JP5876840B2 - 移植機用車高センサ - Google Patents

Description

本発明は移植機の畝に対する苗の植付け高さを一定に維持するため、畝上面の高さに対する車高を感知するための車高センサに関する。

苗を畝に移植する場合、例えば下記特許文献１に記載の発明の如く、畝の高さに応じて移植機の機体の高さを調節し、機体に固定された割り開き型の苗植付け部の畝に対する高さを決めて、苗を一定の深さに植え付けできるように、畝に対する車高を感知する車高センサが装備されている。
該車高センサは、苗植付け部の前後に備わり、前側はＬ字形の揺動杆の下側先端に横軸廻り回動自在の１個の高さ検出ローラが支持され、後側では揺動杆の先端に横軸廻り回動自在の２個の高さ検出ローラが支持された構造となっている。

特開平９−２５２６１６号公報

上記特許文献１に記載の発明においては、前側の高さ検出ローラが畝の中央に当たるため植え付け場所の土を固めてしまう虞がある。又後側の高さ検出ローラは植え付けた苗に当たるのを避けるために左右に分けてあり、両方とも同じ高さに固定されているため、畝上面が斜めの場合には畝の左右いずれか高い方に高さ検出ローラが当たるが低い方には当たらなくなる。このため、畝が実際より高く感知されて移植機の植付け筒の調節位置が畝の中央では高止まりし、この結果、苗が浅く植え付けられ、その植え付けが浅過ぎると苗の根付きが悪くなり、最悪のときには植えた苗が枯れてしまう虞がある。

そこで、本発明は、畝上面の左右の傾斜や凹凸変形に応じて、誤差か少なく正確に畝中央に対する移植機の高さ変化を感知し、苗を常に最適な深さで植えることが可能となる移植機用車高センサを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の移植機用車高センサは、請求項１に記載の発明にあっては、機体の両側に畝を跨ぐ駆動輪と、該機体の下部に苗を畝に植え付ける苗植付け部と、両駆動輪の高さを別々に制御して該機体を水平に維持させると共に該苗植付け部が畝の植え付け部位に到達するように機体を昇降させる昇降機構とを備えた移植機におけるものである。
そして、前記機体下部の前記苗植付け部より前方にあって、前記昇降機構を作動させる連動機構に基端部を連設すると共に先端部を後方に向けて突出させた操作アームと、左右両側にローラを備え、該左右のローラが畝の上面に同時に接触して畝上面の左右高低差に応じて上下擺動自在となるように、中央のローラ軸枢支部で前記操作アームの先端部に枢支され、該ローラ軸枢支部から僅か下向きに屈曲させたローラ軸と、から構成される。
そして、前記移植機の前進により両ローラが畝の高低差を受けて前記操作アームを上下に移動させ、その移動により前記昇降機構を作動させて畝の上面に対する前記苗植付け部の高さの位置決めを可能としたことを特徴とする。

請求項３に記載の発明にあっては、上記各発明において、擺動したローラ軸が突き当たって停止するストッパを前記操作アームに設けたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明にあっては、上記各発明において、前記両側のローラ面を、畝に沈没しない程度の広い幅に形成したことを特徴とする。

本発明の移植機用車高センサは、移植機が前進したとき、畝の上面に当接する２つのローラが操作アームの先端部にローラ軸でシーソー状に上下擺動可能に枢支されるので、畝の上面が左右に傾斜している部分に当たっても、両ローラのどちらもが必ず畝の上面に同時に接触可能となる。このため、苗を植付ける場所の直上に配された両ローラ中間のローラ軸枢支部が、両ローラの中心軸に対して中間の高さとなる。
即ち、植付け場所である畝の上面に傾斜や凹凸があっても植付け場所の高さ位置の変化を前記操作アームの先端部で正確に感知可能となる。
そしてその感知した高さは前記操作アームから前記昇降機構を介して連動機構に伝達され、苗を植付ける場所に対する機体の車高が植付け最適位置に調節され、畝の上面が左右に傾斜していても、前記苗植付け部が植え付け最適位置となり、常に苗を最適な一定の深さで植え付けすることが可能となる。

そして、畝の中央が上に膨らんでいても、その膨らみ部分に分岐部が接触するのを防止して両ローラで畝の上面の高さを正確に感知することが可能となる。

請求項２に記載の発明にあっては、ローラ軸が回転し過ぎて、周囲の部品に衝突するのを避けることで、部材の損傷を防止することが可能となる。

請求項３に記載の発明にあっては、両ローラ面が広い幅なので、畝の上面が柔らかい土であってもその土の中にローラが沈み込むことなく、常に畝の上面の正確な高さを感知することが可能となる。

本発明の苗の移植機に使用した状態を示す側面図である。 図１の形態の平面図である。 図１の形態の正面図である。 車高センサ要部の平面図である。 車高センサ要部の側面図である。 別の形態の車高センサ要部の正面図である。 車高センサと畝との関係を示す正面図である。 操作アームとローラ軸との枢支部分を示す要部の斜視図である。 操作アームとローラ軸との枢支部分を示す要部の縦断側面図である。

本発明の実施形態を図に基づいて以下説明する。
本発明の移植機用車高センサは畝に苗を移植機する移植機に使用され、図１に示す移植機に対して使用した場合を例に以下説明する。
該移植機は、図３に示すように、畝Ｕを跨いだ機体１両側に、図１及び図２に示すように、前側にはガイド輪１３を、後側には駆動輪１２を備える。
前側のガイド輪１３は、図１に示すように、ガイド輪支持ロッド１５で機体１の前側を支持して機体１の前後方向の水平性を保持させ、後側の前記駆動輪１２は、図１、図２及び図３に示すように、無端ベルトを装着した駆動輪１２を使用し、機体１に設けたモータ又は原動機１６で回転駆動させて機体１を前後方向に安定した走行を可能とする。

そして、前記ガイド輪１３で機体１の前後方向の水平性を維持させた状態で、左右のガイド輪１３及び駆動輪１２の高さを左右別々に制御することで該機体１の左右方向の水平性を維持させる昇降機構Ｒを備える。
該昇降機構Ｒは、水平面に対する畝底Ｇの傾斜を感知する水平センサを備えて、該機体１の水平面を基準に、傾斜した機体１が常に水平状態となるように、油圧又はモータで左右のガイド輪１３及び駆動輪１２を左右別々に昇降駆動させる構造を備える。
なお、図中の符号１７は作業者が手で持って操作するハンドル１７である

又、前記機体１の上部両側には苗Ｐを載せる苗載せ台１１を備える。この苗載せ台１１には多数の一定の大きさに分けられた苗が立てて並べられる。
そして、前記機体１の後下部には、畝底からの高さＴとなる位置に植付け用の二つ割りして開くロート状の苗植付け部１０を備える。
前記苗載せ台１１の苗Ｐは搬送されて前記苗植付け部１０内に落し入れられる。
苗Ｐが入った逆円錐形の苗植付け部１０は、図３に示すように、下降して畝Ｕの上に突き刺さり、中央から２つに分かれて下向きに開いて、前記苗植付け部１０が差し込まれてできた畝上面の穴に苗Ｐが落し入れられる。更に、前記苗植付け部１０は下向きに開いた状態で苗Ｐを離して上昇し、穴から抜かれる。この工程によって苗Ｐが畝Ｕに植付けられる。

この際の従来のローラ軸固定型の車高センサでは、に前記移植機の前記苗植付け部１０と畝Ｕの上面の相対的位置は機体１の高さで決まり、畝Ｕが低くなると機体１は相対的に高くなるので前記苗植付け部１０は畝Ｕに対して深さが浅く刺さってしまう。この結果、苗Ｐは根が露出するなど充分な深さに植付けることができなくなってしまう。

このため、畝Ｕに適正な深さで苗を移植するには、畝Ｕ底から前記苗植付け部１０までの高さＴと畝Ｕ上面の移植場所の高さとを最適な距離で常に一定となるように調節しなければならない。
しかし、畝Ｕには凹凸や傾きがあって、畝Ｕの上面の高さは必ずしも一定ではなく、苗を一定の深さに植えるためには正確に前記苗植付け部１０の高さを調節することが必要となる。

そこで本発明の車高センサＳは、上記移植機の機体１の位置と、左右の傾斜や凹凸のある畝Ｕの上面の位置との高さ距離の変化を感知するものであり、感知したその距離変化により上記移植機の機体１の高さを前記昇降機構Ｒで自動的に調節することで、前記苗植付け部１０による苗の植え付け深さを常に最適な深さに維持可能とするものである。

このため、該車高センサＳは、図１、図２及び図３に示すように、前記苗植付け部１０の位置より前方の前記機体１下部に設けた枢支部に、横方向に枢支された操作伝達軸８を備える。そして、該操作伝達軸８は連動機構９を介して前記昇降機構Ｒに連動可能に接続される。
前記車高センサＳの機構全体は、前記操作伝達軸８に接続させて前記苗植付け部１０の前方に集合させて設ける。

前記操作伝達軸８の中間には、図４及び図５に示すように、後端部を固着して先端部を後方へ湾曲状態に突出させて上下擺動可能とした操作アーム２を機体後方へ向けて設ける。
該操作アーム２は、前記操作伝達軸８を中心に上下擺動し、この擺動作動により前記操作伝達軸８が連動して回動し、その回動が前記連動機構９を介して前記昇降機構Ｒに伝達される仕組みである。

前記操作アーム２の先端部２ａには、図３及び図４に示すように、機体１の左右方向に突出させたローラ軸５、６を、その中央のローラ軸枢支部７でＴ字形に枢支し、該ローラ軸枢支部７を支点にシーソー状に両側が逆方向に自由に上下擺動できるようにする。

前記ローラ軸５、６のローラ軸枢支部７への枢支は、図８及び図９に示すように、ローラ軸５、６に固着したローラ軸固定部２４を、止めネジ２５により枢支筒体２３と一体化し、該枢支筒体２３の２箇所に設けたベアリング２２、２２を介して前記操作アーム２の先端部２ａに回転フリーに被嵌させる。
そして、前記枢支筒体２３が前記操作アーム２から抜け出るのを防止するため抜止め金具２１を設ける。

又、前記ローラ軸５、６が過度に回転するのを防ぐため、前記ローラ軸５、６が左右に、大きく傾斜すると停止するストッパ１８、１９を設ける。
このストッパ１８、１９で停止させる角度の設定は１０度から３０度程度とすることが好ましい。
該ストッパ１８、１９は、例えば、図８に示すように、前記操作アーム２に固設したストッパ取付け金具２０を介して棒状のストッパ１８、１９を両前記ローラ軸５、６の下方に配設した態様が可能である。なお、ストッパは前記ローラ軸５、６の左右いずれか一方の上下に設けた態様も可能である。

そして、前記ローラ軸５、６の先端部には回転自在の２個の円筒形のローラ３、４を、図３に示すように、畝Ｕの中央を跨いで畝Ｕ上面に乗るように設ける。
前記ローラ３、４の各側面には、図６に示すように、ローラ支持板３ａ、４ａを設けてローラ内部に土が入らないように覆う。

前記両側の前記ローラ軸５、６の合計の長さは、図３に示すように、筒状の前記苗植付け部１０の径Ｗと同程度の長さとする。
例えば、前記苗植付け部１０がホッパー状をした筒状体で、その径Ｗが１５ｃｍである場合、両ローラ３、４面の幅Ｆを６ｃｍとすると、両ローラ３、４外部までの全長は合計で２７ｃｍ程度となる。
前記ローラ３、４面の幅Ｆを６ｃｍと幅広にした理由は、畝の表土への接触面を広い面積にすることによって土面に加わる圧力を分散し、前記ローラ３、４によって畝Ｕの中央の土が両ローラ３、４で押し固められるのを避け、成長過程の移植した弱い苗の根付きを良くするためである。

本発明の使用に当たっては、例えば、図７に示すように、使用農地が傾斜地で、畝Ｕが傾斜角度５度だけ左右方向に傾斜していると、機体が低い方に寄る。そして、左右の２個のローラ３、４は自重で下がり、ローラ軸枢支部７がフリーに枢支されているので一方のローラ４が畝の高いほうに乗り、他方のローラ３が畝の低い方に乗ることとなる。
このとき、前記ローラ軸枢支部７を中心にローラ軸５、６が傾斜角度αだけ傾き、ローラ軸枢支部７はローラ３、４の中間高さとなり、畝中央Ｄからローラ軸枢支部７までの高さＨはローラ３、４の半径に近い値となる。
即ち、畝の上面が左右方向へ大きく傾いた場所では、ローラ軸枢支部７は高いローラ４や低いローラ３の中心軸の位置と同じ高さとはならず、それらの中間位置となり、その中間の位置（植え付け場所）を感知することで、畝Ｕ上面の移植場所の正確な高さ位置を感知することが可能となる。

そして、正確に感知された畝の移植面の高さは前記ローラ軸枢支部７と一体の操作アーム２を介して前記操作伝達軸８から連動機構９を経て前記昇降機構Ｒに伝達され、前記昇降機構Ｒにより機体１の高さが調節されて、苗Ｐが設定された最適な深さで植付けられる。

しかしながら、従来の車高センサのように、図７に示すように、ローラ軸枢支部７が機体１に対して水平に固定されていた場合（図７中１点鎖線で示す）には、傾斜した農地では機体１が畝の下側に寄る傾向があり、このため畝の高い方にローラ４が乗り、畝の低い方のローラ３がそれより下がることなく浮き上がってしまう。
このときローラ軸枢支部７の畝中央Ｄからの高さｈは、ローラ３、４の半径よりも大きい値となってしまう。
即ち、前記ローラ軸枢支部７を支点にシーソー状に上下自由に擺動する場合と、ローラ軸が固定されていた場合の差（Ｈ−ｈ）分、誤った高さを感知してしまい、この感知をもとに前記昇降機構Ｒが機体１の高さが調節されるので前記苗植付け部１０の畝に刺さる位置が畝中央Ｄから図７中の黒矢印分だけ過度に高くなる。その結果、苗Ｐの植付けが浅すぎて根が露出してしまい枯れてしまうおそれが生じる。
これに対して本発明では、前記ローラ３、４がシーソー状に上下自由に擺動するので、このような従来の車高センサによって引き起こされる苗の浅植えによる失敗が解消される。

又、畝Ｕは通常、図３及び図７に示すように、中央部分が高く、移植対象となる上面は上に膨らんだ状態となっている場合が多い。そこで、前記ローラ３、４を支持する両側のローラ軸５、６を、図６に示すように、中央の分岐部７から角度βで僅か下向きに屈曲させた形態とすることができる。
この形態では畝Ｕの移植対象となる中央部分が高く盛り上がっている場合であってもその部分が中央の分岐部７に当たるのを避けることができ、前記ローラ３、４を確実に畝Ｕの上面に載せて該ローラ３、４で正常に高さ位置を感知することが可能となる。
中央の分岐部７から下向きに屈曲させるローラ軸５、６の角度βは１０度以内が好ましい。その理由は畝の上部面が平坦な場合、その平坦面に斜めのローラ３、４が乗ることとなり、屈曲角度がそれより大きいと、ローラ３、４の外周側部分が畝の上面に沈み込んで２本の陥没した平行な筋が入り、その沈み込み程度が大きいと実際の畝の上面を正確に感知できなくなる虞があるからである。

又、前記両ローラ３、４は、そのローラ面の幅が細いと、培土に埋没し易くなり、正確な高さが感知できなくなって、移植機の高さ調節を狂わせてしまう虞が生じる。
このため、図４に示すように、前記両ローラ３、４面の幅を畝Ｕの培土に両ローラ３、４が沈み込まない程度の広い幅Ｆに形成することによって、柔らかい培土であっても正確に高さを感知することが可能となる。
例えば、畝は良く耕されているほどその土質は柔らかくなるが、その柔らかさに対応するため、前記両ローラ３、４面の幅Ｆを５〜８ｃｍとすれば培土に殆ど沈み込まないようにすることができる。通常の培土では前記両ローラ３、４面の幅は６ｃｍ程度が最適である。

又、前記ローラ３、４の表面には土が付着し難いプラスチック等の素材を用いることが好ましい。例えば、フッ素樹脂、塩ビ樹脂、シリコン樹脂等で被覆すると、土が付着しく難くなり、土の掻き落としや洗浄などのメンテナンスが容易となる。

本発明では畝の上面に対する機体の高さを正確に感知可能とした車高センサであり、畝を跨ぐタイプの移植機であれば各種移植機に広く利用することが可能である。

１ 機体
２ 操作アーム
２ａ 操作アームの先端部
２ｂ 操作アームの基端部
３ ローラ
３ａ ローラ支持板
４ ローラ
４ａ ローラ支持板
５ ローラ軸
６ ローラ軸
７ ローラ軸枢支部
８ 操作伝達軸
９ 連動機構
１０ 苗植付け部
１１ 苗載せ台
１２ 駆動輪
１３ ガイド輪
１４ 駆動伝達板
１５ ガイド輪支持ロッド
１６ 原動機
１７ ハンドル
１８ ストッパ
１９ ストッパ
２０ ストッパ取付け金具
２１ 抜止め金具
２２ ベアリング
２３ 枢支筒体
２４ ローラ軸固定部部
２５ 止めネジ
Ｕ 畝
Ｄ 畝中央
α 畝傾斜角度
Ｈ 畝中央からローラ軸枢支部までの高さ
ｈ ローラ軸枢支部が水平に固定された場合の畝中央からローラ軸枢支部までの高さ
Ｐ 苗
Ｗ 植付け筒の径
Ｇ 畝底
Ｒ 昇降機構
Ｔ 畝底から苗植付け部までの高さ
Ｆ ローラ面の幅

Claims (3)

1. 機体の両側に畝を跨ぐ駆動輪と、該機体の下部に苗を畝に植え付ける苗植付け部と、両駆動輪の高さを別々に制御して該機体を水平に維持させると共に該苗植付け部が畝の植え付け部位に到達するように機体を昇降させる昇降機構とを備えた移植機において、
   機体下部の前記苗植付け部より前方にあって、前記昇降機構を作動させる連動機構に基端部を連設すると共に先端部を後方に向けて突出させた操作アームと、
   左右両側にローラを備え、該左右のローラが畝の上面に同時に接触して畝上面の左右高低差に応じて上下擺動自在となるように、中央のローラ軸枢支部で前記操作アームの先端部に枢支され、該ローラ軸枢支部から僅か下向きに屈曲させたローラ軸と、から成り、
   前記移植機の前進により両ローラが畝の高低差を受けて前記操作アームを上下に移動させ、その移動により前記昇降機構を作動させて畝の上面に対する前記苗植付け部の高さの位置決めを可能としたことを特徴とする移植機用車高センサ。
2. 擺動したローラ軸が突き当たって停止するストッパを操作アームに設けたことを特徴とする請求項１に記載の移植機用車高センサ。
3. 両側のローラ面を、畝に沈没しない程度の広い幅に形成したことを特徴とする請求項１又は２に記載の移植機用車高センサ。

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