JP4111736B2 - コンバインの収量計測装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は刈取部で刈取った穀稈を脱穀部で脱穀し選別処理後の穀粒を穀物タンクに貯留するコンバインに関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
従来、穀物タンク内に揚穀筒などを介し搬入される穀粒重量と車速とに基づいて圃場の穀物収量を検出するなどの技術があるが、一定面積当りの正確な収穫量を必要とする場合には正確さに欠けるものであった。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
したがって本発明は、刈取部で穀稈を刈取る圃場の穀稈総刈取面積と、穀物タンク内に貯留する穀物の総収穫量とに基づいて圃場の収量データを取得するコンバインの収量計測装置であって、前記穀稈総刈取面積を、刈取作業中の走行距離と刈幅とに基づいて算出し、前記穀物の総収穫量を、振動を起生させる加振装置が装備された穀物タンクを用いて、穀物タンク満量時の穀物の排出回数を積算および前記穀物タンクが籾満量でない場合には前記穀物タンクから穀物を排出する排出時間と一定時間当りに排出される穀物量とから算出し、よって前記穀物の総収穫量を穀稈総刈取面積で除して単位面積当たりの穀物の収量データを取得して、各圃場での収穫状況を的確に把握するものである。
【０００５】
さらに、穀物タンクより排出する穀物の排出時間を積算して、この積算値に基づいて穀物の総収穫量を検出して、排出オーガなどより一定時間当りの定量排出される穀物の全量を排出時間の積算値より容易に検出して、１つの圃場の穀物収量を容易に把握するものである。
【０００６】
また、振動を起生させる加振装置を穀物タンクに装備させて、穀物の乾・湿に関係なく排出オーガなどの一定時間当りの定量排出を保って穀物収量の検出精度を向上させるものである。
【０００７】
さらに、刈取作業中における走行部の走行経路の積算に基づき総刈取面積を検出して、刈取作業中の実走行経路より総刈取面積を正確に検出して、穀物収量の検出精度を向上させるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。図１はコンバインの全体側面図、図２は同平面図であり、図中１は走行クローラ２を装設するトラックフレーム、３は前記トラックフレーム１に架設する機台、４はフィードチェン５を左側に張架し扱胴６及び処理胴７を内蔵している脱穀部、８は刈刃９及び穀稈搬送機構１０などを備える刈取部、１１は刈取フレーム１２を介して刈取部８を昇降させる油圧シリンダ、１３は排藁チェン１４終端を臨ませる排藁処理部、１５は脱穀部４からの穀粒を揚穀筒１６を介して搬入する穀物タンク、１７は前記タンク１５の穀粒を機外に搬出する上部排出オーガ、１８は運転操作部１９及び運転席２０を備える運転キャビン、２１は運転キャビン１８下方に設けるエンジンであり、連続的に穀稈を刈取って脱穀するように構成している。
【０００９】
また、図３に示す如く、図中２２は機体の前後方向に軸架する軸流型の扱胴６を内設させる扱室、２３は前記扱室２２に穀稈を挿入する扱口、２４は前記扱室２２下方に張架させるクリンプ網、２５は前記クリンプ網２４下方に前端を臨ませて前後方向に揺動自在に支持する揺動選別盤、２６・２７は前記クリンプ網２４の下方に上下２段に配設する選別盤２５の前後フィードパン、２８は前フィードパン２６の後端側に上下揺動自在に設ける選別篩い線、２９は後フィードパン２７後端後方に連設するチャフシーブ、３０はチャフシーブ２９下方に配設するグレンシーブ、３１は前後フィードパン２６・２７の上下間に選別風を送給するプレヒートファン、３２はチャフシーブ２９とグレンシーブ３０間及びグレンシーブ３０下方に選別風を送給するメインの送風装置である唐箕、３３は揚穀筒１６に連通させて穀物タンク１５に穀粒を取出す１番コンベア、３４は２番物を２番還元コンベア３５を介し前記選別盤２５の篩い線２８上方に還元する２番コンベア、３６は前記選別盤２５を前後及び上下に揺動させる駆動軸、３７は前記選別盤２５の後端上方に配設する吸排塵ファンであり、前記扱胴６及び処理胴７により脱穀された穀粒を揺動選別盤２５で選別し整粒のみを前記穀物タンク１５に取出すと共に、排藁を排藁チェン１４を介し排藁処理部１３に送り込んで排藁カッタ１３ａによる切断後機外に排出させるように構成している。なお３８は排藁チェン１４の下方に配設する４番樋である。
【００１０】
さらに、前記穀物タンク１５の後部外側に揚穀筒１６を立設させ、左側に隣接配置する脱穀部４上方にタンク１５の左側上部を張り出させるもので、タンク１５の左側上部に膨出部３９を設け、該膨出部３９を脱穀部４上方に被せる状態に配設させ、タンク１５の貯留容量を増大させ、該タンク１５内に穀粒が貯留されたときにも左右バランスを保って、湿田での走行性能の向上が図れるように構成している。
【００１１】
前記揚穀筒１６の揚穀コンベア４０下端を中継コンベア４１を介し１番コンベア３３に連動連結させるもので、１番コンベア３３の右端を脱穀部４より右外側に突出させ、脱穀部４で脱穀された穀粒を穀物タンク１５後部の揚穀筒１６上部の投入口１６ａよりタンク１５内に投入して貯留すると共に、穀物タンク１５底部の前後横送オーガ４２と上部の排出オーガ１７間に縦送オーガ４３を介設させて、穀物タンク１５内の穀粒を縦送オーガ４３及び排出オーガ１７を介し外部に取出すように構成している。
【００１２】
また、前記穀物タンク１５内の上部・中部・下部位置には上位・中位・下位スイッチ４４・４５・４６からなる籾量センサ４７を設けていて、各スイッチ４４・４５・４６のオンによってタンク１５の満杯を検出するように構成している。
【００１３】
さらに図４、図５に示す如く、前記穀物タンク１５に加振機構４８を装備させるもので、穀物タンク１５の左傾斜底板４９上にスライドガイド４９を介して左右方向に摺動自在に振動板５０を支持させ、横送オーガ４２の前後一端側のオーガ軸４２ａに固設する円形カム５１を揺動板５２先端のカム孔５３に嵌合させ、揺動板５２基端の揺動軸５４に揺動アーム５５を介して振動板５０の内端側を連結させて、横送オーガ４２の回転駆動時にはカム５１とカム孔５３のカム作用で揺動軸５４を中心として揺動アーム５５を左右方向に往復揺動させ、振動板５０を左右方向（図５の実線矢印方向）に微小往復動させて振動板５０に振動を発生させて、穀物が湿って滑りが悪い状態でも穀物の流下を促進させ排出を良好とさせるように構成している。
【００１４】
また、前記振動板５０の外端側の浮上りを規制する押え板５６を穀物タンク１５の左外側壁１５ａに固設して、該側壁１５ａと揺動板５０間の隙間よりの穀粒流下を防止すると共に、振動板５０上面に左右方向の仕切板５７を前後方向に所定間隔で固定させて、振動板５０上の穀粒を均一にオーガ４２に流下させるように構成している。なお、振動板５０を図５の仮想線矢印に示す如き、上下方向に振動させる構成でも良く振動方向は何れの方向でも良い。
【００１５】
図６に示す如く、前記運転操作部１９のフロントコラム５７略中央に操向ハンドル５８を、またハンドル５８を中心とした左右両側にスイッチパネル５９をそれぞれ有すると共に、左サイドコラム６０に主変速レバー６１と副変速レバー６２と脱穀及び刈取クラッチの入切を行う脱穀及び刈取用の作業レバー６３を有し、前記操向ハンドル５８の中央に収穫作業表示用のタッチパネル付液晶式モニタ６４を配置させている。
【００１６】
図７に示す如く、前記走行クローラ２の駆動スプロケット２ａを駆動するミッションケース６５に伝達軸６６を介しエンジン２１を連結させ、ミッションケース６５の走行出力軸６７をカウンタケース６８の車速同調入力軸６９にベルト伝動系７０を介し連結させると共に、エンジン２１の出力軸７１にカウンタケース６８の扱胴入力軸７２をベルト伝動系７３及びテンションローラ式脱穀クラッチ７４を介し連結させ、扱胴入力軸７２と扱胴６など脱穀駆動部とをベルトなど伝動系７５を介し連結させて脱穀部４の駆動を行うように構成している。
【００１７】
また、前記刈取部８を駆動する刈取駆動軸７６にベルト伝動系７７及びテンションローラ式刈取クラッチ７８を介しカウンタケース６８の刈取出力軸７９を連結させる一方、前記穀物タンク１５の横送オーガ４２のオーガ軸４２ａにベルトなど伝動系８０及びテンションローラ式排出クラッチ８１を介しエンジン出力軸７１を連結させて、各オーガ１７・４２・４３の駆動を行い穀物タンク１５内の穀物取出しを行うように構成している。
【００１８】
さらに図４、図８に示す如く、前記穀物タンク１５内の上部に穀物の選別状況などを検出するデジタルカメラ８２などデジタル式イメージセンサ８３を配設させるもので、デジタルカメラ８２はオートフォーカスでズーム自動調節自在に設けると共に、カメラ８２の撮影方向を左右及び前後に調節する左右及び前後調節モータ８４・８５を設けて、タンク１５内任意位置の穀物表面をカメラ８２で撮影し、穀粒中に混入する枝梗・青葉・稈切れなど検出してこれらの混入割合や撮影した画像などを前記モニタ６４に画面表示させるように構成している。
【００１９】
そして図９に示す如く、前記作業レバー６３の脱穀クラッチ７４入操作によってオンになる脱穀スイッチ８６と、レバー６３の刈取クラッチ７８入操作によってオンになる刈取スイッチ８７と、前記主変速レバー６１の前後進操作によってオンにする前進及び後進スイッチ８８・８９と、前記排出クラッチ８１をオン操作する排出スイッチ９０と、刈取部８の引起装置などに設けて刈取穀稈を検出する穀稈スイッチである穀稈センサ９１と、刈取部８の設定高さ以下を検出する刈取位置センサ９２と、刈取部８の刈取条数などに応じて作業時の刈幅を入力する刈幅設定器９３と、左右走行クローラ２の駆動スプロケット２ａのスプロケット軸９４の回転数をそれぞれ検出する左右車軸回転センサ９５ａ・９５ｂと、車速センサ９６とを備え、前記デジタルカメラ８２と、各スイッチ８６・８７・８８・８９・９０と、各センサ４７・９１・９２・９５ａ・９５ｂ・９６と、刈幅設定器９３とを作業コントローラ９７に入力接続させると共に、前記モニタ６４と、入力される各種データより刈取面積や穀物収量や穀物選別状況など収穫穀物情報を作成する収穫穀物情報作成コントローラ９８と、電子ガバナコントローラ９９と、排出クラッチ８１の入切を行う排出クラッチソレノイド１００とをコントローラ９７に接続させ、また互換自在な磁気ディスク１０１を情報作成コントローラ９８に接続させて、これら各種情報をモニタ６４の画面上で表示すると共に、磁気ディスク１０１に記録するように構成している。
【００２０】
本実施例は上記の如く構成するものにして、図１０乃至図１２に示す如く、刈取作業中などにあって穀物タンク１５内に穀粒が貯留されている状態にある下位スイッチ４６がオンのとき、デジタルカメラ８２で撮影した穀物の画像データをコントローラ９７・９８を入力させ、図１０に示す如くモニタ６４に穀物画面６４ａを表示させると共に、画像データに基づき籾中より脱ぷ米（玄米）・枝梗・青葉・稈切れ（藁屑）など判別し、籾中に混入するこれらの混入割合を算出し、これら混入割合の算出後は混入割合に基づいて選別状況を優・良・可・不可の４段階のうちの１つより選んで図１２に示す如き選別画面６４ｂとして表示させる。
【００２１】
また、図１３、図１４に示す如く、タッチパネルで選別画面６４ｂより保守点検画面６４ｃに画面を切換えた場合には各駆動部のそれぞれの総稼動時間を表示すると共に、総稼動時間が交換などに必要な所定時間を越えるときにはその必要とする交換部品を表した交換部品画面６４ｄを表示するもので、（１）エンジン関係としては、アワーメータでエンジン稼動時間をカウントし積算時間データを入力してエンジン２１の運転時間と標準回転数との積を、（２）走行系としては、走行距離をカウントし積算距離データを入力して走行クローラ２による総走行距離を、（３）脱穀関係としては、脱穀稼動時間をカウンタし積算時間データを入力して脱穀部４の総脱穀作業時間を、（４）刈取関係としては、刈取稼動時間をカウントし積算時間データを入力して刈取部８の総刈取作業時間を、（５）排出関係としては、排出オーガ１７の稼動時間をカウントし積算時間データを入力して、オーガ１７の総排出作業時間をそれぞれ保守点検画面６４ｃに表示させ、各カウントに基づくデータ値が設定以上となるとき、各部において交換や点検を必要とする代表時間を経過したものとして判断して必要とする交換部品を交換部品画面６４ｄに表示させる。
【００２２】
なお、上述実施例では交換部品を表示させる構成を示したが、図２２に示す如く交換などを必要とする部品の予め設定された記号或いは符号などをエラーコードとしてエラーコード画面６４ｇに表示させる構成でも良い。
【００２３】
さらに図１５に示す如く、大豆などの刈取作業にあって作業開始時には、前記デジタルカメラ８２によりタンク１５内大豆表層の汚れ具合を検出して、汚れ具合に基づいて施設管理者などが等級を選定してその等級表示を行うが、その選定回数が一定以上となるとき、汚れ具合と等級の関係を例えばｙ＝ａｘ（ｙ：汚れ具合ｘ：等級ａ：定数）に関数化して、以後デジタルカメラ８２がタンク１５の大豆の汚れ具合を検出するときにはｙ＝ａｘの関数式に基づいて自動的に等級を選定し表示させ、何れの作業者の刈取作業にあっても均一良好な等級選定を行ってこの選定作業の信頼性を向上させることができる。
【００２４】
上記からも明らかなように、穀物タンク１５内の穀物を検出する画像検出部材であるイメージセンサ８３を設けると共に、画像検出部材８３の出力を処理して穀物状態を判定する画像処理装置であるコントローラ９８を設けたことによって、穀物タンク１５内の穀物状態を運転席２０での運転作業中にも容易に確認して、作業の適正維持を図るもので、画像検出部材８３にデジタルカメラ８２を用いて穀物タンク１５内にデジタルカメラ８２を接地したことによって、デジタルカメラ８２で検出した画像を任意且つ高精度にデジタル処理して品質や選別状況など穀物状態を正確に把握可能とさせることができる。
【００２５】
また、イメージセンサ８３で穀物表面状態を選別して、色データと等級の関数に基づいて品質の判定を行うことによって、収穫した穀物の品質を運転作業中に自動的に把握して穀物処理の向上化を図ると共に、品質の判定も作業者によるバラツキをなくし容易且つ正確なものとさせて信頼性を向上させることができる。
【００２６】
さらに、画像検出部材８３で穀物の選別状態を検出して画像モニタ６４に選別状態や選別装置である選別盤２５の調整方法を表示させたことによって、運転作業中に選別盤２５を常に最適状態に保って、穀物タンク１５に良好な穀物の取出しを行って穀物の収穫作業能率を向上させることができる。
【００２７】
また、画像処理装置９８の処理データを表示する画像モニタ６４に、各種駆動部であるエンジン２１・走行クローラ２・脱穀部４・刈取部８・排出オーガ１７などの稼動時間など稼動量の積算値を表示させて点検及び交換など行うことによって、エンジン２１・走行クローラ２・脱穀部４・刈取部８・排出オーガ１７などの疲労状況を作業中に容易に把握して、穀稈が発生するまでに部品交換など行い駆動の適正維持を図って作業の信頼性を向上させると共に、例えば点検及び交換などの有償或いは無償も画面表示することによって、点検及び交換など作業における有償或いは無償の区別化を明確にしてユーザのトラブルのない安心した使用を可能とさせることができる。
【００２８】
図１６乃至図１９に示す如く、前記モニタ６４の穀物収量画面６４ｅには１つの圃場で収穫した籾など穀物の推定収量を表示させるもので、米刈取作業の場合図１６に示す如く圃場穀稈の刈取面積と刈取った穀稈の脱穀籾の総体積とを検出し、総体積より総重量を算出（総体積×かさ比重＝総重量）し、総重量より面積１０ａ当りの籾推定収量（Ｍｋｇ）と、脱ぷ率７５％とするときの面積１０ａ当りの玄米推定収量（Ｇｋｇ）（Ｇ＝Ｍ×０．７５）を算出させて、図１９に示す如く米の品種や含有水分（水分率）などとともに画面表示させて、オペレータに圃場状況を即時に把握させる。
【００２９】
図１７に示す如く、刈取面積は穀稈センサ９１・脱穀スイッチ８６・刈取スイッチ８７・前進スイッチ８８の何れもがオンで、刈取部８の刈高さが設定以下の刈取作業状態中の車速と走行時間より走行距離（刈取作業距離）を算出し、例えば２条或いは３条など条数に応じ設定入力される刈幅と走行距離に基づいて刈取面積を演算するもので、この演算された刈取面積も図１９に示す如き穀物収量画面上に表示させる。
【００３０】
また図１８に示す如く、穀物体積の検出は前記穀物タンク１５の籾が満量となるときの排出回数と満量でないときの籾排出時間より行うもので、籾量センサ４５の上位スイッチ４４がオンの籾満量状態のとき、排出クラッチ８１をオンとさせて各オーガ１７・４２・４３によるタンク１５外側への籾排出を行い、刈取作業が終了するまでの満量毎の籾排出を行ってその排出作業回数をカウントし、刈取作業終了時でタンク１５内に満量以下で籾が残留するとき、排出クラッチ８１がオンとなってから、下位スイッチがオフ（正確には排出オーガ１７の排出が完了するオフから数秒後）となるまでの排出時間を検出して、タンク容量と排出回数の積及びオーガ１７・４２・４３の時間当りの排出容量と排出時間の積との加算により圃場で収穫される籾の全体積を検出して記録する。
【００３１】
図１９に示す如く、前記モニタ６４の穀物収量画面６４ｅは、刈取作業を行った圃場名、刈取面積、穀物タンク１５満量毎排出の排出回数、タンク満量以下での総排出時間、品質、水分（水分率）、推定総収量、推定収量を表示させたもので、例えばタンク満量時の籾貯留体積を２０００リットル（２立方メートル）とし排出回数を５回、総排出時間を１５分とするとき、かさ比重を０．５〜０．６として推定総収量を５６５０ｋｇ（全刈取面積７５ａ）を算出させ、１０ａ面積当りの籾の推定収量を７５３ｋｇ、脱ぷ率を略７５％とするときの玄米の推定収量を略９．０俵（≒５４０ｋｇ）を算出させ表示させたものである。
【００３２】
また図２０乃至図２１に示すものは、刈取作業中に機体が走行する刈取経路Ｌをモニタ６４の刈取経路画面６４ｆに表示させると共に、該刈取経路Ｌに基づいて刈取面積を検出する構成を示したもので、前実施例同様穀稈センサ９１・脱穀スイッチ８６・刈取スイッチ８７・前進スイッチ８８の何れもがオンで、刈取部８の刈高さが設定以下のとき刈取作業状態とさせて、記憶する圃場データより走行する原点位置を定めて走行を開始させ左右車軸回転センサ９５・９６による左右走行クローラ回転差などから経路Ｌの方向を検出すると共に、図２１の空走中を除いた刈取中の走行経路の距離を積算して圃場の全走行距離を算出させ、乾・湿田などの圃場条件による補正を走行距離に行った後該走行距離と刈幅とで刈取面積を演算させて刈取面積の画面表示と記憶を行う。この場合刈取経路Ｌを形成走行中の機体をモニタ６４画面上で作業者はリアルタイムに認識して正確な刈取作業を可能とさせることができる。
【００３３】
上記からも明らかなように、刈取部８で穀稈を刈取る圃場の穀稈総刈取面積と、穀物タンク１５内に貯留する穀物の総収穫量とに基づいて圃場の収量データを取得することによって、刈取作業中の実刈取面積と、刈取作業中の穀物タンク１５内穀物の総貯留量から一定面積当りの収穫量を正確に検出して、各圃場での収穫状況を適格に把握するもので、穀物タンク１５満量時の穀物の排出回数を積算して、この積算値に基づいて穀稈の総収穫量を検出して、穀物タンク１５満量時の一定穀物量の排出回数より穀物総収穫量を容易且つ正確に検出して、圃場の収量を高精度に検出することができる。
【００３４】
また、穀物タンク１５より排出する穀物の排出時間を積算して、この積算値に基づいて穀物の総収穫量を検出することによって、排出オーガ１７などより一定時間当りの定量排出される穀物の全量を排出時間の積算値より容易に検出して、１つの圃場の穀物収量を容易に把握することができると共に、振動を起生させる加振装置である振動板５０を穀物タンク１５に装備させることによって、穀物の乾・湿に関係なく排出オーガ１７などの一定時間当りの定量排出を保って穀物収量の検出精度を向上させることができる。
【００３５】
さらに、刈取作業中における走行部である走行クローラ２の走行経路の積算に基づき総刈取面積を検出して、刈取作業中の実走行経路より総刈取面積を正確に検出して、穀物収量の検出精度を向上させることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上実施例から明らかなように本発明は、刈取部８で穀稈を刈取る圃場の穀稈総刈取面積と、穀物タンク１５内に貯留する穀物の総収穫量とに基づいて圃場の収量データを取得したものであるから、刈取作業中の実刈取面積と、刈取作業中の穀物タンク１５内穀物の総貯留量から一定面積当りの収穫量を正確に検出して、各圃場での収穫状況を的確に把握することができるものである。
【００３８】
さらに、穀物タンク１５より排出する穀物の排出時間を積算して、この積算値に基づいて穀物の総収穫量を検出したものであるから、排出オーガ１７などより一定時間当りの定量排出される穀物の全量を排出時間の積算値より容易に検出して、１つの圃場の穀物収量を容易に把握することができるものである。
【００３９】
また、振動を起生させる加振装置５０を穀物タンク１５に装備させたものであるから、穀物の乾・湿に関係なく排出オーガ１７などの一定時間当りの定量排出を保って穀物収量の検出精度を向上させることができるものである。
【００４０】
さらに、刈取作業中における走行部２の走行経路の積算に基づき総刈取面積を検出したものであるから、刈取作業中の実走行経路より総刈取面積を正確に検出して、穀物収量の検出精度を向上させることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】コンバインの全体側面図。
【図２】コンバインの平面図。
【図３】脱穀部の断面図。
【図４】穀物タンク部の断面図。
【図５】振動板部の説明図。
【図６】運転操作部の平面図。
【図７】駆動系の説明図。
【図８】デジタルカメラの設置説明図。
【図９】制御回路図。
【図１０】モニタの穀物情報画面図。
【図１１】穀物選別のフローチャート。
【図１２】交換部品のフローチャート。
【図１３】モニタの選別画面図。
【図１４】モニタの保守点検画面図。
【図１５】穀物等級選定のフローチャート。
【図１６】圃場収量検出のフローチャート。
【図１７】刈取面積検出のフローチャート。
【図１８】穀物体積検出のフローチャート。
【図１９】穀物収量画面図。
【図２０】刈取面積検出のフローチャート。
【図２１】刈取経路画面図。
【図２２】モニタのエラーコード画面図。
【符号の説明】
２ 走行クローラ（走行部）
８ 刈取部
１５ 穀物タンク
５０ 振動板（加振装置）

Claims (1)

1. 刈取部で穀稈を刈取る圃場の穀稈総刈取面積と、穀物タンク内に貯留する穀物の総収穫量とに基づいて圃場の収量データを取得するコンバインの収量計測装置であって、
   前記穀稈総刈取面積は、刈取作業中の走行距離と刈幅とに基づいて算出され、
   前記穀物の総収穫量は、振動を起生させる加振装置が装備された穀物タンクを用いて、穀物タンク満量時の穀物の排出回数の積算および前記穀物タンクが籾満量でない場合の前記穀物タンクから穀物を排出する排出時間と一定時間当りに排出される穀物量とから算出され、
   前記穀物の総収穫量を穀稈総刈取面積で除して単位面積当たりの穀物の収量データを取得することを特徴とする、コンバインの収量計測装置。

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