JP6858953B2

JP6858953B2 - 農作業機用散布量調整システム

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Publication number: JP6858953B2
Application number: JP2016255156A
Authority: JP
Inventors: 茂樹吉村; 祐汰嶋形; 善活池内; 裕雅川上
Original assignee: 松山株式会社
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2016-12-28
Publication date: 2021-04-14
Anticipated expiration: 2036-12-28
Also published as: JP2018102270A

Description

本発明は、農作業機用散布量調整システムに関し、特に、トラクタに装着する農作業機における散布物の散布量を調整する農作業機用散布量調整システムに関する。

トラクタに装着する農作業機には、肥料等の散布物を散布するものがある。この場合、散布量を正確に調整できることは、農作業の観点から望ましい。そして、散布量の調整は、例えば、散布物の種類、目標の散布量、作業する車速、調量結果等に基づき、開度計算式を用いてシャッターの開度等を決定して調整していた。

図１０は、従来の農作業機において肥料の散布におけるシャッターの開度計算式を決定するフローチャートの一例である。制御がスタートすると（Ｓ５０１）、作業者は、肥料の種類を設定入力部から入力する（Ｓ５０２）。次に、作業者は、実際の調量結果に基づく肥料の流動値を入力する（Ｓ５０３）。ここで、Ｓ５０２で入力した肥料の種類に基づき、計算式を選択する（Ｓ５０４）。入力した肥料の種類が「粒」であれば、粒の計算式を選択して（Ｓ５０５）、Ｓ５０３で入力した流動値に基づきこの計算式の補正を行う（Ｓ５０６）。入力した肥料の種類が「砂」であれば、砂の計算式を選択して（Ｓ５０７）、Ｓ５０３で入力した流動値に基づきこの計算式の補正を行う（Ｓ５０８）。入力した肥料の種類が「粉」であれば、粉の計算式を選択して（Ｓ５０９）、Ｓ５０３で入力した流動値に基づきこの計算式の補正を行う（Ｓ５１０）。こうして、開度計算式が決定されフローが終了する（Ｓ５１１）。この開度計算式を用いて散布量に基づく開度が決定される。

また、特許文献１には、散布する肥料が粒状肥料か砂状肥料か粉状肥料かを選択し、散布する肥料を所要面積当り何ｋｇ散布するかを設定し、散布作業速度を何ｋｍ／ｈで行うかを設定する等して、シャッター開閉量の設定を行う構成が記載されている。

特開２００４−３２１１６３号公報

しかし、従来は、上述したようにシャッターの開度を決めるためには散布物の種類を選択する必要があり、この手間がかかった。さらに、散布物の種類の判断は、種類毎の粒径の範囲の目安はあったが、作業者の目視により確認することが多いため、判断を間違える場合がある。ここで判断を間違えた場合は、実際の開度の計算は、異なる式が適用されるので散布精度が低くなる。さらに、流動値による計算式の補正も、散布物の種類の判断が違う場合は、異なる式への補正になるので正確な補正にはならない。また、予め定めた散布物の種類に該当しない場合は、計算式が存在しないことになる。

特許文献１に記載の肥料散布機でも、肥料の種類を入力する必要がある。また、ここでは実際の調量結果を反映していないため、機械ごとのばらつきにより、正確な散布にはならない可能性も高い。

本発明は、上記課題に鑑みて、より安定した正確な散布精度で散布量を調整することができる農作業機用散布量調整システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、代表的な本発明の農作業機用散布量調整システムの一つは、トラクタに装着して農作業を行う農作業機に備えるアクチュエータを制御して散布物の散布量を調整する農作業機用散布量調整システムにおいて、散布物を収納するホッパーと、前記アクチュエータと連動して前記ホッパーから散布物を排出するための開度を調整するシャッターと、設定入力部と、演算部とを有し、前記演算部は、前記設定入力部から入力された調量値に応じて前記シャッターの開度を算出する式を決定して、散布物の種類の情報を入力せずに設定された単位面積当たりの散布量となるように前記シャッターの開度を算出し、前記調量値は、前記シャッターの開度を一定にした時の一定時間当たりに排出された散布物の質量を測定した値であることを特徴とする。
さらに、本発明の農作業機用散布量調整システムの一つは、前記シャッターの開度を算出する式は、前記調量値により決定される１個以上の係数を用いることを特徴とする。

また、本発明の農作業機用散布量調整システムの一つは、トラクタに装着して農作業を行う農作業機に備えるアクチュエータを制御して散布物の散布量を調整する農作業機用散布量調整システムにおいて、散布物を収納するホッパーと、前記アクチュエータであるモータと連動して前記ホッパーから散布物を回転により排出する繰り出しローラと、設定入力部と、演算部とを有し、前記演算部では、前記設定入力部から入力された調量値に応じて前記モータの回転数を算出する式を決定して、散布物の種類の情報を入力せずに設定された単位面積当たりの散布量となるように前記モータの回転数を算出し、前記調量値は、前記モータの回転数を一定にした時の一定時間当たりに排出された散布物の質量を測定した値であることを特徴とする。
さらに、本発明の農作業機用散布量調整システムの一つは、前記モータの回転数を算出する式は、前記調量値により決定される１個以上の係数を用いることを特徴とする。

さらに、本発明の農作業機用散布量調整システムの一つは、前記係数は、前記調量値の範囲毎に値が設定してあることを特徴とする。
さらに、本発明の農作業機用散布量調整システムの一つは、前記調量値の範囲の数は、３以上であることを特徴とする。

本発明によれば、農作業機用散布量調整システムにおいて、より安定した正確な散布精度で散布量を調整することができる。

本発明の農作業機用散布量調整システムの一実施形態を示すブロック図である。実施例１の農作業機用散布量調整システムで適用される農作業機の一例を示す側面図である。実施例１の農作業機用散布量調整システムで適用される農作業機におけるシャッター機構の動きの一例を示す平面図であり、（ａ）はシャッターが開いた状態を示し、（ｂ）はシャッターが半開きの状態を示し、（ｃ）はシャッターが閉じた状態を示す。実施例１の農作業機用散布量調整システムで適用される操作ボックスの一例である。実施例１の農作業機用散布量調整システムで適用されるシャッターの開度計算式を選択するフローチャートの一例である。実施例１の農作業機用散布量調整システムで適用されるシャッターの開度計算式の決定のフローチャートの一例である。実施例２の農作業機用散布量調整システムで適用される農作業機の一例を示す側面図である。実施例２の農作業機用散布量調整システムで適用される農作業機の一例を示す背面図である。図７、８における農作業機の繰り出しローラ部分の側面図である。従来の農作業機において肥料の散布におけるシャッターの開度計算式を決定するフローチャートの一例である。

本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、本発明の農作業機用散布量調整システムの一実施形態を示すブロック図である。本発明の農作業機用散布量調整システムは、演算部２２、制御部２３、設定入力部２４を有している。さらに、出力部２６を有しておりアクチュエータ３０を制御する。また、必要に応じて表示部２５、状態検知部２７が設けられる。これらの配置場所は、後述するようにその目的に応じてふさわしい場所に設置される。なお、演算部２２と制御部２３は、制御システム部２１として構成することもできる。

演算部２２では、設定入力部２４で入力された情報と、必要に応じてトラクタ１からの情報に基づき、アクチュエータ３０の制御に必要なための演算を行う。この演算により、本発明の農作業機における散布量を調整することができる。トラクタ１からの情報としては、トラクタ１の車速やＰＴＯ（Ｐｏｗｅｒｔａｋｅ−ｏｆｆ）回転数の情報等である。さらに、演算部２２は、必要に応じて状態検知部２７からの情報を加味してアクチュエータ３０の制御のための演算を行う。また、必要に応じて必要なデータを記憶しておく記憶部を有している。演算部２２での具体的な演算内容は後述する。

制御部２３は、演算部２２での演算結果に基づきアクチュエータ３０へ動作指令をだす。

出力部２６は、制御部２３からの動作指令に基づきアクチュエータ３０を作動させる。

アクチュエータ３０は、トラクタに装着する農作業機側に設置されるアクチュエータである。例えば、油圧シリンダ、電動油圧シリンダ、モータ等により農作業機側の一部分を動かすために用いられる。特に、散布に関わる部材を作動させるアクチュエータである。

設定入力部２４は、作業者が必要に応じて制御に必要な値（例えば設定値等）を入力するための手段である。例えば、押しボタンスイッチやトグルスイッチ等のスイッチ類やタッチパネルを適用できる。設定入力部２４は、作業者が操作し易いように、トラクタの運転席近傍に配置出来るようにするとよい。また、演算部２２とは有線による送受信のシステムであってもよく、無線による送受信のシステムでもよい。

表示部２５は、設定入力部２４で設定した値、演算部２２による演算結果、制御部２３による制御の情報、状態検知部２７によるアクチュエータ３０や農作業機の状況等、必要に応じて情報を表示させる手段である。表示部２５はＬＥＤランプ、７セグ（７セグメント）、液晶、タッチパネル表示等の各種の表示手段を採用できる。また、音又は音声による手段を含んでいてもよい。作業者が確認し易いように、トラクタの運転席近傍に配置出来るようにするとよい。また、設定入力部２４と一体に形成することもできる。

状態検知部２７は、アクチュエータ３０又はアクチュエータ３０により作動する農作業機の一部分の現在の状態を検知する手段である。例えば、回転センサ、ストロークセンサ等、各種センサを用いて状態を検知してもよい。また、アクチュエータ３０の電流又は電圧値から現在の状態を検知してもよい。

ここで、演算部２２及び制御部２３（制御システム部２１）は、トラクタに装着する農作業機側に設置してもよいし、設定入力部２４が有線接続の場合は、設定入力部２４と一体又は設定入力部２４の近傍に設置してもよい。

図２は、実施例１の農作業機用散布量調整システムで適用される農作業機の一例を示す側面図である。

ここでの農作業機は、トラクタ１に装着される散布機１００である。散布機１００は、装着部であるマスト１０２とロワーアーム１０３を、トラクタ１側のトップリンク３とロワーリンク４に取り付けしてトラクタ１の後部に装着されている。また、入力軸１０１は、図示しないジョイントを介してトラクタ１からのＰＴＯ動力を入力できる。

そして、散布機１００は、容器であるホッパー１１０を有し、その下部の本体部１１５に散布筒１２０が備えられている。散布筒１２０の後部先端１２０ａ側は本体部１１５から突出しており、散布筒１２０は入力軸１０１から入力された動力をもとに、本体部１１５内を中心として後部先端１２０ａ側が（進行方向を前とした場合の）左右に一定角度内で揺動（往復運動）するように構成されている。これらにより、ホッパー１１０内の内容物（散布物）が散布筒１２０内に落下して、散布筒１２０を伝って、後部先端１２０ａ側から排出される。このとき、散布筒１２０が揺動しているため、その遠心力により、左右一定の幅で圃場面１９０に散布物を散布することが可能である。ホッパー１１０に入れる内容物としては肥料などが挙げられる。

ここで、トラクタ１のＰＴＯ回転が速い程、それと連動している散布筒１２０の揺動は速くなる。散布筒１２０の揺動は速くなると、遠心力が強くなり、その分だけ散布物を遠くに飛ばせることになり、散布幅を広くできる。すなわち、トラクタ１のＰＴＯ回転を調整することで散布幅を決めることができる。

また、ホッパー１１０と散布筒１２０の間には、図３で説明するシャッター機構を有しており、これは、本体部１１５に設けられたアクチュエータ１３０により作動するものである。

図３は、実施例１の農作業機用散布量調整システムで適用される農作業機におけるシャッター機構の動きの一例を示す平面図であり、（ａ）はシャッターが開いた状態を示し、（ｂ）はシャッターが半開きの状態を示し、（ｃ）はシャッターが閉じた状態を示す。

プレート１４０は、ホッパー１１０の底部にホッパー１１０の底部を塞ぐように取り付けられる円板上の部材であり、扇形の孔１４１を等角度間隔で３つ有している。

シャッター部材１５０は、プレート１４０の下側に設けられる板状部材であり、中心部１５３と接続され等角度間隔で形成された３つのシャッター１５２を有している。シャッター１５２は孔１４１を塞ぐ大きさとなっており、孔１４１の形状に合わせた扇形でもよい。また、隣り合うシャッター１５２の間は、孔１４１よりも広い間隔で形成されている。そして、シャッター部材１５０の中心部１５３はプレート１４０の中心１４２に対して回動可能に取り付けられている。また、シャッター１５２の１つには、外側に向けて形成されたレバー１５１を有している。

アクチュエータ１３０はシリンダであり、シリンダ本体部１３１から内部でピストンと接続されるロッド部１３２が突出して伸縮するものである。ロッド部１３２の先端には取付部１３３を備え、レバー１５１の外側端部が取り付けられており、ロッド部１３２の伸縮に合わせて、シャッター部材１５０が中心部１５３を中心に回動する。アクチュエータ１３０は、電気により作動する電動シリンダを採用できる。ここでのアクチュエータ１３０は、図１のアクチュエータ３０に相当する。

図３（ａ）の状態では、アクチュエータ１３０のロッド部１３２は伸びた状態であり、シャッター部材１５０における各シャッター１５２はプレート１４０の下部に隠れており、孔１４１は全開となる。これにより、ホッパー１１０の内容物は、孔１４１を最大量で通過して、散布筒１２０へ送られるため散布量は最大となる。

図３（ｂ）の状態では、アクチュエータ１３０のロッド部１３２は中間位置の状態であり、シャッター部材１５０における各シャッター１５２はプレート１４０の孔１４１を半分以上塞いでいる。これにより、ホッパー１１０の内容物は孔１４１を通過する量が減るため散布量は減少する。

図３（ｃ）の状態では、アクチュエータ１３０のロッド部１３２は縮んだ状態であり、シャッター部材１５０における各シャッター１５２はプレート１４０の孔１４１をすべて塞いでいる。これにより、ホッパー１１０の内容物は孔１４１を通過することができないため散布されない。

このように、アクチュエータ１３０を作動させることで、シャッター１５２による孔１４１の開度を調節することができ、散布筒１２０からの散布量を調節することができる。

図４は、実施例１の農作業機用散布量調整システムで適用される操作ボックスの一例である。ここでの操作ボックス５０は、図１で示した設定入力部２４と表示部２５を一体に構成したものである。

操作ボックス５０は、トラクタ１の運転席近傍に配置可能であり、遠隔で操作や入力が可能な操作・表示部である。ここでは無線による例を示しており、散布機１００の本体側に設置された演算部２２や制御部２３（制御システム部２１）と無線により情報の送受信が可能となっている。

操作ボックス５０は、電源スイッチ５１ａ、設定スイッチ５１ｂ、開閉スイッチ５１ｃ、調節スイッチ（増）５１ｄ、調節スイッチ（減）５１ｅのスイッチを備えており、これらは設定入力部２４となり得る。さらに、操作ボックス５０は、シャッター開度表示５２ａ、散布量表示５２ｂを備えておりこれらは、表示部２５となり得る。

電源スイッチ５１ａは、操作ボックス５０の電源をＯＮ（入）、ＯＦＦ（切）するためのスイッチである。

設定スイッチ５１ｂは、散布量の設定、調量値の入力、車速の入力、散布幅の入力、補正値の入力、調量モード等の各項目のメニューを起動し設定するモードに変換するスイッチであり、さらに入力又は選択した値を決定するためのスイッチである。

開閉スイッチ５１ｃは、作業を開始するときにアクチュエータ１３０を制御してシャッター１５２を所定の開度まで開くためのスイッチである。また、もう一度押すとシャッター１５２を閉じるようにすることができる。さらに、開閉スイッチ５１ｃは、調量モードを起動してスタートするスイッチにもなることができる。

調節スイッチ（増）５１ｄ及び調節スイッチ（減）５１ｅは、散布量、調量値、車速、散布幅、補正値等の値を入力するためのスイッチである。例えば、調節スイッチ（増）５１ｄを押すと値が増え、調節スイッチ（減）５１ｅを押すと値が減る等である。

シャッター開度表示５２ａは、７セグ等によりシャッター開度を数字で表示するものである。設定時はシャッター開度の設定値を表示し、作業時は状態検知部２７を有する場合は状態検知部２７からの情報又は制御部２３における制御値の情報をもとに現在のシャッター開度の値を表示することができる。

散布量表示５２ｂは、７セグ等により散布量を数字で表示するものである。設定時は散布量、調量値、車速、散布幅、補正値等の値を表示することができる。また、作業時は、設定された散布量を表示させてもよい。また、トラクタ１からの情報が得られる場合は、車速信号等の情報を取得し、車速、散布幅、演算されたシャッター開度の情報をもとに現在の散布量を表示することもできる。このとき、散布量表示５２ｂの表示が、何の表示内容を示すかが分かるようにするため、シャッター開度表示５２ａに「１」、「２」、「３」…のように表示することができる。これは、散布量表示５２ｂの各表示内容に対応する番号を決めておき、その番号がシャッター開度表示５２ａに表示されることによって、散布量表示５２ｂでどの値が表示されているのか分かるようにするものである。例えば、車速なら「１」、散布幅なら「２」等である。

次に、設定された散布量に基づくシャッター１５２の開度の決定について説明する。ここでの開度の演算は演算部２２で行われる。

毎分当たりの散布量ｘは以下の式で決定される。
ｘ＝（Ａ×Ｂ×Ｃ）／６０（式１）
ここで、Ａは散布幅（ｍ）であり、Ｂは車速（ｋｍ／ｈ）であり、Ｃは１０ａあたりの散布量である。すなわち、散布幅と車速と単位面積当たりの散布量が分かれば、単位時間当たりの散布量ｘが求められる。

Ａの散布幅は、操作ボックス５０の設定スイッチ５１ｂや調節スイッチ５１ｄ、５１ｅ等により作業者が入力して決定することができる。この場合、作業者は入力された散布幅に対応するＰＴＯ回転数となるようにトラクタ１を操作する。また、ＰＴＯ回転数を入力することで、それに対応する散布幅Ａを演算部２２で演算するようにしてもよい。

Ｂの車速は、操作ボックス５０の設定スイッチ５１ｂや調節スイッチ５１ｄ、５１ｅ等により作業者が入力して決定することができる。この場合、作業者は入力された車速になるようにトラクタ１を操作する。一方で、トラクタ１から車速の情報が入力可能な場合は、入力された実際の車速をＢの車速とすることができる。

Ｃの単位面積当たりの散布量は、操作ボックス５０の設定スイッチ５１ｂや調節スイッチ５１ｄ、５１ｅ等により所望の値を作業者が入力することができる。

ここで、調量値Ｄごとに、散布量ｘからシャッター１５２の開度ｙを決定する式を用意して、その式を選択することができれば、正確な開度ｙを求めることができる。ここで、選択された開度計算式は、上述した散布量ｘが決まれば、開度が決定される式となっている。

図５は、実施例１の農作業機用散布量調整システムで適用されるシャッターの開度計算式を選択するフローチャートの一例である。制御がスタートすると（Ｓ１０１）、作業者は操作ボックス５０を用いて調量値Ｄを入力する（Ｓ１０２）。次にその調量値Ｄの値を判別し（Ｓ１０３）、その調量値に対する開度ｙの計算式を選択していく。例えば、入力された調量値が１であれば、調量値１に対応する計算式を選択する（Ｓ１０４）。また、入力された調量値が２であれば、調量値２に対応する計算式を選択する（Ｓ１０５）。さらに、入力された調量値がｎ（任意の値）であれば、調量値ｎに対応する計算式を選択する（Ｓ１０６）。このようにして開度計算式が選択され、この制御が終了する（Ｓ１０７）。

調量値Ｄは、実際の調量により求められる。調量値の測定は例えば、操作ボックス５０の設定スイッチ５１ｂから調量モードを選び、開閉スイッチ５１ｃを押すことで開始される。そして、開閉スイッチ５１ｃを押すとシャッター１５２が一定の開度で開き、一定時間（例えば６０秒）経過後に自動でシャッターが閉じる。このとき、ホッパー１１０内に入れた肥料（内容物）がどれだけ排出されたかを測定し、その排出された質量（ｋｇ）を測定して調量値とする。そして、この調量値を操作ボックス５０の設定スイッチ５１ｂや調節スイッチ５１ｄ、５１ｅ等により、作業者が入力して決定することができる。ここで、入力される調量値の値は１ｋｇ刻みとして、入力しやすいようにしてもよい。調量値Ｄの測定を、時間当たりの排出量により行うことで正確な調量とすることができる。

さらに、開度ｙを求める式の具体例について述べる。開度ｙを求める式は、係数ｔ_１〜ｔ_ｎを用いて範囲ごとに異なる値を用いることで、決定することができる。このとき、シャッター１５２の開度ｙを求める式は、散布量ｘ、実際の調量値Ｄ、係数ｔ_１〜ｔ_ｎによる関数で表すことができる。そして、これらの値が決まれば、開度ｙを求めることができる。なお、単位時間当たりの散布量ｘは上述した式１から求められる。

係数ｔ_１〜ｔ_ｎは、開度ｙを求める式に適用されるｎ個（１個以上）の係数である。ここで、係数ｔ_１〜ｔ_ｎは、予め調量値Ｄの範囲ごとに決めておく。例えば、範囲を決める値ａとｂが、ａ＜ｂである場合、調量値がａ以下の範囲では、第１の一覧表から係数ｔ_１〜ｔ_ｎを決定し、この範囲内では同じ各係数値を採用する。次に、調量値Ｄが、ａより大きくｂ以下の場合は、第２の一覧表から係数ｔ_１〜ｔ_ｎを決定し、この範囲内では同じ各係数値を採用する。調量値Ｄが、ｂより大きい場合は、第３の一覧表から係数ｔ_１〜ｔ_ｎを決定し、この範囲内では同じ各係数値を採用する。

開度ｙを求める式は、２次以上の関数、３次以上の関数、４次以上の関数、５次以上の関数等と、実際に近い関数を定義していくことで、より正確な開度ｙを求める式とすることができる。また、係数ｔ_１〜ｔ_ｎは、複数の係数、５以上の係数、１０以上の係数などより多数の係数を用いて、より正確な開度を求める式とすることができる。また、係数ｔ_１〜ｔ_ｎの値を変える調量値Ｄによる範囲数も複数以上で適用でき、３以上、４以上、５以上と範囲を細かく分けて、必要に応じた範囲数で適用していくことが可能である。実施例１では範囲数は３の例を示している。

このように、調量値Ｄの値により複数の範囲に分けて、その範囲ごとで係数を決定することで、従来、選択が必要であった、散布物の種類、例えば「粒」「砂」「粉」などを選択しなくても、精度のよい開度が決定できることを発見して本発明で採用している。

図６は、実施例１の農作業機用散布量調整システムで適用されるシャッターの開度計算式の決定のフローチャートの一例である。これらの処理は演算部２２により行われる。

制御がスタートすると（Ｓ２０１）、作業者は操作ボックス５０を用いて調量値Ｄを入力する（Ｓ２０２）。次にその調量値Ｄの値を判別し（Ｓ２０３）、Ｄ≦ａの場合は、この範囲で適用される係数ｔ_１〜ｔ_ｎの値を選択する（Ｓ２０４）。また、ａ＜Ｄ≦ｂの場合は、この範囲で適用される係数ｔ_１〜ｔ_ｎの値を選択する（Ｓ２０５）。また、ｂ＜Ｄの場合は、この範囲で適用される係数ｔ_１〜ｔ_ｎの値を選択する（Ｓ２０６）。そして、選択した係数を開度計算式に適用することで（Ｓ２０７）、開度計算式が決定され、この制御が終了する（Ｓ２０８）。

この場合、係数ｔ_１〜ｔ_ｎが決まると同時に、調量値Ｄも入力されているため、開度ｙは、単位時間当たりの散布量ｘにより決定される式で表すことができる。ここで上述したようにｘは式１で決定される。このようにして、調量値Ｄごとの開度ｙの計算式を用意しておくことが可能となる。

開度ｙが決まると、制御部２３を介してアクチュエータ１３０を作動させ、シャッター１５２により目標の開度とするように制御される。これにより、入力された単位面積当たりの散布量Ｃとなるように制御することができる。また、状態検知部２７を有する場合は、この情報を用いてシャッター１５２による、より正確な開度となるように制御される。

また、トラクタ１から得られる車速やＰＴＯ回転数を利用している場合は、上記の単位時間当たりの散布量ｘは式１により変化する。この場合、この変化したｘの値に応じて開度ｙの異なる値が演算部２２で再計算される。そして、その開度ｙに基づき、制御部２３を介してアクチュエータ１３０を作動してシャッター１５２による開度が調整される。

このように、散布物の種類を作業者が判断して入力せずに開度が決定されるため、より安定した正確な散布量になるように制御される。

図７は、実施例２の農作業機用散布量調整システムで適用される農作業機の一例を示す側面図である。図８は、実施例２の農作業機用散布量調整システムで適用される農作業機の一例を示す背面図である。図９は、図７、８における農作業機の繰り出しローラ部分の側面図である。

実施例２では、実施例１で説明した散布機１００を施肥機２００に変えた場合の例を示す。ここでは、図１のアクチュエータ３０に相当していたアクチュエータ１３０は、モータ２１０となる。

施肥機２００は、ホッパー２０１内にある肥料を、ホッパー２０１の下部に設けられた繰り出しローラ２１１が回転することにより、ホース２０３から落として施肥を行うものである。モータ２１０からの動力は、回転軸２１２等を介し、繰り出しローラ２１１に伝わり、繰り出しローラ２１１が回転する機構である。図８に示される施肥機２００では、ホッパー２０１を横方向に４つ有し、これらにそれぞれ、繰り出しローラ２１１が設置されている。一方、モータ２１０は左右２つあり、それぞれのモータ２１０が２つの繰り出しローラ２１１へ動力を伝えるようになっている。これは、左右の片側のみ施肥を行いたいときのために対応するためである。施肥機２００は、ロータリー２２０の上部に支柱２０２等を介して設置されている。

ロータリー２２０は、装着部２２２側がトラクタ１の後部に装着される。そして、トラクタのＰＴＯから出力された動力は、入力軸２２１から入力され、ロータリー２２０内部に設けられたギアやチェーン、軸等を介して、耕耘部２２３に伝えられ、耕耘部２２３が回転することにより耕耘作業を行うものである。

繰り出しローラ２１１には、落とし口２１３（図９参照）が設けられており、ここに、肥料が上から入る。落とし口２１３の大きさは決まっているため、ここに入る肥料の量は一定量となる。そして、繰り出しローラ２１１が回転すると、落とし口２１３も回転し、落とし口２１３が下側になると、肥料はホース２０３から落下し排出する。

このため、モータ２１０と連動する繰り出しローラ２１１の回転数が速ければ、排出する肥料の量が増え、モータ２１０と連動する繰り出しローラ２１１の回転数が遅ければ排出する肥料の量が減ることになる。すなわち、モータ２１０の回転数に応じて排出量（散布量）が変わる。

次に、図４で説明した、操作ボックス５０における、実施例２の適用について実施例１と異なる点について説明する。

開閉スイッチ５１ｃは、モータ２１０の開始・停止スイッチに変更でき、作業を開始するときにモータ２１０の回転を始めるスイッチとなる。また、もう一度押すとモータ２１０の回転を止めるようにすることができる。さらに調量モードを起動してスタートするスイッチにもなることができる。

シャッター開度表示５２ａは、モータ２１０又は繰り出しローラ２１１の回転数の表示に変更できる。設定時はモータ２１０又は繰り出しローラ２１１の回転数の設定値を表示し、作業時は状態検知部２７を有する場合は状態検知部２７からの情報又は制御部２３における制御値の情報をもとに現在のモータ２１０又は繰り出しローラ２１１の回転の値を表示することができる。

散布量表示５２ｂは、設定時は散布量、調量値、車速、散布幅、補正値等の値を表示することができる。また、作業時は、設定された散布量を表示させてもよい。また、トラクタ１からの情報が得られる場合は、車速信号から車速の情報と、演算されたモータ２１０又は繰り出しローラ２１１の回転数の情報をもとに現在の散布量を算出して表示することもできる。

次に、設定された散布量に基づくモータ２１０の回転数の決定について説明する。ここでのモータ２１０の回転数の演算は演算部２２で行われる。

ここで、実際の調量値Ｄ’ごとに、散布量ｘからモータ２１０の回転数を決定する式を用意して、その式を選択することができれば、正確なモータ２１０の回転数を求めることができる。ここで、選択されたモータ２１０の回転数の計算式は、上述した散布量ｘが決まれば、モータ２１０の回転数が決定される式となっている。

実施例１で説明した図５の例は、モータ２１０の回転数を決定する式を選択するフローチャートとして置き換えることができる。この場合入力された調量値Ｄ’に応じて、モータ２１０の回転数を決定する計算式が選択される。

調量値Ｄ’は、実際の調量により求められる。調量値の測定は例えば、操作ボックス５０の設定スイッチ５１ｂから調量モードを選び、開閉スイッチ５１ｃ（開始・停止スイッチ）を押すことで開始される。そして、開閉スイッチ５１ｃ（開始・停止スイッチ）を押すとモータ２１０が一定の回転数で回転し、一定時間経過後に自動で回転が止まる。このとき、ホッパー２０１内に入れた肥料（内容物）がどれだけ排出されたかを測定し、その排出された質量（ｋｇ）を測定して調量値とする。そして、この調量値を操作ボックス５０の設定スイッチ５１ｂや調節スイッチ５１ｄ、５１ｅ等により、作業者が入力して決定することができる。ここで、入力される調量値の値は１ｋｇ刻みとして、入力しやすいようにしてもよい。

毎分当たりの散布量ｘは実施例１で説明した式１で決定される。このとき、Ａの散布幅は、操作ボックス５０の設定スイッチ５１ｂや調節スイッチ５１ｄ、５１ｅ等により作業者が入力して決定することができる。実施例２の施肥機２００の場合は、ＰＴＯ回転数によらずに散布幅は一定であるので、予め演算部２２の記憶部に記憶させておいてもよい。Ｂの車速及びＣの単位面積当たりの散布量は、実施例１と同様に決定される。

次に、モータ２１０の回転数ｚを求める式は、散布量ｘ、実際の調量値Ｄ’、係数ｕ_１〜ｕ_ｍによる関数で表すことができる。そして、これらの値が決まれば、モータ２１０の回転数ｚを求めることができる。

係数ｕ_１〜ｕ_ｍはモータ２１０の回転数ｚを求める式に適用されるｍ個（１個以上）の係数である。ここで、係数ｕ_１〜ｕ_ｍは、予め調量値Ｄ’の範囲ごとに決めておく。例えば、範囲を決める値ａ’とｂ’が、ａ’＜ｂ’である場合、調量値がａ’以下の範囲では、第１の一覧表から係数ｕ_１〜ｕ_ｍを決定し、この範囲内では同じ各係数値を採用する。次に、調量値Ｄ’が、ａ’より大きくｂ’以下の場合は、第２の一覧表から各係数ｕ_１〜ｕ_ｍを決定し、この範囲内では同じ各係数値を採用する。調量値Ｄ’が、ｂ’より大きい場合は、第３の一覧表から係数ｕ_１〜ｕ_ｍを決定し、この範囲内では同じ各係数値を採用する。

回転数ｚを求める式は、２次以上の関数、３次以上の関数、４次以上の関数、５次以上の関数等と、実際に近い関数を定義していくことで、より正確な回転数ｚを求める式とすることができる。また、係数ｕ_１〜ｕ_ｍは、複数の係数、５以上の係数、１０以上の係数などより多数の係数を用いて、より正確な回転数ｚを求める式とすることができる。また、係数ｕ_１〜ｕ_ｍの値を変える調量値Ｄ’による範囲数も複数以上で適用でき、３以上、４以上、５以上と範囲を細かく分けて、必要に応じた範囲数で適用していくことが可能である。実施例２では範囲数は３の例を示している。

図６のフローチャートは、調量値Ｄを調量値Ｄ’に置き換えて、係数ｔ_１〜ｔ_ｎを係数ｕ_１〜ｕ_ｍに置き換えて、値ａ，ｂを値ａ’，ｂ’に置き換えて、開度計算式をモータの回転数を求める計算式に置き換えて、実施例１と同様に適用することができる。

そして、調量値Ｄ’と同時に係数ｕ_１〜ｕ_ｍが決まるため、モータの回転数ｚは、単位時間当たりの散布量ｘにより決定される。ここで上述したようにｘは式１で決定される。このようにして、調量値Ｄ’ごとのモータの回転数ｚの計算式を用意しておくことが可能となる。

モータの回転数ｚが決まると、制御部２３を介してモータ２１０を、計算された回転数になるように作動させる。これにより、入力された単位面積当たりの散布量Ｃとなるように制御することができる。また、状態検知部２７を有する場合は、この情報を用いてモータ２１０による、より正確な回転となるように制御される。

また、トラクタ１から得られる車速を利用している場合は、上記の単位時間当たりの散布量ｘは式１により変化する。この場合、この変化したｘの値に応じて回転数ｚの異なる値が演算部２２で再計算される。そして、その回転数ｚに基づき、制御部２３を介してモータ２１０の回転数が調整される。

このように、肥料（散布物）の種類を作業者が判断して入力せずにモータの回転数が決定されるため、より安定した正確な散布量になるように制御される。

以上の様に、本発明の実施形態について実施例１、２を示しながら説明してきたが、本発明は上記の実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例に設けられた全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を削除したり、他の実施例の構成に置き換えたり、あるいはまた、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。

２１制御システム部
２２演算部
２３制御部
２４設定入力部
２５表示部
２６出力部
２７状態検知部
３０、１３０アクチュエータ
５０操作ボックス
１００散布機
１５２シャッター
２００施肥機
２１０モータ
２１１繰り出しローラ

Claims

トラクタに装着して農作業を行う農作業機に備えるアクチュエータを制御して散布物の散布量を調整する農作業機用散布量調整システムにおいて、
散布物を収納するホッパーと、前記アクチュエータと連動して前記ホッパーから散布物を排出するための開度を調整するシャッターと、設定入力部と、演算部とを有し、
前記演算部は、前記設定入力部から入力された調量値に応じて前記シャッターの開度を算出する式を決定して、散布物の種類の情報を入力せずに設定された単位面積当たりの散布量となるように前記シャッターの開度を算出し、
前記調量値は、前記シャッターの開度を一定にした時の一定時間当たりに排出された散布物の質量を測定した値であることを特徴とする農作業機用散布量調整システム。
請求項１に記載の農作業機用散布量調整システムにおいて、
前記シャッターの開度を算出する式は、前記調量値により決定される１個以上の係数を用いることを特徴とする農作業機用散布量調整システム。
トラクタに装着して農作業を行う農作業機に備えるアクチュエータを制御して散布物の散布量を調整する農作業機用散布量調整システムにおいて、
散布物を収納するホッパーと、前記アクチュエータであるモータと連動して前記ホッパーから散布物を回転により排出する繰り出しローラと、設定入力部と、演算部とを有し、
前記演算部では、前記設定入力部から入力された調量値に応じて前記モータの回転数を算出する式を決定して、散布物の種類の情報を入力せずに設定された単位面積当たりの散布量となるように前記モータの回転数を算出し、
前記調量値は、前記モータの回転数を一定にした時の一定時間当たりに排出された散布物の質量を測定した値であることを特徴とする農作業機用散布量調整システム。
請求項３に記載の農作業機用散布量調整システムにおいて、
前記モータの回転数を算出する式は、前記調量値により決定される１個以上の係数を用いることを特徴とする農作業機用散布量調整システム。
請求項２又は請求項４に記載の農作業機用散布量調整システムにおいて、
前記係数は、前記調量値の範囲毎に値が設定してあることを特徴とする農作業機用散布量調整システム。
請求項５に記載の農作業機用散布量調整システムにおいて、
前記調量値の範囲の数は、３以上であることを特徴とする農作業機用散布量調整システム。