JP2022099081A - 作業機 - Google Patents

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眞 片川
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Abstract

【課題】精度良く作業装置の調整を行うことを目的とする。【解決手段】作業装置10と、作業装置10を調整する操作を受け付ける操作部40,48と、操作部40,48に対する操作を有効とするか無効とするかの設定を受け付ける有効無効スイッチ51と、有効無効スイッチ51が有効に操作されている場合に、操作部40,48に対する操作内容に応じて、作業装置10を調整する制御部52とを備える。【選択図】図7

Description

作業装置を備える作業機に関する。
作業機は、作業走行の際に、良好な作業結果が得られるように、作業装置の様々な装置を、作業に最適な状態となるように調整する。
例えば、特許文献1に開示されるように、作業機は、運転部のフロントパネルに操作部を備え、作業走行の開始時および作業走行中に、操作部が操作されて、作業状況に応じて作業装置が調整される構成である。
特開2019-170272号公報
運転者は作業機を操縦しながら操作部を操作する必要があり、適切な操作を行えない場合がある。また、作業装置が機体の後方に配置される場合があり、操作部がフロントパネルに設けられると、運転者は作業機を操縦しながら作業装置による作業状況を確認することが困難な場合がある。このような場合、精度良く作業装置の調整を行うことができない。
本発明は、精度良く作業装置の調整を行うことを目的とする。
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機は、作業装置と、前記作業装置を調整する操作を受け付ける操作部と、前記操作部に対する操作を有効とするか無効とするかの設定を受け付ける有効無効スイッチと、前記有効無効スイッチが有効に操作されている場合に、前記操作部に対する操作内容に応じて、前記作業装置を調整する制御部とを備える。
上記構成により、作業機の操縦に集中すべき場合または作業装置の調整を行うべきでない場合には有効無効スイッチを無効とし、作業装置の調整を行うべき場合や作業装置の調整が可能な状況である場合には有効無効スイッチを有効とすることにより、適切な状況において作業装置の調整を行い、精度良く作業装置の調整を行うことができる。
また、前記操作部は、無線操作可能な無線リモコンであっても良い。
作業装置が機体の後方にある場合、操作部の位置によっては、作業装置の状況を確認しながら操作部を操作することが困難な場合がある。上記構成により、操作部を持ち運んで、適切な位置で作業装置の状況を確認しながら操作部を操作することが容易となり、精度良く作業装置の調整を行うことができる。
また、前記操作部は、機体に対する配置位置を変更可能で有線操作可能な有線リモコンであっても良い。
このような構成により、操作部を持ち運んで、適切な位置で作業装置の状況を確認しながら操作部を操作することが容易となり、精度良く作業装置の調整を行うことができる。
また、複数の前記操作部を備え、前記有効無効スイッチは、1つの前記操作部を選択することができ、選択された前記操作部に対する操作を有効とし、他の前記操作部に対する操作を無効とすることが好ましい。
作業機には運転者以外に補助者が搭乗する場合があり、補助者が機外から作業機の作業状況を監視している場合もある。運転席以外にも操作部が配置されている場合、このような補助者が作業装置の状況を確認しながら操作部を操作することができる。これにより、運転車は作業機の操縦に集中しながら、運転者以外の者によって作業装置の状況を確認しながら操作部を操作することができるため、精度良く作業装置の調整を行うことができる。さらに、操作可能な操作部を選択できるため、操作が有効となっていない操作部により、誤操作が行われることを抑制することができる。
また、運転者が搭乗する運転部を備え、前記操作部の1つが前記運転部に固定されても良い。
このような構成により、運転者も、状況に応じて、作業装置の状況を確認し、操作部を操作することができる。
また、前記操作部として、無線操作可能な無線リモコン、および、有線操作可能な有線リモコンの少なくともいずれかを含んでも良い。
このような構成により、操作部を持ち運んで、適切な位置で作業装置の状況を確認しながら操作部を操作することが容易となり、精度良く作業装置の調整を行うことができる。
田植機の全体構成を例示する左側面図である。 苗量センサの配置構成を説明する図である。 肥料残量センサの配置構成を説明する図である。 フロントパネルの構成を説明する図である。 スイッチボックスの構成を説明する図である。 モニタに表示される操作画面を例示する図である。 操作部により作業装置の操作を行う機能ブロックを例示する図である。 植付量自動調整機構の機能ブロックを例示する図である。
以下、本発明の作業機の一例である田植機について、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、田植機の走行機体(機体)に関し、図1に示される矢印Fの方向を「機体前方」、矢印Bの方向を「機体後方」、矢印Uの方向を「機体上方」、矢印Dの方向を「機体下方」、紙面表側の方向を「機体左方」、紙面裏側の方向を「機体右方」とする。
〔田植機の全体構成〕
まず、図1~図3を用いて、田植機の全体構成について説明する。
田植機は、左右一対の前車輪1が操向可能かつ駆動可能に装備され、左右一対の後車輪2が駆動可能に装備された走行機体を備える。走行機体の前部に、エンジン3を有する原動部4が形成される。走行機体の後部に、運転座席5、および、前車輪1を操向操作するステアリングホィール6を有する搭乗型の運転部7が形成される。
走行機体が有する機体フレーム8の後部にリンク機構9を介して苗植付装置10が支持される。リンク機構9は、油圧式の昇降シリンダ9aの伸縮作動によって機体フレーム8に対して上下揺動する状態で機体フレーム8に支持される。苗植付装置10は、昇降シリンダ9aの伸縮作動によるリンク機構9の上下揺動によって、接地フロート12が圃場面に接地した下降作業状態と、接地フロート12が圃場面に対して上方に離間した上昇非作業状態とにわたって昇降操作される。走行機体の後部に、苗植付装置10による植付苗に粉粒状の肥料30を供給する施肥装置(「作業装置」に相当)25が設けられる。
苗植付装置(「作業装置」に相当)10は、4つの植付け駆動ケース14と、それぞれの植付け駆動ケース14の後部の両横側方に設けられる合計8つの苗植付機構16と、苗載台17と、圃場面を整地する整地ロータ機構11を備える。苗載台17は、苗植付機構16の苗植え運動に連動されて左右に往復移送され、苗載台17に載置されたマット状苗18を各苗植付機構16に供給する。接地フロート12は、苗植付装置10の下降作業状態において、圃場面に接地して圃場面を整地する。整地ロータ機構11は、エンジン3から回転軸21を介して伝達される動力が伝動ケース22および回転軸24を介して伝達されることによって、機体の左右方向の軸芯周りに回転駆動される。また、整地ロータ機構11は、図示しない支持機構によって、圃場に対する高さ位置を調整可能な状態で苗植付装置10に支持される。
苗植付機構16は、エンジン3から回転軸21を介して伝達され、伝動ケース22および回転軸23を介して植付け駆動ケース14に伝達される動力によって駆動される。苗植付機構16は、一対のロータリ式の植付アーム16Bを備える。苗植付機構16は、植付アーム16Bが回転駆動されることにより、苗載台17に載置されているマット状苗18から植付け用の苗を取り出し、取り出した植付け用の苗を圃場面に下降搬送して植え付け、植え付けを終えると、苗載台17に戻るように苗植え運動を行う。苗植付機構16による苗植付けは、圃場面のうち、整地ロータ機構11および接地フロート12によって整地された箇所、少なくとも接地フロート12によって整地された箇所に対して行われる。
なお、苗植付機構16は、図示しない株間変速装置(植付ギヤ)により、伝達される動力が変速され、苗の植え付け間隔である株間が変更可能な構成である。また、苗植付機構16は、図示しない植付クラッチにより、動力の伝達が接続状態と遮断状態とに操作され、苗の植え付け状態と苗の植え付け停止状態とに変更可能な構成である。また、苗植付装置10は、回転軸23に対して、回転軸23の軸芯を中心としてローリング可能な態様で支持される。そのため、苗植付装置10は、ローリングすることにより、圃場に対する機体の左右方向における傾きが調整される(モンロー動作)ことが可能な構成である。
図2に示すように、苗載台17には、苗載台17に搭載された苗の使用量を検出する苗量センサ19が設けられる。苗載台17は、8条植えに対応して幅方向(機体の左右方向)に8分割され、8分割された各領域にマット状苗18が載置される。また、8分割された各領域には、1または複数のマット状苗18が縦方向(機体の前後方向かつ上下方向)に載置される。
苗量センサ19は、苗載台17上の上端から下端に亘って縦方向に設けられるシームレスなセンサである。マット状苗18は、苗載台17上に、苗量センサ19の上に重なるように載置される。苗量センサ19は、苗量センサ19上にマット状苗18が存在するか否か、および、苗量センサ19上のどの位置にマット状苗18が存在するか、どの位置に存在しないかを検知することができる。そのため、苗量センサ19は、苗載台17上に、マット状苗18がどこまで存在するのかを検知することができる。
例えば、圃場において苗植付作業を開始する際に、苗量センサ19は、何枚のマット状苗18が載置されたか(苗が搭載された量)が分かる。そして、作業が進むにつれて、苗量センサ19は、マット状苗18がどれくらい消費されて減ったか(苗の使用量)、あるいは、マット状苗18が苗載台17上にどれくらい残っているか(苗の残量)を検出することができる。
施肥装置25は、粉粒状の肥料30を貯留する肥料タンク26と、肥料タンク26の下部に接続され、肥料タンク26から肥料30を繰り出す繰出し機構27と、繰出し機構27に接続されたブロワ28とを備える。繰出し機構27から施肥ホース31が苗植付装置10に向けて延ばされる。繰出し機構27が繰り出した肥料30がブロワ28で生成される搬送風によって施肥ホース31に供給される。
施肥ホース31の苗植付装置10側の端部は、作溝施肥器(図示せず)に接続される。作溝施肥器(図示せず)は、苗植付機構16のそれぞれに一つの作溝施肥器(図示せず)が対応するよう配置される。各作溝施肥器(図示せず)は、苗植付機構16による苗植付け箇所の横側方の圃場に溝を形成し、形成した溝に施肥ホース31からの肥料30を供給する。
図3に示すように、肥料タンク26には、肥料残量センサ29が設けられる。肥料残量センサ29は、肥料タンク26内の底または底の近傍から上方に向けて設けられる。肥料残量センサ29は、肥料タンク26において、肥料残量センサ29のどの位置まで肥料30が存在するかを検知する。そのため、肥料残量センサ29は、肥料タンク26に残存する肥料30の量を検出することができる。
例えば、圃場において施肥作業を開始する際に、肥料残量センサ29は、肥料タンク26にどれくらいの量の肥料30が貯留されているかがわかる。そして、作業が進むにつれて、肥料残量センサ29は、肥料30がどれくらい消費されて減ったか(肥料の使用量)、あるいは、肥料タンク26に肥料30がどれくらい残っているか(肥料の残量)を検出することができる。
〔作業装置の操作〕
次に、苗植付作業や施肥作業等の作業の際に、苗植付装置10や施肥装置25等の作業装置を調整するための操作に用いる操作部について、図1を参照しながら図4~図6を用いて説明する。
運転部7の運転座席5の前方には、フロントパネル35が配設される。フロントパネル35は、ステアリングホィール6と、田植機の走行または作業の操作を行う操作レバー36や各種スイッチ等の操作具とを備える。また、フロントパネル35は、操作具の1つとして、スイッチボックス37とモニタ38とからなる操作部40を備える。操作部40は、モニタ38に操作画面を表示させ、スイッチボックス37の操作によって、作業装置等の調整を行う操作を受け付ける。
スイッチボックス37は、モニタ操作ボタン41、「戻る」ボタン42、ロータ制御ボタン群43、自動植付ボタン44、圃場硬さボタン45、薬剤ボタン群46等を備える。ロータ制御ボタン群43は、苗植付装置10の整地ロータ機構11の運転または停止、および、整地ロータ機構11を昇降させて、整地ロータ機構11が圃場を整地する際の深さを制御する。自動植付ボタン44は、自動走行の際の自動植付開始機能の有効または無効を切り替える。圃場硬さボタン45は、耕耘深さの調整等の、苗植付装置10に対し圃場の表面の硬さに応じた微調整を指示する。薬剤ボタン群46は、図示しない除草剤散布装置および殺虫殺菌剤散布装置の運転または停止を切り替える。例えば、除草剤散布装置および殺虫殺菌剤散布装置は、運転座席5の後方の機体中央、または機体後端部に設けられる。
モニタ38は、モニタ操作ボタン41に対する人為操作に基づいて、操作画面をあらかじめ設定された順序で変更しながら表示する。
図6に示すように、モニタ操作ボタン41に対する人為操作が行われる前には、モニタ38にホーム表示画面D1が表示される。ホーム表示画面D1には、田植機による苗植付作業を行う間に確認する頻度が高い情報が集約されている。例えば、株数、植付深さ、施肥量、苗取量の情報がホーム表示画面D1に表示される。
モニタ38にホーム表示画面D1が表示されている状態でモニタ操作ボタン41を右方向に回転させると、操作画面が、端寄せ支援機能設定画面D2、自動直進機能設定画面D3の順序で変更される。また、上記とは反対に、モニタ38にホーム表示画面D1が表示されている状態でモニタ操作ボタン41を左方向に回転させると、面積系情報表示画面D4、苗植付機構16のモンロー設定画面D5、機能設定画面D6の順序で操作画面が変更される。さらに、モニタ38に自動直進機能設定画面D3が表示された状態でモニタ操作ボタン41を右方向に回転させても機能設定画面D6が表示され、機能設定画面D6が表示された状態でモニタ操作ボタン41を左方向に回転させると自動直進機能設定画面D3が表示される。すなわち、モニタ操作ボタン41を右方向に回転すると、ホーム表示画面D1、端寄せ支援機能設定画面D2、自動直進機能設定画面D3、機能設定画面D6、モンロー設定画面D5、面積系情報表示画面D4、ホーム表示画面D1の順で操作画面が変更される。
操作画面としてホーム表示画面D1~機能設定画面D6のいずれかを表示した状態で、モニタ操作ボタン41を押し下げると、表示されている操作画面に割り当てられた機能の詳細設定ができる画面に移行する。例えば、ホーム表示画面D1を表示した状態でモニタ操作ボタン41が押し下げられると、操作画面が、株数、植付深さ、施肥量、苗取量、の各項目の設定値を変更できる操作画面(不図示)に移行する。
また、機能設定画面D6が表示された状態で、モニタ操作ボタン41を押し下げると、作業装置のその他の調整を行うための操作画面がモニタ38に表示される。例えば、株間の調整を行うための株間操作画面D6aや、接地フロート12の高さの調整を行うためのフロート高さ操作画面D6b、植付姿勢を調整するための植付姿勢操作画面D6c等が、モニタ操作ボタン41の回動に応じて順に表示される。株間操作画面D6aが表示された状態で、モニタ操作ボタン41を押し下げると、株間を調整するための操作画面が表示され、株間を調整することができる。同様に、フロート高さ操作画面D6bが表示された状態で、モニタ操作ボタン41を押し下げると、接地フロート12の高さを調整するための操作画面が表示され、接地フロート12の高さを調整することができる。また、植付姿勢操作画面D6cが表示された状態で、モニタ操作ボタン41を押し下げると、植付姿勢を調整するための操作画面が表示され、植付姿勢を調整することができる。
〔複数の操作部〕
次に、複数個設けられる操作部について、図1を参照しながら、図4,図7を用いて説明する。
上述のように、苗植付作業等の作業走行の際には、圃場の状態や作業の状態等に応じて、走行速度が調整され、また、作業装置に対しても種々の調整が行われる。
例えば、作業走行において、植付深さ、苗植付装置10の水平状態(モンロー)、植付姿勢、接地フロート12の高さ、整地ロータ機構11の入り切りや高さ等の調整が行われる。
植付深さは、圃場の状態に応じて決まる、圃場に対して苗を植え付ける深さである。この植付深さを最適化することにより、適切に苗が植え付けられると共に適切に苗が育成され、収量の向上を図ることができる。
苗植付装置10の水平状態は、苗植付装置10の機体に対する機体の左右方向における傾きである。圃場に傾斜や凹凸がある場合、苗植付装置10の水平状態が適切でないと、左右方向において、苗の植え付け状態がばらつき、適切に苗の植え付けが行われない可能性がある。苗植付装置10の傾きを圃場の傾斜や凹凸に応じて調整することにより、均一かつ適切に苗の植え付けを行うことができる。
植付姿勢は、植え付けられた苗の圃場に対する傾きである。苗は、圃場に対して垂直に植え付けられることが適切である。植付アーム16Bの回転速度は、田植機の走行速度に応じて自動的に調整され、植付アーム16Bの回転速度と田植機の走行速度との関係が適切であると、圃場に対して苗は垂直に植え付けられる。これに対して、植付アーム16Bの回転速度が田植機の走行速度に対して速すぎると、苗は機体の進行方向に対して後向きに傾く。また、植付アーム16Bの回転速度が田植機の走行速度に対して遅すぎると、苗は機体の進行方向に対して前向きに傾く。
ここで、田植機の走行速度は、前車輪1または後車輪2の少なくともいずれかの駆動軸の回転数から算出される。そのため、機体がスリップしている場合等には、算出された走行速度が実際の走行速度と一致しない場合がある。植付アーム16Bの回転速度は、算出された走行速度に応じて自動調整される。そのため、植付アーム16Bの回転速度が算出された走行速度に応じて適切に自動調整された場合であっても、スリップ等により田植機の実際の走行速度が算出された走行速度とずれた場合には、植付アーム16Bの回転速度は、田植機の走行速度に対して適切でない速度となる。
そのため、スリップ等の有無や、実際に植え付けられた苗の状態を確認することにより、植付アーム16Bの回転速度が微調整される。これにより、植付姿勢を適切にすることができる。なお、植付アーム16Bの回転速度は、苗植付機構16に伝達される動力が調整されることにより行われる。
接地フロート12の高さは、下降作業状態における、接地フロート12の圃場からの高さである。接地フロート12は、圃場を整地する。そのため、接地フロート12と圃場との位置関係を適切に調整することにより、圃場を適切に整地することができる。
整地ロータ機構11の高さは、下降作業状態における、整地ロータ機構11の圃場からの高さである。整地ロータ機構11は、圃場を整地する。そのため、整地ロータ機構11と圃場との位置関係を適切に調整することにより、圃場を適切に整地することができる。また、整地ロータ機構11を使用する必要がない場合は、苗植付装置10が下降された下降作業状態においても、整地ロータ機構11が圃場に接しないように上昇される。
ここで、田植機を操縦するオペレータ(運転者)は、運転座席5に着座し、機体の前方を見ながら操縦する。一方、苗植付装置10は機体の後方に設けられ、オペレータは、走行中に、苗植付装置10の作業状態を確認することが困難であり、苗植付装置10の作業状態を確認しながらスイッチボックス37(操作部40)の操作を行うことは困難である。
田植機に補助者が搭乗している場合、補助者は田植機の操縦を行わないので、機体の後方の苗植付装置10の作業状態を容易に確認できる。また、補助者が田植機に搭乗していない場合も、補助者は圃場から機体の後方の苗植付装置10の作業状態を容易に確認できる。例えば、補助者は、機外から目視により作業状態を確認する他、機体後方にカメラ(図示せず)を設け、そのカメラが撮影した映像を受信して作業状態を確認することもできる。しかし、スイッチボックス37は運転部7のフロントパネル35に設けられているため、このような補助者がスイッチボックス37を操作することは困難である。
そのため、オペレータ以外の補助者等が操作できる1または複数の操作部48をフロントパネル35に設けられる操作部40以外に設けることが適切である。
例えば、操作部40と同等の機能を有する無線式のリモコン49が、操作部48として設けられる。リモコン49は、機体の後方の苗植付装置10の作業状態を確認できる補助者等の少なくとも一人が保持し、作業状態を確認できる補助者等の全員が保持することが好ましい。リモコン49を保持する補助者等は、作業状態を確認しながら、リモコン49を操作して、苗植付装置10等の作業装置の調整を行う。
なお、リモコン49は、スイッチボックス37と同様のボタンを備えると共に、モニタ38と同様に操作画面を表示できる表示部を備える構成としても良いが、操作構成は任意であり、表示部を備えない構成とすることもできる。また、リモコン49が表示部を備え、かつ、田植機が作業状態を撮影できるカメラを備える場合、リモコン49は、そのカメラが撮影した映像を受信して表示部に表示させる構成としても良い。
また、リモコン49は無線式に限らず、有線式であっても良い。有線式のリモコン49の場合、少なくとも田植機に搭乗する補助者等が操作できる位置、例えば、運転座席5の後方に配置可能に構成される。
さらに、リモコン49等の操作部48は、操作部40と別に設けられても良いが、フロントパネル35に設けられる操作部40に代わり、移動可能な操作部48が設けられても良い。例えば、無線式のリモコン49の場合、リモコン49は、フロントパネル35に着脱可能に構成されても良く、有線式のリモコン49の場合、リモコン49は、少なくともフロントパネル35および運転座席5の後方の領域に配置位置を変更可能に構成されても良い。
このように、植付状態等の作業状態を直接目視できる補助者等が苗植付装置10の調整を行うことができる構成とすることにより、植付深さ、苗植付装置10の水平状態(モンロー)、植付姿勢、接地フロート12の高さ、整地ロータ機構11の入り切りや高さ等の状態を適切なタイミングで、容易かつ精度良く調整することができる。そのため、良好な作付け状態を保つことができ、稲の品質を向上させ、収量を向上させることができる。また、オペレータの負担が軽減され、オペレータは田植機の操縦に集中することができ、作業効率の向上を図ることができる。
〔制御構成〕
次に、操作部により作業装置を制御する構成について、図1,図5を参照しながら図7を用いて説明する。
操作部40および操作部48が受け付けた操作は、制御ユニット50によって処理が行われる。制御ユニット50は、有効無効スイッチ51と接続される。有効無効スイッチ51は、フロントパネル35等に設けられる。
有効無効スイッチ51は、操作部40および操作部48の優先順位を決める操作を行う。例えば、有効無効スイッチ51は、操作部48による操作を無効とし、操作部40による操作のみを有効にする状態と、操作部40による操作を無効とし、操作部48による操作のみを有効にする状態とに切り替えることができる。あるいは、有効無効スイッチ51は、操作部40および複数の操作部48のうちの1つのみに対する操作を有効にするように切り替える構成であっても良い。さらに、有効無効スイッチ51は、操作部40および複数の操作部48に対して、優先的に操作を受け付ける順位(優先順位)を設定することもできる。
制御ユニット50は、フロントパネル35等の機体の任意の位置に設けられ、田植機のECUに内蔵されても良い。または、制御ユニット50はスイッチボックス37に内蔵されても良い。
制御ユニット50は、制御部52と、受信部53と、セレクタ54とを備える。受信部53は、リモコン49(操作部48)に行われた操作に応じた制御信号を受信する。制御ユニット50は、操作部40と有線または無線により接続され、操作部40に行われた操作に応じた制御信号を受信部53を介して、または直接受信する。また、制御ユニット50は、有効無効スイッチ51に行われた操作に応じた優先信号を受信する。
セレクタ54は、操作部40から送信された制御信号と、1または複数のリモコン49から送信された制御信号とを受信し、有効無効スイッチ51から送信された優先信号を受信する。セレクタ54は、優先信号に応じて、操作部40から送信された制御信号、および、1または複数のリモコン49から送信された制御信号のうちの1つの制御信号を選択して制御部52に受け渡す。
制御部52は、セレクタ54を介して受信した制御信号に応じて、苗植付装置10を調整する。具体的には、制御部52は、制御信号に応じて、苗植付装置10の植付深さ、苗植付装置10の水平状態(モンロー)、植付姿勢、接地フロート12の高さ、整地ロータ機構11の入り切りや高さを調整する。これにより、操作部40および操作部48のうち、有効無効スイッチ51により操作が有効であると設定された操作部に対して行われた操作内容に応じて苗植付装置10が調整される。
〔別実施形態〕
(1)上記実施形態における田植機は、苗量センサ19を備えない構成としても良い。また、苗量センサ19を備える場合でも、苗量センサ19は、シームレスではなく、植付アーム16Bが一度に取る苗の縦方向(機体の前後方向かつ上下方向)での長さより短い、例えば、1cm間隔で縦方向に並ぶ複数のセンサから構成されても良い。また、苗量センサ19は、2条ごとに設けられる構成に限らず、苗(マット状苗18)の使用量または苗(マット状苗18)の残量を検出できる構成であれば、1条ごとに設けられても良く、苗載台17に一つの苗量センサ19が設けられる構成であっても良い。同様に、田植機は、肥料残量センサ29が設けられない構成であっても良く、肥料残量センサ29が設けられる場合は、肥料残量センサ29の構成も任意である。
(2)苗植付作業において、あらかじめ定められた条間や株間、苗取量に応じて、1反あたりに使用されるマット状苗18の使用枚数が想定され、圃場の作業面積に応じたマット状苗18が用意される。苗植付作業中には、用意されたマット状苗18で、圃場の作業面積に対する作業が行われるように、圃場の状態や作業環境等に応じて苗取量が手動で微調整される。例えば、苗植付作業の途中で、用意されたマット状苗18では、圃場の全ての作業面積に対して苗植付作業ができないと見込まれる場合には、圃場の全ての作業面積に対して苗植付作業を行うことができるように、苗取量を減少させる調整が行われる。また、同様に、肥料についても、施肥作業の途中で肥料が不足すると見込まれる場合には、施肥量を減少させるように調整が行われる。
しかしながら、苗取量や施肥量等の資材を極端に減少させると、苗の適切な発育が阻害される恐れがある。例えば、苗取量が極端に少ないと欠株のおそれも生じる。そのため、作業走行中に、苗(マット状苗18)や肥料等の資材の供給量を、容易かつ適切に調整することが求められている。
そのため、上記各実施形態と共に、または、上記各実施形態とは別に、本実施形態に係る田植機は、用意された資材の使用量を作業走行中に検出し、残りの作業面積と残りの資材の量とに基づいて、単位面積当たりの資材の供給量を自動的に調整する資材自動調整機構を実施する。これにより、用意された資材で作業面積に対して適切に資材が供給され、適切に苗が発育する可能性を向上させることができる。
例えば、苗植付作業において、基準となる、単位面積当たりに植え付ける苗の量(株数)があらかじめ規定される。例えば、1坪当たりの株数が規定される。単位面積あたりに植え付ける株数は植付アーム16Bによる苗取量に依存する。また、田植機に使用されるマット状苗18は、サイズが一定で、含まれる株数も一定である。そのため、基準となる1坪当たりの株数に応じて、1反当たりに使用するマット状苗18の枚数もあらかじめ概算されている。以上のことから、圃場の作業面積が分かれば、この圃場に対する苗植付作業で必要となるマット状苗18の枚数が分かり、苗植付作業においては、その枚数のマット状苗18が用意される。そして、資材自動調整機構の一種である植付量自動調整機構として、苗植付作業中に、苗植付作業を行うべき残りの面積とマット状苗18の残りの枚数とから、残りの面積を残りのマット状苗18で植え付けることができる苗取量が苗取量目標値として算出され、苗取量が苗取量目標値に修正される。
以下、図1~図3、図8を用いて、資材としてマット状苗18を例として、植付量自動調整機構について、具体的に説明する。
図8に示すように、植付量自動調整機構に係る制御系は、植付制御部57によって制御される。植付制御部57は、情報取得部59、苗取量演算部61、および記憶部62を備える。
情報取得部59は、操作部40、苗量センサ19、端寄せスイッチ13、および衛星測位モジュール15等から情報を取得し、記憶部62に取得した情報を格納する。
オペレータは、操作部40を操作して、あらかじめ搭載枚数63、株数64、作業面積65を設定する。搭載枚数63は、対象となる圃場に苗植付作業を行うために用意されたマット状苗18の枚数である。株数64は、単位面積あたりに植え付ける苗の株数であり、1坪当たりの株数である。作業面積65は、対象となる圃場において苗植付作業を行う領域の面積である。作業面積65は、オペレータにより入力されても良いが、マップ情報等から取得されても良い。操作部40は、搭載枚数63、株数64、作業面積65を植付制御部57に送信し、情報取得部59を介して記憶部62に格納する。
苗量センサ19は、苗植付作業に伴って既に使用したマット状苗18の使用枚数66を検出する。苗量センサ19は、検出した使用枚数66を植付制御部57に送信し、情報取得部59を介して記憶部62に格納する。
端寄せスイッチ13は、苗載台17の移動領域の左右方向の一端に設けられ、苗載台17が左右方向の一端に横送りされたことを検知する。端寄せスイッチ13は、苗載台17が左右方向の一端に横送りされたことを検知する度に、検知信号を植付制御部57に送信する。
衛星測位モジュール15は、全地球航法衛星システム(GNSS)の衛星からの電波を受信し、機体の位置である自車位置を算出するための測位データを出力する。衛星測位モジュール15は、測位データを植付制御部57に送信する。
苗取量演算部61は、端寄せスイッチ13から送信された検知信号を基に苗載台17の横送り回数67を算出する。具体的には、苗取量演算部61は、植付アーム16Bを駆動する植付HST(図示せず)の入力回転数を取得しており、検知信号が送信されてから、次に検知信号が送信されるまでの間の入力回転数を計測する。苗取量演算部61は、計測された入力回転数の1/2を横送り回数67として算出し、記憶部62に格納する。
また、苗取量演算部61は、衛星測位モジュール15から受信した測位データを基に、走行距離68および作業済面積69を算出し、記憶部62に格納する。まず、苗取量演算部61は、測位データから自車位置を算出し、自車位置の移動情報から作業走行を行った走行距離68を算出する。また、田植機の作業幅(一度に苗を受け付ける左右方向の幅)はあらかじめ分かっているため、苗取量演算部61は、作業走行を行った走行距離68と作業幅とから、作業走行を行った作業済面積69を算出することができる。
ここで、マット状苗18の縦方向(苗載台17に搭載した状態での上下方向あるいは前後方向)の長さはあらかじめ分かっており、例えば、580[mm]である。また、株数は1坪当たりの株数であるが、1坪は3.3[m]である。また、1[a]は100[m]である。これらのことから、苗(マット状苗18)の使用枚数は、
100×株数/{3.3×(580/苗取量)×横送り回数}
で表される。
1反(10[a])当たりのマット状苗18の使用枚数をα枚とし、既に作業を行った面積をβ[a]とすると、苗植付作業を行うべき残りの面積は10-β[a]となる。既に使用したマット状苗18の使用枚数をγ枚とすると、苗植付作業を行うべき残りの面積である10-β[a]に対して、マット状苗18の残り(α-γ)枚で苗植付作業を行う必要がある。そのため、10-β[a]に対して、マット状苗18の残り(α-γ)枚で苗植付作業を行う際の苗取量目標値Xとすると、
α-γ=100×株数/{3.3×(580/X)×横送り回数}
の関係が成り立つ。
この式を変形すると、
苗取量目標値X=
{(α-γ)×3.3×580×横送り回数}/{(10-β)×100×株数}
となる。
苗取量演算部61は、苗植付作業中に、上記式を用いて、苗取量目標値Xを算出し、苗植付装置10を制御して苗取量を苗取量目標値Xに調整して、残りの苗植付作業を行う。
具体的には、オペレータはあらかじめ、1反あたりに使用するマット状苗18の枚数を設定しており、上記式のαに使用するマット状苗18の枚数が代入される。さらに、上記式に対して、γに記憶部62に格納された使用枚数66が代入され、横送り回数に記憶部62に格納された横送り回数67が代入され、βに作業済面積69が代入され、株数に記憶部62に格納された株数64が代入されて、苗取量目標値Xが算出される。
そして、植付制御部57は、苗植付装置10を制御して、苗取量を苗取量目標値Xに変更して、残りの面積の苗植付作業を行う。
この際、苗取量の苗取量目標値Xへの変更は、苗取量と苗取量目標値Xとの差が所定値以上の場合にのみ行われても良い。また、苗取量目標値Xに上限値と下限値を設け、算出された苗取量目標値Xが上限値より大きい場合は苗取量を上限値に設定し、算出された苗取量目標値Xが下限値より小さい場合は苗取量を下限値に設定しても良い。
なお、苗取量の調整(植付量自動調整)は、苗植付作業中の任意のタイミングで、複数回行われても良い。例えば、端寄せスイッチ13から検知信号を受信するごとに苗取量の調整が行われても良い。なお、苗取量目標値Xの算出のために横送り回数が必要であるため、少なくとも端寄せスイッチ13から2度の検知信号を受信した後にのみ苗取量の調整が行われる。
以上のように、苗取量を調整することにより、欠株が生じることが抑制され、あるいは適切な苗の植え付けを行うことができ、適切に苗の育成を促して収量を向上させることができる。また、植え付けられる苗の密度が圃場全体で均一化されることによっても、適切に苗の育成を促して収量を向上させることができる。
また、オペレータが手作業で苗取量を調整する必要もなくなり、作業効率が向上する。また、オペレータの経験値や技量に依存せず、安定的に苗植付作業を行うことができる。また、効率良くマット状苗18を使用することができ、マット状苗18の無駄を抑制することができる。
なお、植付制御部57の機能ブロックは、上記構成に限らず、それぞれの機能ブロックが細分化されても良く、それぞれの機能ブロックの少なくとも一部が他の機能ブロックと統合されても良い。植付制御部57の機能の一部または全部はプログラムによって処理されても良い。この場合、プログラムは記憶部62等の任意の記憶装置に格納され、植付制御部57またはECU等が備えるプロセッサにより処理される。
また、本実施形態の資材自動調整機構は、苗取量の調整に限らず、施肥装置25の施肥量の調整等、他の作業装置の調整に用いることができる。施肥量を調整する場合は、肥料残量センサ29から施肥使用量を取得し、独自の計算式で施肥量目標量を算出する。
(3)上記各実施形態において、制御ユニット50の機能ブロックは、上記構成に限らず、それぞれの機能ブロックが細分化されても良く、それぞれの機能ブロックの少なくとも一部が他の機能ブロックと統合されても良い。制御ユニット50の機能の一部または全部はプログラムによって処理されても良い。この場合、プログラムは任意の記憶装置に格納され、制御ユニット50またはECUが備えるプロセッサにより処理される。
(4)上記各実施形態において、作業装置の調整は、植付深さ、苗植付装置10の水平状態(モンロー)、植付姿勢、接地フロート12の高さ、整地ロータ機構11の入り切りや高さに限らず、その他の機能が調整されても良い。また、作業装置は、植付深さ、苗植付装置10の水平状態(モンロー)、植付姿勢、接地フロート12の高さ、整地ロータ機構11の入り切りや高さの全てが調整可能な構成でなくとも良く、任意の機能が調整されれば良い。
(5)上記各実施形態において、操作部40または操作部48で操作できる作業装置は、苗植付装置10に限らず施肥装置25やその他の作業装置であっても良い。
(6)上記各実施形態において、田植機は8条植えに限らず、6条植え等任意の構成とすることができる。
(7)上記各実施形態は、田植機に限らず、野菜移植機や収穫機等の、作業装置を備える各種の作業機において実施することができる。
本発明は、田植機を始め、作業装置を備える種々の作業機に適用することができる。
7 運転部
10 苗植付装置(作業装置)
25 施肥装置(作業装置)
40 操作部
48 操作部
49 リモコン
51 有効無効スイッチ
52 制御部

Claims (6)

  1. 作業装置と、
    前記作業装置を調整する操作を受け付ける操作部と、
    前記操作部に対する操作を有効とするか無効とするかの設定を受け付ける有効無効スイッチと、
    前記有効無効スイッチが有効に操作されている場合に、前記操作部に対する操作内容に応じて、前記作業装置を調整する制御部とを備える作業機。
  2. 前記操作部は、無線操作可能な無線リモコンである請求項1に記載の作業機。
  3. 前記操作部は、機体に対する配置位置を変更可能で有線操作可能な有線リモコンである請求項1に記載の作業機。
  4. 複数の前記操作部を備え、
    前記有効無効スイッチは、1つの前記操作部を選択することができ、選択された前記操作部に対する操作を有効とし、他の前記操作部に対する操作を無効とする請求項1に記載の作業機。
  5. 運転者が搭乗する運転部を備え、
    前記操作部の1つが前記運転部に固定される請求項4に記載の作業機。
  6. 前記操作部として、無線操作可能な無線リモコン、および、有線操作可能な有線リモコンの少なくともいずれかを含む請求項4または5に記載の作業機。
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