JP2023147821A - 揺動式乗用型裾刈機 - Google Patents

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Abstract

【課題】乗用型の裾刈機で、作業者の操作レベルによらずに茶畝の裾刈を一定のレベルで行え、茶畝の裾刈の仕上げを良好に行なえる揺動式乗用型裾刈機を提供する。【解決手段】茶畝Tを跨ぐ機体110と、茶畝Tの畝間を走行する左右の走行装置120と、機体110の走行時に茶樹の裾部tsを刈る刈刃装置130を備える。刈刃装置130は左右方向に揺動可能な揺動アーム140を介して機体110に取り付ける構成とする。刈刃装置130には機体110の走行時に茶樹の裾部tsに当接する感知板161,162を取り付ける。【選択図】図1

Description

特許法第30条第2項適用申請有り 令和3年4月20日、鹿児島県南九州市知覧町西元 令和4年1月12日、鹿児島県南九州市知覧町東別府 令和4年3月7日、鹿児島県南九州市知覧町西元 令和4年3月9日、鹿児島県南九州市知覧町西元
本発明は、茶畝の裾刈作業に用いる乗用型裾刈機に関するものである。
茶園においては、茶園の畝に植えられた茶樹(茶畝)を管理するため、茶樹の裾部の無駄な枝葉を刈り落とす裾刈作業が、茶の摘採に備えて行われる。図9に茶畝Tおよび裾部tsを示す。従来の裾刈作業機は、歩行型が主であり、歩行型は車輪付きの刈刃を手押しして作業するタイプで(例えば、特許文献1,2参照)、作業者がハンドルを持って、狭い畝間を車輪で移動させながら、エンジン駆動により上下動する刈刃で畝間に延びる茶樹の裾を剪定するものである。しかしながら、歩行型は狭い畝間を通過しながらの作業であるため重労働であり、また、作業者の操作のレベルによって裾刈の仕上がりが変わるという問題があった。
上記の歩行型に対し、乗用型が知られている(例えば、特許文献3,4参照)。乗用型は乗用型の機械に刈刃を固定し、走行装置で畝間を走行しながら、機械に固定した刈刃で茶樹の裾を刈り落とすものである。乗用型は歩行型に比べ効率的に裾刈作業を行えるが、畝間をまっすぐに走らせなければならず、機械が大きいこともあって、歩行型以上に操作が難しく、機体が左右にずれると、茶樹の裾の仕上がりに凹凸が出来てしまう。また、乗用型は、茶樹の植え付けや生育状況によって、茶畝の畝幅や畝間の間隔が異なるため、刈刃の取り付け位置をその都度調整する必要があった。
実公平03-027387号公報 特開平11-137040号公報 特開2002-300808号公報 特開2011-200194号公報
近年、茶園を取り巻く環境は厳しく農家の高齢化が進んでいる。その一方で、茶園の大規模化、機械による摘採作業の省力化、管理作業の省力化が進んでおり、一部の作業では機械による自動化、無人化も進みつつある。
作業者の操作レベルで茶畝の裾刈の仕上がりが変わったり、仕上がりに凹凸ができると、摘採作業時や管理作業時に畝間を走行する機械にも影響し、摘採作業時には収穫量の減少、品質の低下、管理作業時には薬剤の散布のばらつき等につながる。しかしながら、従来の歩行型、乗用型のものは、これらの課題に対応することができなかった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、乗用型の裾刈機で、作業者の操作レベルによらずに茶畝の裾刈を一定のレベルで行え、茶畝の裾刈の仕上げを良好に行なえる揺動式乗用型裾刈機を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る揺動式乗用型裾刈機は、
茶畝を跨ぐ機体と、茶畝の畝間を走行する一対の走行装置と、機体の走行時に茶樹の裾部を刈る刈刃装置を備え、当該刈刃装置は、前記機体の走行方向に対し左右方向に揺動可能な揺動アームを介して前記機体に取り付けられていることを主要な特徴とする。
本発明に係る揺動式乗用型裾刈機は、
前記揺動アームが、機体の前後方向に延びる2つのアーム本体を備えており、これら2つのアーム本体は、機体の走行方向に対しそれぞれが左右方向に揺動可能であることを第2の特徴とする。
本発明に係る揺動式乗用型裾刈機は、
前記刈刃装置に、機体の走行時に茶樹の裾部に当接する感知板が取り付けられていることを第3の特徴とする。
本発明に係る揺動式乗用型裾刈機は、
前記感知板が可動式であり、機体の走行時に付勢手段により茶樹の裾部に向けて常時付勢されていることを第4の特徴とする。
本発明に係る揺動式乗用型裾刈機は、
前記刈刃装置に、前記感知板として、畝間の一方の茶樹の裾部に当接する可動式の第1の感知板と、畝間の他方の茶樹の裾部に当接する可動式の第2の感知板が、取り付けられていることを第5の特徴とする。
本発明に係る揺動式乗用型裾刈機は、
前記刈刃装置が、駆動モータと、当該駆動モータからの駆動により上下に往復動し、畝間の一方の茶樹の裾部を刈る第1のバリカン刃と、前記駆動モータからの駆動により上下に往復動し、畝間の他方の茶樹の裾部を刈る第2のバリカン刃を、備えていることを第6の特徴とする。
以上説明したように、本発明に係る揺動式乗用型裾刈機によると、茶畝を跨ぐ機体と、茶畝の畝間を走行する一対の走行装置と、機体の走行時に茶樹の裾部を刈る刈刃装置を備え、当該刈刃装置を、前記機体の走行方向に対し左右方向に揺動可能な揺動アームを介して前記機体に取り付ける構成としたから、機体の走行時に、茶畝の方向に対し機体の向きが左右にずれたり、機体の位置が左右にずれると、揺動アームの作用により、刈刃装置が元の裾刈位置を保持し、これにより作業者の操作レベルによらずに茶畝の裾刈を一定のレベルで行えるようになり、茶畝の裾刈の仕上げを良好に行なえるという効果を奏する。
揺動式乗用型裾刈機の全体斜視図、 揺動式乗用型裾刈機の背面図、 揺動式乗用型裾刈機の平面図、 揺動アームおよび刈刃装置の取付状態を示す要部斜視図、 揺動アームおよび刈刃装置の取付状態を示す要部側面図、 揺動アームおよび刈刃装置の取付状態を示す要部平面図、 揺動アームの動きを示す説明図、 感知板の動きを示す説明図、 茶畝の断面を示す図である。
図1ないし図9は本発明に係る揺動式乗用型裾刈機の一実施形態を示すもので、これらの図において、符号100は揺動式乗用型裾刈機(以下、裾刈機という)、符号Tは茶畝を示している。
裾刈機100は、図9に示すように茶園の茶畝Tにおける茶樹の裾部(側面)tsを刈るための乗用型の機械であり、図1ないし図3に示すように、茶畝Tを跨ぐように配置される門型の機体110と、機体110の下部に設けられた左右の走行装置120を備えている。左右の走行装置120は、図示しないが、それぞれ前後の車輪と車輪に巻回されたクローラを備えており、エンジン111を駆動源として、作業者の運転操作により、茶畝Tに沿って畝間を低速で走行するようになっている。
門型の機体110は、エンジン111と、作業者用の運転席112が搭載され、作業者は、運転席112に着座した姿勢で、走行用のハンドル113を操作し、また、裾刈用の作業レバー114、高さ調整用の操作レバー115を操作することができる。
前記機体110の後部には、揺動アーム140を介して、左右一対の刈刃装置130が取り付けられている。刈刃装置130は、図4ないし図6に示すように、平面視してコ字形で、高さ方向に延びる刈刃本体131と、刈刃本体131の両側部に前向きに取り付けられた左右のバリカン刃132,132を備えている。刈刃本体131は、揺動アーム140を構成する2本のアーム本体141,141の先端部に片持ち支持されている。
刈刃本体131の上部には、駆動モータ133が搭載されており、駆動モータ133からの回転駆動力は接続部134を介して左右2つの伝動ケース135,135に伝達されるようになっている。それぞれの伝動ケース135の内部には、偏心カムおよび従動部材(ともに図示せず)が配置されており、駆動モータ133からの回転力を偏心カムの動きにより従動部材の上下の往復動に変換し、従動部材を介して、左右のバリカン刃132,132を上下に往復動させるようになっている。
左右のバリカン刃132,132はそれぞれ2枚1組からなり、それぞれ上下に摺動しながら互いに相対する方向に往復動する。これにより、左右のバリカン刃132,132で茶畝Tにおける裾部tsの不要な枝葉を刈り落とし、裾部tsをきれいに仕上げるようになっている。駆動モータ133の反対側にはウエイト136が取り付けられている。
揺動アーム140は、機体110の走行時に、茶畝Tの向き(長手方向)に対し、機体110の向きが左右にずれると、あるいは、機体110の位置が左右にずれると、揺動して、刈刃装置130の位置を元の刈り取り位置に戻すように修正するもので、互いに平行で前後方向に延びる左右2本のアーム本体141,141を備えている。アーム本体141,141の基端部には軸受部142,142が設けられ、軸受部142,142は支持ピン143,143を介して、支持体144の天板および底板の間に回動自在に連結されている。
アーム本体141,141の先端部には軸受部145,145が設けられ、軸受部145,145は支持ピン146,146を介して、刈刃装置130の刈刃本体131の内面に固定された支持体137の天板および底板の間に回動自在に連結されている。これにより、刈刃装置130は、揺動アーム140に対し片持ち支持され、図7に示すように、左右のバリカン刃132の向きを一定(前向き)に保持しながら、揺動アーム140の揺動により左右に平行移動可能となっている。
揺動アーム140の前記支持体144の天板には、揺動アーム140を固定する(揺動しない)固定手段が設けられている。この固定手段は、図3に示すように、支持体144の天板の上に片持ち支持されて後方に延びる筒状のガイド部147と、ガイド部147内を前後に案内される固定ピン148を備えており、固定ピン148を刈刃本体131の上部前面に設けられた固定板138(図4参照)の中央の固定用孔に掛止させることで、揺動アーム140を固定し、また、固定ピン148を固定用孔から外す(解除する)ことで、揺動アーム140の揺動が可能となっている。
揺動アーム140の前記支持体144と、機体110の間には、刈刃装置130の高さを調整する高さ調整機構150が設けられている。高さ調整機構150は、リンク機構を備え、上下に延びて前記支持体144を固定支持する支持部材151と、機体110の後部に基端部が回動可能に連結され、自由端が前記支持部材151の上側および下側に回動可能に連結されて、側方視して互いに平行に延びる、2つの支持アーム152,153と、機体110の後部と支持アーム152の間に連結され、2つの支持アーム152,153を上下方向に平行移動させる伸縮シリンダ154を備えている。伸縮シリンダ154の作動により、地面から揺動アーム140および刈刃装置130の高さを調整することができる。
刈刃装置130の刈刃本体131の後部には、揺動アーム140の揺動を補助する働きをする左右一対の感知板161,162が、図6および図8に示すように、平面視して後方に行くに従いハ字形に拡がる向きになるように、取り付けられている。
感知板161,162は、機体110の畝間の走行時に、畝間の両側の茶畝Tの裾部(側面)tsに対し常時当接し、これにより、揺動アーム140の揺動を補助し、畝間における刈刃装置130の位置(幅方向位置)、すなわち左右のバリカン刃132,132の位置が常に一定になるように作用する。感知板161,162は、可動式であり、刈刃本体131の両側板に、上下の回動支持部163を介して、回動自在にかつ外向きに支持されており、それぞれが茶畝Tの裾部tsに当接する感知部164を備えている。
可動式の感知板161,162は、固定式に比べ、茶畝Tの裾部tsへ当接している際の抵抗が少なく、機体110の走行時に、茶畝Tの裾部tsからの抵抗を吸収して揺動アーム140の動きをなめらかにし、また、機体110の走行をスムーズにする。茶畝Tにおける前後の茶樹間に欠株箇所があっても可動式の感知板161,162が欠株箇所を吸収し、機体110の走行時の裾刈作業に影響を与えない。
感知板161,162の内面側には、取付部165を介して、畝間の両側の茶畝Tにおける裾幅(間隔)の変化に合わせて、感知板161,162の動きを追従させる補助機構166が設けられている。この補助機構166は、図6に示すように、左右の取付部165,165に一端が回動可能に連結された左右一対の第1連結部材167,167と、第1連結部材167,167の他端寄りに一端が回動可能に連結された左右一対の第2連結部材168,168を備えており、第2連結部材168,168の他端は、刈刃本体131の背面の中央に取付固定された支持板138に回動可能に連結されている。
上記補助機構166は、左右の第2連結部材168,168の途中と、前記支持板138の両側で刈刃本体131の背面との間に左右一対のばね部材169,169が伸長状態で介在されており、左右の第2連結部材168,168および左右の第1連結部材167,167を介して、左右の感知板161,162を常時側方の茶畝Tの裾部tsに付勢するようになっている。
このため、畝間の両側の裾幅(間隔)が狭いときは、図8の実線に示すように、左右の感知板161,162が閉じる方向に回動して、両側の茶畝Tの裾部に常時当接し、畝間の両側の裾幅(間隔)が広いときは、図8の点線に示すように、左右の感知板161,162が開く方向に回動して、両側の茶畝Tの裾部に常時当接し、畝間の両側の茶畝Tにおける裾幅(間隔)の変化に合わせて、感知板161,162の動きを追従させるように上記補助機構166が働く。
次に、上記のように構成された裾刈機100を用いた茶畝Tの裾刈作業について説明する。
最初に、茶畝Tを跨ぐように裾刈機100の機体110を茶畝Tに位置決めし、機体後部の刈刃装置130,130を畝間に位置合わせする(図3参照)。また、運転席112上の作業者が高さ調整用の操作レバー115を操作し、刈刃装置130,130の高さを調整する。左右の揺動アーム140は、それぞれ固定ピン148により固定状態にしておく。
次に、運転席112上の作業者が、裾刈用の作業レバー114を操作して左右の刈刃装置130,130を作動させ、裾刈機100の走行装置120を畝間に進入させる。進入後、後方の感知板161,162が作動(畝間の両側の裾部tsを感知)したら、左右の固定ピン148を解除し、左右の揺動アーム140,140を揺動可能な状態とする。
この状態で、運転席112上の作業者が、ハンドル113を操作して機体110を低速(時速2~4km)で前進させると、機体110後方の左右の刈刃装置130,130が、畝間の両側に位置する裾部tsの裾刈作業(剪定作業)を開始する。
左右の刈刃装置130,130は、駆動モータ133からの回転駆動力が2つの伝動ケース135,135に伝達され、伝動ケース135,135内で上下の往復動に変換され、左右のバリカン刃132,132をそれぞれ上下に往復動させ、これにより、左右のバリカン刃132,132が畝間の両側に位置する裾部tsの不要な枝葉を刈り落とし、裾部tsをきれいに仕上げる。
裾刈作業の間、左右の感知板161,162がばね部材169,169によって両側の茶畝Tの裾部(側面)tsに等しく付勢されているので、機体110の走行中、刈刃装置130,130の位置は畝間の中央に安定しており、両側の裾部tsが真っ直ぐに剪定される。
機体110の走行中に、作業者がハンドル113の操作で茶畝Tに対し常に平行に真っ直ぐに走らせることは難しく、茶畝Tに対し機体110の向きが途中で左右にずれたり、茶畝Tの中心から機体110が左右にずれる場合がある。茶畝Tに対し機体110の向きが途中で左右にずれると、後部の左右の揺動アーム140,140がそれぞれ感知板161,162の補助を受けて、機体110と反対の向きに揺動し、刈刃装置130、130の位置、すなわちバリカン刃132,132の位置を元の裾刈位置に戻すように修正し、元の裾刈位置を保持する。
例えば、茶畝Tに対し機体110が左を向いて機体110全体が左に寄ると、後方の揺動アーム140が右に揺動し、刈刃装置130,130の裾刈位置を修正し、元の裾刈位置を保持する(機体110に対し刈刃装置130が固定式で取り付けられていると、茶畝Tに対し機体110が左に寄ると、後部の刈刃装置130が左側の茶畝の裾部を深く刈り、一方右側の茶畝の裾部は刈残しが生じてしまう)。また、茶畝Tに対し機体110が右を向いて機体110全体が右に寄ると、後方の揺動アーム140が左に揺動し、刈刃装置130,130の裾刈位置を修正し、元の裾刈位置を保持する。
揺動アーム140は、揺動時に、互いに平行で前後に延びる2本のアーム本体141,141が平行移動するので(図7参照)、左右の刈刃装置130の向き、すなわち、左右の2つのバリカン刃132の向きを一定に保持し、刈取面が真っ直ぐ面一になるように裾刈りを行える。揺動アーム140は、アーム本体1本であっても揺動可能であるが、互いに平行なアーム本体2本とすることで、茶樹の裾の枝への噛み込み、刈り取り負荷の変動の影響を極力小さくして、裾刈り作業をより安定させる。
機体110の走行中、感知板161,162は、畝間の両側の裾部に常に当接し、これを感知する。茶畝Tは一定間隔で茶樹が植えられているが、欠株箇所があると、可動式の感知板161,162が欠株箇所に追従するので、欠株箇所が揺動アーム140の揺動に与える影響を最小限にし、刈刃装置130,130が茶畝Tの裾部tsを安定してきれいに刈取り作業する。
機体110が茶畝Tの端に至り、畝間の両側の裾刈作業が終わると、作業者は、作業レバー114の操作により、各刈刃装置130の動作を停止し、機体110を旋回させ、裾刈作業を行っていない隣りの茶畝Tに移動し、機体110を位置決めする。そして、上記の手順に従い、再び、機体110を茶畝Tに沿って低速で前進させながら、後部の左右の刈刃装置130の作動により、畝間の両側の裾刈作業を継続して行う。
この場合も、機体110の前進中、茶畝Tの方向に対し、機体110の向きが左右にずれると、後部に取付けられた揺動アーム140が感知板161,162の補助を受けて、機体110と反対側、すなわち中央寄りに揺動し、茶畝Tの裾刈位置を一定に保持する。また、茶畝Tの中心に対し機体110の位置が左右にずれると、後部の揺動アーム140が機体110と反対側、すなわち茶畝Tの中央寄りに揺動し、茶畝Tの裾刈位置を一定に保持する。
このように、機体110の走行中、機体110の向きが左右にずれたり、機体110の位置が左右にずれる場合でも、そのつど後部の揺動アーム140が機体110の向きと反対側、すなわち畝間の中央に寄るように揺動し、畝間の刈刃装置130の位置を常に一定に保持し、畝間の両側の裾部をきれいに仕上げることができる。
本実施形態の裾刈機100は、自動操縦運転に対しても、効果を発揮する。本出願人は先に自動走行式の機械の制御構造(特開平11-168947号)について提案した。同制御構造は、機体に搭載された走行ハンドルの回転軸にピニオンを設けて油圧シリンダにより進退されるラックで回動可能とし、機体の前部の左右に畝の茶樹の両側を検知する感知板を取付けて、畝を跨ぐ機体の走行時に、機体が右によると、左右の感知板の回転角に基づく可変抵抗器の抵抗差が所定値に達して、電磁切替弁の位置が切り替わり、油圧シリンダのピストンロッドとラックが後退し、ピニオンが左回りに回転して、走行ハンドルも左回りに回転して、機体を元の直進姿勢に戻し、機体が左によると、左右の感知板の回転角に基づく可変抵抗器の抵抗差が所定値に達して、電磁切替弁の位置が切り替わり、油圧シリンダのピストンロッドとラックが前進し、ピニオンが右回りに回転して、走行ハンドルも右回りに回転して、機体を元の直進姿勢に戻すようになっている。
本実施形態の裾刈機100は、上記の自動操縦運転可能な機械に対して適用されると、その威力を発揮し、機体110が右によると、揺動アーム140が畝間の中央寄りに揺動して、畝間の刈刃装置130の位置を一定に保持し、機体110が左によると、揺動アーム140が再び畝間の中央寄りに揺動して、畝間の刈刃装置130の位置を一定に保持する。機体110の走行中、畝間の刈刃装置130の位置が一定に保持されることで、茶畝Tの裾部が畝の始端から終端に至るまできれいにまっすぐ剪定され、仕上げられる。
茶畝Tの裾部が畝の始端から終端に至るまで、きれいにまっすぐ剪定されることで、上記自動走行式の制御構造が採用された乗用型茶摘採機を用いて、一番茶、二番茶等を摘採作業する場合、茶畝Tの裾部が凹凸に仕上げられる場合に比べ、走行中の機体の向きが安定し、品質の良い(茶葉が多く、枝が少ない)、収量の安定した(機体が左右にぶれにくいので収量が安定する)摘採作業を行うことができる。
本実施形態の裾刈機100は、機体110の後部に刈刃装置130を取付けたが、刈刃装置130は機体110の前部に取付けることも可能である。この場合、刈刃装置130、揺動アーム140、感知板161,162の取付向きは、前記実施形態における取付け向きと同一とし、機体110の前部に配置した高さ調整機構150と揺動アーム140との間に前方に延びる延長アームを配置し、延長アームの前部に揺動アーム140を支持するようにできる。
かくして、本発明の揺動式乗用型裾刈機を用いることにより、茶園における茶畝の裾刈作業を効率的に行いながら、茶畝の裾部を凹凸のないきれいな面に仕上げることができる。また、農業従事者の作業負担の軽減、ひいては品質のよい摘採作業、収量の安定化を図ることができる。
また、本発明の揺動式乗用型裾刈機を用いることにより、茶樹の植え付けや生育状況によって、茶畝の畝幅や畝間の間隔が異なる場合であっても、刈刃の取り付け位置をその都度調整する必要がなく、使い勝手の向上を図ることができる。
本発明は、茶園に設けられた茶畝に沿って走行しながら茶畝の裾刈作業を行う乗用型裾刈機として利用可能である。
100 裾刈機
110 機体
111 エンジン
112 運転席
113 ハンドル
114 作業レバー
115 操作レバー
120 走行装置
130 刈刃装置
131 刈刃本体
132 バリカン刃
133 駆動モータ
134 接続部
135 伝動ケース
136 ウエイト
137,144 支持体
138 支持板
140 揺動アーム
141 アーム本体
142,145 軸受部
143,146 支持ピン
147 ガイド部
148 固定ピン
150 高さ調整機構
151 支持部材
152,153 支持アーム
154 伸縮シリンダ
161,162 感知板
163 回動支持部
164 感知部
165 取付部
166 補助機構
167 第1連結部材
168 第2連結部材
169 ばね部材
T 茶畝
ts 裾部

Claims (6)

  1. 茶畝を跨ぐ機体と、茶畝の畝間を走行する一対の走行装置と、機体の走行時に茶樹の裾部を刈る刈刃装置を備え、当該刈刃装置は、前記機体の走行方向に対し左右方向に揺動可能な揺動アームを介して前記機体に取り付けられていることを特徴とする揺動式乗用型裾刈機。
  2. 前記揺動アームが、機体の前後方向に延びる2つのアーム本体を備えており、これら2つのアーム本体は、機体の走行方向に対しそれぞれが左右方向に揺動可能であることを特徴とする請求項1記載の揺動式乗用型裾刈機。
  3. 前記刈刃装置に、機体の走行時に茶樹の裾部に当接する感知板が取り付けられていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の揺動式乗用型裾刈機。
  4. 前記感知板が可動式であり、機体の走行時に付勢手段により茶樹の裾部に向けて常時付勢されていることを特徴とする請求項3に記載の揺動式乗用型裾刈機。
  5. 前記刈刃装置に、前記感知板として、畝間の一方の茶樹の裾部に当接する可動式の第1の感知板と、畝間の他方の茶樹の裾部に当接する可動式の第2の感知板が、取り付けられていることを特徴とする請求項3記載の揺動式乗用型裾刈機。
  6. 前記刈刃装置が、駆動モータと、当該駆動モータからの駆動により上下に往復動し、畝間の一方の茶樹の裾部を刈る第1のバリカン刃と、前記駆動モータからの駆動により上下に往復動し、畝間の他方の茶樹の裾部を刈る第2のバリカン刃を、備えていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の揺動式乗用型裾刈機。

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