JP2021185895A - Weeder in paddy-like cultivated land - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は水を張った泥質培地で水稲などの作物を育成する水田様の耕作地における除草装置に関し、特に噴射した気体流によって除草を行うようにした水田様耕作地における除草装置に関する。 The present invention relates to a weeding device in a paddy field-like cultivated land for growing crops such as paddy rice in a muddy medium filled with water, and particularly to a weeding device in a paddy field-like cultivated land in which weeding is performed by a jet gas flow.
稲作においては、植生した稲株の根ぎわの表土を浅く耕し、同時に除草を行う「中耕除草」が行われている。かかる中耕除草は、手押し車タイプの除草機を水田中で移動さたり、乗用タイプの除草機を水田痛で航行させることによって行われており、更にはボートなどの無人航行除草装置を水田で航行させることも行われている。 In rice cultivation, "medium-cultivation weeding" is performed in which the topsoil of the roots of vegetated rice plants is cultivated shallowly and weeding is performed at the same time. Such medium-cultivation weeding is carried out by moving a wheelbarrow-type weeder in the paddy field, or by navigating a passenger-type weeder with paddy pain, and further, navigating an unmanned navigation weeding device such as a boat in the paddy field. It is also done to make it.
ボートなどの無人航行除草装置を利用した除草については、本願出願人は特許文献1(特開2007−151481号公報)を提案している。この特許文献1では、ホバークラフト本体に液剤農薬等を充填するための農薬用タンクと当該農薬を散布するための散布装置を装着し、遠隔操作によって上記散布装置及びホバークラフト本体を操作可能としたラジコンホバークラフトに関する技術を提案している。 Regarding weeding using an unmanned navigation weeding device such as a boat, the applicant of the present application has proposed Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-151481). In Patent Document 1, a radio-controlled hovercraft that is equipped with a pesticide tank for filling a hovercraft body with a liquid pesticide or the like and a spraying device for spraying the pesticide, and can operate the spraying device and the hovercraft body by remote control. Proposes technology related to.
また、特許文献2(特開2019−83708号公報)では、水田の農業管理用船型小型ロボットであって、船体と、推進装置と、旋回装置と、水底に向けて水を噴出する水噴出装置と、環境検出装置と、前記船体が障害物を回避しつつ前記水田内を航行できるように、前記環境検出装置の検出結果に基づいて、前記推進装置及び前記旋回装置を制御する制御装置とを有する船型小型ロボットが提案されている。 Further, in Patent Document 2 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2019-83708), it is a small robot for agricultural management of paddy fields, which is a hull, a propulsion device, a swivel device, and a water ejection device that ejects water toward the bottom of the water. And the control device that controls the propulsion device and the turning device based on the detection result of the environment detection device so that the hull can navigate in the paddy field while avoiding obstacles. A small hull-shaped robot has been proposed.
更に従前においては、株間の除草機能も備えた水田除草機に関し、特許文献3(特開2008−22722号公報)では、少なくとも一部が可撓性である気体噴出体の先端に錘部材が設けられ、且つ前記錘部材に噴出穴が設けられている水田除草機を提案している。そしてこの文献3では、除去すべき雑草は発芽直前か、またはまだ根が充分着いていないため、空気などの気体噴出で田の土壌表面がかき回されることで雑草が土壌から離れる、或いは土壌表面そのものが雑草の根ごと水中に舞い上がるために雑草が除去されることを開示している。 Further, in the past, regarding a paddy field weeder having a weeding function between strains, in Patent Document 3 (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-22722), a weight member is provided at the tip of a gas ejector having at least a part of flexibility. We also propose a paddy field weeder in which a ejection hole is provided in the weight member. And in this document 3, the weeds to be removed are just before germination, or because the roots have not yet reached sufficiently, the soil surface of the rice field is stirred by the gas ejection such as air, and the weeds are separated from the soil, or the soil surface itself. Discloses that weeds are removed because the roots of the weeds soar into the water.
前記特許文献1では水田の除草にホバークラフトを使用する事を提案しているが、このホバークラフトは農薬の散布を目的としており、除草剤を使用しない無農薬の稲作には適していない。また前記特許文献2では船体を使用し、水噴出装置によって水底に向けて水を噴射することで除草を果たすことが提案されているが、噴射する水は水田の水が利用されることから、水噴出装置の目詰まりが生じることも危惧される。そして特許文献3では空気等の気体噴出によって株間除草を行うことが提案されているが、別途條間を除草する除草ローターを必要とし、また手押し式の除草機であるために作業者が水田内を移動しなければならなかった。
The above-mentioned Patent Document 1 proposes to use hovercraft for weeding paddy fields, but this hovercraft is intended for spraying pesticides and is not suitable for pesticide-free rice cultivation that does not use herbicides. Further, in
そこで本発明は、前記従前の技術における課題を解決し、無農薬による稲作を実現しながらも、作業者が水田様耕作地内を移動する必要をなくして無人運転によって除草作業を行うことのできる水田様耕作地における除草装置を提供することを第1の課題とする。 Therefore, the present invention solves the above-mentioned problems in the conventional technique, and while realizing rice cultivation without pesticides, it is possible to perform weeding work by unmanned operation without the need for workers to move in the paddy-like cultivated land. The first task is to provide a weeding device in a cultivated land.
また本発明では、水田様耕作地における除草に際して使用する流体が目詰まりすることを無くして、安定した除草作業を行う事のできるようにした水田様耕作地における除草装置を提供することを第2の課題とする。 The second aspect of the present invention is to provide a weeding device in a paddy-like cultivated land, which eliminates the clogging of the fluid used for weeding in the paddy-like cultivated land and enables stable weeding work. It is an issue of.
更に本発明では、噴射した気体によって除草を行う際に、雑草を除去しながらも、植生した稲株が抜けるのを阻止する事のできる水田様耕作地における除草装置を提供することを第3の課題とする。 Furthermore, the third aspect of the present invention is to provide a weeding device in a paddy-like cultivated land that can prevent weeds from coming off while removing weeds when weeding with the injected gas. Make it an issue.
そして本発明は、無人航行除草装置としてボートを使用した際に、その航行に使用する力を有効に利用して水田中の除草を行う事のできる水田様耕作地における除草装置を提供することを第4の課題とする。
The present invention provides a weeding device in a paddy-like cultivated land that can perform weeding in a paddy field by effectively utilizing the force used for the navigation when a boat is used as an unmanned navigation weeding device. This is the fourth issue.
本発明は、上記課題の少なくとも何れかを解決する為に、水田内を航行可能なボートなどの移動体を使用し、当該移動体から気体を噴射させることで雑草を除草する事のできるようにした水田様耕作地における除草装置を提供する。 In the present invention, in order to solve at least one of the above problems, weeds can be weeded by using a moving body such as a boat that can navigate in a paddy field and injecting gas from the moving body. We provide a weeding device for paddy-like cultivated land.
即ち本発明に係る水田様耕作地における除草装置は、泥質培地の上に水を張り、前記泥質培地に根を張らせることで作物を育成する水田様耕作地における雑草を除去する除草装置であって、水田様耕作地を航行する為の航行装置を備えた移動体と、当該移動体から水底の土壌に向かって気体を噴射する気体噴射ノズルとを備え、当該気体噴射ノズルから噴射された気体によって泥質培地を撹拌することで除草を除去する、水田様耕作地における除草装置を提供する。 That is, the weeding device in the paddy field-like cultivated land according to the present invention is a weeding device for removing weeds in the paddy field-like cultivated land where the crop is grown by filling the muddy medium with water and letting the muddy medium take root. It is equipped with a moving body equipped with a navigation device for navigating the paddy field-like cultivated land, and a gas injection nozzle for injecting gas from the moving body toward the soil at the bottom of the water, and is injected from the gas injection nozzle. Provided is a weeding device in a paddy field-like cultivated land, which removes weeds by stirring a muddy medium with a gas.
前記移動体は泥質培地の上に水を張って形成した水田様の耕作地を移動できるものを使用でき、望ましくは張った水の上に浮かんで移動できる移動体、特に望ましくはエアークッション艇を含むボートを使用することができる。かかる移動体は無人航行できるものが望ましく、自律航行可能なものの他、有線又は無線方式を問わず遠隔制御可能なもの、特にラジオコントロール等の無線方式で遠隔制御可能なものを使用することができる。また当該移動体は、移動する水田様耕作地における泥質培地に向かって気体を噴射させるための気体噴射ノズルを備える。かかる気体は多くの場合にはファンなどの送風機で送られる空気を使用することができるが、加圧ボンベに収容された空気、窒素、アルゴン、酸素などの加圧気体を利用する事もできる。 As the moving body, a moving body that can move on a paddy-like cultivated land formed by filling a muddy medium with water can be used, and a moving body that can float and move on the filled water, particularly preferably an air cushion boat. You can use a boat that includes. It is desirable that the mobile body can be navigated unmanned, and in addition to those capable of autonomous navigation, those that can be remotely controlled regardless of whether they are wired or wireless, in particular, those that can be remotely controlled by a wireless system such as radio control can be used. .. The moving body also includes a gas injection nozzle for injecting gas toward the muddy medium in the moving paddy-like cultivated land. In many cases, air sent by a blower such as a fan can be used as the gas, but air contained in a pressurized cylinder or a pressurized gas such as nitrogen, argon or oxygen can also be used.
上記本発明の水田様耕作地における除草装置では、前記気体噴射ノズルから噴出する気体は、4.5m/s以上、8.0m/s以下の風速、特に5.0m/s以上、7.0m/s以下の風速であることが望ましい。従って本発明の水田様耕作地における除草装置では、前記気体噴射ノズルから、4.5m/s以上、8.0m/s以下の風速、特に5.0m/s以上、7.0m/s以下の風速で気体を噴射する除草用気体供給手段を備えることが望ましい。かかる風速は、複数設けられる気体噴射ノズルにおいて凡そ均等であることが望ましく、少なくとも何れかの気体噴射ノズルから噴出される気体の風速が、他の気体噴射ノズルから噴出される気体の風速の2倍以下、特に1.5倍以下であることが望ましい。また当該気体噴射ノズルの開口径は3mm以上、13mm以下、特に4mm以上、9mm以下であることが望ましい。これらの何れか又は全ての要件を満たすことにより、気体噴射ノズルから放出したエアー等によって、効果的に泥質培地を撹拌して、より高い除草効果を得ることができる。 In the weeding device in the paddy field-like cultivated land of the present invention, the gas ejected from the gas injection nozzle has a wind speed of 4.5 m / s or more and 8.0 m / s or less, particularly 5.0 m / s or more and 7.0 m. It is desirable that the wind speed is / s or less. Therefore, in the weeding device in the paddy field-like cultivated land of the present invention, the wind speed of 4.5 m / s or more and 8.0 m / s or less, particularly 5.0 m / s or more and 7.0 m / s or less, from the gas injection nozzle. It is desirable to provide a gas supply means for weeding that injects gas at the wind speed. It is desirable that the wind speed is approximately equal in the plurality of gas injection nozzles, and the wind speed of the gas ejected from at least one of the gas injection nozzles is twice the wind speed of the gas ejected from the other gas injection nozzles. Below, it is particularly desirable that it is 1.5 times or less. Further, it is desirable that the opening diameter of the gas injection nozzle is 3 mm or more and 13 mm or less, particularly 4 mm or more and 9 mm or less. By satisfying any or all of these requirements, the muddy medium can be effectively agitated by the air discharged from the gas injection nozzle, and a higher herbicidal effect can be obtained.
また上記気体噴射ノズルは、水田様耕作地における泥質培地の近傍または泥質培地中に存在させることが望ましい。特に当該気体噴射ノズルは、泥質培地表面からの距離が7cm以内、又は泥質培地内に1cm入り込んだ位置、特に3cm以内、又は泥質培地内に0.5cm入り込んだ位置に存在することが望ましい。よって、当該気体噴射ノズルは気体の噴射位置が泥質培地表面からの距離が7cm以内、又は泥質培地内に1cm入り込んだ位置に調整する為の噴射口調整手段を備えることが望ましい。かかる噴射口調整手段は、交換可能な長さが異なるホースや伸縮自在なチューブ等によって形成することもできる。 Further, it is desirable that the gas injection nozzle is present in the vicinity of the muddy medium or in the muddy medium in the paddy-like cultivated land. In particular, the gas injection nozzle may be present at a distance of 7 cm or less from the surface of the muddy medium, or 1 cm within the muddy medium, particularly within 3 cm, or 0.5 cm within the muddy medium. desirable. Therefore, it is desirable that the gas injection nozzle is provided with an injection port adjusting means for adjusting the gas injection position to a position where the distance from the surface of the muddy medium is within 7 cm or the position is 1 cm into the muddy medium. The injection port adjusting means can also be formed by a hose having a different interchangeable length, a stretchable tube, or the like.
そして気体噴射ノズルは、気体を案内するホースの先端開口として形成する他、当該先端開口に着脱自在なアタッチメントノズルとして形成することができる。かかるアタッチメントノズルは、案内された気体の流速を早める為に開口径を絞る噴射ノズルである他、案内された気体を拡散させるために開口径を広げた拡散ノズル、更には気体の流動によって水を取り込むエゼクタ効果を有するエゼクタノズル、及び案内された気体を渦流として放出させるスパイラルノズルを使用することができる。更には前記気体を案内するホースの内面にスパイラル状の突起を形成し、当該ホース内の流動に際して渦流としてこれをホース先端の開口(気体噴射ノズル)から噴射するように形成しても良い。 The gas injection nozzle can be formed as a tip opening of a hose that guides gas, or can be formed as a detachable attachment nozzle at the tip opening. The attachment nozzle is an injection nozzle that narrows the opening diameter in order to increase the flow velocity of the guided gas, a diffusion nozzle that widens the opening diameter in order to diffuse the guided gas, and further, water is discharged by the flow of the gas. An ejector nozzle having an ejector effect for taking in and a spiral nozzle for discharging the guided gas as a vortex can be used. Further, a spiral protrusion may be formed on the inner surface of the hose that guides the gas, and the hose may be formed so as to be jetted from the opening at the tip of the hose (gas injection nozzle) as a vortex when flowing in the hose.
また前記移動体は水田様耕作地を移動できる各種の装置であって良いが、望ましくは移動面に向けて空気を高圧で噴出し、浮揚して進むエアークッション艇を使用する。かかるエアークッション艇は、機体を浮揚及び/又は移動させる空気を噴出させるための航行用気体供給手段を備えており、前記気体噴射ノズルに気体を供給する除草用気体供給手段として、当該エアークッション艇の航行用気体供給手段を使用することが望ましい。このように構成すれば、除草用の気体供給手段を別途設置する必要が無くなり、製造コストを抑えることができると共に、その構造を簡素化し、また全体の重さを軽減することができる。更に当該エアークッション艇の浮揚、移動、及び前記気体噴射ノズルからの噴射に使用される気体を1つのファンによって供給するように構成すれば、製造コストの削減や除草装置の簡素化及び軽量化において一層望ましいものとなる。 Further, the moving body may be various devices capable of moving in the paddy-like cultivated land, but preferably, an air cushion boat that ejects air at a high pressure toward the moving surface and floats and advances is used. The air cushion boat is provided with a navigation gas supply means for ejecting air that floats and / or moves the aircraft, and the air cushion boat is used as a weeding gas supply means for supplying gas to the gas injection nozzle. It is desirable to use the navigation gas supply means of. With such a configuration, it is not necessary to separately install a gas supply means for weeding, the manufacturing cost can be suppressed, the structure can be simplified, and the overall weight can be reduced. Further, if the gas used for the floating and moving of the air cushion boat and the injection from the gas injection nozzle is supplied by one fan, the manufacturing cost can be reduced and the weeding device can be simplified and reduced in weight. It will be more desirable.
上記の通り、除草用気体供給手段として、航行用気体供給手段を利用する乃至は兼用する場合には、エアークッション艇の浮揚、移動、及び前記気体噴射ノズルからの噴射に使用される気体の少なくとも何れかの供給量を調整する、気体供給量調整手段を備えることもできる。かかる気体供給量調整手段は、航行用気体供給手段から出力される気体の取り入れ口の開口面積をフラップなどで変化させるか、又は気体の排気口の開口面積を変えることによって行うことができる。 As described above, when the navigation gas supply means is used or also used as the weeding gas supply means, at least the gas used for the floating and moving of the air cushion boat and the injection from the gas injection nozzle. It is also possible to provide a gas supply amount adjusting means for adjusting any of the supply amounts. The gas supply amount adjusting means can be performed by changing the opening area of the gas intake port output from the navigation gas supply means with a flap or the like, or by changing the opening area of the gas exhaust port.
また本発明では前記課題の少なくとも何れかを解決する為に、泥質培地の上に水を張り、前記泥質培地に根を張らせることで作物を育成する水田様耕作地における雑草を除去する除草方法であって、水田様耕作地に作物を作付した後、4日以降、15日以内の期間内、望ましくは7日以降、10日以内の期間内に、当該水田様耕作地で、前記本発明に係る除草装置を航行させて、前記泥質培地の雑草を除去する水田様耕作地における除草方法を提供する。 Further, in the present invention, in order to solve at least one of the above-mentioned problems, weeds in the paddy field-like cultivated land where the crops are grown are removed by filling the muddy medium with water and letting the muddy medium take root. It is a weeding method. Provided is a method for weeding in a paddy-like cultivated land in which a weed device according to the present invention is navigated to remove weeds in the muddy medium.
かかる除草方法においては、前記本発明に係る除草装置による除草を、水田様耕作地に作物を作付した後、4日以降、15日以内の期間内、特に7日以降、10日以内の期間内において行うのが望ましい。前記水田様耕作地における除草装置による除草効果を高める、また植生した苗が抜け出るのを阻止する為である。 In such a weeding method, weeding by the weeding apparatus according to the present invention is carried out within a period of 4 days or more and 15 days or less, particularly 7 days or less and 10 days or less after the crop is cultivated on the paddy-like cultivated land. It is desirable to do it in. This is to enhance the weeding effect of the weeding device in the paddy-like cultivated land and to prevent the vegetated seedlings from coming out.
上記本発明に係る水田様耕作地における除草装置は、水田様耕作地を航行する為の航行装置を備えた移動体と、当該移動体から水底の土壌に向かって気体を噴射する気体噴射ノズルとを備えており、当該気体噴射ノズルから噴射された気体によって泥質培地を撹拌することで除草を除去するように構成していることから、除草剤などの農薬を使用する必要性が無くなり、無農薬による稲作を実現することができる。また当該移動体として自律航行可能であるか、有線又は無線方式を問わず遠隔制御可能なものを使用すれば、作業者が水田様耕作地の外から制御することが可能になり、よって作業者が水田様耕作地内を移動する必要をなくして無人運転によって除草作業を行うことのできる水田様耕作地における除草装置とすることができる。 The weeding device in the paddy field-like cultivated land according to the present invention includes a moving body provided with a navigation device for navigating the paddy field-like cultivated land, and a gas injection nozzle for injecting gas from the moving body toward the soil at the bottom of the water. Since it is configured to remove weeds by stirring the muddy medium with the gas ejected from the gas injection nozzle, there is no need to use pesticides such as herbicides. It is possible to realize rice cultivation with pesticides. In addition, if the moving object is capable of autonomous navigation or can be remotely controlled regardless of whether it is wired or wireless, the worker can control it from outside the paddy-like cultivated land. Can be used as a weeding device in paddy-like cultivated land, which can perform weeding work by unmanned operation without having to move in the paddy-like cultivated land.
また本発明の水田様耕作地における除草装置は、気体噴射ノズルから噴射された気体を用いて除草を行うことができることから、水田様耕作地に張られた水中の異物の影響を受けることはなくなり、流体の目詰まりを無くして、安定した除草作業を行う事のできる水田様耕作地における除草装置とすることができる。更に気体噴射ノズルから噴射された気体によって泥質培地を撹拌して除草を行うことから、当該撹拌時に泥質培地や水内に空気を送り込むことができ、これによって植生した作物の生育にも貢献することができる。 Further, since the weeding device in the paddy field-like cultivated land of the present invention can perform weeding using the gas ejected from the gas injection nozzle, it is not affected by foreign substances in the water stretched on the paddy field-like cultivated land. It can be used as a weeding device in paddy field-like cultivated land that can eliminate clogging of gas and perform stable weeding work. Furthermore, since the muddy medium is agitated by the gas ejected from the gas injection nozzle to perform weeding, air can be sent into the muddy medium and water during the agitation, which also contributes to the growth of vegetated crops. can do.
そして本発明に係る水田様耕作地における除草装置において、前記気体噴射ノズルから、4.5m/s以上、8.0m/s以下の風速、特に5.0m/s以上、7.0m/s以下の風速で気体を噴射する除草用気体供給手段を備えた場合には、噴射した気体によって除草を行う際に、雑草を除去しながらも、植生した稲株が抜けるのを阻止する事のできる水田様耕作地における除草装置とすることができる。その結果、前記除草装置を圃場で航行させることにより、植生した苗の株間に生えている雑草も除草することができ、所謂株間除草も可能とした水田様耕作地における除草装置とすることができる。 Then, in the weeding apparatus in the paddy field-like cultivated land according to the present invention, the wind velocity from the gas injection nozzle is 4.5 m / s or more and 8.0 m / s or less, particularly 5.0 m / s or more and 7.0 m / s or less. If a gas supply means for weeding that injects gas at the wind speed of is provided, it is possible to prevent weeds from coming off while removing weeds when weeding with the injected gas. It can be used as a weeding device in cultivated land. As a result, by navigating the weeding device in the field, weeds growing between the vegetated seedlings can be weeded, and a so-called inter-strain weeding can be performed as a weeding device in a paddy-like cultivated land. ..
更に前記移動体としてボート、特にエアークッション艇を使用し、前記除草用気体供給手段として、当該エアークッション艇の浮揚及び/又は移動に使用される航行用気体供給手段を使用又は兼用した場合には、その航行に使用する力を有効に利用して水田中の除草を行う事のできる水田様耕作地における除草装置とすることができる。 Further, when a boat, particularly an air cushion boat, is used as the moving body, and a navigation gas supply means used for floating and / or moving the air cushion boat is used or also used as the mowing gas supply means. It can be used as a weeding device in paddy field-like cultivated land that can weed in paddy fields by effectively utilizing the force used for navigation.
そして本発明に係る水田様耕作地における除草方法では、水田様耕作地に作物を作付した後、4日以降、15日以内の期間内、望ましくは7日以降、10日以内の期間内に、当該水田様耕作地で上記本発明の除草装置を航行させて、前記泥質培地の雑草を除去することから、作業者は水田様耕作地内に入ることなく、簡易かつ効率的に水田などの除草作業を行うことができ、また稲苗の引き抜きを阻止しながらも株間除草を行い、更に水中及び泥質培地に対して空気を送り込んで作物の育成を支援することができる。 In the weeding method in the paddy field cultivated land according to the present invention, after the crop is cultivated in the paddy field cultivated land, within a period of 4 days or more, 15 days or less, preferably 7 days or less and 10 days or less. Since the weeds of the muddy medium are removed by navigating the weeding device of the present invention in the paddy field-like cultivated land, the worker can easily and efficiently weed the paddy field without entering the paddy field-like cultivated land. It is possible to carry out the work, perform inter-strain weeding while preventing the withdrawal of rice seedlings, and further blow air into water and muddy medium to support the growth of crops.
以下、図面を参照しながら、本実施の形態にかかる水田様耕作地における除草装置10を具体的に説明する。特に本実施の形態にかかる除草装置10は、水田における除草を行うのに適しており、且つ移動体20としてボートを使用した除草装置10を示しているが、これに限ることなく水田様の他の耕作地で使用し得るもの、及びボート以外の移動体20を用いた除草装置10で具体化することも当然に可能である。
Hereinafter, the weeding
図1は第1の実施形態に係る水田様耕作地における除草装置10を示す側面図であり、図2は当該除草装置10の背面図であり、図3は当該除草装置10の底面図を示している。なお、図2及び3では、後述のスカートを省略している。特にこの第1の実施の形態に係る除草装置10は、水田を移動する移動体20としてエアークッション艇を使用しており、当該エアークッション艇20はラジオコントロールによって遠隔操作できるように形成している。
FIG. 1 is a side view showing a
かかるエアークッション艇20は、側面に複数の排気口21を備えた船体28と、航行に際してこの船体28を浮揚させると共に推進のための風を送るファン22と、このファン22を駆動させるエンジン23と、進行方向を変化させる為にファン22の吹き出し方向を変化させる方向舵24とからなる航行装置と、排気口21から噴射した気体を取り込んで膨らむスカート27を備えている。当該移動体としてのエアークッション艇20は、当然ながらその他の構成であっても良く、船体28を浮揚及び推進させる空気流を送風機で送るようにしたり、ファン22を駆動させるためにモーターを使用することもできる。また船体28を浮揚させるための空気流と、推進させる空気流とをそれぞれ異なるファン22又は送風機で行っても良く、また船体28に設ける排気口21の形成位置を任意に変更することもできる。
The
特に本実施の形態に係る除草装置10において、ファン22から供給される空気流は、方向舵24に向かうものと、船体内に向かうものとに分岐される。即ち、ファン22から送風された空気流の進行方向に存在する空気取り入れ口に向かった成分は船体28の内部空間に入り込んで、これが船体28を浮揚させるために使用されることになる。一方でこの空気取り入れ口に入らなかった成分は、方向舵24に向かって推進のため(及び除草の為)に使用されることになる。この空気の分配量を調整することにより、船体の浮揚、推進、及び除草に使用する空気量を調整することができる。よって当該空気流の分配量を制御する可変翼等の気体供給量調整手段を設けることが望ましい。また当該気体供給量調整手段は、船体の浮揚に使用する空気量と、気体噴射ノズルから噴出する除草に使用する空気の供給量の分配を制御することもできる。
In particular, in the
そして本実施の形態に係る除草装置10では、前記したエアークッション艇20の後側に存在する排気口21には、供給された空気を水田の泥質培地に向けて放出する為のホース31を取り付けており、当該ホース31の先端を気体噴射ノズル30としている。かかる構成により、ファン22から供給され、空気取り入れ口から船体28内に入り込んだ空気流は、船体28を浮揚させるために使用されると共に、その一部が前記ホース31を通って気体噴射ノズル30から噴射されることになる。
In the
本実施の形態において、前記気体噴射ノズル30を形成するホース31は、エアークッション艇20の進行方向後側に存在する排気口21の一部に設けており、当該ホース31を設けていない排気口21は従前の通り船体28を浮揚させるために使用することができる。即ち、本実施の形態に係る除草装置10において、移動体として使用されるエアークッション艇20における浮揚の為の排気口21は、少なくともその一部(望ましくは後側の一部)が前記気体噴射ノズル30を形成する為に使用されている。当該気体噴射ノズル30を形成する(即ちホース31を設ける)排気口21の数や割合は、船体28を浮揚させるための空気量や、除草に必要となる空気量によって適宜調整することができる。本実施の形態では、船体28の後側に形成される排気口21の内の約半分を、気体噴射ノズル30を形成する(即ちホース31を設ける)排気口21として使用している。以上のように形成したエアークッション艇20によれば、本来の浮揚力を確保することができ、水田における航行を行うことができる。また当該ホース31を設ける排気口21には、当該ホースを外装又は内挿するアタッチメント25を設けて、当該ホースの装着を容易にすることができる。かかるアタッチメントは例えば前記排気口21に内挿され且つ前記ホースを外装するチューブによって形成することができる。
In the present embodiment, the
また本実施の形態に係る除草装置10において、前記ホース31は、水田に植生している稲株に接触した際に変形できる程度の柔軟性を有する材料で形成することが望ましい。当該ホース31は金属や硬質の樹脂を用いて形成することも可能ではあるが、その場合には当該エアークッション艇20を航行させて除草作業を行う際に、植生した稲株を抜き取ってしまうことも予想され、よって当該ホース31は稲株との衝突時に変形できる程度の柔軟性を有することが望ましい。
Further, in the
また、前記ホース31の先端に確保される気体噴射ノズル30は、泥質培地表面からの距離が7cm以内、又は泥質培地内に1cm入り込んだ位置、特に3cm以内、又は泥質培地内に0.5cm入り込んだ位置に存在させている。この為、当該ホース31はその長さを調整できることが望ましい。特に当該ホース31の長さは水田の水嵩に応じて適宜長さを調整するか、又は長さの異なるホース31を取り付けるように形成することが望ましい。
Further, the
そして前記ホース31の船体28に確保される気体噴射ノズル30は、4.5m/s以上、8.0m/s以下の風速、特に5.0m/s以上、7.0m/s以下の風速で気体を噴射することが望ましい。その為、本実施の形態に係る除草装置10では、前記気体噴射ノズル30の数(即ち総開口面積)によって当該風速となるように調整している。但し当該気体噴射ノズル30から噴出される気体の風速は、前記ファン22の出力、又は当該ファン22から供給する空気の量(例えば分配割合)を調整たり、或いは気体噴射ノズル30の開口径や開口面積を調整したりすることによって行うこともできる。
The
また当該ホース31の先端に設けられる気体噴射ノズル30を、泥質培地に対して75°以上、90°以下の範囲の交差角Θで気体を噴射するように形成するのが望ましい。当該気体噴射ノズル30を、泥質培地に対して75°未満の交差角Θで気体を噴射するように形成することも考えられるが、この場合にはエアークッション艇20の推進移動との関係から、十分に泥質培地の撹拌を行うことが困難になり、効果的な除草作業が難しくなってしまうためである。
Further, it is desirable that the
以上のように形成した本実施の形態に係る除草装置10によれば、エアークッション艇20が本来備える浮揚及び推進のために使用するファン22を使用し、当該ファン22から送風される気体の一部を水田の泥質培地に噴射させることができる。その結果、泥質培地は撹拌され、そこに生えている雑草を除去することができる。特に本実施の形態に係る除草装置10によれば、1つのファン22によってエアークッション艇20の浮揚、推進及び除草のための空気流を確保することができることから、その構成を簡素化することができ、また軽量化を実現することができる。
According to the
なお、上記本実施の形態に係る除草装置10では、ホース31の先端に気体噴射ノズル30を確保しているが、当該気体噴射ノズル30はその他の実施形態であっても良い。例えば前記ファン22から供給される空気流をホース31又はダクトによって案内し、その先端にエアークッション艇20の進行方向に交差する向きで帯状に気体を噴射する気体噴射ノズル30を形成することもできる。更に船体28の底面に、泥質培地に向かって開口する複数の開口部を形成し、当該開口部を当該気体噴射ノズル30とすることもできる。その際、当該船体28の側面に形成している排気口21を閉塞し、底面全体に排気口21を形成した場合には、エアークッション艇20の浮揚と共に除草に貢献する排気口21とすることができる。この場合、前記ホース31などを不要とすることもできる。
In the
また当該気体噴射ノズル30は、前記ホース31の先端開口を使用する他、当該先端開口に着脱自在なアタッチメントノズルとして形成することができる。図4は当該気体噴射ノズル30の実施形態を示す縦断面図である。当該気体噴射ノズル30は一般的なホース31の先端開口を使用する他、図4(A)に示す様にホース31の内周面にスパイラル状の突起32を設けたスパイラルホースの先端開口31aとすることができる。また図4(B)に示す様に一般的なホース31の先端開口に、内面にスパイラル状の突起32を設けたスパイラルノズル31b(即ち、アタッチメントノズル)を装着することもできる。これらの気体噴射ノズル30を使用した場合には、案内された気体をスパイラル状に旋回方向に放出することができる為、泥質培地の拡販効果を高めることができる。また当該気体噴射ノズル30は、図4(C)に示す様に、気体の進行方向だけでなく、側方にも放出できるように開口径を絞った放出ノズル31c(即ち、アタッチメントノズル)を使用することもでき、更に図4(D)に示す様に、案内された気体を拡散させるために開口径を広げた拡散ノズル31dを使用することもできる。更に図示しないが、気体の流速を高める事により、周囲の水を取り込んで放出するエゼクタノズルを使用することもできる。
In addition to using the tip opening of the
次に図5を参照しながら、第2の実施の形態に係る水田様耕作地における除草装置10を具体的に説明する。図5は、第2の実施の形態に係る除草装置10の(A)側面図、(B)平面図、(C)背面図、(D)正面図を示している。この実施の形態に係る除草装置10は、水田に浮かぶように構成した船体28を使用している。かかる船体28には、推進のために、エンジン23やモーターなどの駆動装置と、当該駆動装置23で回転駆動するファン22が搭載されている(以下ではこれらを「推進機構26」とする)。即ち、浮揚のための空気流を必要としない点で前記エアークッション艇20とは異なっている。なお本実施の形態において、推進機構26として駆動装置23とファン22を使用しているがその他の送風機であっても良い。
Next, with reference to FIG. 5, the weeding
上記船体28は、発泡樹脂などの樹脂や木材などを用いて、水面に浮かぶように形成することができ、少なくとも前記推進機構26(駆動装置23やファン22など)を積載しても水面に浮かぶことのできる浮力で形成される。また、その底面は望ましくは凹凸が無い平滑な面として形成する。水田を航行している際に、植生した稲株を引き抜くことが無いようにするためである。かかる船体28は、本実施の形態では船型形状に形成しているが、必ずしも船の形である必要はなく、四角形又は円形の板であっても良い。
The
上記船体28には、推進機構26が設けられている。本実施の形態に係る除草装置10では、この推進機構26から出力される空気流の一部を除草に使用する事ができるように構成している。即ち、前記推進のための機構から排出される空気流の下流側に、当該空気流を取り込む空気取り入れ口51を設け、当該空気取り入れ口51から取り入れた空気を泥質培地に向かって噴射させる気体噴射ノズル30を備えるものとして形成している。より具体的には、当該推進機構26の下流側に空気取り入れ口を形成するダクト52を設け、当該ダクトの後端下面には、火砲の先端側に気体噴射ノズル30を設けたホース31を接続している。
The
このように形成した除草装置10では、船体28の航行に際して推進機構26を駆動することにより、推進機構26から送り出される空気流の下流側に存在するダクトの空気取り入れ口が空気流を取り込み、これを船体28の底面よりも突出して延伸するホース31の気体噴射ノズル30から放出することができる。その結果、除草対象となる水田で当該除草装置10を航行させることにより、泥質培地は噴射された空気流によって撹拌され、当該泥質培地から生えている雑草を除去することができる。
In the
図6は第3の実施の形態に係る除草装置10を示す(A)側面図、(B)平面図である。この実施の形態に係る除草装置10は、前記第2の実施の形態における推進機構26(以下では「航行用気体供給手段」とも言う)とは別に、除草のための空気流を出力する除草用気体供給手段61を設けた除草装置10となっている。この実施の形態に係る除草装置10は、既存のボートに取り付ける事ができ、従って気体流による除草装置10用の除草モジュールとして提供することもできる。
FIG. 6 is a side view (A) and a plan view (B) showing the
本実施の形態に係る除草装置10は、船体28に推進機構26(即ち「航行用気体供給手段」)を設けたボート本体と、このボート本体に取り付けた除草モジュール60とで構成されている。ボート本体は既存のものを使用することができ、前記実施の形態1に示したようにファン22からの空気流で推進するものや、その他の送風機を使用したもの、更にスクリューや、水車型の外輪を推進機構26として設けたものであっても良い。
The weeding
上記除草モジュールは、エンジンやモーターなどの駆動装置23で駆動するファン22で構成される除草用気体供給手段61と、当該除草用気体供給手段61から出力される空気流を案内するホース又はダクトからなる流路62と、当該流路62の下流側に設けられた気体噴射ノズル30とで構成されている。特に本実施の形態では、当該気体噴射ノズル30は、前記流路62に接続されているホース31の先端部に形成されている。但し、前記流路62は必ずしも必要とするものではなく、前記除草用気体供給手段61を船体28の後側に設置することができ、当該除草用気体供給手段61から直接気体噴射ノズル30に空気流を出力できる場合には、当該流路62を省略することもできる。
The weeding module is composed of a weeding gas supply means 61 composed of a
上記流路は流体力学に従い空気流が減衰することの無い形状及び内径に形成することが望ましく、また前記気体噴射ノズル30から均等な風速で空気を噴射することができるように、空気流を分配する為の構成部材を設けることもできる。
It is desirable that the flow path is formed in a shape and an inner diameter that does not attenuate the air flow according to fluid dynamics, and the air flow is distributed so that the air can be injected from the
以上のように形成した除草装置10によれば、船体28に設けられている航行用気体供給手段(即ち、航行装置としての推進機構26)によって船体28を航行させ、前記除草用気体供給手段61から供給する空気流を前記気体噴射ノズル30から泥質培地に噴射し、当該泥質培地を撹拌することができる。これにより泥質培地に生えている雑草も水中に抜き出される事から、当該水田の除草を行うことができる。
According to the
本実験では、エアークッション艇20を用いた除草装置10における空気流の出力を確認した。具体的には、第1の実施形態に示すエアークッション艇20において、気体噴射ノズル30から噴出される気体の風圧を確認した。この実験で使用したエアークッション艇20は、2.4psの出力のエンジン23を使用し、開口径が20mmの円形の排気口21を、船体28の側面全周に49個設けてあり、後側に設けられた全11個の排気口21の内、6個の排気口21にチューブを装着して、その先端開口を気体噴射ノズル30とした。そして風速計(HOLDPEAK 826A)を使用して風速を確認した。
In this experiment, the output of the air flow in the
その結果、各気体噴射ノズル30から出力された空気流の風速は6.0〜7.0m/sであった。よって標準大気(1.225kg/m3)環境下においては、22.05〜30.01Paの風圧である事を確認した。
As a result, the wind speed of the air flow output from each
本実験では、空気流による除草効果を確認した。具体的には図6(A)に示す3つの試験体を作成し、水田様耕作地と同様に、泥質培地又は砂の上に水を張って作成した試験場において、水嵩を変更しながら3つの試験体における水田様耕作地の底面に形成した溝の深さを確認した。この実験に際して、水田における除草作業は、稲作における雑草であるコナギ、アワ、ヒエを除草する為には、一般的には泥質培地を約5mm〜10mmの深さまで撹拌すれば良く、これらの雑草を除去できれば、その後の育苗においても十分な除草効果が得られることを確認しており、よって水田様耕作地の底面に形成する溝の深さを確認した。 In this experiment, the weeding effect of air flow was confirmed. Specifically, three test specimens shown in FIG. 6 (A) were prepared, and in a test site prepared by filling water on a muddy medium or sand in the same manner as in paddy-like cultivated land, 3 while changing the water volume. The depth of the ditch formed on the bottom of the paddy-like cultivated land in one test piece was confirmed. In this experiment, the weeding work in the paddy field is generally to stir the muddy medium to a depth of about 5 mm to 10 mm in order to weed the weeds such as Pontederia vaginalis, Awa, and Japanese millet, and these weeds. It was confirmed that if the seedlings could be removed, a sufficient weeding effect could be obtained in the subsequent raising of seedlings, and therefore the depth of the groove formed on the bottom of the paddy-like cultivated land was confirmed.
使用した試験体は図7に示すとおりであり、内径30mmで長さ1,120mmのパイプに、試験体1及び2では左右それぞれ7個の気体噴射ノズル30を設け、試験体3では左右それぞれ5個の気体噴射ノズル30を設けた。そして当該試験体において、空気流の流入口に最も近い位置の気体噴射ノズル30(ノズル1)、空気流の流入口から最も離れた位置の気体噴射ノズル30(ノズル3)、及びノズル1とノズル2との中間に存在する位置の気体噴射ノズル30(ノズル3)から噴射される気体流の流速を測定した。各試験体の構造と各ノズルの風速を以下の表1に示す。なお表中の風圧は、風速から標準大気の密度に基づいて算出した値である。
上記の試験体1〜3を使用して、水田様耕作地と同様に泥質培地又は砂の上に水を張って作成した試験場において水嵩を変えながら、各試験体の気体噴射ノズル30から噴出される気体によって、どの程度の深さの溝を形成するかを実験した。この実験では培地となる底面は、泥質土壌および砂地においてそれぞれ実験した。また実験に際しては、図6(B)に示す様に、各試験体におけるノズルを取り付けたパイプの底面が水面に接する位置に固定した状態で実験を行った。その結果を以下の表2に示す。
以上に実験結果から、気体噴射ノズル30から噴射する気体の風速を5m/s以上とする事により、水深90mmの水田様耕作地においても、底の培地を撹拌できることを確認した。また試験体3の実験結果からも明らかなように、気体噴射ノズル30を培地に近づけたとしても風速が4.5m/s未満である場合には、培地を十分に撹拌するのが困難であることを確認した。また試験体3の結果では、各ノズルから噴射される気体の風速が均等であることも重要であることが確認された。
From the above experimental results, it was confirmed that the bottom medium can be agitated even in a paddy field-like cultivated land with a water depth of 90 mm by setting the wind speed of the gas injected from the
また、前記試験体1及び2における各気体噴射ノズル30から出力される気体の風速は、前記実験例1で確認した第1の実施の形態に示す除草装置10における気体噴射ノズル30から出力される気体の風速とおおよそ同じであることから、実験例1に示した除草装置10において、水田における除草作業を行い得ることを確認した。
Further, the wind velocity of the gas output from each of the
本発明の水田様耕作地における除草装置は、特に水田における除草作業に使用することができる。その他にも、当該除草装置は圃場などの土壌を効率的に撹拌することができる為、中耕作業などの耕起作業にも利用することができる。 The weeding device in the paddy-like cultivated land of the present invention can be used especially for the weeding work in the paddy field. In addition, since the weeding device can efficiently agitate soil such as a field, it can also be used for plowing work such as medium plowing work.
10 除草装置
20 移動体(エアークッション艇)
21 排気口
22 ファン
23 駆動装置(エンジン)
24 方向舵
25 アタッチメント
26 推進機構
27 スカート
28 船体
30 気体噴射ノズル
31 ホース
60 除草モジュール
61 除草用気体供給手段
62 流路
10
21
24
Claims (5)
水田様耕作地を航行する為の航行装置を備えた移動体と、
当該移動体から水底の土壌に向かって気体を噴射する気体噴射ノズルとを備え、
当該気体噴射ノズルから噴射された気体によって泥質培地を撹拌することで除草を除去することを特徴とする水田様耕作地における除草装置。
It is a weeding device that removes weeds in paddy-like cultivated land where crops are grown by filling water on the muddy medium and rooting it in the muddy medium.
A mobile body equipped with a navigation device for navigating paddy-like cultivated land,
It is equipped with a gas injection nozzle that injects gas from the moving body toward the soil at the bottom of the water.
A weeding device in a paddy-like cultivated land, characterized in that weeding is removed by stirring a muddy medium with a gas ejected from the gas injection nozzle.
当該気体噴射ノズルは、前記泥質培地表面からの距離が7cm以内、又は泥質培地内に0.5cm入り込んだ位置に存在する、請求項1に記載の水田様耕作地における除草装置
It is equipped with a gas supply means for weeding that injects gas from the gas injection nozzle at a wind speed of 4.5 m / s or more and 8.0 m / s or less.
The weeding apparatus in a paddy field-like cultivated land according to claim 1, wherein the gas injection nozzle is located within a distance of 7 cm from the surface of the muddy medium or at a position where the gas injection nozzle is 0.5 cm into the muddy medium.
The third aspect of the present invention, wherein the moving body is an air cushion boat, and the navigation gas supply means used for floating and / or moving the air cushion boat is used as the weeding gas supply means. Paddy-like weeding equipment in cultivated land.
少なくともエアークッション艇の浮揚、移動、及び前記気体噴射ノズルからの噴射に使用される気体の何れかの供給量を調整する、気体供給量調整手段を備える、請求項3に記載の水田様耕作地における除草装置。
The moving body is an air-cushion boat, and the gas used for the floating and moving of the air-cushion boat and the injection from the gas injection nozzle is supplied by one fan.
The paddy-like cultivated land according to claim 3, further comprising a gas supply amount adjusting means for adjusting at least the supply amount of any of the gases used for floating, moving, and injecting from the gas injection nozzle. Weeding equipment in.
水田様耕作地に作物を作付した後、2日以降、7日以内の期間内に、当該水田様耕作地で、請求項1〜4の何れか一項に記載の除草装置を航行させて、前記泥質培地の雑草を除去する事を特徴とする、水田様耕作地における除草方法。 It is a weeding method that removes weeds in paddy-like cultivated land where crops are grown by filling water on the muddy medium and rooting it in the muddy medium.
After cultivating crops on the paddy field-like cultivated land, within a period of 2 days to 7 days, the weeding device according to any one of claims 1 to 4 is navigated on the paddy field-like cultivated land. A method for weeding in a paddy-like cultivated land, which comprises removing weeds from the muddy medium.
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JP2020098040A JP2021185895A (en) | 2020-06-04 | 2020-06-04 | Weeder in paddy-like cultivated land |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN116267044A (en) * | 2023-04-04 | 2023-06-23 | 南京农业大学 | Paddy field weeding robot motion control system |
JP7408062B1 (en) | 2022-08-30 | 2024-01-05 | 茂雄 本間 | Weeding device and weeding method using this device in paddy fields |
-
2020
- 2020-06-04 JP JP2020098040A patent/JP2021185895A/en active Pending
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