JP2021148373A - 作物収容体の重量検出装置 - Google Patents
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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、安価な構成の重量センサとすることを課題とする。【解決手段】作物収容体Tの土台部Dの下方に作物重量検出用センサユニットYを配置する作物収容体の重量検出装置において、作物重量検出用センサユニットYは、土台部Dの底部の隅部を受ける上部プレート30と、上部プレート30荷重の一部を受ける支持脚33と、重量センサ31を備え、重量センサ31はロードセル本体31aの基部側31bを上部プレート30の下方に固定し、このロードセル本体31aの先端側検知部31cを高さ調節機構34で支持し、制御部17は重量センサ31の検出歪出力に基づいて作物収容体T重量を換算する構成とした。【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(特許文献1)。
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。
本発明は、安価な構成の重量センサとす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の下方に作物重量検出用センサユニットYを配置する作物収容体の重量検出装置において、作物重量検出用センサユニットYは、土台部Dの底部の隅部を受ける上部プレート30と、上部プレート30荷重の一部を受ける支持脚33と、重量センサ31を備え、重量センサ31はロードセル本体31aの基部側31bを上部プレート30の下方に固定し、このロードセル本体31aの先端側検知部31cを高さ調節機構34で支持し、制御部17は重量センサ31の検出歪出力に基づいて作物収容体T重量を換算する構成とした。
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、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を形成してなる。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の発明において、ロードセル本体31aと高さ調節機構34を作物収容体Tの操作盤16を備えた正面側に設けてなる。
請求項1に記載の発明によると、小さい重量センサ31で大きな作物重量を換算できる。
請求項2に記載の発明によると、請求項1に記載の効果に加え、上部プレート30からの荷重を受けて歪を検出し易い。
請求項3に記載の発明によると、請求項2に記載の効果に加え、メンテナンスがし易い。
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。
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。
16 操作盤
17 制御部
18 液晶表示部(表示手段)
30 上部プレート
31 重量センサ
31a ロードセル本体
31b 基部側
31c 検知部
33 支持脚
34 高さ調節機構
D 土台部
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)
17 制御部
18 液晶表示部(表示手段)
30 上部プレート
31 重量センサ
31a ロードセル本体
31b 基部側
31c 検知部
33 支持脚
34 高さ調節機構
D 土台部
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 (3)
- 作物収容体(T)の土台部(D)の下方に作物重量検出用センサユニット(Y)を配置する作物収容体の重量検出装置において、作物重量検出用センサユニット(Y)は、土台部(D)の底部の隅部を受ける上部プレート(30)と、上部プレート(30)荷重の一部を受ける支持脚(33)と、重量センサ(31)を備え、重量センサ(31)はロードセル本体(31a)の基部側(31b)を上部プレート(30)の下方に固定し、このロードセル本体(31a)の先端側検知部(31c)を高さ調節機構(34)で支持し、制御部(17)は重量センサ(31)の検出歪出力に基づいて作物収容体(T)重量を換算する構成とした作物収容体の重量検出装置。
- 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)を形成してなる請求項1に記載の作物収容体の重量検出装置。
- ロードセル本体(31a)と高さ調節機構(34)を作物収容体(T)の操作盤(16)を備えた正面側に設けてなる請求項2に記載の作物収容体の重量検出装置。
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