JP6546523B2 - 田植機 - Google Patents

Description

本発明は、田植機に関する。

特許文献１には、田面位置である圃場表面を検知するセンサを植え付け位置の直前方に設けることで、フロートの沈下量を検知してフロートセンシングのズレを修正する構成が開示されている。

特開２０１４−１２８２２０号公報

本発明は、フロートとは別に設けられたセンサによって圃場表面を検知し、フロートの検知する圃場接地面と実際の圃場表面とのズレを修正する田植機において、センサによる検出精度等を向上する技術を提供することを課題とする。

本発明の田植機は、圃場接地面を検知するフロートを備える田植機であって、前記フロートとは別に設けられ、植え付け位置の直前方で圃場表面を検知するセンサを備え、前記センサは、前記圃場表面を追従する検知部と、該検知部を揺動自在に支持する支持部とを備えるとともに、前記検知部は、前記支持部と連結されるステーと、略水平方向に延出され、前記圃場表面と接触する接地部と、前記ステーと接地部との間に設けられ、縦方向に延出される延出部とによって構成され、前記接地部の形状を下部が幅広、かつ、上部が幅狭となるように形成し、前記延出部の形状を進行方向前側が幅狭、かつ、進行方向後側が幅広となるように形成したことを特徴とする。

接地部の下部を幅広とすることで、接地部自体の体格を不要に大きくすることなく、圃場との接地面積を大きくでき、面圧を確保することが可能である。また、接地部の上部を幅狭とすることで、接地部への泥土等の堆積を抑制することが可能である。これにより、センサのセンシング精度を向上しつつ、精度悪化を抑制することができる。

縦方向に延びる延出部の前部を幅狭とすることで、進行時における前方からの泥水の流体力の影響を低減し、センサにかかる流体力の影響を低減することができる。これにより、センサのセンシング精度の悪化を抑制することができる。

前記検知部は、一体成形によって成形される。ここでは、検知部を一体成形する場合、樹脂、軽い金属等、本発明の用途に応じた材料によって一体的に成形されるものであれば良い。

本発明によれば、センサによる検出精度を向上し、かつ、検出精度の悪化を抑制することが可能である。

田植機の側面図である。 植付部の上面図である。 植付部の側面図である。 センサの斜視図である。 センサの接地部の断面形状を示す図である。 センサの延出部の断面形状を示す図である。 奇数条植えの田植機の植付部にセンサを設けた実施形態を示す図である。

図１に示すように、田植機１は、エンジン２、動力伝達部３、植付部４及び昇降部５を備える。植付部４は、昇降部５を介して機体に連結されており、昇降部５の作動を制御することによって上下方向に自動昇降可能である。植付部４には、動力伝達部３を介してエンジン２からの動力が伝達される。田植機１は、エンジン２の駆動によって走行しながら、植付部４によって圃場に苗を植え付ける。

エンジン２からの駆動力は、動力伝達部３においてトランスミッション６を介して、ＰＴＯ軸７に伝達される。ＰＴＯ軸７はトランスミッション６から後方に突出して設けられる。ＰＴＯ軸７からユニバーサルジョイントを介して植付伝動ケース８に動力が伝達されて、植付部４が駆動される。また、トランスミッション６から後方に向けて駆動軸９が設けられ、駆動軸９からリアアクスルケース１０に駆動力が伝達される。また、リアアクスルケース１０から、その後方に配置される整地装置２０に動力が伝達される。

植付部４は、植付アーム１１、植付爪１２、苗載台１３、フロート１４等を備える。植付爪１２は、植付アーム１１に取り付けられている。植付アーム１１は、植付伝動ケース８から伝達される動力によって回転する。

植付爪１２には、苗載台１３から苗が供給される。植付アーム１１の回転運動に伴って、植付爪１２が圃場内に挿入され、所定の植深さ（植付爪１２の爪出量）となるように苗が植え付けられる。なお、本実施形態では、ロータリ式の植付爪を採用しているが、クランク式のものを用いても良い。

［フロート］
図２に示すように、植付部４は、左右方向に配置される複数のフロート（本実施形態は８条植えの田植機を示しており、センターフロート１４Ａ、その側方に配置される二つのサイドフロート１４Ｂ、及び、両端に配置される補助フロート１４Ｃ）を備える。各フロートは、植付部４を構成する植付フレーム１５に取り付けられる。より具体的には、各フロートの前端は植付フレーム１５に対して上下方向に揺動可能に支持され、各フロートの後端は植付フレーム１５に設けられる回動支軸１６にリンク機構１７を介して昇降可能に取り付けられる。

図３に示すように、回動支軸１６又はリンク機構１７には、ポテンショメータ等の適宜のセンサが取り付けられており、該センサによる検出値に基づいてリンク高さｈ０が算出される。このリンク高さｈ０は、植付爪１２の爪出量（植付爪１２の先端部とフロート底面との距離）として検出される。そして、後述のようにセンターフロート１４Ａの沈下量ｄを用いて、実植付深さｈ（ｈ＝ｈ０＋ｄ）として検出される。

中央に配置されるセンターフロート１４Ａは、圃場接地面検知用のフロート検知体として利用される。具体的には、圃場の凹凸に応じて変化するセンターフロート１４Ａの揺動角（フロート前面で受ける抵抗に応じたピッチング方向の回動角度：フロート角α）に基づいてフロートの目標角βを決定し、フロート角αが目標角βに近付くように植付部高さ（植深さ）が制御されている。

［センサ］
図２及び図３に示すように、センターフロート１４Ａにおいて、植付部４の植え付け位置の直前方には、圃場表面を検知するセンサ３０が設けられる。センサ３０は、前方から後方に向けて延出される。センサ３０は、植付フレーム１５にピッチング方向に揺動自在に支持され、その揺動支点を中心として重力によって垂れ下がるため、後端部が圃場表面に接触した状態が維持される。つまり、センサ３０が常に圃場表面を追従するように田植機１が進行する。

ポテンショメータ等の適宜の角度計測機器によってセンサ３０の揺動角度を計測し、センサ３０の揺動支軸の高さ及びセンサ３０の後端と揺動支軸の距離を用いて、センサ３０と圃場の位置関係を算出することができ、圃場の実高さ（苗を植え付ける田面高さ）を検知することができる。このように、センサ３０によって圃場の実高さを検出することによって、センターフロート１４Ａの沈下量ｄ（泥状の圃場への沈み込み量）を計測できる。

以上のように、圃場接地面の検知用に用いられるセンターフロート１４Ａとは別にセンサ３０を設けて、センサ３０によって植え付け位置の近傍で圃場表面の高さを検知することで、センシングフロートであるセンターフロート１４Ａの沈下量を算出して実植付深さを検知している。そして、センサ３０によって実植付深さを検知することで、苗の植え付けが適正に行われているか否かを判定することが可能となる。つまり、圃場条件に応じて感度調整を行う必要がなく、センサ３０を用いた昇降制御によってオートマチックに感度調整が行われることとなる。

また、センサ３０によって苗の植え付け直前でのセンシングを実現することで、センシング精度の向上を図ることができる。本実施形態における植え付け位置とは、リンク機構１７を介して回動するフロートの後端部の側方である。また、植え付け位置の直前方位置とは、苗を植え付けるためにフロートで整地された後の圃場であり、そのような安定した状態の圃場をセンシングするため、圃場の表面に現れる凹凸形状がセンサ３０に与える影響及びフロートによって生じる泥水流がセンサ３０に与える影響を低減できる。

図３に示すように、センサ３０は、揺動支軸３１に回動自在に設けられる支持部３２によって支持される。支持部３２は、揺動支軸３１回りにピッチング方向に揺動自在に支持されており、支持部３２によってセンサ３０が圃場表面の凹凸に倣って追従する。揺動支軸３１の回動角は、ポテンショメータ３３によって検出され、その検出値に基づいてセンターフロート１４Ａの沈下量が算出される。なお、センサ３０の微小な回動を検知するために、揺動支軸３１とポテンショメータ３３との間に減速ギア等を介在させることで検出能を向上することが可能である。

図３及び図４に示すように、センサ３０は、支持部３２と連結されるステー４０と、略水平方向に延出され、圃場表面と接地する接地部４１と、ステー４０と接地部４１とを接続するように縦方向に延出される延出部４２とによって構成される。

延出部４２及び接地部４１は、ステー４０から熊手状に延出される。また、延出部４２から接地部４１に接続される部位で屈曲するように形成されている。熊手状に形成することで、泥水流による流体力の影響を低減し、センサ３０による検出性能を安定させることができる。また、屈曲状に形成することで前後長を小さくでき、空間制限のある中でコンパクトに収めることができる。

センサ３０は、一体成形によって成形される樹脂製の部材、又は、一体成形によって成形される重量の軽い金属製の部材である。樹脂製とすることで、容易に大量生産できるとともに、センサ３０のコストを低くすることができる。金属製とすることで、センサ３０の寿命を向上することができる。金属製のものを採用する場合は、例えば中空に成形する等でセンサ３０の重量を軽く抑えつつ強度も確保することができる。

図５に示すように、接地部４１の断面形状は、下部が幅広、かつ、上部が幅狭となるように形成されている。つまり、圃場表面と接触する下部を幅広とすることで、接地面積をより大きくしている。これにより、センサ３０にかかる面圧を確保しつつ、センサ３０自体を細く構成している。また、圃場表面とは接触しない上部を幅狭とすることで、接地部４１上に滞留する泥、水等の量を少なくすることができる。これにより、センサ３０による水流の乱れを抑制し、泥土等の堆積を防止することが可能である。また、本実施形態では、接地部４１を縦長、言い換えれば横幅に対して縦幅が大きくなるように構成している。これにより、センサ３０の剛性を確保することが可能である。

図６に示すように、延出部４２の断面形状は、前部が幅狭、かつ、後部が幅広となるように形成されている。つまり、泥水と衝突する進行方向前側を幅狭とすることで、前方からの泥水の流体力の影響を低減し、センサ３０の浮き上がりを押さえて検出精度の悪化を抑制することができる。このように、本実施形態のセンサ３０の形状によれば、田植機１の進行に伴う泥水の水流の影響を低減でき、センシング精度を向上することが可能である。

上述の実施形態では、８条植え（偶数条植え）の田植機の植付部にセンサを設ける例について説明したが、図７に示すように、７条植え（奇数条植え）の田植機の植付部にセンサを設けることも可能である。

図７に示すように、奇数条植えの田植機ではセンターフロートの形状が異なることが多く、Ｕ字状のフロートが用いられることが多い。Ｔ字状のセンターフロートを採用する偶数条植えの場合は、センターフロートの両側方にセンサを設けていたが、Ｕ字状の場合は、同等の面圧を確保するために、センサ３０を二つ並べて配置することが好ましい。

１：田植機、４：植付部、５：昇降部、１２：植付爪、１４：フロート、１５：植付フレーム、３０：センサ、３１：揺動支軸、３２：支持部、４０：ステー、４１：接地部、４２：延出部

Claims (2)

1. 圃場接地面を検知するフロートを備える田植機であって、
   前記フロートとは別に設けられ、植え付け位置の直前方で圃場表面を検知するセンサを備え、
   前記センサは、前記圃場表面を追従する検知部と、該検知部を揺動自在に支持する支持部とを備えるとともに、
   前記検知部は、前記支持部と連結されるステーと、略水平方向に延出され、前記圃場表面と接触する接地部と、前記ステーと接地部との間に設けられ、縦方向に延出される延出部とによって構成され、前記接地部の形状を下部が幅広、かつ、上部が幅狭となるように形成し、
   前記延出部の形状を進行方向前側が幅狭、かつ、進行方向後側が幅広となるように形成した
   ことを特徴とする田植機。
2. 前記検知部は、一体成形によって成形される
   請求項１に記載の田植機。

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