボルト４３ａの周囲をカラー４７で覆うと共に、カラー４７の上端を載置体４０の下面に当接し、カラー４７の下端を重量センサ支持体４２の上面と当接して載置体４０と重量センサ支持体４２を位置固定するように連結ボルト４３ａで締結する。カラー４７の上端と下端により載置体４０と重量センサ支持体４２の位置決めがなされると、支柱４６の下面が重量センサ体４１の測定面とが当接した状態で位置決めされるようになっている。重量センサ体４１はその中央部に測定面となる突起部４１ａを設ける。本実施の形態の突起部４１ａは球面形状に形成し、該突起部４１ａと円筒状の支柱４６の平面状の下面とが当接される構成である。

突起部４１ａを球面状に形成すると共に支柱４６の下面を平面状に形成して互いに当接させることにより、重量測定ユニットＵ全体が穀物乾燥機Ｋの重量の荷重や調節体４４の調節不具合等により若干の歪が生じても、図８（Ｂ）に示すように支柱４６の荷重を突起部４１ａが適切に受けることができる構成となっている。

連結ボルト４３ａは重量センサ体４１の外周側に設定間隔で複数配置している。載置体４０の上面に突出する連結ボルト４３ａの頭部が、三角形状の車輪支持体２２の２辺を位置決めできる（図７参照）ように連結ボルト４３ａの頭部を仮想線ｐで結ぶと台形状になる位置に配置している（図１０参照）。

調節体４４は調節ボルト４４ａであって、調節ボルト４４ａの調節により、載置体４０の高さ位置を調節する構成である。具体的には重量センサ支持体４２の下方に調節用のナット４４ｂを設け、ナット４４ｂの調節により重量センサ支持体４２及び載置体４０の高さ位置を調節している。調節ボルト４４ａは複数個所（４箇所）設けることで、載置体４０及び重量センサ支持体４２を安定した姿勢で支持している。底板４５は着脱することにより交換することができる。これは、穀物乾燥機Ｋを設置する床面Ｙが湿っていることによる底板４５の腐食に対応するためである。重量測定ユニットＵの周囲をカバー４７で覆う。このカバー４７は重量測定ユニットＵの外周を覆うことで重量センサ体４０を保護するためのものであり後付け用で特に重量測定ユニットＵ側に固定具等で固定する必要は無い。

次に、重量測定ユニットＵの設置について説明する。

重量測定ユニットＵを車輪支持体４２の下方と車輪２１の側方の空間ｈに入れ、載置体４０の上面が車輪支持体２２の下面の下方と対向する位置に位置合わせする。そして、調節ボルト４４ａで載置体４０及び重量センサ支持体４２を上昇させて載置体４０の上面と車輪支持体２２の下面を当接させる。なお、車輪２１が床面Ｙから離間する高さ位置まで載置体４０を上昇させることが望ましい。

重量測定ユニットＵの重量データは制御部３０に入力され、重量測定値が表示画面３３に表示される。穀物が収容されていない状態でゼロ調節スイッチ３６を操作すると、穀物乾燥機Ｋの重量が差し引きされ、それ以降に貯留室２内に張り込まれた穀物の重量が測定され表示される。

本実施の形態の重量測定ユニットＵは、載置体４０で受ける穀物乾燥機Ｋの荷重を測定するが、載置体４０は支柱４６とカラー４７で支えられており、重量センサ体４１に載置体４０にかかる全ての荷重の測定はしない。

また、重量測定ユニットＵは、四隅の車輪センサ支持体２２の内の１箇所を選択して備え付け、他の箇所はベースプレートＢを設置して車輪２１を床面から離間させた状態で測定するものである。そのため、載置体４０は穀物乾燥機Ｋ及び張込穀物の全荷重を受けていないため、張込穀物の重量を換算する必要がある。それについて以下、説明する。

載置体４０の荷重と重量センサ体４１の測定値との関係であるが、カラー４７で受ける荷重及び支柱４６で受ける荷重との割合、例えば、面積比から換算する。本実施の形態では重量センサ体４１は、載置体４０が受ける荷重の４分の１になるよう構成している。

図１２（Ａ）は、平面から見た穀物乾燥機Ｋの模式図で、前側の昇降機５と後側の排風ファン１１を箱体１の左側に設けている。イ・ロ・ハ・二はそれぞれ重量測定ユニットＵの設置位置を示す。

図１２（Ｂ）は穀物乾燥機Ｋの使用時間に応じた補正値を示している。図１２（Ｂ）によると、使用時間が少ないときは昇降機５側の設置位置イと排風ファン１１側の設置位置ハ側に荷重がかかりやすいので補正値を高めに設定している。

仮に同じ穀物量を張込しても、重量測定ユニットをイ・ロ・ハ・二の設置位置によって、受ける荷重、すなわち、重量値が異なるので、測定箇所や排風ファン１１や昇降機５の重量を考慮した補正値を予め設定しておく。

具体例を説明する。重量測定ユニットＵをイの位置に設置していた場合に、穀物乾燥機Ｋが空の状態でゼロ調整スイッチ３６を操作して０Ｋｇに設定する。そして、このときの使用時間（使用積算時間）が１０時間の場合とする。

穀物の張込作業後に重量測定ユニットＵの重量センサ体４１が１５０Ｋｇを測定したとする。この場合には、載置体４０が受けた荷重を６００Ｋｇ（１５０×４）と換算され、次いで、図１２（Ｂ）の補正値により演算されると（６００÷０．３）穀物量は２０００ｋｇであると制御部３０で換算され、表示画面３３に表示される。なお、使用時間が１００時間を経過していた場合に１５０Ｋｇを測定したとすると、同様に演算されて穀物量は１５００Ｋｇと換算される。これは、使用時間が経過するほど箱体１の歪等により、イ・ロ・ハ・二の荷重の分散が均一化される傾向があるとの知見に基づくものである。

図１３（Ｂ）は張込量に基づく補正値である。

穀物の張込量が多いほど、歪等により穀物乾燥機Ｋ全体に均分に荷重がかかりやすいとの知見に基づいて予め制御部３０に補正値を設定されている。

換算例を説明すると、重量測定ユニットＵをロの位置に設置した場合に、２５０Ｋｇを測定したとする。この場合には、載置体４０が受けた荷重が１０００Ｋｇと換算される。この場合、総重量は３００１〜５０００Ｋｇであることが推定演算されるので対応する補正値０．２５を用いて演算され（１０００÷０．２５）で張込穀物量は４０００Ｋｇと換算されて表示画面３３に表示される。前述の推定演算には例えば載置体４０が受けた荷重が１０００ｋｇの場合に、仮に図１３（Ｂ）の１〜１０００の補正値を利用して１０００÷０．２で５０００とし、それに該当する３００１〜５０００Ｋｇの補正値を改めて利用して前述の通り演算して４０００Ｋｇと換算してもよい。

図１４は昇降機５を図１４（Ｄ）の通り、箱体１の後部側に設置して排風ファン１２と左右並設することが可能な穀物乾燥機Ｋの場合の補正値を示している。まず、図１４（Ｂ）で昇降機を前側か後側かで補正値を設定し、次いで、図１４（Ｃ）で排風ファン１２が左側か右側かで補正値を設定し、図１４（Ｅ）で図１４（Ｂ）と図１４（Ｃ）を統合した補正値を設定している。

張込穀物量の換算については図１２及び図１３の例と同様である。

図１２〜図１４の補正値は、組み合わせて統合した補正値を設定してもよい。

次に、図１５〜図１７に基づいて、重量測定ユニットの別実施例について説明する。

重量測定ユニットＵ１は重量センサを内蔵するロードセルタイプの重量センサ体６０と、重量センサ体６０を取り付ける取付部６１ａ及び穀物乾燥機Ｋの土台部２０を受ける載置部６１ｂを備える重量計センサ支持ステー６１と、重量センサ体６０及び重量計センサ支持ステー６１の高さ位置を調節すると共に、床面Ｙに設置する調節機構６２を設ける。本実施の形態の調節機構６２は調節ボルト６２ａ,６２ｂである。調節ボルト６２ａ,６２ｂは床面Ｙに設置できる面を備えるボルトである。

重量センサ体６０と重量センサ支持ステー６１の下側の取付部６１ｃを連結具６３で連結し、重量センサ体６０と重量センサ支持ステー６１にはそれぞれ調節ボルト６２ａ,６２ｂを取り付けている。すなわち、重量センサ支持ステー６１と重量センサ体６０は左右方向に並設した配置で調節ボルト６２ａ,６２ｂの調節により一体で上下方向に移動する構成である。また、連結具６３を取り外すと重量センサ体６０は重量センサ支持ステー６１に対してスライド可能に構成している。具体的には重量センサ支持ステー６１の上側の取付部６１ａ及び下側の取付部６１ｃが重量センサ体６０の上下を挟持するよう構成し、重量センサ体６０は上側の取付部６１ａ及び下側の取付部６１ｃに沿う姿勢でスライドする。重量センサ体６０は左右一側に測定面６０ａを構成し、左右他側に測定面６０ａより高さ位置が低い非測定部６０ｂを形成し、調節ボルト６２ａは非測定部６０ｂに取り付けている。測定面６０ａが上側の取付部６１ａの下面に沿って摺動する。

このように、重量センサ体６０の測定面６０ａは、重量センサ支持ステー６１の載置部６１ｂから左右方向に延びる上側の取付部６１ａの下面と当接することで、重量センサ支持ステー６１の載置部６１ｂで受けた穀物乾燥機Ｋの荷重を重量センサ体６０で測定できる構成としている。

また、重量センサ支持体６１の載置部６１ｂには穀物乾燥機Ｋの底部の形状に合わせることができるように複数の凸状の位置決め体６４を設けてもよい。位置決め体６４は位置を変更可能とし、穀物乾燥機Ｋの土台部２０の形状に対応して位置合わせをできる構成としている。また、凸状の位置決め体６４を無くして、平面状とする載置部６１ｂに前述の車輪支持体２２を載置する構成でも良い。

本実施の形態の重量センサ体６０は、穀物乾燥機Ｋの重量を直接受けるのではなく、重量センサ支持ステー６１を介して受ける荷重を測定するため、穀物乾燥機Ｋの重量を換算して測定する必要がある。図１５（Ａ）に示すように、重量センサ体６０の測定面６０ａが取付部６１ａの端部側に位置しているときと、図１５（Ｂ）に示すように、重量センサ体６０の測定面６０ａが取付部６１ａの端部側に位置しているときでは測定面６０ａが受ける荷重が異なる。すなわち、測定面６０ａと重量センサ体６０側の調節ボルト６２ａの距離ａと、測定面６０ａと重量センサ支持ステー６１側の調節ボルト６２ｂの距離ｂとの割合で荷重の分散率を換算する。距離ａが長くなるほど、荷重の分散率が大きくなり、土台部２０から受ける荷重が小さくなる。それを加味して重量センサ体６０の測定値から土台部２０の荷重を換算する。

また、前述の図１２〜図１４の張込穀物の補正値の換算についても同様に用いることができる。

重量センサ体６０を動かして荷重の分散率を変更する場合（距離ａを変更する場合）とは、使用する穀物乾燥機Ｋの大きさ、すなわち、石数によって変更する場合である。すなわち、大きな穀物乾燥機Ｋの場合には、距離ａを長くする側に移動することで、大きな重量を測定しやすくなるというメリットがある。また、小さな穀物乾燥機Ｋの場合には、重量が小さいため距離ａを短くしても測定に影響せず、設置面積が小さい場所でも重量測定ユニットＵ１を設置しやすくなるというメリットがある。

本実施の形態の重量測定ユニットＵ,Ｕ１の特徴について説明する。

特許文献１の重量センサはセンサ面（本実施の形態の突起部）が直接、穀物乾燥機Ｋの土台部を受ける構成であった。しかしながら、その構成では多くの穀物を収容する重量が大きい穀物乾燥機Ｋを測定するとなると、大きな重量を測定できる高価な重量センサが必要になる。しかしながら、本実施の形態のように、載置体４０や載置体６１ｂを介して重量センサ体４１や重量センサ体６０が実際に受ける荷重を小さくして換算することで、小さな重量センサ、すなわち、安価な重量センサで大きな張込穀物量を換算して表示することができる。

また、穀物乾燥機Ｋの土台部２０の四隅にかかる荷重は均一ではないので、条件に応じて予め補正値を設定することで、換算の精度を向上させることができる。また、１つの重量測定ユニットＵ,Ｕ１で張込穀物量を換算できるため安価である。

本実施の形態では穀物乾燥機の張込穀物を測定する例を記載しているが、穀物を収容するライスプールやその他作物を収容する作物収容体にも適用できる。

１ 箱体
３６ ゼロ調整スイッチ
４０ 載置体
４１ 重量センサ体
Ｋ 作物収容体（穀物乾燥機）
Ｕ 重量測定ユニット

Claims (2)

1. 作物を収容する作物収容体（Ｋ）を載置する載置体（４０，６１ｂ）と、載置体（４０，６１ｂ）で受ける作物収容体（Ｋ）の荷重を重量として測定する重量センサ体（４１，６０）とを備えた重量測定ユニットを備え、
   重量センサ体（４１，６０）は載置体（４０，６１ｂ）で受ける荷重の一部を受ける構成とし、
   作物収容体（Ｋ）に重量測定ユニットを設置してゼロ調整スイッチ（３６）を操作して作物収容体（Ｋ）の重量を差し引いた後に、作物収容体（Ｋ）に収容した作物の重量を測定するものであって、
   重量センサ体（４１，６０）で測定された重量を、載置体（４０，６１ｂ）の面積との関係から載置体（４０，６１ｂ）で受けた重量を制御部（３０）で換算することにより、作物の実重量を換算することを特徴とする重量測定ユニットによる作物収容体における作物重量測定システム。
2. 作物収容体（Ｋ）は箱体（１）に構成され、重量測定ユニット（Ｕ）は、箱体（１）の底部の四隅のいずれかを受けるものであって、設置する位置に応じて換算値を補正することを特徴とする請求項１記載の作物収容体における作物重量測定システム。

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