JP2021148372A

JP2021148372A - 作物収容体の重量検出装置

Info

Publication number: JP2021148372A
Application number: JP2020049765A
Authority: JP
Inventors: 廉鈴木; Tadashi Suzuki
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2020-03-19
Filing date: 2020-03-19
Publication date: 2021-09-27

Abstract

【課題】穀物を収容するタンク等の重量を計測する重量検出装置において、適切な初期設定を行うことを課題とする。【解決手段】作物収容体Ｔの土台部Ｄの下方に、重量センサ３１と高さ調節機構３４を備えた作物重量検出用センサユニットＹを設け、検出重量値Ｄｓと設定重量値Ｄｔを表示する表示手段１８を設けた。さらに、作物重量検出用センサユニットＹを作物収容体Ｔの四隅のうちの一箇所に設け、昇降機１１と排風ファン７の設置位置を選択する選択スイッチ５１，５２を設け、制御部１７は選択スイッチ５１，５２の選択に基づいて設定重量値Ｄｔを演算する構成とする。【選択図】図１０

Description

本発明は、穀物乾燥機や穀物貯留用タンク等作物収容体の重量を測定する装置に関する。

重量センサ支持体に重量センサを収容し、重量センサの上面が乾燥機の本体を受けて乾燥機の重量を検出する構成がある。また、重量センサの高さ位置を調節する機構が開示されている（特許文献１）。

特開２０１８−１７３２３５号公報

特許文献１の構成によると、支持体を作物収容体の下に据えやすい等の効果がある。ところが、例えば、穀物を収容した乾燥機の重量は最大で１０tにもなるため、その分、高価な重量センサを用いる必要がある。また、重量センサが上昇すると、重量センサの受け面に穀物収容体の重量が加わり、穀物収容体の内部に収容された穀物の重量の計測が可能となる。ところが、重量センサの上昇程度によって初期測定荷重が変動し得る。

本発明は、安価な構成の重量センサとすると共に、適切な初期設定を行うことより正確な重量センサによる検出を行わせることを課題とする。

上記に鑑みて、請求項１記載の発明は、作物収容体Ｔの土台部Ｄの下方に重量センサ３１と高さ調節機構３４を備えた作物重量検出用センサユニットＹを設け、検出重量値Ｄｓと設定重量値Ｄｔを表示する表示手段１８を設けたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、作物重量検出用センサユニットＹを作物収容体Ｔの四隅のうちの一箇所に設け、昇降機１１と排風ファン７の設置位置を選択する選択スイッチ５１，５２を設け、制御部１７は選択スイッチ５１，５２の選択に基づいて設定重量値Ｄｔを演算する構成とする。

請求項１に記載の発明は、検出重量値Ｄｓと設定重量値Ｄｔを表示する表示手段１８を設けるものであるから、高さ調節手段３４による高さ調節が容易である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の効果に加え、昇降機１１と排風ファン７の設置位置情報に基づいて設定重量値Ｄｔを演算することで精度が向上する。また単一の重量センサ３１を用いて作物収容体Ｔの重量を検出でき、安価に構成できる。

本発明の実施の形態における、穀物乾燥機の外観正面図同穀物乾燥機の外観斜視図同正面から見た穀物乾燥機の内部を示す図同穀物乾燥機の上部パネルを説明する図同穀物乾燥機の中部パネルを示す図同穀物乾燥機の外観側面図同穀物乾燥機の土台部Ｄの一部を示す斜視図同穀物乾燥機の土台部Ｄの一部を示す斜視図同穀物乾燥機の土台部Ｄの正面図（Ａ）（Ｂ）同穀物乾燥機の穀物重量検出用センサユニット及びその周辺構成の斜視図、（Ｃ）同穀物乾燥機の穀物重量検出用センサユニット及びその周辺構成の平面図同穀物重量検出用センサユニットの分解斜視図同穀物重量検出用センサユニットの分解側面図同穀物乾燥機における制御ブロック図同穀物乾燥機における、（Ａ）穀物重量検出用センサユニット配置概要説明図、（Ｂ）第１補正係数一例を示す図、（Ｃ）第２補正係数一例を示す図、（Ｄ）平均補正係数一例を示す図同穀物乾燥機における、第３補正係数一例を示す図同穀物乾燥機における、第４補正係数一例を示す図同穀物乾燥機における、第５補正係数一例を示す図同穀物乾燥機における零調整設定の一例を示す図

本発明の実施の形態の穀物乾燥機について説明する。

図１、図２、図３に示すように、作物の一例としての穀物を収容する箱体状の作物収容体（以下、穀物収容体）Ｔの内部には、貯留部１と、穀物を乾燥する乾燥部２と、乾燥部２を通過した穀物が集まる集穀部３を設ける。そして、穀物収容体Ｔは貯留部１を形成する上部パネルＪと、乾燥部２を形成する中部パネルＣと、集穀部３を形成する土台部Ｄから構成している。

乾燥部２にはバーナケース４内の燃焼バーナ（図示せず）で生成される熱風が通過する熱風室５と、穀物が流下する穀物流下室６と、熱風室５から穀物流下室６を通過した熱風を排風ファン７の吸引により排風として通過する排風室８を設ける。

穀物流下室６の下端部には穀物を集穀部３へ繰り出すロータリバルブ１５を設け、集穀部３には穀物を搬送する下部ラセン９と、下部ラセン９へ穀物を案内する傾斜板１０を設ける。

図２に示すように、穀物収容体Ｔの前方には、下部ラセン９で搬送された穀物を揚穀する昇降機１１とバーナケース４と制御部１７を内蔵する操作盤１６を設ける。操作盤１６には、乾燥運転及び制御に必要な各種スイッチや設定スイッチ、乾燥の進捗状況等を表示する液晶表示部１８を備える。昇降機１１の上部から穀物収容体Ｔの天井部には、穀物を貯留室１へ搬送する上部ラセン１２を設ける。図２の符号１３は燃料タンクで、土台部Ｄの斜め前方に設けている。

図６から図９に示すように、土台部Ｄは下部枠体２０と傾斜板１０と上部枠体２１を備える。上部枠体２１及び下部枠体２０は平面視で前後左右を枠形状に形成している。下部枠体２０の前部及び上部枠体２１の前部を前支柱２２で連結し、下部枠体２０及び上部枠体２１の側部を中支柱２３で連結し、下部枠体２０と上部枠体２１の後部を後支柱２４で連結する。傾斜板１０の上部は上部枠体２１の側部に連結し、傾斜板１０の下部は下部枠体２０の前部及び後部に連結する。傾斜板１０の下部の外面と中支柱２３の内側下部を左右方向に延びる補強体２５で連結する。傾斜板１０の外側から中支柱２３にかけて空間部２６を形成している。

下部枠体２０の外周に沿ってフランジ部２７を形成する。フランジ部２７の前部には調節具用孔２８を形成している。また、下部枠体２０の四隅の下面にはそれぞれキャスタ２９を取り付けている。キャスタ２９は穀物乾燥機の組み立て時に土台部Ｄを設置位置まで移動させるためのものである。

次に、穀物乾燥機の組み立て作業について図４及び図５に基づいて説明する。
穀物乾燥機の組み立て時には、まず土台部Ｄを設置位置までキャスタ２９により移動し、次いで、土台部Ｄの上に中部パネルＣを載置する（図５参照）。さらに、中部パネルＣ上に上部パネルＪを穀物収容量に応じた枚数組み付ける。

穀物乾燥機の組み立てが完成すると、穀物重量検出用センサユニットＹを土台部Ｄの下部枠体２０の四隅に取り付ける。重量センサ３１を組み込んだものを作物重量検出用センサユニット（以下、穀物重量検出用センサユニット）Ｙとし、土台部Ｄの下部枠体２０の四隅にそれぞれ設けてなる（図１０参照）。

図１０〜図１２に示すように、穀物重量検出用センサユニットＹは、土台部Ｄの四隅の下部枠体２０荷重を直接受ける上部プレート３０及びこの上部プレート３０の下面に重量センサ３１、該重量センサ３１締結用の締結ボルト３２ａ、支持脚３３等を備えてユニット化している。角柱状の重量センサ３１は防水仕様のビーム型またはせん断型ロードセル形態とされ、ロードセル本体３１aの基部側３１ｂは、上記締結ボルト３２に貫通して座板３２ｂ及びナット３２ｃで締結され、ロードセル本体３１aの先端側検知部３１ｃは、高さ調節機構３４で支持される構成である。重量センサ３１は、ロードセル本体３１aの検知部３１ｃ側には円形の貫通部３１ｄを形成し、その周辺にロードセル本体３１aの歪を検出する歪ゲージ（図示せず）を配設している。この検出歪は制御部１７に出力され、押圧力が演算される。

高さ調節機構３４は、ロードセル本体３１aの先端部に形成した螺合孔３１eに螺合固定する固定筒状体３４ａと、この固定筒状体３４ａ下端側に螺合する接地体３４ｂとからなり、接地部を円盤状とした接地体３４ｂ側にはナット部３４ｃを形成してスパナ等の工具を嵌合し得る構成とし、接地体３４ｂ側を正逆転することによって、上下高さ調整可能に構成される。この上下高さ調整は、通常床面がフラットである場合には、前記支持脚３３の接地部に揃えるが、若干の傾斜地や凹凸のある場所での設置の場合には、後述の要領で接地体３４ｂの適正な接地状態を確保するものである。

前記重量センサ３１のロードセル本体３１ａの上面は、基部側３１ｂが高く検知部３１ｃ側が低い段差３１ｆに形成している。したがって、上部プレート３０下面に重量センサ３１を固定する状態において、上部プレート３０下面とロードセル本体３１上面との間に所定の隙間を有することとなり、ロードセル本体３１の検知部３１ｃのせん断力乃至曲げモーメントの作用力に伴う歪を許容するよう構成している。

前記前支柱２２又は後支柱２４は補強構造の折曲延長部２２a，２２ｂ，２４a，２４ｂを形成してあり、この折曲延長部２２a，２２ｂ，２４a，２４ｂの直下に重量センサ３１及び支持脚３３を位置させており、平面視におけるこれらの隙間エリアＳに下部枠体２０の角部を位置させる。これによってコンパクトに設置できる（図１０（Ａ）（Ｃ））。

前記重量センサ３１を囲うカバー３５は、四隅において外方にのぞむ２面のみとし、その他の側を開放状態としている（図１０（Ａ））。なお、重量センサ３１のロードセル本体３１ａと高さ調節機構３４が作物収容体Ｔの操作盤１６を備えた正面側に設けるのがよい。正面側では作業者スペースを確保することが常套であり、このスペースを利用してメンテナンスが容易となる。

重量センサ３１（又は後述の代替支持ブロック）は四隅に設けられて穀物収容体Ｔの荷重を分担するものであるから低廉に構成できる。なお、四隅に穀物重量計測用センサユニットＹを設けると、ｎ＝１，２，３及び４で、Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３及びＷ４である。そしてセンサユニットＹはＹｎで、Ｙ１，Ｙ２，Ｙ３及びＹ４である。符号はそれぞれ対応している。

上記実施例における穀物重量計測用センサユニットＹｎの設定手順等について説明する。例えば、図１４（Ａ）の穀物収容体Ｔの概略平面図において、正面側左隅下方に符号「１」を、同右隅下方に符号「２」、背面側左隅下方に符号「３」、同右隅下方に符号「４」を割り当てるものとし、穀物重量検出用センサユニットＹもこれに倣い、それぞれ１〜４の夫々の位置に配置されるユニットをＹ１，Ｙ２，Ｙ３及びＹ４とする。

ところで、穀物収容体Ｔの構造物重量及び収容穀物が均等であって四隅に作用する場合、穀物重量検出用センサユニットＹ１，Ｙ２，Ｙ３及びＹ４の各センサ３１は略同重量を計測するものであるが、穀物収容体Ｔの構成部材により、また穀物の張込状況により均等でない。そこで、均等分担比率、つまり四隅に設ける場合には１／４の０．２５からの差異を鑑みて補正係数として把握することにより、より精度高く計測しようとする。

例えば、前記昇降機１１は、穀物収容体Ｔの前側又は後ろ側に選択的に取り付けられる。また、排風ファン７は後ろ側において左側又は右側に偏位して設けられる。そして、穀物収容体Ｔ内部構造も相まって、四隅で作用する穀物空の重量計測値ｗ０１,ｗ０２，ｗ０３，ｗ０４から予め記憶する補正係数、すなわち分担重量比率、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４により全体重量を演算できる。上記補正係数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４は、昇降機１１配置に基づく第１補正係数ｅ０１，ｅ０２，ｅ０３，ｅ０４、吸引ファン７配置に基づく第２補正係数ｆ０１，ｆ０２，ｆ０３，ｆ０４との平均によって算出されるもので、平均補正係数としている。例えば、Ｆ１＝（ｅ０１＋ｆ０１）／２である。なおＦ１＋Ｆ２＋Ｆ３＋Ｆ４＝１としている。平均補正係数を均等分担比率としている所以である。

そして穀物重量検出用センサユニットＹ１の重量センサ３１の前記検出値ｗ０１であるから、穀物収容体Ｔの穀物空状態の全体重量Ｗ０は、Ｗ０≒ｗ０１／Ｆ１で算出演算できる。同様に、平均補正係数Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４、重量計測値ｗ０２，ｗ０３，ｗ０４によっても算出でき、Ｗ０≒ｗ０２／Ｆ２≒ｗ０３／Ｆ３≒ｗ０４／Ｆ４である。

したがって、平均補正係数Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３又はＦ４を予め知っておくことにより、対応する穀物重量検出用センサユニットＹ１，Ｙ２，Ｙ３又はＹ４の重量センサ３１の検出値に基づいて全体の重量を演算できる。このため、穀物重量検出用センサユニットＹを少なくとも１基設けてその重量センサ３１の検出出力によって全体重量を計測できる。なお２基以上設ける場合は、適宜平均演算して全体重量を知ることができる。また、穀物重量検出用センサユニットＹを設けない隅部には高さを揃えた支持ブロックを設けるものとする。

第１補正係数、第２補正係数、及び平均処理した平均補正係数の一例を図１４（Ｂ），（Ｃ）及び（Ｄ）に示す。この場合は、穀物が空の状態での値であるが、穀物が張り込まれると四隅に掛かる重量比率が変動すると考えられ、したがって所定張込量毎に、前記第１補正係数ｅ０１ｍ，ｅ０２ｍ，ｅ０３ｍ，ｅ０４ｍ、第２補正係数ｆ０１ｍ，ｆ０２ｍ，ｆ０３ｍ，ｆ０４ｍ、平均補正係数Ｆ１ｍ，Ｆ２ｍ，Ｆ３ｍ，Ｆ４ｍの値を予め実測して記憶するものとする。なお、ｍ＝１，２…で、所定張込量毎に対応するものである。

前記の第１補正係数は昇降機１１配置に基づく補正係数であり、第２補正係数は排風ファン７の配置に基づく補正係数であるが、具体的には昇降機１１の前側又は後側配置の選択に起因するのである。したがって、昇降機１１の前側又は後側位置かを選択する昇降機位置選択スイッチ４０、排風ファン７の左側位置か右側位置かを選択する排風ファン位置選択スイッチ４１を設け、昇降機１１前後位置、排風ファン７左右位置を設定する構成としている（図１３参照）。なお、昇降機１１の前側又は後側配置を昇降機ハーネス（図示せず）のショートピン装着の相違に基づいて自動的に認識できる構成としてもよい。また、スロアのように接続の有無で重量に影響ある場合には、スロア用ハーネス（図示せず）の接続の有無をもって、スロア重量を加えるか否かを認識させるようにしてもよい。

次いで、穀物の張込状態に応じて補正係数を設定する場合について説明する。穀物種類や産地、収穫時期等に起因して貯留部１に張り込まれる穀物の堆積状況が偏る場合がある。具体的には、前高になったり後高になるものである。図１５に第３補正係数の一例を示す。堆積量が大きい部分ほど補正係数値を大としている。なお、貯留部１内の前後に穀物堆積量検知センサ（図示せず）を配置し、それぞれのセンサが検知する時刻のズレ時間をもって前後の堆積量の大小を演算できる。なお、穀物種類の相違と機器ばらつきによって、例えば、張込に際して籾は均等に堆積できるが、大豆では偏って堆積する特性を知り、補正係数に反映させると検出精度が向上する。

次いで、運転使用時間に基づいて補正係数を変更する場合について説明する。新規使用時に比較して数回使用後の補正係数を変更するものである。図１６に示すように、第４補正係数は、使用時間が大となるほど、均等分担比率に近づくように設定される。新規使用時では、機器ばらつきが大であるため、第４補正係数は均等分担比率との差異が大とし、運転時間が大なるほどばらつき小となるため、第４補正係数は均等分担比率に近づく。

前記したように、張込量に応じて補正係数を変更設定するが、その一例を図１７に示す。張込量が少ないほど第５補正係数は、均等分担比率に対する差異が大きく設定され、張込量が大なるほど四隅分担重量の影響が小さくなって、第５補正係数は均等分担比率つまり四隅に設ける場合には１／４の０．２５に近づく。ここで張込量に代替して予め重量が既知の重錘を準備してこの重錘の有無で変動状況を把握し、補正係数に反映させるように構成してもよい。

次いで、図１８に基づき、重量センサ３１の零調整を含む補正の手順について説明する。穀物収容体Ｔを組立てた後の穀物空の状態で重量センサ３１の検出出力値につき零調整を行う。そして、予め重量が既知の、例えば排風ファン７を後付けする。この際の重量センサ３１が受ける重量は四隅のいずれの位置であるかによって、予め記憶されているその位置での補正係数を選択して重量を演算する。この排風ファン７設置による分担重量の検出値を、補正係数で演算した重量と比較し、その差異を勘案して調整する。また、穀物満量状態での分担重量の検出値を、補正係数で演算した重量と比較し、その差異を勘案して
調整する。さらに、複数所定回数の乾燥を行った後で、各部が馴染んだ状態での穀物重量の検出値をもって補正係数の当否を判定し、場合によっては変更調整できる。

なお、前記零調整のタイミングについて、各別の零調整スイッチ（図示せず）の操作に基づく場合、及び穀物排出モードで重量センサ３１が穀物空を検出する時としている。このように構成すると、自動、手動を問わず毎回零調整を実行することができる。

次に、穀物重量検出用センサユニットＹを穀物収容体Ｔの下方四隅のうち一箇所に設置する場合の高さ調節機構３４の調節方法について説明する。なお穀物重量検出用センサユニットＹを敷かない四隅のうち三か所には支持ブロックを配置して穀物収容体Ｔ全体の略水平姿勢の維持を図っている。予め穀物重量検出用センサユニットＹに関する前記図１４〜図１７における第１補正係数〜第５補正係数を取得し、制御部１７の記憶部１９に記憶しておく。そして、表示手段として前記液晶表示部１８には、ロードセル本体３１ａの検出歪から制御部１７で演算された検出重量値Ｄｓを表示できる構成としている。また、検出重量値Ｄｓに代替して設定重量値Ｄｔを表示できるものとし、操作盤１６に設けた表示切換スイッチ４２の切換操作によって、検出重量値Ｄｓ、設定重量値Ｄｔを交互に表示できる。なお、設定重量値Ｄｔは、乾燥処理石数，昇降機１１の前後位置、排風ファン７の左右位置等で決定される型式と、単一の穀物重量検出用センサユニットＹを四隅のいずれの位置に配置されるかに応じて予め記憶部１９に格納された値である。作業者は、検出重量値Ｄｓが設定重量値Ｄｔに一致すべく、高さ調整機構３４の高さ調整を行う。すなわち、検出重量値Ｄｓが設定重量値Ｄｔよりも小さい場合は、高さ調整機構３４のナット部３４ｃに工具を掛けて接地体３４ｂ側を固定筒状体３４ａに対して伸び出し側になるよう正回転する。非接地状態から接地状態に移行しさらに接地圧が大となるから、検出重量値Ｄｓは徐々に増して設定重量値Ｄｔに達する。逆に、検出重量値Ｄｓが設定重量値Ｄｔよりも大きい場合は、高さ調整機構３４のナット部３４ｃに工具を掛けて接地体３４ｂ側を固定筒状体３４ａに対して短縮側になるよう逆回転するもので、接地圧が大から小に移行するから、検出重量値Ｄｓは徐々に減じて設定重量値Ｄｔに一致し得る。

表示手段として上例では液晶表示部１８を採用したが、次のようにブザー吹鳴、音声等の手段がある。上記の検出重量値Ｄｓを設定重量値Ｄｔに一致させるための高さ調整機構３４操作に関する工程を重量センサ調整モードとし、重量調整モードスイッチ４３のＯＮ操作によってこの重量センサ調整モードに入ることとする。そして、重量センサ調整モード中の時、ブザー４４を備える。検出重量値Ｄｓが設定重量値Ｄｔに対して所定範囲外にある場合にはブザー吹鳴によって調整を促すことができる。この場合、検出重量値Ｄｓが設定重量値Ｄｔよりも小の場合と大の場合とで吹鳴方法を異ならせる構成とすると、調整作業が容易である。さらに、検出重量値Ｄｓが設定重量値Ｄｔの所定許容範囲に達すると、ブザー吹鳴の方法を異ならせる、例えば連続吹鳴とすることによって、前記の液晶表示部１８の表示を視認する必要がなく、高さ調整機構３４の調整が容易である。なお、検出重量値Ｄｓと設定重量値Ｄｔのずれ量に応じて間欠吹鳴の周期を異ならせる構成とすると、作業者による調整が容易である。

重量センサ調整モード中、検出重量値Ｄｓと設定重量値Ｄｔを音声表示する構成とする。これによって作業者は、液晶表示部１８の表示を視認する必要なく、検出重量値Ｄｓと設定重量値Ｄｔのずれ量を把握できる。

制御部１７と通信可能な端末５５を備えることにより、この端末５５に検出重量値Ｄｓと設定重量値Ｄｔを表示させることにより、作業者の手元において視認することができ、高さ調整機構３４による調整作業を容易化できる。

７排風ファン
１１昇降機
１７制御部
１８液晶表示部（表示手段）
３１重量センサ
３４高さ調節機構
５１昇降機位置選択スイッチ（選択スイッチ）
５２排風ファン位置選択スイッチ（選択スイッチ）
Ｄ土台部
Ｄｓ検出重量値
Ｄｔ設定重量値
Ｔ穀物収容体（作物収容体）
Ｙ穀物重量検出用センサユニット（作物重量検出用センサユニット）

Claims

作物収容体（Ｔ）の土台部（Ｄ）の下方に重量センサ（３１）と高さ調節機構（３４）を備えた作物重量検出用センサユニット（Ｙ）を設け、検出重量値（Ｄｓ）と設定重量値（Ｄｔ）を表示する表示手段（１８）を設けたことを特徴とする作物収容体の重量検出装置。
作物重量検出用センサユニット（Ｙ）を作物収容体（Ｔ）の四隅のうちの一箇所に設け、昇降機（１１）と排風ファン（７）の設置位置を選択する選択スイッチ（５１，５２）を設け、制御部（１７）は選択スイッチ（５１，５２）の選択に基づいて設定重量値（Ｄｔ）を演算する構成とする請求項１に記載の作物収容体の重量検出装置。