JP7291425B2 - 水田用除草装置およびこれを用いた水田の除草方法、栽培作物の作成方法、並びに航行プログラム - Google Patents
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Description
また、走行速度を速くしようとすると、より多くの出力向上が必要となり電力が足りなくなるという問題がある。そのため、水田の除草効果をより向上させる上で未だ改善の余地がある。
本発明の一態様に係る水田の除草方法によれば、本発明のいずれか一の態様に係る水田用除草装置を用いて水田の除草をするので、水田の除草効果をより向上させることができる。
本発明の一態様に係る栽培作物の作成方法によれば、本発明のいずれか一の態様に係る水田用除草装置を稼働して除草をする除草工程を含むので、水田の除草効果をより向上させることができる。
本発明の一態様に係る航行プログラムによれば、本発明のいずれか一の態様に係る水田用除草装置における前記制御部での管理処理を実行可能に構成されているので、水田の除草効果をより向上させることができる。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記の実施形態に特定するものではない。
上述したように、本実施形態の水田用除草装置100では、制御基板50のシングルボードコンピュータは、一対のスクリュー41L、41Rで水田の泥を攪拌した泥幕が広がる間隔を開けつつ水田全面を移動するように航行を制御する。
制御基板50のシングルボードコンピュータは、GPS等の測位/方位センサ装置90によって取得された位置情報を用い、所定の通過ルートに従い水田全面を自動航行する。
つまり、本実施形態の水田用除草装置100では、図4から図7に示すように、通過ルート設定処理によって設定された通過ルートに従い、水田の泥を攪拌して広がる泥幕の間隔(例えば、約0.3~10m幅)を開けて移動する通過ルート管理処理を実行する。
次いでステップS2に移行して、取得された泥幕拡散情報に基づき、当該圃場に応じた泥幕が広がる離隔間隔を設定する。
本実施形態の水田用除草装置100では、図5に設定される周縁部情報の一例を示すように、水田Fの全面に泥幕が広がるように間隔を開けて自動航行をするに際し、例えば同図(a)に示すように、まず、矩形状の水田Fであれば、その水田Fの周辺部自体の複数(この例では4か所)の座標a,b,c,dの座標データを読み込んで水田Fの位置情報を取得し、この取得された水田Fの位置情報に基づいて、水田内を航行する通過ルートを自動的に生成する。
この際、同図に示すように、隣接する折り返しルートとの対向距離Tを例えば5mとし、水田の畔との対向距離Hを例えば2.5m等として、水田Fの全面に泥幕が広がるように間隔を開けて航行し得る通過ルートを自動計算する。
また、同図(c)に示すように、所定の離隔間隔を隔てて碁盤の目状の折り返しを繰り返して縦横に通る通過ルートを設定することもできる。
また、同図に示す例では、ステップS13では、水田用除草装置100は、自身の通れていないエリアを認識し、制御基板50は、そこへ向かうように移動するように、通過ルートRを設定(修正)して航行を続行する。
上述したように、本実施形態の水田用除草装置100は、自身に装備された太陽光パネル80で発電した電力で推進する。しかし、自身に装備された太陽光パネル80で発電した電力で推進するため、発電量が限られるので、1日中動くことは困難となる場合がある。
これにより、消費エネルギーを効果的に節約しつつ、雑草が光合成可能な時間帯を確実に捉えて水田の泥を撹拌できる。そのため、除草効果をより向上させることができる。
本実施形態の水田用除草装置100は、稼動に際しては自身に搭載されている太陽光パネル80を使うので、管理者は、充電のために水田用除草装置100を毎日持ち帰らずに済む。
上述したように、本実施形態の水田用除草装置100は、水田に投入され、水に浮いた状態で水田全面を自動航行する。しかし、1台の水田用除草装置100での稼働可能範囲は例えば約3000~6000m^2程度である。そのため、より広い圃場Fでは除草効果が低下するという問題がある。
上述したように、本実施形態の水田用除草装置100は、測位/方位センサ装置90による位置情報を用いて水田全面を自動航行する。水田用除草装置100は、無人により自動航行するので、水田用除草装置100の故障に備えて、水田用除草装置100の状態を遠隔で認識することが望まれる。しかし、水田用除草装置100の状態を遠隔で認識するために、Wifi等の無線システムを別個に採用すればコスト増となるという問題がある。
本実施形態に係る水田の除草管理システム200によれば、圃場Fの自動制御機械と水田用除草装置100のWifi機能とを共有化して、水田用除草装置100の状態を遠隔で認識するので、コストを低減できる。
本実施形態の水田用除草装置100は、水田に投入されて、水に浮いた状態で水中のスクリュー41L、41Rにより推進する。しかし、水田の水深が深い場合は、水田用除草装置を投入しても、土壌表面の土を十分に攪拌できないという問題がある。
一方、水深が浅い場合は、水田用除草装置100の推進・撹拌機構部に対する土の抵抗が大きくなり、水田用除草装置100が水に浮いた状態で推進できなくなるおそれがある。
20 ベース板(ヒートシンク)
22 ポスト
30 機械室
32 支持パネル
40 スクリュー推進機構
41L、41R スクリュー
42L、42R 本体部
43 フィン
44 発泡材
45 チェーンカバー
46 チェーンカバーキャップ
47L、47R チェーン
48L、48R 駆動モータ
49 カバー
50 制御基板(制御部)
60 バッテリ
70 チャージコントローラ
80 太陽光パネル
82 電力取り出し口
90 測位/方位センサ装置
92A~92E 喫水調整構造
100 水田用除草装置
200 除草管理システム
F 圃場(水田)
Claims (14)
- 水に浮いた状態で水中のスクリュー推進機構により推進する水田用除草装置であって、
前記スクリュー推進機構は、スクリューと、該スクリューを駆動する駆動機構と、該駆動機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、当該水田用除草装置の通過ルートを管理する通過ルート管理処理を実行可能に構成され、
前記通過ルート管理処理は、所定の間隔を開けて移動するように前記通過ルートを設定するとともに、前記通過ルートの設定に際し、前記スクリューで水田の泥を攪拌した泥幕が広がる間隔に係る泥幕拡散情報を取得し、その取得された泥幕拡散情報に基づいて、前記通過ルートの隣り合うルート相互の間隔を設定することを特徴とする水田用除草装置。 - 水に浮いた状態で水中のスクリュー推進機構により推進する水田用除草装置であって、
前記スクリュー推進機構は、スクリューと、該スクリューを駆動する駆動機構と、該駆動機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、当該水田用除草装置の通過ルートを管理する通過ルート管理処理を実行可能に構成され、
前記通過ルート管理処理は、所定の間隔を開けて移動するように前記通過ルートを設定するとともに、雑草の生えやすいエリアおよび生えにくいエリアに係るエリア情報を取得し、雑草の生えやすいエリアと生えにくいエリアとで、生えにくいエリアの通過頻度よりも生えやすいエリアの通過頻度が多くなるように、通過頻度を変化させるように前記通過ルートを設定することを特徴とする水田用除草装置。 - 水に浮いた状態で水中のスクリュー推進機構により推進する水田用除草装置であって、
前記スクリュー推進機構は、スクリューと、該スクリューを駆動する駆動機構と、該駆動機構を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、当該水田用除草装置の通過ルートを管理する通過ルート管理処理を実行可能に構成され、
前記通過ルート管理処理は、所定の間隔を開けて移動するように前記通過ルートを設定するとともに、風向きの情報を取得し、該風向きの情報に基づいて、風上側のエリアと風下側のエリアとで、風下側のエリアの通過頻度よりも風上側のエリアの通過頻度が多くなるように前記通過ルートを設定することを特徴とする水田用除草装置。 - 前記通過ルート管理処理は、
水田の周縁部に係る複数の座標データを読み込んで水田の位置情報を取得し、
その取得された水田の位置情報に基づいて、当該水田内を通過する通過ルートを設定する請求項1~3のいずれか一項に記載の水田用除草装置。 - 前記通過ルート管理処理は、
当該水田内を格子状に折り返して縦横に繰り返し通る通過ルート、若しくは縦方向のみを通る通過ルート、または横方向のみを通る通過ルートを設定する請求項1~4のいずれか一項に記載の水田用除草装置。 - 前記通過ルート管理処理は、
障害物等の外乱により当該水田用除草装置が同じ位置に止まっていることを認識したときには、後進動作若しくは旋回動作を含む回避動作により障害物等の外乱を回避して元の通過ルートに復帰する回避処理を実行する請求項1~5のいずれか一項に記載の水田用除草装置。 - 前記通過ルート管理処理は、
当該水田用除草装置が通過していない非通過エリアを確認する非通過エリア確認処理を実行し、非通過エリアに向かうように移動するように前記通過ルートを設定する請求項1~6のいずれか一項に記載の水田用除草装置。 - 前記通過ルート管理処理は、
前記通過ルートの設定に係る制御パラメータを変更可能に構成されたアプリケーションプログラムにより、管理者のスマートフォンから前記制御パラメータを入力可能に構成されている請求項1~7のいずれか一項に記載の水田用除草装置。 - 前記通過ルート管理処理は、
前記水田を含む圃場の区画を分割管理して、その分割された区画のうち、自身に担当が割り当てられた区画を限って前記通過ルートを設定する請求項1~8のいずれか一項に記載の水田用除草装置。 - 前記制御部は、
日の出および日の出前の時間若しくは日の出後の時間を含む早朝から日の入または日の入よりも前の時間を含む夕方までの間の時間を限って稼動する稼動時間帯管理処理を併せて実行する請求項1~9のいずれか一項に記載の水田用除草装置。 - 請求項1~10のいずれか一項に記載の水田用除草装置を用いて水田の除草をすることを特徴とする水田の除草方法。
- 作物の苗が植えられ且つ水が張られた水田において栽培作物を作成する方法であって、
請求項1~10のいずれか一項に記載の水田用除草装置を稼働して除草をする除草工程を含むことを特徴とする栽培作物の作成方法。 - 作物の苗が植えられ且つ水が張られた水田において栽培作物を作成する方法であって、
水に浮いた状態で水中のスクリュー推進機構により推進する水田用除草装置を用い、
日の出および日の出前の時間若しくは日の出後の時間を含む早朝の稼働開始時間と、前記スクリュー推進機構で水田の泥を攪拌した泥幕が残存している時間だけ日の入からさかのぼった稼働終了時間と、の間を稼動時間帯に設定し、該稼動時間帯を限って前記水田用除草装置を稼動して除草をする除草工程を含むことを特徴とする栽培作物の作成方法。 - 水に浮いた状態で水中のスクリュー推進機構により推進する水田用除草装置を航行させるための航行プログラムであって、
請求項1~10のいずれか一項に記載の水田用除草装置における前記制御部での管理処理を実行可能に構成されていることを特徴とする航行プログラム。
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