特許 6149248 葉菜類の収穫機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6149248

(24)【登録日】2017年6月2日

(45)【発行日】2017年6月21日

(54)【発明の名称】葉菜類の収穫機

(51)【国際特許分類】

   A01D 45/28 20060101AFI20170612BHJP

【ＦＩ】

   A01D45/28

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-271074(P2013-271074)

(22)【出願日】2013年12月27日

(65)【公開番号】特開2014-166175(P2014-166175A)

(43)【公開日】2014年9月11日

【審査請求日】2015年7月2日

(31)【優先権主張番号】特願2013-13813(P2013-13813)

(32)【優先日】2013年1月29日

(33)【優先権主張国】JP

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 第１３回公益社団法人計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会 ＳＩ２０１２ 講演概要集 平成２４年１２月１８日発行 第２５６１〜２５６３頁

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成２４年１２月２０日発表 第１３回公益社団法人計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会（福岡県福岡市）

(73)【特許権者】

【識別番号】504180239

【氏名又は名称】国立大学法人信州大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000201641

【氏名又は名称】全国農業協同組合連合会

(73)【特許権者】

【識別番号】591137949

【氏名又は名称】株式会社西澤電機計器製作所

(72)【発明者】

【氏名】千田 有一

(72)【発明者】

【氏名】丸山 寛智

(72)【発明者】

【氏名】平野 幸助

(72)【発明者】

【氏名】中村 雄太

(72)【発明者】

【氏名】安藤 文康

(72)【発明者】

【氏名】藤澤 彰宏

(72)【発明者】

【氏名】土屋 貴司

(72)【発明者】

【氏名】久保田 亮平

(72)【発明者】

【氏名】畠山 貴充

(72)【発明者】

【氏名】山口 達也

(72)【発明者】

【氏名】嶌田 武司

(72)【発明者】

【氏名】北沢 進

【審査官】 中村 圭伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−０６５０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−１６０１２２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−２０１５１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０８３１９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３１８８１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５８−０９０２６３（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０１２−０４４９１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０１５１２２３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｂ １３／０８ − １３／１２

Ａ０１Ｄ １３／００ − ３３／１４

Ａ０１Ｄ ４５／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

自走車の機体に、葉菜類を根切りする収穫刃と、
前記収穫刃の向きを、前端側が水平向きよりも低位となる下向きと、前端側が水平向きよりも高位となる上向きとの間で周期的に動作させる収穫機構部とを設けた葉菜類の収穫装置であって、
前記収穫機構部は、前記機体の進行方向の前方に、鉛直面内において傾動可能に支持された傾動フレームと、該傾動フレームを前記機体の進行方向に往復して傾動駆動する傾動駆動部とを備えるとともに、
前記傾動フレームは、前記機体に傾動可能に支持された支持フレームと、該支持フレームに昇降可能に支持された昇降フレームとを備え、前記収穫刃は前記昇降フレームの下端部に取り付けられ、
前記収穫機構部は、前記機体が移動する際に、前記収穫刃が土中で正弦波状に上下動するとともに、前記下向きと上向きとの間で向きを変えながら移動すべく設けられていることを特徴とする葉菜類の収穫機。

【請求項2】

自走車の機体に、葉菜類を根切りする収穫刃と、
前記収穫刃の向きを、前端側が水平向きよりも低位となる下向きと、前端側が水平向きよりも高位となる上向きとの間で周期的に動作させる収穫機構部とを設けた葉菜類の収穫装置であって、
前記収穫機構部は、前記機体の進行方向の前方に、鉛直面内において傾動可能に支持された傾動フレームと、該傾動フレームを前記機体の進行方向に往復して傾動駆動する傾動駆動部とを備えるとともに、
前記傾動フレームは、前記機体に傾動可能に支持された支持フレームと、該支持フレームに昇降可能に支持された昇降フレームとを備え、前記収穫刃は前記昇降フレームの下端部に取り付けられ、
前記収穫機構部は、前記機体が移動する際に、前記収穫刃が円弧状に上下動しながら、円弧状の経路の頂部位置で前記上向きから下向きへ向きを転換して移動すべく設けられていることを特徴とする葉菜類の収穫機。

【請求項3】

前記昇降フレームは、制御装置により高さが制御され、前記収穫刃の地中における潜り量が制御されることを特徴とする請求項１または２記載の葉菜類の収穫機。

【請求項4】

前記収穫刃の後方に、前記収穫刃により根切りされた葉菜類を回収する第１の搬送コンベヤと第２の搬送コンベヤが、前記収穫刃に連動して移動動作すべく設けられ、
前記第１の搬送コンベヤと前記第２の搬送コンベヤは、前記第１の搬送コンベヤの後端縁と前記第２の搬送コンベヤの前端縁とが前後方向に離間し、前記第２の搬送コンベヤの前端縁が前記第１の搬送コンベヤの後端縁よりも高さ方向に低位となる配置に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の葉菜類の収穫機。

【請求項5】

圃場内を収穫機が進行する際に、圃場の地表面の高さ位置を検出するセンサを備え、
該センサによる検出結果に基づき前記収穫刃の高さ位置をフィードバック制御する手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の葉菜類の収穫機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ほうれん草、小松菜等のやわらかな葉菜類の収穫機に関する。

【背景技術】

【0002】

ほうれん草や小松菜等の葉菜類の収穫作業を効率化することを目的として種々の収穫機が提案されている。
例えば、作業機の前側で起立させて整えた葉部を両側から挟んで引き上げる搬送装置を設け、機体の前端に設けたカッタにより土の中で根を切断し、搬送装置でほうれん草を引き上げながら作業機の後方に搬送しコンテナに収納する構成としたもの（特許文献１）、ほうれん草を起立させた状態でコンテナに収納できるように搬送機構を構成したもの（特許文献２）、収穫したほうれん草を機体の側方に排出する構成としたもの（特許文献３）がある。また、土中で前後に揺動駆動する切断刃を設け、機体を手押ししながらほうれん草の根切りができるようにしたもの（特許文献４）、機体の前部に葉菜の茎部をカットする刈刃を設け、搬送コンベヤとブラシロールとで、カットされた葉菜をそのまま機体の後方へ搬送する機構と、雑草を取り込まない機構とを備えるもの（特許文献５）等がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平７−１３５８３１号公報

【特許文献2】特開平９−１０７７６５号公報

【特許文献3】特開２００１−３４６４２９号公報

【特許文献4】特開２００５−３０４４４６号公報

【特許文献5】特開２００９−１４２２２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ほうれん草等の葉菜の収穫機は葉菜を効率的に収穫できること、やわらかな葉を傷めずに収穫することが求められる。従来の根切りした葉菜をコンベヤで挟むようにして引き上げて収穫する収穫機は、葉菜を挟むときに葉を傷めるという問題と、収穫する葉菜が圃場で整列して生育していない場合には使いにくいという問題、収穫可能な品種が直立性に限定され、地表面に垂れた品種は収穫できないという問題がある。
ほうれん草などは土の中で根切りして収穫するが、このような葉菜類を収穫する際には、土の中で根を切断する操作と、葉を傷めずに葉菜を取り入れる操作を確実にかつ効率的に行わなければならない。
本発明は、ほうれん草等の、土の中で根切りして収穫する葉菜類を、効率的にかつ葉を傷めずに確実に収穫することができる葉菜類の収穫機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明に係る葉菜類の収穫機は、自走車の機体に、葉菜類を根切りする収穫刃と、前記収穫刃の向きを、前端側が水平向きよりも低位となる下向きと、前端側が水平向きよりも高位となる上向きとの間で周期的に動作させる収穫機構部とを設けた葉菜類の収穫装置であって、前記収穫機構部は、前記機体の進行方向の前方に、鉛直面内において傾動可能に支持された傾動フレームと、該傾動フレームを前記機体の進行方向に往復して傾動駆動する傾動駆動部とを備えるとともに、前記傾動フレームは、前記機体に傾動可能に支持された支持フレームと、該支持フレームに昇降可能に支持された昇降フレームとを備え、前記収穫刃は前記昇降フレームの下端部に取り付けられ、前記収穫機構部は、前記機体が移動する際に、前記収穫刃が土中で正弦波状に上下動するとともに、前記下向きと上向きとの間で向きを変えながら移動すべく設けられていることを特徴とする。

【0006】

本発明に係る葉菜類の収穫機は、自走車の機体に、葉菜類を根切りする収穫刃と、前記収穫刃の向きを、前端側が水平向きよりも低位となる下向きと、前端側が水平向きよりも高位となる上向きとの間で周期的に動作させる収穫機構部とを設けた葉菜類の収穫装置であって、前記収穫機構部は、前記機体の進行方向の前方に、鉛直面内において傾動可能に支持された傾動フレームと、該傾動フレームを前記機体の進行方向に往復して傾動駆動する傾動駆動部とを備えるとともに、前記傾動フレームは、前記機体に傾動可能に支持された支持フレームと、該支持フレームに昇降可能に支持された昇降フレームとを備え、前記収穫刃は前記昇降フレームの下端部に取り付けられ、前記収穫機構部は、前記機体が移動する際に、前記収穫刃が円弧状に上下動しながら、円弧状の経路の頂部位置で前記上向きから下向きへ向きを転換して移動すべく設けられていることを特徴とする。
また、前記昇降フレームは、制御装置により高さが制御され、前記収穫刃の地中における潜り量が制御されることを特徴とする。

【0007】

また、前記収穫刃の後方に、前記収穫刃により根切りされた葉菜類を回収する第１の搬送コンベヤと第２の搬送コンベヤが、前記収穫刃に連動して移動動作すべく設けられ、前記第１の搬送コンベヤと前記第２の搬送コンベヤは、前記第１の搬送コンベヤの後端縁と前記第２の搬送コンベヤの前端縁とが前後方向に離間し、前記第２の搬送コンベヤの前端縁が前記第１の搬送コンベヤの後端縁よりも高さ方向に低位となる配置に設けられていることにより、根切りされた葉菜類を傷めずに確実に回収することができ、収穫した葉菜類に付着した土を落としながら、効率的に収穫することができる。

【0008】

また、圃場内を収穫機が進行する際に、圃場の地表面の高さ位置を検出するセンサを備え、該センサによる検出結果に基づき前記収穫刃の高さ位置をフィードバック制御する手段を備えることにより、圃場の凹凸状態に応じて収穫することができる。

【発明の効果】

【0009】

本発明に係る葉菜類の収穫機によれば、葉菜類を根切りして、葉菜類を傷めずに収穫する作業を確実に、かつ効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】葉菜類の収穫機の第１の実施の形態の構成を示す側面図である。

【図2】第１の実施の形態の収穫機の正面図である。

【図3】収穫機により葉菜類を収穫する動作を示す説明図である。

【図4】葉菜類を収穫する際の収穫刃の動作（正弦波状）を示す図である。

【図5】葉菜類を収穫する際の収穫刃の動作（円弧状）を示す図である。

【図6】葉菜類の収穫機の第２の実施の形態の構成を示す側面図である。

【図7】葉菜類の収穫機の第２の実施の形態の構成を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る葉菜類の収穫機の実施の形態として、ほうれん草の収穫に用いる収穫機について説明する。
図１は収穫機の側面図、図２は正面図である。本実施形態の収穫機は、クローラ１０ａ、１０ｂと、クローラ１０ａ、１０ｂを駆動するエンジンを備える自走式の機体１２と、ほうれん草を根切りして収穫する収穫機構部とを備える。機体１２の上部には、収穫機構部の動作等を制御する制御装置３０と、電動モータ等の駆動用のバッテリボックス３２が設けられている。機体１２の後部には操作ハンドル１３が設けられ、操作ハンドル１３により、機体１２の進行方向、進行速度、収穫機構部の操作等がなされる。エンジンは操作ハンドル１３の下方の機体１２の後部に位置する。

【0012】

収穫機構部は、機体１２から前方に延設された機枠１４と、機枠１４に支持された傾動駆動部１６と、機枠１４の前部に鉛直面内において傾動可能に支持された傾動フレーム１８と、傾動フレーム１８の下端部に取り付けられた収穫刃２０と、収穫刃２０の後方に配置された搬送コンベヤ２２とを備える。
図１に示すように、傾動駆動部１６は、伸縮駆動される駆動ロッド１６ａを備える駆動部本体１６ｂが、軸１６ｃを介して機枠１４の上部に軸支され、駆動ロッド１６ａはその前端が傾動フレーム１８の上部に軸支されている。

【0013】

傾動フレーム１８は、軸１８ｃを介して機枠１４の前端に軸支される支持フレーム１８ａと、支持フレーム１８ａに移動可能に支持された昇降フレーム１８ｂとを備える。支持フレーム１８ａは軸１８ｃを支点として機体１２の進行方向と平行に傾動し、昇降フレーム１８ｂは、支持フレーム１８ａにガイドされて傾動フレーム１８とともに傾動する。支持フレーム１８ａには昇降フレーム１８ｂの高さ位置を調節する調節部１９が設けられ、昇降フレーム１８ｂは支持フレーム１８ａによる支持位置が調節されて昇降する。
図２に示すように、支持フレーム１８ａは正面方向から見て矩形の枠体状に形成され、昇降フレーム１８ｂは、支持フレーム１８ａに設けられたガイドロッド１８ｄにガイド支持されたスライドプレート１８ｅに支持されて高さ方向に位置調節される。

【0014】

収穫刃２０は傾動フレーム１８ｂの下端間に掛け渡すようにして固定されている。本実施形態の収穫機に使用している収穫刃２０は、前後方向の幅８cm、長さ101.2mm、厚さ１０mmの炭素工具鋼材の板からなり、クローラ１０ａ、１０ｂの配置幅よりも外側の範囲までが収穫幅となっている。
収穫刃２０は、前縁部（約５cm幅）を、前側が徐々に低位となる傾斜部として、地中に進入しやすい構造としている。収穫刃２０は土の中を進みながら、ほうれん草の根を切る作用と、根を切ったほうれん草を地中から地表側へ持ち上げる作用をなす。収穫刃２０の前縁部は、ほうれん草の根を切断できるように鋭利に形成する。

【0015】

収穫刃２０の後縁に近い位置に、収穫刃２０の上面から若干離間させ（間隔５cm）、収穫刃２０と平行にストッパロッド２４を配置する。ストッパロッド２４は傾動フレーム１８ｂ間に、掛け渡すように固定する。
ストッパロッド２４は収穫刃２０により根切りされて地表側に持ち上げられるほうれん草を後ろ向きに、いいかえれば、搬送コンベヤ２２側に倒す作用をなす。収穫刃２０によりほうれん草を収穫する操作では、機体１２が前進するとともに、根切りしたほうれん草がその場に残される。ストッパロッド２４の高さを、収穫刃２０により地表側へ持ち上げられたほうれん草の根の高さ辺りに設定しておくことにより、収穫刃２０の移動とともに、持ち上げられたほうれん草の根の付近にストッパロッド２４が当たり、葉の上側が後ろ向きとなるようにほうれん草が倒されていく。

【0016】

図１、図２に示すように、搬送コンベヤ２２は、収穫刃２０の後方に、収穫刃２０よりもやや高位に配置する。収穫刃２０は土の中を進むのに対して、搬送コンベヤ２２は根切りされた地表上のほうれん草を後方へ搬出する作用をなすものであり、地表上で移動して回収作用をなすからである。
本実施形態では根切りされたほうれん草を搬送コンベヤ２２に移載しやすくするため、搬送コンベヤ２２の前側（収穫刃２０側）が低位となるように搬送コンベヤ２２の搬送面を傾斜させて配置している。搬送コンベヤ２２の前側を地表に近くすることで、ほうれん草のひろい落としがなくなる。

【0017】

搬送コンベヤ２２はローラに無端状ベルトを装着し、電動モータによりローラを回転駆動し、無端状ベルトを循環移動させて、順次、ほうれん草を取り込む作用をなす。
本実施形態では、搬送コンベヤ２２をクローラ１０ａ、１０ｂの全幅と略同幅としているが、搬送コンベヤ２２によるほうれん草のひろい落としをなくすには、収穫刃２０と搬送コンベヤ２２とを同幅程度にするのがよい。
また、本実施形態では、収穫刃２０により根切りされて地表に持ち上げられたほうれん草が搬送コンベヤ２２に移載される作用を確かめるため、搬送コンベヤ２２の前後方向の長さ（搬送距離）を３５cm程度としたが、実機では搬送コンベヤを機体１２側まで延設し、機体１２にコンテナ等の収納部を設置して、収穫したほうれん草をコンテナ等に順次収納する構成とすることもできる。

【0018】

（収穫機の収穫動作）
続いて、本実施形態の収穫機によりほうれん草を収穫する作用について説明する。
本発明に係る収穫機は、クローラ１０ａ、１０ｂを駆動して収穫機を前進させながら、収穫刃２０の向きを周期的に変え、これによって掘り下げ、掘り上げ動作を繰り返してほうれん草を収穫する。
図３（ａ）〜（ｄ）は、本発明に係る収穫機の主要な構成部分と収穫時における各部の作用を示す。

【0019】

図３（ａ）は、クローラ１０ａ、１０ｂを駆動して機体１２を前進させながら、傾動駆動部１６の駆動ロッド１６ａにより傾動フレーム１８の上側を進行方向の前方に突き出し、収穫刃２０を下向き（収穫刃２０の前端側が水平向きよりも低位となる向き）とした状態を示す。収穫刃２０は傾動フレーム１８の傾動角度によってその面の向きが変わる。収穫刃２０を水平向きから傾動フレーム１８を傾けて下向きにすると、機体１２が前進することにより、収穫刃２０は土からの抵抗力による下向きのモーメントを受け、さらに下向きとなって土中に潜っていく。図３（ａ）は、駆動ロッド１６ａが突き出されて、収穫刃２０が最も下向きになった状態である。

【0020】

図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す駆動ロッド１６ａが突き出された状態から引き込み方向へ反転し、傾動フレーム１８が図３（ａ）に示す状態から逆向きに若干傾動した状態で、収穫刃２０が下向きから水平向きになった状態である。この収穫刃２０が水平向きになった状態は、いわば掘り下げ状態から掘り上げ状態に移行する転換点である。

【0021】

図３（ｃ）は、図３（ｂ）に示す状態から駆動ロッド１６をさらに引き込んだ状態で、収穫刃２０を水平向きから最も上向き（収穫刃２０の前端側が水平位置よりも高位となる向き）にした状態である。図３（ｂ）に示す状態から駆動ロッド１６ａをさらに引き込むと収穫刃２０は上向きに移動開始し、収穫機が前進することにより収穫刃２０に上向きの抵抗力が作用しさらに上向きとなって図３（ｃ）の状態になる。傾動フレーム１８の傾動も収穫刃２０を上向きにする作用に寄与している。

【0022】

図３（ｄ）は、図３（ｃ）の状態から駆動ロッド１６ａを引き込み方向から突き出し方向へ反転させ、収穫刃２０を上向き移動から下向き移動に転換して、収穫刃２０が水平向きとなった状態である。図３（ｂ）に示す掘り上げ向きへの転換点からこの水平向きになる時点までが、いわば掘り上げ状態である。
図３（ｄ）に示す状態からさらに駆動ロッド１６ａを突き出すことにより、収穫刃２０は水平向きから下向きに向きを変え、収穫機が前進することにより収穫刃２０が土中に潜る掘り下げ状態に移行する。

【0023】

図４に、収穫作業時の収穫刃２０の動きを模式的に示す。図４中のａ、ｂ、ｃ、ｄが図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の各動作状態に対応する。収穫刃２０の向きを周期的に変える操作と、クローラ１０ａ、１０ｂにより収穫機を前進させる操作との作用に基づいて収穫刃２０は図４に示すような正弦波状の動きをしながら前進する。

【0024】

図４に示すように、土中における収穫刃２０の潜り量、上下動量、１周期の移動量等は、収穫刃２０を傾ける際の設定角度、収穫刃２０の向きを転換させるサイクルタイム、収穫機の進行速度等によって適宜設定することができる。これらの設定については、圃場や葉菜類の生育状況に応じて制御装置３０により適宜設定すればよい。

【0025】

ほうれん草の根の長さを均一にするためには、収穫刃２０を地表面と並行に推進させた方が良いように思われる。しかしながら、この方法では単に土が前方に移動されるのみで、土が地表面上に堆積してしまい、収穫刃２０を地中に潜らせることができず、収穫機を長い距離にわたって前進させることができない。これに対して、本実施形態の収穫機では、収穫刃２０の推進角度を徐々に変えながら収穫刃２０を前進させることにより、収穫刃２０の前方に土が堆積されることを軽減して、土中に潜る速さを早めることができ、きわめてスムーズに根切りすることができる。
このような収穫刃２０の動きは、地中に石などの障害物が存在した場合に、単に収穫刃２０を水平に移動させる方法では、障害物を前方に押し出すばかりで、障害物を避けることができず根切りに支障をきたす結果になるのに対して、障害物を上下に押し出すように作用し、障害物の影響を受けにくくすることができるという利点もある。

【0026】

収穫機はクローラ１０ａ、１０ｂにより一定速度で前進する。この収穫機の移動速度と、傾動フレーム１８を前方から後方へ傾動させる際、すなわち傾動駆動部１６の駆動ロッド１６ａが突き出し操作している際（図３（ｃ）→（ｄ）→（ａ））の収穫刃２０の移動速度とが一致するように、クローラ１０ａ、１０ｂと傾動フレーム１８の動きを制御すると、収穫刃２０はその場で、図４のｃの状態からａの状態に向きを変える動きをする。

【0027】

図５に、このように制御した場合の収穫刃２０の動きを示す。この場合には、ｃ→ｄ→ａの状態で収穫刃２０が前進せず、その場で収穫刃２０の向きが転換し、収穫刃２０全体としての周期的な動きは円弧状の動きとなる。すなわち、収穫刃２０は円弧状の経路の頂部で上向きから水平向きを経由して下向きへ転換する。
図５に示すような制御を行うと、収穫刃２０の前進にともなう土の堆積が抑えられ、ほうれん草の根切り動作はさらにスムーズとなる。なお、収穫刃２０を円弧状に移動させる操作は、収穫作業の全工程にわたってこのような操作をしなければならない訳ではなく、必要に応じてこのような動作をするように制御すればよい。

【0028】

本実施形態の収穫機は、収穫幅が広い収穫刃２０を使用することにより、一度に広い範囲にわたってほうれん草を収穫することができる。圃場で育てられているほうれん草は必ずしも正しく整列して育っているとは限らない。また、葉菜類は葉が地表から起立した状態にあるとは限らず、地表に垂れた状態になっている場合もある。このような場合にも、本実施形態の収穫機は、土中で収穫刃２０を周期的に上下動させながら根切りして収穫することにより葉菜類を傷めずに、また葉菜類の生育状況に関わらず的確に収穫することができる。

【0029】

前述したように、収穫刃２０の土中における潜り量や収穫刃２０の向き等については、制御装置３０等による設定により、圃場の状態や収穫する葉菜類の状態をみながら、適宜設定可能である。
たとえば、ほうれん草は、収穫したほうれん草の根を数ｍｍ〜５ｍｍ程度残すように根をそろえてから出荷する。したがって、ほうれん草を収穫する際には、ある程度根を長く残して（数cm程度）収穫してかまわない。圃場の状態に応じて、収穫機の動作を制御することで、確実にほうれん草を収穫することができる。実際に、本発明者らは、ほうれん草の生育圃場で、上記収穫機を用いてほうれん草を収穫する実験を行い、ほうれん草を確実に根切りして収穫できることを確認している。

【0030】

本実施形態の収穫機では、収穫刃２０の直後に搬送コンベヤ２２を配置している。収穫刃２０はほうれん草を根切りするとともに、根切りしたほうれん草を地表側へ持ち上げるように作用しながら進むから、根切りされた直後に、ほうれん草の下側に搬送コンベヤ２２が進入し、ほうれん草を確実に搬送コンベヤ２２に移載することができる。収穫刃２０はある程度前後幅をもたせる（15cm程度）ことで、土とともにほうれん草を持ち上げる作用が生じ、根切りされたほうれん草が搬送コンベヤ２２に移載されやすくなる。

【0031】

（第２の実施の形態）
図６はほうれん草の収穫機の第２の実施形態の構成を示す側面図、図７は正面図である。本実施形態の収穫機は、根切りしたほうれん草の回収に使用する搬送コンベヤを第１の搬送コンベヤ２２ａと第２の搬送コンベヤ２２ｂの２段構成としたものである。自走式の機体１２と、傾動フレーム１８、傾動フレーム１８の昇降位置を調節する調節部１９、収穫刃２０等の構成及び作用は前述した第１の実施の形態の収穫機と同様である。なお、傾動駆動部１６は傾動フレーム１８が軸１８ｃを支点として傾動するときの傾動角度を制御するもので、第１の実施の形態における傾動駆動部１６とは若干構成を異にしている。

【0032】

第１の搬送コンベヤ２２ａは、第１の実施の形態におけると同様に、収穫刃２０の後方に、収穫刃２０よりもやや高位となる位置に、進行方向に対し後縁側が高位となる傾斜配置に設けられている。
第２の搬送コンベヤ２２ｂは、第１の搬送コンベヤ２２ａの後方（機体１２の進行方向に対して後方）に、第２の搬送コンベヤ２２ｂの前端縁が第１の搬送コンベヤ２２ａの後端縁よりも高さ方向に見て低位となるように配置し、かつ第２の搬送コンベヤ２２ｂの前端縁と第１の搬送コンベヤ２２ａの後端縁との間が離間する（離間距離20mm）ように配置する。第１の搬送コンベヤ２２ａの後端縁と第２の搬送コンベヤ２２ｂの前端縁は高さ方向に離間すると同時に、進行方向の前後方向にも離間する。

【0033】

第１の搬送コンベヤ２２ａの後端縁と第２の搬送コンベヤ２２ｂの前端縁とを離間させた配置としている理由は、回収されたほうれん草が第１の搬送コンベヤ２２ａから第２の搬送コンベヤ２２ｂに移載される際に、ほうれん草に付着していた土を落とすためである。

【0034】

第２の搬送コンベヤ２２ｂは、図６に示すように、第１の搬送コンベヤ２２ａに比べて搬送面の角度を急角度に設定している。
第１の搬送コンベヤ２２aと第２の搬送コンベヤ２２ｂの搬送面の角度は、根切りされたほうれん草を確実に搬送する上で重要であり、収穫刃２０と第１の搬送コンベヤ２２ａの離間間隔も適正に設定する必要がある。
収穫刃２０と第１の搬送コンベヤ２２ａとの離間距離を一定にするため、本実施形態においては、昇降フレーム１８ｂの下端に取り付けた支持板１８ｆに第１の搬送コンベヤ２２ａを固定し、第１の搬送コンベヤ２２ａと第２の搬送コンベヤ２２ｂとを連結板１８ｇを介して連結している。第２の搬送コンベヤ２２ｂは後端側に配置した支持ロッド２３により下方から支持し、傾動フレーム１８が傾動した場合でも、第１の搬送コンベヤ２２ａと第２の搬送コンベヤ２２ｂの搬送面がなす角度が固定となるようにしている。

【0035】

昇降フレーム１８ｂに第１の搬送コンベヤ２２ａと第２の搬送コンベヤ２２ｂとを連結した構成としたことから、傾動フレーム１８が傾動して収穫刃２０が前後に移動しても収穫刃２０と第１の搬送コンベヤ２２ａとの離間距離は不変である。根切りのために収穫刃２０が前後動しても収穫刃２０と第１の搬送コンベヤ２２ａとの間隔が一定であることから、根切りしたほうれん草を確実に回収することができる。

【0036】

第１の搬送コンベヤ２２ａは収穫刃２０が前後動するとともに傾動することになるが、第１の搬送コンベヤ２２ａの搬送面が水平面となす角度（勾配）があまり大きくなると、ほうれん草の回収ミスが起こりやすくなる。本実施形態では、傾動フレーム１８が鉛直向き（90°）となったときに第１の搬送コンベヤ２２ａの搬送面の角度が１０°、傾動フレーム１８の上端が前方に最大傾いたときに（95°）第１の搬送コンベヤ２２ａの搬送面の角度が15°となるように設定している。第１の搬送コンベヤ２２ａの傾きは、図６に示すように、長孔を備える調節アーム１８ｈを用いて調節している。
第２の搬送コンベヤ２２ｂの傾斜角度は、傾動フレーム１８が鉛直向きとなる状態で31.5°、第２の搬送コンベヤ２２ｂの傾斜角度が最大となるのは、傾動フレーム１８の上端が後方に最大傾いたときで（85°）、そのときの第２の搬送コンベヤ２２ｂの傾斜角度は32.5°である。

【0037】

第２の搬送コンベヤ２２ｂの後方の機体１２の上面には回収したほうれん草を収容する収容部４０が設けられる。この収容部４０にコンテナ等を配置することにより、回収したほうれん草を順次収穫することができる。
第１の搬送コンベヤ２２ａと第２の搬送コンベヤ２２ｂは、共通の搬送速度となるように設定し、第１の搬送コンベヤ２２ａから第２の搬送コンベヤ２２ｂへ円滑にほうれん草が移送されるようにする。第１の搬送コンベヤ２２ａと第２の搬送コンベヤ２２ｂの搬送速度は、根切りしたほうれん草が滞留しないように、機体１２の移動速度（クローラ１０ａ、１０ｂの移動速度）よりも速い速度に設定する。
本実施形態の収穫機では、根切りしたほうれん草を搬送コンベヤで挟み込んで引き上げるといった回収操作を行わないから、ほうれん草などのやわらかな葉菜類を損傷させることなく収穫することができる。

【0038】

本実施形態の収穫機において特徴とする他の構成は、図７に示すように、収穫刃２０の上方、すなわち収穫刃２０を正面方向から見て左右方向の外側位置に一対の変位センサ２５を配置したことにある。この変位センサ２５は収穫刃２０を側面方向から見た場合に、収穫刃２０の鉛直上方（傾動フレーム１８の長手方向に平行となる方向）に配置する。
本実施形態の収穫機においては、制御装置３０により昇降フレーム１８ｂの高さを制御しながら、傾動フレーム１８を傾動させて収穫刃２０を地中で前後方向に動かしながらほうれん草を収穫する。

【0039】

収穫刃２０の側方の上方位置に変位センサ２５を配置することにより、傾動フレーム１８が傾動しても、その傾動位置において地表面の高さ位置を検知することができるから、地表面に対して収穫刃２０の高さ位置（潜り位置）を正確に設定することができ、地表面に凹凸がある場合でも的確にほうれん草を収穫することができる。すなわち、変位センサ２５により地表面の位置を検出し、その検出結果に基づいたフィードバック制御により収穫刃２０の鉛直方向の位置をリアルタイムで制御することにより、的確にほうれん草を根切りして収穫することができる。

【0040】

本発明に係る葉菜類の収穫機は、上述した各実施形態において説明したように、収穫刃２０が土中で周期的に上下動して前進し、正弦波状あるいは円弧状の動きをしながら葉菜類を根切りして収穫する作用をなすことが特徴的である。
上述した実施形態では、このような収穫刃２０の動作を行わせる方法として、傾動フレーム１８の下端に収穫刃２０を取り付け、傾動駆動部１６により傾動フレーム１８を周期的に往復して傾動させる構成とした。このように収穫刃２２を動作させる装置構成、制御装置、制御方法は、もちろん本実施形態のような傾動フレーム１８を使用する方法に限るものではなく、傾動フレーム１８を使用せずに構成することも可能である。

【0041】

また、本実施形態では、支持フレーム１８ａにスライド可能に昇降フレーム１８ｂを設け、制御装置３０により、昇降フレーム１８ｂの高さを制御して収穫刃２０の地中における潜り量を制御している。収穫刃２０の潜り量と傾動フレーム１８の傾動速度（傾動周期時間）は、収穫作業開始時にあらかじめ設定した値に固定して作業を進めることもできるし、収穫作業時に随時設定値を変えながら作業を進めることもできる。収穫刃２０の潜り量と傾動フレーム１８の傾動速度を調節することで、収穫対象である葉菜類の種類や、圃場における葉菜類の生長具合等に応じてさらに的確に葉菜類を収穫することができる。
また、本発明に係る収穫機は、収穫幅の広い収穫刃を使用して収穫することにより、収穫作業を効率化させることができ、広い圃場での収穫作業に好適に利用することができる。

【符号の説明】

【0042】

１０ａ、１０ｂ クローラ
１２ 機体
１４ 機枠
１６ 傾動駆動部
１６ａ 駆動ロッド
１６ｂ 駆動部本体
１８ 傾動フレーム
１８ａ 支持フレーム
１８ｂ 昇降フレーム
１８ｃ 軸
１８ｄ ガイドロッド
１８ｅ スライドプレート
１８ｆ 支持板
１９ 調節部
２０ 収穫刃
２２ 搬送コンベヤ
２２ａ 第１の搬送コンベヤ
２２ｂ 第２の搬送コンベヤ
２４ ストッパロッド
３０ 制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】