JP7118034B2 - 作業車 - Google Patents
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Description
本発明は、刈り取られた牧草の品質を走行しながら測定する作業車に関する。
家畜の飼料として、牧草が用いられている。このような飼料に用いられる牧草は、牧草地で刈り取られた後サイロ等で貯留されたり、牧草地で天日干しされた後に、円柱状のロールベールに成型されて回収されたりする。このような牧草は酪酸発酵されて栄養価を向上させることが一般的である。酢酸発酵は、水分量が多すぎるとカビが発生する場合があり、また、適切に発酵させるために蟻酸等の添加剤を添加する必要が生じる。適切に酢酸発酵させるためには、牧草の水分量の管理が重要である。特許文献1に開示されるように、牧草の水分量を測定するために、従来から、牧草の刈り取り直後に牧草地に残置された牧草や、刈り取り後牧草地に集草された牧草に対して、水分測定装置等により牧草の水分量が測定されている。水分測定装置は、牧草に光を照射し、その反射光を分光分析することにより水分量を測定する。
しかしながら、牧草地に残置された牧草や集草された牧草は、乾燥を促すため、牧草一本一本の間に隙間が生じるように疎な状態で牧草が存在している。そのため、牧草に光を照射した際に光が乱反射してしまい、牧草を透過した光を適切に水分測定装置が受光できず、適切な水分量の測定ができない場合があった。これは、水分の測定に限らず、様々な品質を測定する測定装置においても同様である。
上記問題点を解決するために、本発明は、精度良く牧草の品質を測定することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る作業車は、牧草地で作業走行を行う作業車であって、作業走行しながら牧草の品質を測定する品質測定装置を備え、前記品質測定装置は、前記牧草を押さえつける圧草装置と、前記圧草装置によって押さえつけられた状態の前記牧草の品質を測定する品質測定器と、前記作業車に対して上下移動可能に前記圧草装置を支持する支持部とを備える。
刈り取られた牧草は、重力以外に特段の圧力が加えられることなく、自然な状態で牧草地に残置される。そのため、牧草は疎の状態で堆積され、牧草は互いに隙間を持って存在する。このような牧草に光等の検知媒体(以下、単に光等と称す)を照射して品質を測定しようとしても、光等が乱反射して適切に品質の測定ができない場合がある。
上記構成によると、隙間を持って存在する牧草に対して、作業車の走行に伴って圧草装置が牧草を押さえつけて隙間を減らし、密な状態の牧草の品質を品質測定器が測定することができる。また、圧草装置が上下移動可能な状態で支持されているため、牧草からの反発力に応じて圧草装置が上下移動することができる。そのため、牧草に圧草装置が引っかかって牧草を前方に押し出すようなことなく、適切に牧草を押圧することができる。以上のことから、上記作業車は、光等の乱反射を抑制して、精度良く牧草の品質を測定することができる。
また、前記圧草装置に設けられ、前記圧草装置を下方に押圧する弾性体を備えることが好ましい。
このような構成により、弾性体の弾性力により圧草装置が牧草をより効率的に押さえつけることができるため、光等の乱反射を抑制して、精度良く牧草の品質を測定することができる。
また、前記支持部は、機体に上下揺動可能に支持されることが好ましい。
このような構成により、牧草がうねった状態で残置されていても、上下揺動する支持部によって圧草装置がうねりに追随し、より適切に牧草を押さえつけて光等の乱反射を抑制して、精度良く牧草の品質を測定することができる。
また、前記圧草装置は開口部を有し、前記品質測定器は前記開口部に設けられることが好ましい。
圧草装置の牧草を押圧する面に品質測定器が設けられると、圧草装置の牧草を押圧する面に凹凸ができることとなり、圧草装置は適切に牧草を押さえつけることができない。上記構成により、品質測定器を、圧草装置の牧草を押圧する面に対する裏面に設けることができる。そのため、圧草装置の牧草を押圧する面全体で牧草を押さえつけることができ、効率的に牧草を押さえつけることができる。
また、前記品質測定器は、前記圧草装置に載置支持され、前記開口部を通して品質を測定し、前記圧草装置は、前記品質測定器より外周側にはみ出すことが好ましい。
品質測定器は外部から入射される光の影響を受けて測定精度が低下する場合がある。上記構成によると、品質測定器は圧草装置の牧草を押圧する面に対する裏面に載置され、圧縮された牧草に開口部を通して光等を照射することができる。同時に、圧草装置により外部から品質測定器に入射する光を遮断することができる。以上のことにより、より精度良く牧草の品質を測定することができる。
〔牧草水分測定装置〕
まず、図1,図2を用いて、本実施形態に係る作業車に装着される牧草水分測定装置(品質測定装置に相当)の構成例について説明する。
まず、図1,図2を用いて、本実施形態に係る作業車に装着される牧草水分測定装置(品質測定装置に相当)の構成例について説明する。
牧草水分測定装置10は、刈り取られた牧草1を圧縮し、圧縮された状態で牧草1の水分量を測定する。牧草水分測定装置10は牧草地を走行する作業車に装着され、作業車の走行に伴って移動しながら、牧草地の牧草1の水分量を測定する。牧草水分測定装置10は、分光分析器(品質測定器に相当)9と、圧草装置12と、平行リンク構造の支持部13とを備える。牧草水分測定装置10は、支持部13に支持されるフレーム11をさらに備える。
圧草装置12はフレーム11に支持されて、牧草地の牧草1を押さえつけて圧草する。圧草装置12は、集草部12aと圧草部12bとを備える。
集草部12aは、板状部材であり、フレーム11から前方に突出するように、フレーム11に設けられる。ここで、前方とは、牧草水分測定装置10が装着された作業車が、牧草1の水分量を測定する作業走行中に走行する方向に相当する。集草部12aの底面は、前方に向かう程立ち上がる形状である。言い換えると、集草部12aの底面は、前方に向かう程、地面からの高さが高くなる。具体的には、集草部12aの底面は、前側領域が上方に突出する曲面と、基端側(後側)領域が下方に突出する曲面とが組み合わされた構成である。集草部12aは、このような構成により、作業車の走行に伴って、牧草1を集草部12aの下方領域に効率的に集め、フレーム11の下方領域に導くことができる。
圧草部12bは、フレーム11の底部領域に設けられる。集草部12aで集められた牧草は、集草部12aの傾斜に沿って押し付けられていき、圧草部12bの下部領域で圧縮された状態が維持される。圧草部12bは、集草部12aと一体形成される板状部材である。
分光分析器9は、圧草部12bに設けられ、牧草1の水分量を測定する。分光分析器9は、測定ヘッド8から近赤外線光等の光7(図4参照)を牧草1に照射し、牧草1を透過し、反射することを繰り返して戻った光7(図4参照)を測定ヘッド8で受光する。分光分析器9は、受光した光7(図4参照)を分光分析して、牧草1の水分量を測定する。
圧草部12bには開口部12cが設けられる。分光分析器9は、圧草部12bの開口部12cにはめ込まれる態様で、圧草部12bに支持される。
以上のような構成により、圧草装置12により十分に圧縮された牧草1に対して、分光分析器9は光7(図4参照)を照射することができるため、後に図4を用いて詳述するように、照射した光7(図4参照)が牧草1で乱反射することが抑制される。その結果、分光分析器9は、牧草1を透過した光(図4参照)を適切に受光して牧草1の水分量を精度良く測定することができる。
〔作業車〕
本実施形態に係る作業車は、上述の牧草水分測定装置10が装着される。図2を参照しながら図3を用いて、本実施形態に係る作業車が牧草水分測定装置10を使用する態様例について説明する。以下の説明は、作業車としてトラクタTが用いられる場合を例とした説明である。
本実施形態に係る作業車は、上述の牧草水分測定装置10が装着される。図2を参照しながら図3を用いて、本実施形態に係る作業車が牧草水分測定装置10を使用する態様例について説明する。以下の説明は、作業車としてトラクタTが用いられる場合を例とした説明である。
牧草水分測定装置10は、トラクタTの機体前端(例えば、機体フレームの前端)に支持部13が接続される態様で、トラクタTに装着される。
支持部13は平行リンク構造であるため、牧草水分測定装置10はトラクタTに対して上下揺動可能である。
また、支持部13は平行リンク構造であるため、圧草部12bは、地面に対して常時平行な姿勢となる。その結果、圧草部12bは、牧草1をまんべんなく圧縮することができる。
牧草水分測定装置10は、トラクタTが前進する場合に使用しても、トラクタTが後進する場合に使用しても良いが、使用状態においてトラクタTの進行方向前方に、集草部12aが向くように装着される。つまり、トラクタTの進行方向前方に、圧草部12bより集草部12aが位置するように配置されるように、牧草水分測定装置10は装着される。
ここで、牧草地で生育された牧草1は、刈り取られ、牧草地で必要に応じて天日干し(乾燥)される。また、牧草1を収集しやすくするために、牧草1は牧草地に適宜残置され、例えば、畝状に配置される場合もある。トラクタTは、このような牧草地の刈り取られた牧草1上を走行し、トラクタTの走行に伴って、圧草装置12は牧草1を圧縮する。そして、分光分析器9は、圧縮された状態の牧草1の水分量を測定する。
〔水分量の測定〕
次に、図4を用いて、水分量の測定時において照射される光7の進み方と測定精度について説明する。
次に、図4を用いて、水分量の測定時において照射される光7の進み方と測定精度について説明する。
上述のように、刈り取られた牧草1は牧草地に適宜残置され、牧草1は刈り取られたままに放置されたり、後の作業を行いやすいように畝状等に集められたりする。いずれにせよ、牧草地の牧草1は、特段の圧縮が行われず、自然な状態で、互いに隙間をもって疎な状態で存在する。
疎な状態で存在する牧草1に対して、分光分析器9から光7を照射すると、牧草1間に空間があるため、牧草1で光7が反射する。このように、照射した光7が乱反射すると、光が無秩序に散乱し、光7は分光分析器9の測定ヘッド8に戻らない場合がある。この場合、牧草1の水分量の測定が行えないことになる。結果として、照射した光7に比べて、測定ヘッド8に戻る光7の割合が小さくなり、牧草1の水分量が正確に測定できなくなる。
これに対して、密な状態で存在する牧草1に対して、分光分析器9から光7を照射すると、牧草1が密集しているため、ある牧草1を透過した光7は、すぐに次の牧草1に到達し、乱反射することが少ない。そのため、いくつかの牧草1を透過した光は広がらず、測定ヘッド8に戻りやすくなる。その結果、十分な量の光7が牧草1を透過した後に測定ヘッド8に戻る可能性が高くなり、牧草1の水分量を正確に測定することができるようになる。
そして、牧草1の正確な水分量を測定することができるため、次の作業を行うのに最適なタイミングを計って作業計画を立てたり、添加剤の添加等の適切な処置を行ったりすることができる。また、通信装置(図示せず)をさらに設け、牧草1を貯留して乾燥させるサイロ、あるいはサイロ等を管理するサーバ等に測定した水分量を送信することにより、貯留される牧草1の水分量に応じたサイロ等の管理を行うこともできる。以上のことにより、高品質な飼料を容易に作成することができる。さらに、牧草地を走査的に走行しながら水分量を測定することができるため、GPS等で牧草地における位置情報を取得できる場合には、位置情報と水分量とを関連付けて、牧草地における水分量の分布をマップとして生成することもできる。
図1,図2,図4に示すように、本実施形態に係る牧草水分測定装置10は、圧草装置12を備えることにより、牧草1を押し付けて圧縮することができ、密な状態の牧草1に対して分光分析器9が光7を照射することができる。そのため、牧草1の水分量を正確に測定することができる。
ここで、分光分析器9は、光7を用いて水分量を測定するため、分光分析器9が照射した光7以外の、外部から入力する光が測定ヘッド8に入力すると、水分量の正確な測定ができなくなる。
本実施形態に係る牧草水分測定装置10では、上述のように、分光分析器9は、圧草部12bに設けられた開口部12cに設置される。例えば、分光分析器9の底面が圧草部12bの底面と略面一となるように、分光分析器9は配置される。そのため、分光分析器9の測定ヘッド8は、圧草部12bおよび分光分析器9で押し付けられた状態の牧草1に対して光7を照射することができると共に、圧草部12bは分光分析器9より大きいために、分光分析器9および圧草部12bで光の侵入が遮断された領域の牧草1の水分量を測定することができる。その結果、測定ヘッド8に外部からの光が入射することが抑制され、牧草1の水分量をより正確に測定することができる。
〔別実施形態〕
(1)牧草水分測定装置10は、機体に上下揺動可能に支持される構成に限らず、機体に上下スライド可能に支持される構成であっても良い。
(1)牧草水分測定装置10は、機体に上下揺動可能に支持される構成に限らず、機体に上下スライド可能に支持される構成であっても良い。
(2)牧草水分測定装置10は、トラクタTの機体後端から後方に突出して配置されることが可能で、牧草水分測定装置10はトラクタTの前進走行に伴って牧草地上を牽引される態様で使用される。また、牧草水分測定装置10は、トラクタTの下側部分、例えば前後の車輪4の間に配置されることが可能で、牧草水分測定装置10はトラクタTの前進走行に伴って牧草地を移動する態様で使用される。
(3)トラクタT等の作業車は、牧草水分測定装置10のみを装着しても良いが、他のインプルメントと同時に牧草水分測定装置10を装着しても良い。例えば、図5に示すように、作業車が作業装置としてロールベーラBaを牽引するトラクタTの場合、牧草水分測定装置10は、ロールベーラBaに装着されても良いし、あるいは、図示しないが、自走可能なロールベーラBaに装着されても良い。この場合、牧草水分測定装置10は、ロールベーラBaの、牧草1を収集する領域よりも前方に配置される。
このようにロールベーラBaより前方の領域に牧草水分測定装置10が設けられることにより、ロールベーラBaでロールベールを作成する直前に牧草1の水分量を測定することができる。そのため、測定された牧草1の水分量に応じて、ロールベールの作成過程で水分調整に必要な添加剤の添加を行ったり、ロールベールの作成自体を中止したりする等の適切な処理を行うことが可能となる。
同様に、牧草水分測定装置10は、トラクタTに牽引されたロールベーラBaや自走可能なロールベーラBaに限らず、トラクタTに牽引されたローダワゴンや自走可能ローダワゴン等の様々な構成の作業車に装着されても良い。これにより、様々な作業車の作業程で水分調整に必要な添加剤の添加を行ったり、作業自体を中止したりする等の適切な処理を行うことが可能となる。
(4)また、牧草水分測定装置10が装着された作業車は、牧草地の刈り取られた牧草1の水分量を測定する場合に限らず、牧草1を刈り取ると共に牧草1の水分量を測定しても良い。例えば、図6に示すように、牧草水分測定装置10は、前側領域に刈取部Mが装着されたトラクタTの、後側領域あるいは下側領域に設けられても良い。また、牧草水分測定装置10は、自走式の草刈り車両の後側領域あるいは下側領域に設けられても良い。
トラクタTに装着された刈取部Mや自走式の草刈り車両は、牧草地に植立された牧草2を刈り取る。牧草地の刈り取られた牧草1は、牧草水分測定装置10が通過することにより圧縮され、水分量が測定される。これにより、効率的に牧草1の水分量を正確に測定することができる。
(5)圧草装置12は、走行に伴って牧草1を圧縮する構成に限らず、機械的に牧草1を押圧する構成としても良い。
(6)圧草部12bは開口部12cを設けず、圧縮された状態の牧草1の水分量を測定できれば、牧草水分測定装置10は任意の位置に設けられても良い。例えば、牧草水分測定装置10は圧草部12bの下面に支持される構成とすることもできる。
(7)分光分析器9は水分量の測定に限らず、光学的に測定可能な様々な品質(特性)を測定することもできる。また、光7は、近赤外線に限らず、マイクロ波等の他の電磁波であっても良い。また、水分等の品質の測定は分光分析に限らず、静電容量を用いた測定等、種々の測定装置・方法を用いることができる。
(8)牧草水分測定装置10は、圧草装置12を下方に付勢するばね等の弾性体(図示せず)を備えても良い。ばね等の弾性体(図示せず)の弾性力により圧草部12bが下方に押し下げられて圧草部12bが牧草1をしっかりと押圧する。
(9)集草部12aの底面は、2つの曲面が組み合わされる構成に限らず、下方に突出する1つの曲面のみを備えても良い。また、集草部12aの底面は曲面を備えなくても良い。さらに、集草部12aは、左右両端が徐々に立ち上がる形状でも良い。
(10)分光分析器9は開口部12cにおいて、圧草部12b上に載置されても良い。この際、測定ヘッド8は開口部12cに配置され、測定ヘッド8の下方で圧縮された牧草1と近接するように、分光分析器9は支持される。
本発明は、牧草に限らず様々な植物の品質を測定でき、様々な作業車に適用することができる。
1 牧草
9 分光分析器(品質測定器)
10 牧草水分測定装置(品質測定装置)
12 圧草装置
12c 開口部
13 支持部
15 弾性体
Ba ロールベーラ(作業車)
T トラクタ(作業車)
9 分光分析器(品質測定器)
10 牧草水分測定装置(品質測定装置)
12 圧草装置
12c 開口部
13 支持部
15 弾性体
Ba ロールベーラ(作業車)
T トラクタ(作業車)
Claims (5)
- 牧草地で作業走行を行う作業車であって、
作業走行しながら牧草の品質を測定する品質測定装置を備え、
前記品質測定装置は、
前記牧草を押さえつける圧草装置と、
前記圧草装置によって押さえつけられた状態の前記牧草の品質を測定する品質測定器と、
前記作業車に対して上下移動可能に前記圧草装置を支持する支持部とを備える作業車。 - 前記圧草装置に設けられ、前記圧草装置を下方に押圧する弾性体を備える請求項1に記載の作業車。
- 前記支持部は、機体に上下揺動可能に支持される請求項1または2に記載の作業車。
- 前記圧草装置は開口部を有し、
前記品質測定器は前記開口部に設けられる請求項1から3のいずれか一項に記載の作業車。 - 前記品質測定器は、
前記圧草装置に載置支持され、
前記開口部を通して品質を測定し、
前記圧草装置は、前記品質測定器より外周側にはみ出す請求項4に記載の作業車。
Priority Applications (4)
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- 2019-06-26 JP JP2019119004A patent/JP7118034B2/ja active Active
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