JP7241673B2 - コンバイン - Google Patents

Description

本発明は、圃場の植立穀稈を刈り取り、脱穀装置によって刈取穀稈の脱穀選別処理を行うコンバインに関する。

コンバインは、植立穀稈を刈り取り、刈取穀稈を脱穀選別処理し、得られた穀粒（選別処理物）を、穀粒タンクに搬送して貯留する。適切に刈取穀稈が脱穀されないと、穀粒に損傷が生じる。また、適切に選別が行われないと、選別処理物に穀粒以外の夾雑物等の異物が混入する。その結果、適切な品質の穀粒を取得することができない。

そのため、例えば、特許文献１に記載のコンバインでは、穀粒タンク内部に一時貯留部を備え、その一時貯留部に貯留された選別処理物を撮影するカメラを備え、撮影画像を解析して得られた穀粒の選別精度（異物の混入等）に基づいて、脱穀装置等の各種設定を調整したりする。

特開２０１９－１００７５号公報

しかし、特許文献１に記載のコンバインでは、搬送装置によって穀粒タンクに搬送されてきて貯留部内に投擲された選別処理物を、穀粒タンクの後部（投擲部から離れた位置）に支持された一時貯留部に貯留するものであるため、一時貯留部に選別処理物が溜まるのに時間がかかり、選別処理物の選別精度や品質を確認するタイミングが遅くなる可能性が高い。その結果、例えば、解析結果が反映された機体制御が行われるのに時間がかかり、制御の反応が遅れることがある。

本発明は、選別処理物の選別精度や品質を早期に確認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コンバインは、圃場の植立穀稈を刈り取る刈取部と、刈取穀稈を脱穀して、正常な穀粒を含む選別処理物と前記選別処理物以外の排出物とに選別処理する脱穀装置と、前記選別処理物が貯留される穀粒タンクと、前記選別処理物を前記選別部から前記穀粒タンクに搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送されている途中の前記選別処理物の一部を取り出して貯留する一時貯留部と、前記一時貯留部に貯留された前記選別処理物を撮影する撮影部と、前記撮影部で撮影された画像を解析して、前記一時貯留部に貯留された前記選別処理物を正常な前記穀粒と前記選別処理物に混入された正常な前記穀粒以外の異物とに判別する判別処理を行う画像解析部と、を備え、前記搬送装置に、前記選別処理物を縦搬送する揚穀装置と、前記揚穀装置からの前記選別処理物を前記穀粒タンクの内部に横搬送する横送り搬送装置と、が備えられ、前記揚穀装置に、前記選別処理物を搬送する送り経路と、前記選別処理物を搬送した後の戻り経路と、が備えられ、前記選別処理物は、前記送り経路から前記横送り搬送装置への受け渡し箇所において前記一時貯留部に取り出され、前記撮影部による撮影後の前記選別処理物は、前記一時貯留部から、流下案内されて前記戻り経路に戻される。
また、前記一時貯留部、前記戻り経路、及び前記送り経路が、この順に、前後に並んで設けられると好適である。

このような構成により、選別処理後に穀粒タンクまで搬送される途中の選別処理物を撮影することができるため、選別処理後の早い段階で選別処理物に含まれる異物を検知することができる。即ち、選別処理物の選別精度や品質を確認するタイミングが早くなる。

本発明において、前記撮影部による撮影後の前記選別処理物は、前記搬送装置の搬送経路に戻されると好適である。

本構成であれば、撮影後の選別処理部を無駄なく回収できるとともに、直接穀粒タンクに搬送する場合と比較して、搬送装置を利用して穀粒タンクまで搬送できるため、専用の戻し経路や戻し機構を備える必要がない。

本発明において、前記搬送経路に、前記選別処理物を搬送する送り経路と、前記選別処理物を搬送した後の戻り経路と、が備えられ、前記撮影部による撮影後の前記選別処理物は、前記戻り経路に戻されると好適である。

本構成であれば、撮影後の選別処理物が送り経路に戻されるものと比較して、搬送装置による選別処理物の搬送に影響を与えることがなく、搬送乱れが生じる可能性が低い。

本発明において、前記一時貯留部は、前記一時貯留部の上面を構成するとともに開閉される蓋部と、前記一時貯留部の底面を構成するとともに開閉される底部と、を有し、前記蓋部が開くとともに前記底部が閉じることにより、前記選別処理物が、前記一時貯留部に貯留され、前記底部が開くことにより、前記撮影部による撮影後の前記選別処理物が、前記一時貯留部から排出されると好適である。
また、本発明のコンバインは、圃場の植立穀稈を刈り取る刈取部と、刈取穀稈を脱穀して、正常な穀粒を含む選別処理物と前記選別処理物以外の排出物とに選別処理する脱穀装置と、前記選別処理物が貯留される穀粒タンクと、前記選別処理物を前記脱穀装置から前記穀粒タンクに搬送する搬送装置と、前記搬送装置によって搬送されている途中の前記選別処理物の一部を取り出して貯留する一時貯留部と、前記一時貯留部に貯留された前記選別処理物を撮影する撮影部と、前記撮影部で撮影された画像を解析して、前記一時貯留部に貯留された前記選別処理物を正常な前記穀粒と前記選別処理物に混入された正常な前記穀粒以外の異物とに判別する判別処理を行う画像解析部と、を備え、前記一時貯留部は、前記一時貯留部の上面を構成するとともに開閉される蓋部と、前記一時貯留部の底面を構成するとともに開閉される底部と、を有し、前記蓋部が開くとともに前記底部が閉じることにより、前記選別処理物が、前記一時貯留部に貯留され、前記底部が開くことにより、前記撮影部による撮影後の前記選別処理物が、前記一時貯留部から排出される。

本構成であれば、蓋部と底部との簡単な制御により、選別処理物の一時貯留を行うことができる。また、蓋部によって、一時貯留部への選別処理物の流入時間を調整したり、底部によって、一時貯留部からの選別処理物の放出時間を調整したりすることができる。

本発明において、前記蓋部が閉じられるとともに前記底部が閉じられる撮影可能状態において、前記撮影部は前記選別処理物を撮影すると好適である。

蓋部が開いている状態で選別処理物が撮影されると、流入中の選別処理物が、貯留されている撮影対象の選別処理物と撮影部との間に入り込み、撮影対象の選別処理物が流入中の選別処理物の影に隠れて、撮影精度が低下することがある。本構成であれば、選別処理物が流入しない状態で、貯留された撮影対象の選別処理物のみを撮影することができるため、選別処理物の撮影精度が向上する。

本発明において、前記蓋部と前記底部とを連動連係するリンクと、前記リンクを操作するアクチュエータと、を備え、前記アクチュエータによる前記リンクの操作により、前記蓋部を開くと共に前記底部を閉じて前記選別処理物を前記一時貯留部に貯留する貯留状態と、前記蓋部を閉じると共に前記底部を開いて貯留された前記選別処理物を排出する排出状態とに、切り替えられ、 前記撮影可能状態が前記貯留状態から前記排出状態への移行途中に現出されるように構成されていると好適である。

本構成であれば、リンクを用いることで一つのアクチュエータによって蓋部と底部とを開閉操作することができる。そして、一時貯留部への貯留→撮影→一時貯留部からの排出→一時貯留部への貯留→撮影→・・・、といった繰り返しのサイクルを、上述の簡単な機構の簡単な操作によって無駄な動きなく現出することができる。

本発明において、前記蓋部は、前記搬送装置の搬送経路の下部の一部を構成していると好適である。

本構成であれば、蓋部が搬送経路の下部であるため、蓋部を開けるだけで、選別処理物が自由落下によって簡単に一時貯留部に流入する。

本発明において、機械学習されたニューラルネットワークが記憶され、前記画像解析部は、前記撮影部で撮影された前記画像を前記ニューラルネットワークに入力して前記判別処理を行うと好適である。

本構成であれば、ＡＩ（人工知能）を用いて画像解析を行うことにより、より正確かつ簡易な方法で画像解析を行うことができる。

本発明において、前記機械学習は、前記撮影部で撮影された複数の前記画像を入力データとし、それぞれの前記画像が前記異物の画像であるか否かを示す情報を教師データとして行われると好適である。

本構成であれば、簡易かつ精度の高い学習済みデータを生成することができる。

本発明において、前記異物は、夾雑物、損傷穀粒、汚粒穀粒、シコウ、及び、ふ、のうちの少なくともいずれかを含むと好適である。

本構成であれば、詳細な異物の情報を取得することができる。

コンバインの全体右側面図である。 コンバインの全体平面図である。 脱穀装置の縦断左側面図である。 穀粒タンク、揚穀装置、及び脱穀装置の正面図である。 揚穀装置及び穀粒判別装置の縦断右側面図である。 撮影可能状態のときの穀粒判別装置の拡大縦断右側面図である。 貯留が可能な状態のときの穀粒判別装置の拡大縦断右側面図である。 排出が可能な状態のときの穀粒判別装置の拡大縦断右側面図である。 穀粒を判別する構成を説明するブロック図である。

〔コンバインの全体構成〕
まず、本実施形態に係るコンバインの概略構成について、図１，図２を用いて説明する。以下、コンバインの一例として、普通型コンバインを挙げて説明する。

ここで、理解を容易にするために、本実施形態では、特に断りがない限り、「前」（図１に示す矢印Ｆの方向）は機体前後方向（走行方向）における前方を意味し、「後」（図１に示す矢印Ｂの方向）は機体前後方向（走行方向）における後方を意味するものとする。また、「上」（図１に示す矢印Ｕの方向）及び「下」（図１に示す矢印Ｄの方向）は、機体の鉛直方向（垂直方向）での位置関係であり、地上高さにおける関係を示すものとする。さらに、左右方向または横方向は、機体前後方向に直交する機体横断方向（機体幅方向）、すなわち、「左」（図２に示す矢印Ｌの方向）及び「右」（図２に示す矢印Ｒの方向）は、夫々、機体の左方向及び右方向を意味するものとする。

コンバインには、クローラ式の走行装置３と、走行装置３によって支持された機体フレーム２と、圃場の作物（稲、麦、大豆、菜種などの各種作物）を刈り取る刈取部４と、フィーダ１１と、脱穀装置１と、穀粒タンク１２と、穀粒排出装置１４と、が備えられている。

刈取部４は、作物を掻き込む掻き込みリール５と、圃場の作物を切断するバリカン型の切断装置６と、刈り取られた作物をフィーダ１１まで横送りするオーガ７とを備える。そして、刈取部４によって刈り取られた作物は、フィーダ１１によって脱穀装置１に搬送され、脱穀装置１によって脱穀選別処理される。脱穀装置１によって脱穀選別処理された選別処理物は、穀粒タンク１２に貯留され、適宜、穀粒排出装置１４によって機外に排出される。

刈取部４の右後方に、フィーダ１１と横並び状態で、運転部９が備えられている。運転部９は、キャビン１０によって覆われている。運転部９の下方にはエンジンルームＥＲが備えられ、エンジンルームＥＲにはエンジンＥや、特に図示はしないが、冷却ファンやラジエータ等が収容されている。エンジンＥの動力は、不図示の動力伝達機構によって、走行装置３や、刈取部４、脱穀装置１等の作業装置に伝達される。

〔脱穀装置〕
次に、図３を用いて、脱穀装置１の構成を説明する。脱穀装置１は、扱胴２２によって作物を脱穀する脱穀部４１と、脱穀処理物を揺動選別処理する選別部４２と、を備える。脱穀部４１は、脱穀装置１における上部領域に配置され、脱穀部４１の下方に、受網２３が設けられ、選別部４２は、受網２３の下方に設けられている。選別部４２は、受網２３から漏下してきた脱穀処理物を、回収すべき穀粒を含む選別処理物と、排藁等の排出物と、に選別する。

脱穀部４１は、脱穀装置１の左右の側壁と、天板５３と、受網２３とに囲われた扱室２１を備える。扱室２１には、回転によって作物を脱穀処理する扱胴２２と、複数の送塵弁５３ａとが備えられている。フィーダ１１によって搬送された作物は、扱室２１に投入され、扱胴２２によって脱穀処理される。扱胴２２によって連れ回される作物は、送塵弁５３ａの送り作用によって後方に向けて移送される。

送塵弁５３ａはプレート状であり、天板５３の内面（下面）に前後方向に沿って所定の間隔で設けられる。送塵弁５３ａは、平面視で回転軸心Ｘに対して傾斜する姿勢で設けられる。そのため、それぞれの送塵弁５３ａは、扱室２１において扱胴２２と共に回転する刈取穀稈を後側に移動させる力を作用させる。また、送塵弁５３ａは、回転軸心Ｘに対する傾斜角度を調整することができる。扱胴２２内を作物が後方に送られる速度は、送塵弁５３ａの傾斜角度により決まる。また、作物が脱穀される脱穀効率は、作物が扱胴２２内を送られる速度にも影響される。その結果、作物が脱穀される処理能力は、様々な手段を用いて調整することができるが、送塵弁５３ａの傾斜角度を変更することを１つの手段として調整することができる。特に図示はしないが、送塵弁５３ａの傾斜姿勢を変更制御可能な送塵弁制御機構が備えられており、送塵弁５３ａの傾斜角度を自動的に変更することができる。

選別部４２は、シーブケース３３を有する揺動選別装置２４と、唐箕１９と、一番回収部２６と、二番回収部２７と、二番還元装置３２とを備える。

唐箕１９は、選別部４２の前部領域の下部領域に設けられ、揺動選別装置２４の前側から後方に向かって、処理物の搬送方向に沿って選別風を発生させる。選別風は、比較的比重の軽い排藁等をシーブケース３３の後側に向けて送り出す作用を有する。また、揺動選別装置２４のおいては、揺動駆動機構４３によってシーブケース３３が揺動することにより、シーブケース３３の内部の脱穀処理物が後方に移送されながら揺動選別処理が行われる。このような理由から、以下の説明では、揺動選別装置２４において、処理物の搬送方向の上流側が前端あるいは前側と称され、下流側が後端あるいは後側と称される。なお、唐箕１９の選別風は強度（風量、風速）を変更することができる。選別風を強くすると、脱穀処理物を後方に送り出し易くなり、選別速度が高くなる。逆に、選別風を弱くすると、脱穀処理物が長くシーブケース３３内に留まり、選別精度が高くなる。そのため、唐箕１９の選別風は強度を変更することにより、揺動選別装置２４の選別効率（選別精度や選別速度）を調整することができる。特に図示はしないが、唐箕１９の選別風の強度を変更制御可能な唐箕制御機構が備えられており、唐箕１９の選別風の強度を自動的に変更することができる。

シーブケース３３の前半部分には、第一チャフシーブ３８が備えられ、シーブケース３３の後半部分には、第二チャフシーブ３９が備えられている。一般的な構成であるため特に説明はしないが、シーブケース３３には、第一チャフシーブ３８等以外に、グレンパンやグレンシーブが備えられている。受網２３を漏下した脱穀処理物は、第一チャフシーブ３８や第二チャフシーブ３９に落下する。脱穀処理物のほとんどは、受網２３から第一チャフシーブ３８を含むシーブケース３３の前半部分に対して漏下してきて、シーブケース３３の前半部分によって粗選別及び精選別される。一部の脱穀処理物は、受網２３から第二チャフシーブ３９に対して漏下してきたり、第一チャフシーブ３８において漏下せずに第二チャフシーブ３９まで移送されてきたりして、第二チャフシーブ３９において漏下選別される。

シーブケース３３の前半部分の下方に、スクリュー式の一番回収部２６が備えられ、シーブケース３３の後半部分の下方に、スクリュー式の二番回収部２７が備えられている。シーブケース３３の前半部分によって選別処理されて漏下してきた一番物（本発明の「選別処理物」）は、一番回収部２６によって回収されて、穀粒タンク１２の側（機体左右方向右側）に向けて搬送される。シーブケース３３の後半部分（第二チャフシーブ３９）によって選別処理されて漏下してきた二番物（一般的に選別処理精度が低く、切藁などの比率が高い）は、二番回収部２７によって回収される。二番回収部２７によって回収された二番物は、二番還元装置３２によって選別部４２の前部に還元され、シーブケース３３によって再選別される。

第一チャフシーブ３８には、移送方向（前後方向）に沿って並んで設けられた複数の板状のチャフリップが備えられている。各チャフリップは、後端側ほど斜め上方に向かう傾斜姿勢で配置されている。チャフリップの傾斜角度は可変であり、傾斜角度を急にするほど、隣り合うチャフリップ同士の間隔が広がり、脱穀処理物が漏下し易くなる。そのため、チャフリップの傾斜角度を調整することにより、揺動選別装置２４の選別効率（選別精度や選別速度）を調整することができる。チャフリップの傾斜姿勢を変更制御可能なリップ制御機構が備えられており、チャフリップの傾斜角度を自動的に変更することができる。

第二チャフシーブ３９も、第一チャフシーブ３８と同様の構成である。第二チャフシーブ３９のチャフリップの傾斜姿勢を変更制御可能な角度制御機構も備えられており、チャフリップの傾斜角度を自動的に変更することができる。

〔搬送装置〕
図４、図５に示すように、一番回収部２６によって回収された選別処理物を穀粒タンク１２に搬送する揚穀装置２９が備えられている。揚穀装置２９は、脱穀装置１と穀粒タンク１２との間に配置され、上下方向に沿った姿勢で立設されている。揚穀装置２９は、バケット式のコンベアによって構成されている。揚穀装置２９によって揚送された選別処理物は、揚穀装置２９の上端部において、横送り搬送装置３０に受け渡される。横送り搬送装置３０は、スクリュー式に構成され、穀粒タンク１２の前部左側の壁部から穀粒タンク１２の内部に突っ込まれている。横送り搬送装置３０のタンク内部側の端部に、穀粒放出装置３０Ａが備えられている。穀粒放出装置３０Ａは、板状の放出回転体３０Ｂを備えており、スクリュー部分と一体回転する。選別処理物は、横送り搬送装置３０によって横送りされ、最終的に、穀粒放出装置３０Ａによって穀粒タンク１２内に投擲される。

揚穀装置２９においては、図４、図５に示すように、駆動スプロケット２９Ａと従動スプロケット２９Ｂとにわたって巻き掛けられた無端回動チェーン２９Ｃの外周側に複数のバケット３１が一定間隔で取り付けられている。揚穀装置２９は、選別処理物が収納されたバケット３１が上昇する送り経路２９Ｄと、選別処理物を横送り搬送装置３０に排出した後のバケット３１が下降する戻り経路２９Ｅとを備える。送り経路２９Ｄと戻り経路２９Ｅとは、送り経路２９Ｄが後側になるように、穀粒タンク１２の左側壁１２ｂに沿って並んで配置される。

揚穀装置２９及び横送り搬送装置３０が、本発明の「搬送装置」に相当する。搬送装置の搬送経路は、選別処理物が一番回収部２６によって回収されて穀粒タンク１２内に投擲されるまでの経路である。

〔穀粒判別装置〕
次に、図３～図８を用いて、一時貯留部４６を備える穀粒判別装置４５の構成例を説明する。

穀粒タンク１２の左側壁１２ｂに沿って揚穀装置２９と並び、揚穀装置２９よりも前方の位置に、穀粒判別装置４５が設けられる。穀粒判別装置４５は、一時貯留部４６と撮影部４７と案内部４８と排出部５０とを含んで構成される。穀粒判別装置４５は、横送り搬送装置３０と、揚穀装置２９とに支持される。

案内部４８は、揚穀装置２９のバケット３１の移動領域の上端部のやや下方から、横送り搬送装置３０の下方で一時貯留部４６の上端近傍に向けて下降する傾斜板である。案内部４８は、揚穀装置２９のバケット３１から排出された穀粒を横送り搬送装置３０及び一時貯留部４６に向けて配送する。

一時貯留部４６は、内部に、蓋部７１と底部７２とを備える。蓋部７１は、穀粒判別装置４５の揚穀装置２９側の端部に設けられる軸芯７１ｄに沿って上下に揺動する。揚穀装置２９の軸芯７１ｄと向い合う側壁４５ｂには、一時貯留部４６の内部に向けて突出する突出部７１ａが設けられる。蓋部７１は、上向きに揺動することにより突出部７１ａに当接して閉状態となり、下向きに揺動することにより開状態となる。底部７２は、穀粒判別装置４５の蓋部７１よりも下方領域に設けられる。底部７２は、穀粒判別装置４５の揚穀装置２９から離れる側の端部に設けられる軸芯７２ｄに沿って上下に揺動する。揚穀装置２９の軸芯７２ｄと向い合う側壁４５ａには、一時貯留部４６の内部に向けて突出する突出部７２ａが設けられる。底部７２は、上向きに揺動することにより突出部７２ａに当接して閉状態となり、下向きに揺動することにより開状態となる。一時貯留部４６は、蓋部７１と底部７２との間の領域であり、蓋部７１は一時貯留部４６の上面を構成し、底部７２は一時貯留部４６の底面を構成する。蓋部７１が開状態となると、一時貯留部４６の上部領域が開放され、案内部４８から移送された選別処理物が一時貯留部４６に自由落下する。この状態で、底部７２が突出部７２ａに当接するまで揺動して閉状態となることにより一時貯留部４６を底部７２が塞いだ状態（貯留状態）となり、一時貯留部４６に、搬送途中の選別処理物の一部が貯留される。一時貯留部４６に貯留された選別処理物は、底部７２が開状態になることにより、一時貯留部４６の下部から下方に自由落下によって放出される（排出状態）。また、蓋部７１が閉状態となると、案内部４８から配送された選別処理物は横送り搬送装置３０案内され、放出回転体３０Ｂを介して穀粒タンク１２に放出される。即ち、蓋部７１は、揚穀装置２９と横送り搬送装置３０とのバトンタッチ部（搬送経路）の下部の一部を構成している。

蓋部７１には軸芯７１ｄに沿って揺動するレバー７１ｂが固定され、蓋部７１はレバー７１ｂの揺動に応じて同じ向きに揺動する。レバー７１ｂは、穀粒判別装置４５の側面の外側に設けられ、穀粒判別装置４５の側面を挟んで蓋部７１と向い合う位置に配置される。レバー７１ｂは軸芯７１ｄにはめ込まれるねじりコイルばね７１ｃによって上向きに付勢され、その結果、蓋部７１は閉状態となる向きに付勢される。同様に、底部７２には軸芯７２ｄに沿って揺動するレバー７２ｂが固定され、底部７２はレバー７２ｂの揺動に応じて同じ向きに揺動する。レバー７２ｂは、穀粒判別装置４５の側面の外側に設けられ、穀粒判別装置４５の側面を挟んで底部７２と向い合う位置に配置される。レバー７２ｂは軸芯７２ｄにはめ込まれるねじりコイルばね７２ｃによって上向きに付勢され、その結果、底部７２は閉状態となる向きに付勢される。

穀粒判別装置４５は、蓋部７１と底部７２とを開閉させるモータ７４（「アクチュエータ」に相当）と、モータ７４によって駆動されるリンク７５とを備える。リンク７５は、ステー７５ａとステー７５ｂとステー７５ｃとから構成される。ステー７５ａは屈曲しており、屈曲部でモータ７４のモータ軸７４ａに軸支される。ステー７５ａは、モータ軸７４ａに回転に応じてモータ軸７４ａに沿って揺動する。ステー７５ａは、一端に突起７５ｅ備え、他端に突起７５ｆを備える。ステー７５ｂの一端は突起７５ｅに軸支され、ステー７５ａ及びステー７５ｂは突起７５ｅ周りに互いに揺動する。ステー７５ｂの他端はステー７５ｃの一端に軸支され、ステー７５ｂ及びステー７５ｃは互いに揺動する。ステー７５ｃの他端は、角度センサ７６の軸７５ｄに軸支される。

突起７５ｆは、モータ７４が駆動することによるステー７５ａの揺動に伴って、レバー７１ｂを押圧し、レバー７１ｂを下方に揺動させて蓋部７１を開状態に変位させる。つまり、蓋部７１は、モータ７４の駆動に伴って、リンク７５及びレバー７１ｂが揺動することにより開閉される。突起７５ｅは、モータ７４が駆動することによるステー７５ａの揺動に伴って、レバー７２ｂを押圧し、レバー７２ｂを下方に揺動させて底部７２を開状態に変位させる。つまり、底部７２は、モータ７４の駆動に伴って、リンク７５が動作し、レバー７２ｂが揺動することにより開閉される。このように、蓋部７１及び底部７２の開閉状態は、リンク７５の動作に伴うステー７５ａの揺動角度に応じて、連動して変位する。なお、モータ７４は、後述の制御部８２（図９参照）等によって駆動が制御される。また、軸７５ｄにはステー７５ｃの揺動角度を検出する角度センサ７６が設けられる。角度センサ７６はステー７５ｃの揺動角度により、ステー７５ａの状態及びレバー７１ｂ・レバー７２ｂそれぞれの状態を検出して、蓋部７１と底部７２との開閉状態を確認することができる。角度センサ７６の検出値は後述の制御部８２（図９参照）等に送信され、モータ７４の制御に用いられる。

排出部５０は、穀粒判別装置４５の一時貯留部４６より下方部分に相当する。排出部５０は、一時貯留部４６から連続して形成され、揚穀装置２９に近づくほど低くなるように傾斜し、下端部は揚穀装置２９に接続される。揚穀装置２９の戻り経路２９Ｅ側の側面には開口部２９Ｆが設けられる。排出部５０の下端部は開口部２９Ｆと連結される。このような構成により、一時貯留部４６から放出された選別処理物は、排出部５０を通って、開口部２９Ｆから揚穀装置２９の戻り経路２９Ｅに戻される。戻された選別処理物は、再度揚穀装置２９により穀粒タンク１２に向けて搬送される。

さらに、穀粒判別装置４５は撮影部４７を備える。撮影部４７は、横送り搬送装置３０の外壁に設けられたステー７３に支持される。穀粒判別装置４５の揚穀装置２９から遠い側の側壁４５ｂは、一時貯留部４６が形成される領域で屈曲し、撮影部４７は、穀粒判別装置４５の屈曲部より上側の側壁４５ｂにレンズが向くように配置される。この穀粒判別装置４５の屈曲部より上側の側壁４５ｂには開口部４５ｃが設けられ、開口部４５ｃには透過性部材４５ｄがはめ込まれる。透過性部材４５ｄは、ガラスやアクリル等の、透明、あるいは透光性の高い部材である。撮影部４７は、透過性部材４５ｄを通して、一時貯留部４６の内部の選別処理物を撮影する。そして、撮影部４７は、撮影した画像を、後述の判別部８０（図９参照）に送信する。

次に、図６～図８を用いて蓋部７１と底部７２との開閉状態を変位させる構成について説明する。

図６に示すように、リンク７５の状態が、突起７５ｆがレバー７１ｂに当接せず、突起７５ｅがレバー７２ｂに当接しない状態では、レバー７１ｂが付勢されて蓋部７１及び底部７２は閉状態となる。この状態では、蓋部７１は閉状態であるので、案内部４８から配送された選別処理物は横送り搬送装置３０に案内され、放出回転体３０Ｂを介して穀粒タンク１２に放出される。

図７に示すように、図６の状態からリンク７５が動作して、突起７５ｆがレバー７１ｂを押圧し、突起７５ｅがレバー７２ｂに当接しない状態となると、レバー７１ｂが揺動されて蓋部７１が開状態となり、底部７２は閉状態で維持される。この状態（貯留状態）では、蓋部７１は開状態であるので、案内部４８から配送された選別処理物は一時貯留部４６に案内され、底部７２は閉状態であるので案内された選別処理物は一時貯留部４６に貯留される。

図８に示すように、一時貯留部４６に選別処理物が貯留された状態で、リンク７５が動作して、突起７５ｆがレバー７１ｂから離れ、突起７５ｅがレバー７２ｂを押圧する状態となると、レバー７１ｂが付勢されて蓋部７１が閉状態となり、底部７２は開状態となる。この状態（放出状態）では、底部７２は開状態であるので一時貯留部４６に貯留された選別処理物は一時貯留部４６から下方に放出され、蓋部７１は閉状態であるので、案内部４８から配送された選別処理物は横送り搬送装置３０に案内されて一時貯留部４６には案内されない。一時貯留部４６から放出された選別処理物は、排出部５０を通って戻り経路２９Ｅに戻される。

蓋部７１と底部７２との開閉状態は、図６の状態（撮影可能状態）から図７の状態（貯留状態）に変位され、図７の状態（貯留状態）から図６の状態（撮影可能状態）を経て図８の状態（排出状態）に変位される。その後、図６に状態（撮影可能状態）に戻り、以上の状態変位（サイクル）が繰り返される。そして、図７の状態（貯留状態）と図８の状態（排出状態）との間の移行途中の図６の状態（撮影可能状態）において、撮影部４７により、貯留された選別処理物の撮影が行われる。図６に示すように、蓋部７１が閉じた状態で撮影することにより、新たな選別処理物が流入しない静止した状態の選別処理物を撮影できると共に、新たに流入する選別処理物に妨害されることなく、貯留されている選別処理物を撮影することができる。また、新たな選別処理物が流入する状態では、一時貯留部４６の内部に埃等が舞うことがあるが、蓋部７１が閉状態であると、埃等が舞うことが抑制される。これらのことから、蓋部７１が閉じた状態で撮影することにより、選別処理物を鮮明に撮影することができる。

〔穀粒の判別〕
上述のように、搬送中の選別処理物は撮影部４７により撮影される。そして、撮影画像は解析されて、選別処理物中に含まれる正常な穀粒（籾）とそれ以外の異物とに判別される。異物としては、排藁等の夾雑物、籾ガラの中身が欠損した「ふ」、シコウ、損傷した穀粒、汚れの付着した汚粒等がある。以下、図９を用いて、選別処理物を判別する構成について説明する。

選別処理物の判別は、判別部８０によって行われる。判別部８０は、ＢＵＳやＬＡＮを介して互いにデータの送受信が可能な、データ取得部８１、制御部８２、記憶部８３、画像解析部８４、データ出力部８５を有する。判別部８０は、上述の撮影部４７とデータ通信可能に接続され、選別処理物が撮影された撮影画像を取得すると共に、撮影部４７に撮影の指示を与える。

制御部８２は、データ取得部８１、制御部８２、記憶部８３、画像解析部８４及びデータ出力部８５の動作を制御する。制御部８２は、ＥＣＵやＣＰＵ等のプロセッサを備える。制御部８２の動作はハードウェアにより実行されても良いが、プログラムをプロセッサが実行することにより行っても良い。この場合、プログラムは、後述の記憶部８３に格納される。さらに、制御部８２は撮影部４７の動作を制御する。制御部８２は、角度センサ７６の検出値を受信して蓋部７１及び底部７２の開閉状態を検出し、モータ７４の動作を制御する。この開閉状態に応じて一時貯留部４６に選別処理物が貯留される状態であることを検知し、これに応じて撮影部４７による撮影を制御する。

データ取得部８１は、制御部８２の制御に応じて、撮影部４７が送信した、選別処理物が撮影された撮影画像を取得し、記憶部８３に送信する。

記憶部８３は、データ取得部８１から送信された撮影画像を記憶すると共に、後述の画像解析部８４が送信する解析結果を記憶する。

画像解析部８４は、制御部８２の制御に応じて、記憶部８３に記憶された撮影画像を取得し、画像解析を行って、選別処理物から、正常な穀粒と、正常な穀粒以外の異物とを判別すると共に、選別処理物のうちの異物の割合を算出する。画像解析部８４は、判別結果と算出された異物の割合とを、解析結果として記憶部８３に送信する。異物は、例えば、夾雑物、損傷穀粒、汚粒穀粒、シコウ及び「ふ」等である。なお、画像解析部８４は、正常な穀粒と異物とを判別しても良いが、夾雑物、損傷穀粒、汚粒穀粒、シコウ及び「ふ」等のうちの少なくともいずれかの具体的な異常と、正常な穀粒とを判別し、それぞれの割合を算出しても良い。

画像解析部８４は、記憶部８３に予め格納された学習済みデータを取得し、記憶部８３から受信した撮影画像を学習済みデータに入力することにより画像解析を行う。学習済みデータは、複数のサンプル画像（「画像」に相当）を入力データとし、それぞれのサンプル画像が異物の画像であるか否かを示す情報を教師データとしてＡＩ（人工知能）に入力して機械学習を行ったニューラルネットワーク等の学習済みデータである。

データ出力部８５は、制御部８２の制御に応じて、記憶部８３に記憶された解析結果を取得し、判別部８０の外部に出力する。

さらに、判別部８０は、表示部８６とデータ通信可能な状態で接続される。

表示部８６は判別部８０のデータ出力部８５から送信された解析結果を受信し、解析結果に応じた情報を表示する。表示部８６はディスプレイやランプ、スピーカー等とすることができる。

例えば、表示部８６がディスプレイである場合、表示部８６は撮影部４７が撮影した撮影画像を表示したり、異物の割合や具体的な異常それぞれの割合を文字やグラフで示された情報を表示したりすることができる。また、表示部８６がランプやスピーカーである場合、異物の割合や具体的な異常それぞれの割合に応じてランプの点灯状態やスピーカーから発する音を変更したり、異物の割合や具体的な異常それぞれの割合があらかじめ定めた所定の割合より大きくなった場合に、警告ランプを点灯させたり、スピーカーから警告音を発生させたりすることができる。

表示部８６に解析結果に応じた情報が表示されることにより、運転者は、選別処理物に含まれる異物を視認したり異物の割合を確認したりすることにより、選別部４２による選別精度や脱穀部４１による脱穀精度を推測することができる。そして、推測結果に応じて、送塵弁制御機構や唐箕制御機構やリップ制御機構を作動させ、送塵弁５３ａの傾斜角度、唐箕１９の選別風の強度、第一チャフシーブ３８や第二チャフシーブ３９のチャフリップの傾斜角度を調整して、選別部４２による選別精度や脱穀部４１による脱穀精度を適切な状態に近づける操作を行うことができる。また、走行速度を変更することによって、作物の時間当たりの収穫量が増減するため、推測結果に応じて走行速度を変更しても良い。

〔別実施形態〕
（１）蓋部７１と底部７２とは、リンク７５によって連携して開閉が操作される構成に限らず、蓋部７１と底部７２の開閉構成は任意である。例えば、蓋部７１と底部７２とは、それぞれ独立して開閉が操作されても良い。

（２）上記各実施形態において、選別処理物の撮影は、蓋部７１を閉じた状態で行う場合に限らず、撮影時に選別処理物が貯留されていれば、蓋部７１が開いている状態で撮影しても良い。この際、選別処理物が一時貯留部４６に流入していると、流入する選別処理物または、選別処理物の流入に伴う埃等により、選別処理物の撮影が困難になる場合がある。そのため、蓋部７１の他に、少なくとも撮影時に選別処理物の流入を遮る構成を別途備えることが好ましい。

（３）上記各実施形態において、撮影部４７は、一時貯留部４６に近接して設けられる場合に限らず、貯留された選別処理物を撮影することができれば任意の位置に設けられても良い。

（４）一時貯留部４６に、選別処理物が撮影されるのに適した量だけ貯留されたことを検出するセンサを設けても良い。選別処理物が撮影されるのに適した量だけ貯留されたことをセンサが検知すると、その情報を制御部８２に送信し、制御部８２はその状態に応じて撮影部４７を制御することができる。これにより、より確実に、最適な貯留状態の選別処理物を撮影することができる。

（５）上記各実施形態における穀粒判別装置４５の少なくとも一時貯留部４６は、揚穀装置２９に隣り合う位置に設けられる場合に限らず、揚穀装置２９と横送り搬送装置３０とを含む一番回収部２６から穀粒タンク１２に至る、選別処理物の搬送経路の途中の任意の位置に設けられても良い。また、一時貯留部４６は、穀粒タンク１２内に設けられても良く、放出回転体３０Ｂから放出された選別処理物を一時貯留する構成とすることもできる。そして、いずれの構成においても、一時貯留部４６に一時貯留され撮影された選別処理物は、撮影後、搬送経路の任意の位置に戻されるか、穀粒タンク１２に放出されれば良い。

（６）穀粒タンク１２には、穀粒（選別処理物）の品質を測定する食味センサ（図示せず）が設けられる場合がある。食味センサは、穀粒タンク１２に搬送される選別処理物の少なくとも一部を一時貯留し、その間に穀粒の品質を測定する。一時貯留部４６は食味センサを流用することができる。この場合、食味センサに、一時貯留された穀粒（選別処理物）を撮影することができる撮影部４７が設けられる。そして、穀粒の品質が測定される際に、あるいは穀粒の品質が測定される前後に、撮影部４７は選別処理物を撮影する。これにより、専用の穀粒判別装置４５を設けることなく、撮影部４７を設けるだけで選別処理物を撮影することができ、簡単な構成で選別処理物を撮影することができる。

（７）撮影部４７は、上記実施形態の場所に限らず、選別処理物を撮影できるのであれば、別の位置に設けられても良い。例えば、一時貯留部４６に透明な窓部を設け、撮影部４７を窓部の外部に設けて、窓部越しに撮影する構成にしても良い。

（８）上記各実施形態において、撮影画像の解析結果に応じて、走行速度や、脱穀部４１の動作、選別部４２の動作が自動的に制御されても良い。この場合、判別部８０と通信可能に接続される自動制御部８７が設けられる。自動制御部８７は判別部８０のデータ出力部８５から送信された解析結果を受信し、解析結果に応じて走行速度や脱穀部４１の動作、選別部４２の動作を制御する。

（９）上記各実施形態において、画像解析部８４は、機械学習により生成された学習済みデータを用いる場合に限らず、任意の方法で画像解析を行い、選別処理物の判別、割合の算出を行っても良い。

（１０）上記各実施形態において、撮影画像は静止画でも良いが、動画であっても良い。動画であれば、静止画よりも、撮影される選別処理物の単位時間あたりの撮影コマ数が多くなり、より精度良く異物を検出することができる。

本発明は、普通型コンバインのみならず、自脱型コンバインにも適用することができる。

１ 脱穀装置
４ 刈取部
１２ 穀粒タンク
２９ 揚穀装置（搬送装置）
２９Ｄ 送り経路（搬送経路）
２９Ｅ 戻り経路（搬送経路）
３０ 横送り搬送装置（搬送装置）
４６ 一時貯留部
４７ 撮影部
７１ 蓋部
７２ 底部
７４ モータ（アクチュエータ）
７５ リンク
８４ 画像解析部

Claims (12)

1. 圃場の植立穀稈を刈り取る刈取部と、
   刈取穀稈を脱穀して、正常な穀粒を含む選別処理物と前記選別処理物以外の排出物とに選別処理する脱穀装置と、
   前記選別処理物が貯留される穀粒タンクと、
   前記選別処理物を前記脱穀装置から前記穀粒タンクに搬送する搬送装置と、
   前記搬送装置によって搬送されている途中の前記選別処理物の一部を取り出して貯留する一時貯留部と、
   前記一時貯留部に貯留された前記選別処理物を撮影する撮影部と、
   前記撮影部で撮影された画像を解析して、前記一時貯留部に貯留された前記選別処理物を正常な前記穀粒と前記選別処理物に混入された正常な前記穀粒以外の異物とに判別する判別処理を行う画像解析部と、を備え、
   前記搬送装置に、前記選別処理物を縦搬送する揚穀装置と、前記揚穀装置からの前記選別処理物を前記穀粒タンクの内部に横搬送する横送り搬送装置と、が備えられ、
   前記揚穀装置に、前記選別処理物を搬送する送り経路と、前記選別処理物を搬送した後の戻り経路と、が備えられ、
   前記選別処理物は、前記送り経路から前記横送り搬送装置への受け渡し箇所において前記一時貯留部に取り出され、
   前記撮影部による撮影後の前記選別処理物は、前記一時貯留部から、流下案内されて前記戻り経路に戻されるコンバイン。
2. 前記一時貯留部、前記戻り経路、及び前記送り経路が、この順に、前後に並んで設けられている請求項１に記載のコンバイン。
3. 前記一時貯留部は、前記一時貯留部の上面を構成するとともに開閉される蓋部と、前記一時貯留部の底面を構成するとともに開閉される底部と、を有し、
   前記蓋部が開くとともに前記底部が閉じることにより、前記選別処理物が、前記一時貯留部に貯留され、
   前記底部が開くことにより、前記撮影部による撮影後の前記選別処理物が、前記一時貯留部から排出される請求項１または２に記載のコンバイン。
4. 圃場の植立穀稈を刈り取る刈取部と、
   刈取穀稈を脱穀して、正常な穀粒を含む選別処理物と前記選別処理物以外の排出物とに選別処理する脱穀装置と、
   前記選別処理物が貯留される穀粒タンクと、
   前記選別処理物を前記脱穀装置から前記穀粒タンクに搬送する搬送装置と、
   前記搬送装置によって搬送されている途中の前記選別処理物の一部を取り出して貯留する一時貯留部と、
   前記一時貯留部に貯留された前記選別処理物を撮影する撮影部と、
   前記撮影部で撮影された画像を解析して、前記一時貯留部に貯留された前記選別処理物を正常な前記穀粒と前記選別処理物に混入された正常な前記穀粒以外の異物とに判別する判別処理を行う画像解析部と、を備え、
   前記一時貯留部は、前記一時貯留部の上面を構成するとともに開閉される蓋部と、前記一時貯留部の底面を構成するとともに開閉される底部と、を有し、
   前記蓋部が開くとともに前記底部が閉じることにより、前記選別処理物が、前記一時貯留部に貯留され、
   前記底部が開くことにより、前記撮影部による撮影後の前記選別処理物が、前記一時貯留部から排出されるコンバイン。
5. 前記撮影部による撮影後の前記選別処理物は、前記搬送装置の搬送経路に戻される請求項４に記載のコンバイン。
6. 前記搬送経路に、前記選別処理物を搬送する送り経路と、前記選別処理物を搬送した後の戻り経路と、が備えられ、
   前記撮影部による撮影後の前記選別処理物は、前記戻り経路に戻される請求項５に記載のコンバイン。
7. 前記蓋部が閉じられるとともに前記底部が閉じられる撮影可能状態において、前記撮影部は前記選別処理物を撮影する請求項３から６のいずれか一項に記載のコンバイン。
8. 前記蓋部と前記底部とを連動連係するリンクと、前記リンクを操作するアクチュエータと、を備え、
   前記アクチュエータによる前記リンクの操作により、前記蓋部を開くと共に前記底部を閉じて前記選別処理物を前記一時貯留部に貯留する貯留状態と、前記蓋部を閉じると共に前記底部を開いて貯留された前記選別処理物を排出する排出状態とに、切り替えられ、
   前記撮影可能状態が前記貯留状態から前記排出状態への移行途中に現出されるように構成されている請求項７に記載のコンバイン。
9. 前記蓋部は、前記搬送装置の搬送経路の下部の一部を構成している請求項３から８のいずれか一項に記載のコンバイン。
10. 機械学習されたニューラルネットワークが記憶され、
    前記画像解析部は、前記撮影部で撮影された前記画像を前記ニューラルネットワークに入力して前記判別処理を行う請求項１から９のいずれか一項に記載のコンバイン。
11. 前記機械学習は、前記撮影部で撮影された複数の前記画像を入力データとし、それぞれの前記画像が前記異物の画像であるか否かを示す情報を教師データとして行われる請求項１０に記載のコンバイン。
12. 前記異物は、夾雑物、損傷穀粒、汚粒穀粒、シコウ、及び、ふ、のうちの少なくともいずれかを含む請求項１から１１のいずれか一項に記載のコンバイン。

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