JP3711590B2

JP3711590B2 - 農作業機の散布制御装置

Info

Publication number: JP3711590B2
Application number: JP19766195A
Authority: JP
Inventors: 宏樹松沢
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 1995-08-02
Filing date: 1995-08-02
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2015-08-02
Also published as: JPH0937700A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液体、粉体、或は粒体の薬剤、肥料などを作物や土壌に散布する散布装置を備えた農作業機の散布制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、変速手段を備えた走行車体に散布装置を装着した農作業機があり、この農作業機を使用して薬剤、肥料などの散布を行なう場合、作業者が散布量を適宜設定し、その設定した散布量に応じた走行車体の速度を選択して散布作業を行なっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような作業では、土壌の硬軟や傾斜等の圃場条件や散布による薬剤減少に伴う車体重量の変動等により、走行負荷が変化してエンジン回転数が変動するため、走行速度や散布装置の駆動回転数が変化し、単位面積当りの散布量に散布ムラが生じることがあった。そのため、散布ムラを生じないように走行速度を一定に保つよう操縦することは困難であった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記のような課題に対処するため次のような技術手段を講じた。
即ち、ベルト式無段変速装置１９を備えた走行車体の前部にブーム支持部材３１を設けてこれにブーム４を取り付け、このブーム支持部材３１を昇降用のシリンダによって昇降自在に支持してなる農作業機において、
この農作業機に、ハンドル切れ角センサ５４と、走行車体の車速を検出する車速検出手段１５と、前記散布装置６の散布量を検出する散布量検出手段４３と、散布量を設定する設定手段５３を設けると共に、
前記ハンドル切れ角センサ５４による検出値が直進範囲にあり、且つ前記車速検出手段１５によって走行車体が走行中である状態が一定時間経過したことが検出されると散布を開始させ、散布中にあって、実散布量が設定散布量よりも少ない場合には車速を下げ、実散布量が設定散布量よりも多い場合には車速を上げるように前記ベルト式無段変速装置１９を制御させて、常に単位面積当たりの実散布量が設定された単位面積当たりの設定散布量となるように制御させ、更に前記設定散布量に応じた車速が一定以上の車速となる場合はブザー４５を作動させ且つ車速の上昇を抑制するコントローラ５０を設けたことを特徴とする農作業機の散布制御装置とした。
【０００５】
【実施例】
以下、薬液を散布する農作業機の散布制御装置を本発明の一実施例として説明する。農作業機１は，薬液を収納するタンク２と、散布ノズル３を備えたブーム４と、前記タンク２内の薬液を散布ノズル３まで送るポンプ５等からなる散布装置６を車体に装着した構成である。
【０００６】
農作業機１について詳しく説明すると、この車体は、前後に主フレーム１０・１０を左右平行に設け、前部左右両側に前輪１１・１１と後部左右両側に後輪１２・１２を設けている。この左右主フレーム１０上に運転者が足を置くためのフロア１３が設けられ、その上方には左右ブレーキペダル１４等が設けられている。前記主フレーム１０前部には、車速検出手段である車速センサ１５が装着されている。ここでは、車速センサ１５に対地用ドップラセンサを用いて実車速を検出する。
【０００７】
車体前部のボンネット１７内にはエンジン１８が搭載され、そのエンジン１８の動力を、変速手段であるベルト式無段変速装置１９を介して、ミッションケース２０に伝動し、前後車輪１１・１２に伝動する構成となっている。ベルト式無段変速装置１９は、エンジン側プーリ２１とミッションケース側プーリ２２を夫れ夫れ割プーリでカム機構を形成して操作され、電動シリンダ２４によりカム機構２３を介して背反的にプーリ間隔を変更して伝動ベルト２５の巻回径を変化させ、無段階に変速操作可能に構成している。左右前輪１１・１１は、ハンドル２６の切れ角に応じ回動する。
【０００８】
運転座席２８の前方には、ボンネット１７の後部からハンドル２６が突出し、この基部にはハンドル切れ角センサ５４が設けられている。また、ボンネット１７後部には表示パネル２７が設置されている。更に、運転座席２８の左側には、無段変速レバー５２が突出しており、その基部には、レバー位置を検出する無段変速レバー角度センサ３２が設けられている。一方の右側には散布量・散布巾設定器５３が設置されている。
【０００９】
散布装置６のタンク２は、運転座席２８を後方から取り囲むように平面視「コ」の字状に設けられている。タンク２の上面には薬液を投入する投入口３３があり、タンク２の下部はパイプ３４を介しポンプ５に連結されている。ポンプ５は、電気モータによって駆動される。ポンプ５はパイプ３５を介して調圧装置３６に連結している。
【００１０】
調圧装置３６は、薬液の圧力調整するものでバランスタンク３７、リリーフバルブ３８、開閉コック３９、戻しホース４０等からなる。パイプ４１は撹拌用パイプで、薬液の一部をタンク２の下部へ送り込み沈殿した薬液を撹拌する。前記調圧装置３６の薬液排出口は、複数の高圧ホース４２…に分岐されて、この分岐直前の連結部に流量検出手段である薬液流量センサ４３（以下、流量センサ）が取り付けられている。そして、高圧ホース４２…は、フロア１３の側部で中間高圧ホース４４…に夫れ夫れ連結され、ボンネット１７の下方を通りブーム４に連結されている。
【００１１】
散布装置６の散布部であるブーム４は、農作業機１の主フレーム１０の前部にブーム支持部材３１を設け支持されている。この支持部材３１には、油圧シリンダ３２が装着され散布高さを調整できる。ブーム４には一定間隔に散布ノズル３…を備えている。尚、図１の農作業機１は走行中の状態を示しているが、作業中には折りたたんだブーム４を左右に広げ散布作業を行なう。
【００１２】
つぎに、散布制御装置を図４のブロック図を用いて説明する。農作業機１のコントローラ部５０について説明する。無段変速レバー角度センサ３２、散布量・散布巾設定器５３、車速センサ１５、流量センサ４３、ハンドル切れ角センサ５４からの信号は、入力インターフェース５６を通じてＣＰＵ５１に入力される。これらは、ＣＰＵ５１で演算処理され、結果を出力インターフェース５７を通じ、ベルト式無段変速装置１９の電動シリンダ２４や、散布状況を表示する表示パネル２７、警告ブザー４５へ送信さる。また、外部機器との通信手段として通信インターフェース６０を装備している。
【００１３】
以上のように構成した農作業機１は次のように散布制御を行なう。まず、作業者は、農作業機１のエンジン１８を始動させ、散布量・散布巾設定器５３より単位面積当たりの設定散布量ｑ0と散布装置６の散布巾Ｗを設定する。
つぎに、農作業機１を走行させると共に、散布装置６の開閉コック３９を開く。
作業開始時や条合わせや枕地での旋回時のように直進走行をしていない時には、散布制御は行なわず、ハンドル２６が直進方向に向き、その位置を検出するハンドル切れ角センサ５４の値が直進範囲内であり、且つ、車速センサ１５により走行中である状態が一定時間経過した後に散布制御が開始される。散布制御中には、車速センサ１５と流量センサ４３の検出値から現在の車速と薬液流量が換算される。その車速と薬液流量とブーム４での散布巾により単位面積当りの実散布量ｑ1が計算される。即ち、車速Ｖ［ｍ／sec］、薬液流量Ｑ［ｌ／sec］、散布巾Ｗ［ｍ］とすると、単位面積当りの実散布量ｑ1はＱ／（Ｖ・Ｗ）［ｌ／ｍ2］で算出される。
【００１４】
実散布量ｑ1と設定散布量ｑ0の差Ｙが予め設定された偏差ａより大きくなると、前記ベルト式無断変速装置１９の電動シリンダ２４を伸縮させ車速を変更させる。即ち、実散布量ｑ1が設定散布量ｑ0より小さいとき車速を下げ、実散布量ｑ1が設定散布量ｑ0より大きいとき車速を上げるよう制御される。尚、調圧装置３６により調整される薬液散布量Ｑに対して、設定散布量ｑ0が小さいほど車速が高速に制御されるが、一定以上の車速に制御されるようなときは、危険防止の為警報ブザー４５のブザーがなると共に、一定以上の車速が生じるのを抑制される構成となっている。
【００１５】
以上の散布制御のフローを図９のフローチャートで示す。従って、散布制御装置は、圃場条件等が変化しても散布ムラなく散布作業をすることができる。また、調圧装置３６により圧力調整をして薬液流量値Ｑを調節すれば、設定可能な散布量の範囲を更に拡大可能である。ところで、今日、農業経営の大規模化、企業化に伴い、複数の作業者を管理するようになってきた。
【００１６】
しかしながら、作業者や作業機の配置にあたって、最適な計画を立案することは非常に困難であった。そこで、各種作業データを記憶する手段を設け、作業内容に関連する要素を呼出し一定時間内に作業を完了する配置を算出する農作業管理用のデータ処理装置を以下のように構成した。
【００１７】
データ記憶手段として管理端末機６１に、薬剤散布作業の作業データを記憶する例を説明する。図４において、管理端末機６１のコントローラ部６２を説明すると、通信インターフェース６３より受信された各種データはＣＰＵ６４にて演算処理されて、再び農作業機１のコントローラ部５０へ返信されたり、表示部６５へ出力されたり、ＲＡＭカード６６に記憶される。また、操作部６８では、各種データの変更や呼出し可能である。ＲＯＭカード６７には、農業機械の各機種、各作業毎にＣＰＵ６４で処理するためのプログラムが入っている。その他に、一時的にデータを保存するためのＲＡＭ６９、入力時に漢字、数字、記号等使用するためのかな漢字ＲＯＭ７０、時間を管理するカレンダー時計７１等で構成されている。
【００１８】
管理端末機６１は図５、６、７のような外観をしている。箱型をした本体の正面に操作部６８として、電源オンスイッチ７２、電源オフスイッチ７３、作業開始スイッチ７４、作業終了スイッチ７５、作業中断スイッチ７６と、かな漢字入力キー７７と液晶画面の表示部６５が設けてある。側面一方にはＲＯＭカード６７及びＲＡＭカード６６の挿入口７９・８０と外部機器との接続用等のコネクタ８１が設けてある。
【００１９】
尚、農作業機１には図３のように表示パネル２７の側方に設置する。データの記憶方法は、作業の開始時に作業者は、使用する機械の型式に該当するＲＯＭカード６７と、データを記録保存するためのＲＡＭカード６６を装着し電源ＯＮスイッチ７２を押す。また、かな漢字入力キー７７から圃場ＮＯ、作業者コード、機械ＮＯ、作業機の種類、作業種類の項目を入力し、ＲＡＭカード６６に新規の薬剤散布のデータファイル（図８）を作成する。データファイル中の作業面積は、同ファイル中の作業幅と走行距離より算出される。
【００２０】
作業中は、管理端末機６１の液晶画面７８に実散布量や、積算した薬液使用量の項目を表示して、作業者が作業状況を把握可能なように構成されている。作業を中断する場合、管理端末機６１側の作業中断スイッチ７６を押すと作業データをそのまま保留し、作業を再開するときには作業中断スイッチ７６を再度押す。
【００２１】
作業終了時には、管理端末機６１の作業終了キー７５を押すと、管理端末機６１のＲＡＭ６９に書き込まれていた作業データがＲＡＭカード６６のデータファイルに転送され記憶される。以上で管理端末機６１に作業データが記憶される。これらの作業データは、ＲＡＭカード６６を介してパソコン等へ呼出し可能である。そして、作付名、投下資材名、使用費等の項目を作業者から入力し、圃場毎のデータを図１０のように完成させる。管理端末機６１を複数の作業者が所有している場合、各々のデータを共有することも可能である。ここで、項目毎の優先順位を計算し、散布量の適正や散布効率等を分析可能である。
【００２２】
一定時間内に作業を完了する配置算出についての一例を、図１１で示すフローチャートに則して説明する。まず、作業予定の日付と顧客名を入力する。続いて作業を予定している圃場ＮＯ．若しくは圃場面積、作業内容、作業予定時間の項目を入力する。作業面積については前記データファイルに記憶されていれば入力不要である。そこで、データ処理装置は前記ＲＡＭカード６６のデータファイルより、関連項目を呼び出して処理を開始する。
【００２３】
最初に作業を予定している圃場面積と作業予定時間から単位面積当りの時間を算出する。つぎに、データファイルより登録されている機械を呼出し、同ファイル上の作業面積と作業時間の項目から、当該機械の能力として、単位面積当りの処理時間を算出する。同様に、データファイルより登録されている作業者を呼出し、同ファイル上の作業面積と作業時間の項目から、当該作業者の能力として単位面積当りの処理時間を算出する。
【００２４】
別実施例として、作業者と使いなれた機械を一組として、作業者の能力を算出しても良い。そこで、予定時間における単位面積より最も相互に近い値の作業者を抽出後、この作業者に最も能力値の高い機械を割当てる。そして、この作業者が前記機械の能力の値により予定時間内に処理できる面積を算出し、予定している作業面積に達するかどうかを判定する。作業予定面積に達しない場合、次に能力値の高い作業者を抽出し、二人別々に処理できる圃場の面積を算出し、合計面積が予定面積を超えるとその結果を図１２のように外部機器に出力する。図中の収穫や耕起ように他の作業にも応用可能である。
【００２５】
このように、各種作業データを記憶する手段を設け、当該作業内容に関連する要素を呼出し予定時間内に作業を完了する配置を算出する農作業管理用のデータ処理装置としたので、従来の不確実な作業配置に変わって最適な作業配置を算出できるようになった。
【００２６】
【発明の効果】
この発明は、ベルト式無段変速装置１９を備えた走行車体の前部にブーム支持部材３１を設けてこれにブーム４を取り付け、このブーム支持部材３１を昇降用のシリンダによって昇降自在に支持してなる農作業機において、
この農作業機に、ハンドル切れ角センサ５４と、走行車体の車速を検出する車速検出手段１５と、前記散布装置６の散布量を検出する散布量検出手段４３と、散布量を設定する設定手段５３を設けると共に、
前記ハンドル切れ角センサ５４による検出値が直進範囲にあり、且つ前記車速検出手段１５によって走行車体が走行中である状態が一定時間経過したことが検出されると散布を開始させ、散布中にあって、実散布量が設定散布量よりも少ない場合には車速を下げ、実散布量が設定散布量よりも多い場合には車速を上げるように前記ベルト式無段変速装置１９を制御させて、常に単位面積当たりの実散布量が設定された単位面積当たりの設定散布量となるように制御させ、更に前記設定散布量に応じた車速が一定以上の車速となる場合はブザー４５を作動させ且つ車速の上昇を抑制するコントローラ５０を設けたことを特徴とする農作業機の散布制御装置としたものであるから、単位面積当たりの散布量は常に一定となって設定された量だけ散布されることになり、圃場条件の相違によって影響を受けることがなく、散布ムラがない良好な状態で薬液散布作業をすることができる。しかも、作業開始時や条合わせや枕地での旋回時のように直進走行をしていない時には散布制御は行わないので液体や粉体等を無駄にすることがなく散布ムラもなくなる。また設定散布量に応じた車速が一定以上となる場合は、ブザー４５を作動させ、車速が過剰に上がるのを抑制して危険を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】農作業機の全体側面図。
【図２】農作業機後部タンク付近の側面図。
【図３】農作業機中央部の上面図。
【図４】本発明のシステムブロック図。
【図５】管理端末機の操作面の正面図。
【図６】管理端末機の斜視図。
【図７】管理端末機の側面図。
【図８】ＲＡＭデータファイルの一例。
【図９】制御のフローチャート図。
【図１０】データ管理表図。
【図１１】散布配置決定の処理を行なうフローチャート図。
【図１２】散布配置表の図。
【符号の説明】
１農作業機
２タンク
３散布ノズル
４ブーム
５ポンプ
６散布装置
１９無段変速装置
１５車速センサ
４３流量センサ
４５警報ブザー
５０コントローラ（部）

Claims

ベルト式無段変速装置１９を備えた走行車体の前部にブーム支持部材３１を設けてこれにブーム４を取り付け、このブーム支持部材３１を昇降用のシリンダによって昇降自在に支持してなる農作業機において、
この農作業機に、ハンドル切れ角センサ５４と、走行車体の車速を検出する車速検出手段１５と、前記散布装置６の散布量を検出する散布量検出手段４３と、散布量を設定する設定手段５３を設けると共に、
前記ハンドル切れ角センサ５４による検出値が直進範囲にあり、且つ前記車速検出手段１５によって走行車体が走行中である状態が一定時間経過したことが検出されると散布を開始させ、散布中にあって、実散布量が設定散布量よりも少ない場合には車速を下げ、実散布量が設定散布量よりも多い場合には車速を上げるように前記ベルト式無段変速装置１９を制御させて、常に単位面積当たりの実散布量が設定された単位面積当たりの設定散布量となるように制御させ、更に前記設定散布量に応じた車速が一定以上の車速となる場合はブザー４５を作動させ且つ車速の上昇を抑制するコントローラ５０を設けたことを特徴とする農作業機の散布制御装置。