JP6807066B2 - 収穫物の重量測定機 - Google Patents

Description

本発明は、収穫された作物（以下、「収穫物」と称する）の重量を測定できるようにした重量測定機に関するものである。

一般に、圃場で育成された作物は、収穫された後、収容部に収容された状態で運搬される。このような収穫機の一例を、ホールクロップ収穫機を例に挙げて説明すると、ホールクロップ収穫機で収穫された飼料用作物は、細断機で細断された後、収容部によって円柱状のロールベールに成形される。このように成形されたロールベールは、その後、ラップマシーンに移し替えられ、そこで、表面にラップが巻き付けられた状態で重量が測定されて特定の場所で保管される。

ところで、このように収穫された収穫物について、圃場の単位面積当たりの収穫量を管理したい場合がある。このような場合において、例えば、ホールクロップ収穫機で収穫された収穫物の重量を測定する場合は、ラップマシーンに搭載された重量測定装置を用いて各ロールベールの重量を測定する方法や（特許文献１）、ラップマシーンとは別に新たに設けられた重量計でロールベールの重量を測定し（特許文献２）、その測定された各ロールベールの総重量から単位面積当たりの収穫量を算出する方法などがある。

特開２０１３−２４５９６２号公報 特開２０１１−４５２９３号公報

しかしながら、このような方法で収穫物の総重量や単位面積当たりの収穫量などを算出する場合、次のような問題がある。

すなわち、収穫されたロールベールにラップを巻き付けた後にロールベールの重量を測定する場合、ラップを含めた重量が測定されることになるため、正確な収穫量を算出することができない。

また、収穫された収穫物を他の重量測定機に移し替えて重量を測定する場合、その収穫物を移し替える途中でこぼれ落ちてしまうと、正確に収穫量を算出することができなくなってしまう。具体的には、ホールクロップ収穫機で形成されたロールベールを圃場に放出する場合、網掛けされたロールベールの側面から収穫物がこぼれ落ちたり、あるいは、ラップマシーンでピックアップして回転させている際に、そのロールベールの側面から収穫物がこぼれ落ちてしまう場合がある。このため、このこぼれ落ちた収穫物によって、正確な収穫量を算出することができないといった問題があった。

さらには、ロールベールを成形していく際、そのロールベールが所定の大きさに達したか否かが分からないばかりでなく、ロールベールが所定の大きさになったことを検知する検知センサーが故障している場合、その故障に気づかない場合もある。

加えて、ラップマシーンが重量測定機能を有していない場合は、別途新たに設けられた重量計にロールベールを移し替えて測定作業をしなければならず、その移し替え作業や測定作業などに手間が掛かってしまうといった問題があった。

そこで、本発明は上記課題を解決するために、収穫された収穫物の重量を測定する場合に、圃場における単位面積当たりの収穫量を正確に測定して管理できるようにする重量測定機を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、細断された収穫物が投入される投入部と、当該投入部に投入された収穫物からロールベールを成形する収容部と、当該収容部で成形されるロールベールの重量を測定するロードセルとを備えた収穫物の重量測定機において、前記収容部の一端側を、水平方向に沿った軸を中心として回動可能に設けられた回動部を介して車体フレームに支持させ、他端側を、当該回動部から離れた位置に設けられたロードセル上に支持させるようにしたものである。

このように構成すれば、圃場における単位面積当たりの収穫量を正確に測定して管理することができるとともに、リアルタイムで収穫物の重量を測定することで、そのロールベールの大きさや量などを判断することができるようになる。また、収容部を回動部で固定させることで、走行時における収容部の振れを防止することができるようになる。

また、このような発明において、前記ロードセルを、前記回動部から略水平に伸び、収容部を載置するベース台の下方に接触する位置に設けるようにする。

このように構成すれば、回動部における拘束の影響を受けることなく収容部の重量を測定することができる。

さらに、前記ロードセルが、収容部に収容される収穫物の重心下方に設けるようにする。

このように構成すれば、片側が回動部で支持されている場合であっても、モーメントの影響を考慮することなく、収穫物の重量を測定することができるようになる。

また、車体フレームに対して、前記収容部の上下方向もしくは左右方向の振れを規制する規制部を設けるようにする。

このように構成すれば、ロードセルに収容部を載置させた場合であっても、この規制部によって、上下左右の大きな振れを規制することができるようになる。

また、測定した収穫物の重量をリアルタイムで表示できるようにする。

このように構成すれば、ロールベールなどの収穫物がどの程度収容されたかを判断することができるようになる。

本発明によれば、細断された収穫物が投入される投入部と、当該投入部に投入された収穫物からロールベールを成形する収容部と、当該収容部で成形されるロールベールの重量を測定するロードセルとを備えた収穫物の重量測定機において、前記収容部の一端側を、水平方向に沿った軸を中心として回動可能に設けられた回動部を介して車体フレームに支持させ、他端側を、当該回動部から離れた位置に設けられたロードセル上に支持させるようにしたので、圃場における単位面積当たりの収穫量を正確に測定して管理することができるとともに、リアルタイムで収穫物の重量を測定することで、そのロールベールの大きさや量などを判断することができるようになる。また、収容部を回動部で固定させることで、走行時における収容部の振れを防止することができるようになる。

本発明の一実施の形態を示す細断型ホールクロップ収穫機を示す側面概略図 同形態における平面概略図 同形態における細断部を示す図 同形態における拡散部を示す図 同形態における収容部の一部を示す図 同形態における駆動機構を示す図 同形態におけるロードセルを示す側面概略図 同形態におけるロードセルのフレームを示す平面概略図 図８におけるＡ−Ａ断面図（規制部を示す図） 図８におけるＢ−Ｂ断面図（ロードセルの取り付け状態を示す図）

以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

この実施の形態における収穫物の重量測定機は、ホールクロップ収穫機１などに適用されるものであって、図１に示すように、圃場の作物を刈り取って搬送する刈取・搬送部２と、その刈り取られた収穫物を茎と交叉する方向に細断する細断部３と、その細断部３で細断された収穫物を拡散させる拡散部４と、この拡散部４で拡散された収穫物を搬送する搬送部５と、搬送部５で搬送された収穫物から円柱状のロールベールを成形する収容部６とを備えて構成されている。そして、特徴的に、この収容部６をベース台７に載せて支持するとともに、このベース台７の下方に設けられたロードセル９で収容部６の重量を測定できるようにしたものである。以下、本実施の形態におけるホールクロップ収穫機１について詳細に説明する。

まず、刈取・搬送部２は、作物の株元を切断して機体１０の斜め上方に搬送し、その搬送された収穫物を中央寄せ部２５まで搬送させるように構成されている。この刈取・搬送部２は、図２に示すように、機体１０の前方に複数の分草板２１を設けており、圃場の作物を分草した後、引き起こし処理を行えるようになっている。この引き起こし処理を行う場合、互いに対向するように設けられた樹脂製の突起２２を斜め上後方に向けて周回させ、これによってその突起２２で作物の株元から持ち上げて引き起こさせようにしている。この突起２２を斜め上方に周回させる場合、その突起２２を互いに対向させるように突出させてチェーンを周回させ、一方、その突起２２を上から下に周回させる際には、その突起２２をチェーンに沿わせるようにする。そして、このような突起２２によって引き起こされた作物を、往復動する図示しない刃によって株元を切断する。そして、このように切断された収穫物を、コンベア２３によって斜め上後方に搬送させる。このとき、三角形状をなす爪を有するチェーンで収穫物の株元部分や中央部分を挟み込み、また、穂先部分については、樹脂製突起２７とガイドバー２４で挟み込んで搬送する。

中央寄せ部２５は、図１や図２に示すように、搬送されてきた収穫物を機体１０の幅方向を向くように水平に搬送させ、また、その収穫物を機体１０の中央付近に向けて搬送させる。このように収穫物を中央付近に搬送させる際、収穫物の中央付近を金属爪を有するチェーン２６で上下方向から挟み込み、また、穂先部分については樹脂製突起２８で上方向から搬送させるようサポートしている。そして、このような金属爪を有するチェーン２６や樹脂製突起２８の搬送方向を機体１０の中央方向に向けることで、収穫物を機体１０の中央付近に搬送させる。

細断部３は、このような中央寄せ部２５から落下してきた収穫物を一定幅寸法に細断する。この細断部３は、図３に示すように、前後一対の回転軸３２ａ、ｂに複数枚の回転刃を備えたディスクカッター３１で構成され、その回転刃をそれぞれ互いに内向きに回転させることで、収穫物を細断させるようになっている。このディスクカッター３１のうち、一方の回転軸３２ａには、軸方向に左右一対となる補助ディスクカッター３３を設けており、他方の回転軸３２ｂには、これらの補助ディスクカッター３３の隙間に入り込むような主ディスクカッター３４を設けている。これにより、これらのオーバーラップしたカッターの部分に入り込んだ収穫物を、補助ディスクカッター３３や主ディスクカッター３４のピッチ寸法で細断できるようにしている。

この細断部３を駆動する場合、図６に示すように、機体１０の動力源１１からの回転をドライブシャフト１２に伝達させ、そこからチェーンを用いて、細断部３の駆動軸３２ａ、３２ｂに取り付けられたスプロケットを回転させるようにする。

拡散部４は、この細断部３で細断された収穫物を後述する搬送部５に向けて拡散させるように構成される。この拡散部４は、図４に示すように、左右一対の回転ディスク４１と、これらの回転ディスク４１上で半径方向に沿って起立する複数の拡散羽根４２とを設けて構成されており、この回転ディスク４１を互いに逆方向に回転させることで、上から落下してきた収穫物を拡散羽根４２に当てて放射状に拡散させるようにしている。これら左右一対の回転ディスク４１を設ける場合、穂先側の回転ディスク４１を上側に配置させるとともに、株元側の回転ディスク４１については、その下方側に配置させるようにしている。これによって、それぞれの回転ディスク４１を回転させた際に、放射状に飛散した収穫物を互いに衝突させないようにして均一に拡散させるようにしている。

この拡散部４を駆動する場合、図６に示すように、動力源１１からの回転をドライブシャフト１２に伝達させ、そこからチェーンを介して駆動軸４５を回転させる。このように駆動軸４５が回転すると、図４に示す傘歯車４６によって回転ディスク４１が回転するようになる。

搬送部５は、このように拡散された収穫物をロール成形室６１に向けて搬送する。この搬送部５は、図１に示すように、ロール成形室６１側の下方に設けられたボトムローラ５１と、進行方向前方側に設けられた第一フリーローラ５２と、この第一フリーローラ５２の下流側で僅かに高い位置に設けられた第二フリーローラ５３とを設けて構成されており、これらのローラの間に無端状のコンベア５４を周回させることで、細断片をロール成形室６１の投入部６０まで搬送させる。

収容部６は、この搬送部５などを有する矩体とは独立して設けられるロール成形部を構成するものであって、搬送部５から搬送されてきた細断片を自転させて円柱状のロールベールを成形し、その表面にネット６８を巻き付けて圃場に放出させる機能を有する。具体的には、この収容部６は、前部チャンバー６２ｆと、この前部チャンバー６２ｆの後上端部に取り付けられた回動部によって開閉可能に設けられた後部チャンバー６２ｂとを設け、これら前部チャンバー６２ｆや後部チャンバー６２ｂで囲まれた内側のロール成形室６１でロールベールを成形できるようにしている。これらの各チャンバー６２ｆ、６２ｂを構成する左右両側壁には、図５に示すように、鎖６４を周回させる複数の鎖歯車６３が取り付けられており、また、その周回する鎖６４の中心方向内側には、円弧状をなすガイド板６５が取り付けられている。このガイド板６５は、前部チャンバー６２ｆ側に設けられる前部ガイド板６５ｆと、後部チャンバー６２ｂ側に設けられる後部ガイド板６５ｂとに分離されており、前部チャンバー６２ｆと後部チャンバー６２ｂとを閉じた場合に、連続したＣ字状をなすガイド縁６５ａが成形されるようになっている。このように側壁に設けられたガイド板６５のガイド縁６５ａには、複数のタイトバー６６の端部が接触するようになっており、そのタイトバー６６の両端部に鎖６４を連結させて周回させるようになっている。このタイトバー６６は、ガイド縁６５ａに沿ったＣ字状に周回し、後部チャンバー６２ｂを開けた際には、前部ガイド板６５ｆと後部ガイド板６５ｂのガイド縁６５ａに沿って周回する。

また、この収容部６には、図１に示すように、ロールベールにネット６８を巻き付けるネット繰出部６９が設けられる。このネット繰出部でネット６８を巻き付ける際には、ロールベールが一定の大きさになったことをセンサー（図示せず）で検知した場合、ネットロール６７からネット６８をモーターで繰り出し、ロール成形室６１にそのネット６８の先端部分を導いて、ロールベールの成形時と同じ要領でネット６８を巻き付けていく。そして、所定回数ネット６８を巻き付けた後、そのネット６８を切断し、後部チャンバー６２ｂを開放させてロールベールを圃場に放出する。

この収容部６を駆動させる場合、図６に示すように、動力源１１からの回転をドライブシャフト１２に伝達させ、そこからチェーンを用いて駆動用の鎖歯車６３を回転させる。そして、この鎖歯車６３の回転によって、図５に示すように、タイトバー６６をガイド縁６５ａに沿って周回させ、ロールベールを成形できるようにする。

このような構成において、本実施の形態では、収容部６を介してロールベールの重量を測定できるようになっている。

このロールベールの重量を測定できるようにする場合、収容部６を、図７や図８に示すようなベース台７に載置するとともに、このベース台７の下方に二つのロードセル９を水平方向に設けて収容部６の重量を測定できるようにしている。このベース台７は、図８に示すように、ホールクロップ収穫機１の車体フレーム１０ｆに沿った縦フレーム７１を設けるとともに、収容部６の後方部分や前方部分に第一横フレーム７２ａや第二横フレーム７２ｂを設けて矩形状に構成している。そして、このベース台７を、車体フレーム１０ｆの前方に設けられた回動部７３に対して略水平な状態に設けるようにしている。

一方、このベース台７の後方における第一横フレーム７２ａの下方には、ロードセル９が設けられる。このロードセル９は、内部に歪みゲージを有するもので、鉛直方向の荷重を検出できるようにしたものである。そして、このロードセル９を、図８や図１０に示すように、車体フレーム１０ｆの内側の左右位置に取り付けておき、その上端部分を、略水平な状態となったベース台７の第一横フレーム７２ａに取り付けられた接触プレート７４に接触させるようにしている。このとき、このロードセル９の位置については、回動部７３に近くなれば大きなモーメントが働いて大きな検出荷重を検出しなければならず、許容荷重の大きなロードセル９を使用する必要が生じる。また、前方位置に設ければ、ロール成形時の振動による検出誤差が大きくなってしまう。このため、ここでは、回動部７３から離れた位置であって、好ましくは、ロールベールの重心位置の下方にロードセル９を設けるようにしている。このロールベールの重心位置の下方としては、ロールベールの中心位置から最大半径の２０％〜３０％の範囲内としておく。このような位置にロードセル９を設けるようにすれば、許容荷重の小さなロードセルを使用することができるとともに、ロール成形時の振動によって検出値が大きく振れるようなことがなくなる。さらには、ロールベールの重心位置の直下にロードセル９を設けることで、ロードセル９からの出力値を、ほぼそのままロールベールの荷重として出力することができ、回動部７３からの距離に応じたモーメントなどを計算する必要がなくなるというメリットもある。また、このロードセル９の上下方向の位置としては、回動部７３に対して略水平な位置に設けるようにしており、これによって、回動部７３における拘束の影響を無視して収容部６の重量を直接測定できるようにしている。なお、ここでは、ロードセル９の位置として、回動部７３から略水平に伸びる部材であるベース台７の下方に接触する位置に設けるようにしている。

このようにベース台７の上に収容部６を取り付ける場合、走行時における揺れによって収容部６に跳ねを生じたり、あるいは、左右に振れたりする可能性がある。そこで、ここでは、ベース台７の第二横フレーム７２ｂと車体フレーム１０ｆとの間に、収容部６の振れを規制する規制部８を設けるようにしている。

この規制部８は、図８や図９に示すように、第二横フレーム７２ｂと車体フレーム１０ｆに規制プレート８１を挟み込ませるように設けるとともに、これらの規制プレート８１をスリーブ８２で一定の距離に保ってボルト締めできるように構成されている。このうち、上側の規制プレート８１は、第二横フレーム７２ｂに固定されており、下側の規制プレート８１は車体フレーム１０ｆから若干離れた位置に設けられる。また、同様に、前後のスリーブ８２についても、第二横フレーム７２ｂから若干隙間を空けて設けられており、これによって上方向への揺れを生じた場合に、規制プレート８１で収容部６の跳ねを防止できるようにするとともに、収容部６が左右に大きく振れた場合は、規制部８を縦フレーム７１に当てることによって、収容部６の車体フレーム１０ｆからの外れを防止できるようにしている。

次に、このように構成されたホールクロップ収穫機１の作用について説明する。

まず、圃場の作物を収穫してロールベールを成形する際、機体１０を走行させて圃場の作物を収穫する。このとき、図２に示すように、機体１０の前方の刈取・搬送部２で作物を分草し、上下方向に周回する突起２２で作物を引き起こす。そして、このように引き起こした作物の株元を切断し、その作物の株元や中央付近、穂先部分などをコンベア２３で保持して斜め上後方に搬送させていく。このように搬送されてきた収穫物は、中央寄せ部２５によって、機体１０の左右方向に沿って水平な状態となるように搬送される。

このように水平に搬送された収穫物は、図３に示す細断部３の上方から放出される。このとき、収穫物の中央部分では、ディスクカッター３１に引き込まれて茎と交叉する方向に細断される。

この細断部３で細断された細断片は、図４に示す拡散部４まで落下し、そこで、回転する拡散羽根４２に当たって放射状に搬送部５の上に拡散される。そして、その細断片は、搬送部５でロール成形室６１の投入部６０まで搬送される。

この投入部６０まで搬送された細断片は、収容部６まで導かれ、そこでガイド板６５に沿って周回するタイトバー６６の作用によって自転し、そこで、順次搬送されてくる細断片によって徐々に大きな径に成長していく。

そして、ロールベールが一定の大きさになったことを検知した場合、ネット６８を繰り出してその先端部分をロール成形室６１まで導き、タイトバー６６を周回させることでロールベールの外周にネット６８を巻き付けていく。そして、所定回数ネット６８が巻き付けられた場合、そのネット６８を切断する。

このロールベールが成形していく際、ロールベールが徐々に重くなって、その荷重がベース台７を介してロードセル９で検出される。ここでは、その荷重をリアルタイムで検出できるようにしており、その荷重を運転席のディスプレイなどに出力させることで、ロールベールの成長具合を視認することができる。

そして、このように重量を測定した後、後部チャンバー６２ｂを開放させて梱包されたロールベールを圃場に放出する。

このように上記実施の形態によれば、細断された収穫物が投入される投入部６０と、当該投入部６０に投入された収穫物からロールベールを成形する収容部６と、当該収容部６で成形されるロールベールの重量を測定するロードセル９とを備えた収穫物のホールクロップ収穫機１において、前記収容部６の一端側を、水平方向に沿った軸を中心として回動可能に設けられた回動部７３を介して車体フレーム１０ｆに支持させ、他端側を、当該回動部７３から離れた位置に設けられたロードセル９上に支持させるようにしたので、圃場における単位面積当たりの収穫量を正確に測定して管理することができるとともに、リアルタイムで収穫物の重量を測定することで、そのロールベールの大きさや量などを判断することができるようになる。また、収容部６を回動部７３で固定させることで、走行時における収容部６の振れを防止することができるようになる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。

例えば、上記実施の形態では、収穫物を刈り取りながら走行するホールクロップ収穫機１を例に挙げて説明したが、すでに細断された収穫物からロールベールを成形する装置に適用することもできる。また、圃場で刈り取られた収穫物をバケットなどの収容部に収容して重量を測定する場合にも同様の構成を採用することができる。

また、上記実施の形態では、収容部６を搬送部５などと独立して設けておき、この収容部６をベース台７に取り付けて重量を測定できるようにしたが、搬送部５やネット繰出部６９などの他の構成要素も一体として重量を測定できるようにしてもよい。この場合、この測定される対象物は、他の構成要素と分離独立した状態で重量を測定できるようにしておくとよい。

また、上記実施の形態では、リアルタイムで重量を測定できるようにしたが、ネット６８を巻く直前や、ネット６８を巻き終えた時点で重量を測定できるようにしてもよい。あるいは、オペレーターがボタンを押下した時点で重量を測定できるようにしてもよい。

また、上記実施の形態では、ベース台７の前方側を回動部７３で連結し、後端側にロードセル９を設けるようにして重量を測定できるようにしたが、ベース台７の四隅近傍にロードセル９を設けて重量を測定できるようにしてもよい。

１・・・ホールクロップ収穫機
２・・・刈取・搬送部
３・・・細断部
４・・・拡散部
５・・・搬送部
６・・・収容部
７・・・ベース台
８・・・規制部
９・・・ロードセル
６０・・・投入部

Claims (5)

1. 細断された収穫物が投入される投入部と、
   当該投入部に投入された収穫物からロールベールを成形する収容部と、
   当該収容部で成形されるロールベールの重量を測定するロードセルと、
   を備えた収穫物の重量測定機において、
   前記収容部の一端側を、水平方向に沿った軸を中心として回動可能に設けられた回動部を介して車体フレームに支持させ、他端側を、当該回動部から離れた位置に設けられたロードセル上に支持させるようにしたことを特徴とする収穫物の重量測定機
2. 前記ロードセルが、前記回動部から略水平に伸び、収容部を載置するベース台の下方に接触する位置に設けられるものである請求項１に記載の収穫物の重量測定機。
3. 前記ロードセルが、収容部に収容される収穫物の重心下方に設けられるものである請求項１に記載の収穫物の重量測定機。
4. 車体フレームに対して、前記収容部の上下方向もしくは左右方向の振れを規制する規制部を設けるようにした請求項１に記載の収穫物の重量測定機。
5. 測定した収穫物の重量をリアルタイムで表示できるようにした請求項１に記載の収穫物の重量測定機。

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