(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【0018】
この実施の形態におけるホールクロップ収穫機1は、
図1や
図6などに示すように、エンジンなどの動力源11(
図6に図示)からの駆動力を用いて圃場の作物を刈り取って搬送する刈取・搬送部2と、その刈り取られた作物を茎と交叉する方向に細断する細断部3と、その細断部3で細断された作物を拡散させる拡散部4と、この拡散部4で拡散された作物を搬送する搬送部5と、搬送部5で搬送された作物から円柱状のロールベールを成形する収容部6とを備えて構成されている。そして、特徴的に、この収容部6をベース台7(
図7参照)に載せて支持するとともに、このベース台7の下方にロードセル9を配置し、収容部6を水平状態にした後、収容部6の重量を測定できるようにしたものである。以下、本実施の形態におけるホールクロップ収穫機1について詳細に説明する。
【0019】
まず、刈取・搬送部2は、作物の株元を切断して機体10の斜め上方に搬送し、その搬送された作物を中央寄せ部25まで搬送させるように構成されている。この刈取・搬送部2は、
図2に示すように、機体10の前方に複数の分草板21を設けており、圃場の作物を分草した後、引き起こし処理を行えるようになっている。この引き起こし処理を行う場合、互いに対向するように設けられた樹脂製の突起22を斜め上後方に向けて周回させ、これによってその突起22で作物の株元から持ち上げて引き起こさせようにしている。この突起22を斜め上方に周回させる場合、その突起22を互いに対向させるように突出させてチェーンを周回させ、一方、その突起22を上から下に周回させる際には、その突起22をチェーンに沿わせるようにする。そして、このような突起22によって引き起こされた作物を、往復動する図示しない刃によって株元を切断する。そして、このように切断された作物を、コンベア23によって斜め上後方に搬送させる。このとき、三角形状をなす爪を有するチェーンで作物の株元部分や中央部分を挟み込み、また、穂先部分については、樹脂製突起27とガイドバー24で挟み込んで搬送する。
【0020】
中央寄せ部25は、
図1や
図2に示すように、搬送されてきた作物を機体10の幅方向を向くように水平に搬送させ、また、その作物を機体10の中央付近に向けて搬送させる。このように作物を中央付近に搬送させる際、作物の中央付近を金属爪を有するチェーン26で上下方向から挟み込み、また、穂先部分については樹脂製突起28で上方向から搬送させるようサポートしている。そして、このような金属爪を有するチェーン26や樹脂製突起28の搬送方向を機体10の中央方向に向けることで、作物を機体10の中央付近に搬送させる。
【0021】
細断部3は、このような中央寄せ部25から落下してきた作物を一定幅寸法に細断する。この細断部3は、
図3に示すように、前後一対の回転軸32a、bに複数枚の回転刃を備えたディスクカッター31で構成され、その回転刃をそれぞれ互いに内向きに回転させることで、作物を細断させるようになっている。このディスクカッター31のうち、一方の回転軸32aには、軸方向に左右一対となる補助ディスクカッター33を設けており、他方の回転軸32bには、これらの補助ディスクカッター33の隙間に入り込むような主ディスクカッター34を設けている。これにより、これらのオーバーラップしたカッターの部分に入り込んだ作物を、補助ディスクカッター33や主ディスクカッター34のピッチ寸法で細断できるようにしている。
【0022】
この細断部3を駆動する場合、
図6に示すように、機体10の動力源11からの回転をドライブシャフト12に伝達させ、そこからチェーンを用いて、細断部3の回転軸32a、32bに取り付けられたスプロケットを回転させるようにする。なお、動力源11とドライブシャフト12との間には、クラッチ13が設けられており、そのクラッチ13を操作することによって、動力源11からの駆動力をドライブシャフトに伝達させたり、遮断させるようになっている。
【0023】
拡散部4は、この細断部3で細断された作物を後述する搬送部5に向けて拡散させるように構成される。この拡散部4は、
図4に示すように、左右一対の回転ディスク41と、これらの回転ディスク41上で半径方向に沿って起立する複数の拡散羽根42とを設けて構成されており、この回転ディスク41を互いに逆方向に回転させることで、上から落下してきた作物を拡散羽根42に当てて放射状に拡散させるようにしている。これら左右一対の回転ディスク41を設ける場合、穂先側の回転ディスク41を上側に配置させるとともに、株元側の回転ディスク41については、その下方側に配置させるようにしている。これによって、それぞれの回転ディスク41を回転させた際に、放射状に飛散した作物を互いに衝突させないようにして均一に拡散させるようにしている。
【0024】
この拡散部4を駆動する場合、
図6に示すように、エンジンである動力源11からの回転をドライブシャフト12に伝達させ、そこからチェーンを介して駆動軸45を回転させる。このように駆動軸45が回転すると、
図4に示す傘歯車46によって回転ディスク41が回転するようになる。
【0025】
搬送部5は、このように拡散された作物をロール成形室61に向けて搬送する。この搬送部5は、
図1に示すように、ロール成形室61側の下方に設けられたボトムローラ51と、進行方向前方側に設けられた第一フリーローラ52と、この第一フリーローラ52の下流側で僅かに高い位置に設けられた第二フリーローラ53とを設けて構成されており、これらのローラの間に無端状のコンベア54を周回させることで、細断片をロール成形室61の投入部60まで搬送させる。
【0026】
収容部6は、この搬送部5などを有する矩体とは独立して設けられるものであって、車体フレーム10fの前方側に設けられた回動部73(
図7参照)を中心として回動するベース台7の上に支持される。また、この収容部6は、走行時における振れを防止するために、車体フレーム10fとベース台7との間に跨る規制部8を設けて、上下左右方向の振れを防止できるようにしている。この規制部8は、
図8や
図9に示すように、ベース台7を構成する第二横フレーム72bと車体フレーム10fに規制プレート81を挟み込ませるように設けられ、これらの規制プレート81をスリーブ82で一定の距離に保ってボルト締めできるように構成されている。
【0027】
そして、このように取り付けられた収容部6は、搬送部5から搬送されてきた細断片を自転させて円柱状のロールベールを成形し、その表面にネット68を巻き付けて圃場に放出させる機能を有している。具体的には、この収容部6は、前部チャンバー62fと、この前部チャンバー62fの後上端部に取り付けられた回動部によって開閉可能に設けられた後部チャンバー62bとを設け、これら前部チャンバー62fや後部チャンバー62bで囲まれた内側のロール成形室61でロールベールを成形できるようにしている。これらの各チャンバー62f、62bを構成する左右両側壁には、
図5に示すように、鎖64を周回させる複数の鎖歯車63が取り付けられており、また、その周回する鎖64の中心方向内側には、円弧状をなすガイド板65が取り付けられている。このガイド板65は、前部チャンバー62f側に設けられる前部ガイド板65fと、後部チャンバー62b側に設けられる後部ガイド板65bとに分離されており、前部チャンバー62fと後部チャンバー62bとを閉じた場合に、連続したC字状をなすガイド縁65aが成形されるようになっている。このように側壁に設けられたガイド板65のガイド縁65aには、複数のタイトバー66の端部が接触するようになっており、そのタイトバー66の両端部に鎖64を連結させて周回させるようになっている。このタイトバー66は、ガイド縁65aに沿ったC字状に周回し、後部チャンバー62bを開けた際には、前部ガイド板65fと後部ガイド板65bのガイド縁65aに沿って周回する。
【0028】
また、この収容部6には、
図1に示すように、ロールベールにネット68を巻き付けるネット繰出部69が設けられる。このネット繰出部でネット68を巻き付ける際には、ロールベールが一定の大きさになったことをセンサ(図示せず)で検知した場合、ネットロール67からネット68をモーターで繰り出し、ロール成形室61にそのネット68の先端部分を導いて、ロールベールの成形時と同じ要領でネット68を巻き付けていく。そして、所定回数ネット68を巻き付けた後、そのネット68を切断し、後部チャンバー62bを開放させてロールベールを圃場に放出する。
【0029】
この収容部6を駆動させる場合、
図6に示すように、エンジンである動力源11からの回転をドライブシャフト12に伝達させ、そこからチェーンを用いて駆動用の鎖歯車63を回転させる。そして、この鎖歯車63の回転によって、
図5に示すように、タイトバー66をガイド縁65aに沿って周回させ、ロールベールを成形できるようにする。
【0030】
このような構成において、本実施の形態では、収容部6を介してロールベールの重量を測定する重量測定制御部100を設けている。この重量測定制御部100の機能ブロック図について、
図12を用いて説明する。
【0031】
この重量測定制御部100は、収容部6の下方に設けられた左右2つのロードセル9と、この収容部6の水平状態を検知する傾斜センサ101と、その傾斜センサ101の出力に基づいて収容部6を水平状態にするための昇降機構102とを備え、ロードセル9からの出力に基づいて収穫物の重量を演算する演算部104を備えるようにしている。
【0032】
まず、このロードセル9は、内部に歪みゲージを有するもので、鉛直方向の荷重を検出できるように構成されている。このロードセル9は、
図8や
図10に示すように、回動部73と略水平な位置であって、車体フレーム10fの内側の左右方向に取り付けられており、その上端部分をベース台7の第一横フレーム72aに設けられた接触プレーと74に接触させるようになっている。このとき、ロードセル9の位置については、回動部73に近くなれば大きなモーメントが働いて大きな検出荷重を検出しなければならず、許容荷重の大きなロードセル9を使用しなければならなくなる。そのため、ここでは、回動部73から離れた位置であって、好ましくは、収穫物であるロールベールの重心位置の下方にロードセル9を設けるようにしている。このようなロールベールの重心位置の下方としては、収穫物であるロールベールの中心位置から最大半径の20%〜30%の範囲内としておく。このような位置にロードセル9を設けるようにすれば、許容荷重の小さなロードセルを使用することができるようになる。さらには、ロールベールの重心位置の直下にロードセル9を設けることで、ロードセル9からの出力値をそのままロールベールの荷重として出力することができ、回動部73からの距離に応じたモーメントなどを計算する必要がなくなるというメリットがある。
【0033】
傾斜センサ101は、収容部6の傾斜状態を検知するものであって、
図1に示す車体中央部分に設けられる。そして、この傾斜センサ101からの信号を出力して、昇降機構102を制御できるようにしている。
【0034】
この昇降機構102は、クローラー103の内側に設けられた前後左右のシリンダーで構成されるものであって、これら4つのシリンダーを独立して昇降させることによって(
図11参照)、収容部6を水平状態にできるように構成される。なお、ここでは、クローラー103の内側に設けられたシリンダーで構成するようにしているが、別途新たに収容部6のみを昇降させるシリンダーなどで構成するようにしてもよい。
【0035】
演算部104は、このロードセル9によって検出された荷重値によって収穫物の重量を測定できるようにしたものであって、収容部6に収穫物を収容した状態の重量と、収容部6から収穫物を排出した状態の重量をそれぞれ計測し、また、これらの重量に所定の係数を乗算した後、それらの差分を演算して収穫物自体の重量を測定する。ここで、「所定の係数」とは、実際に収容部に収容されている重量物とロードセル9との検出値を一致させるための係数が用いられ、あらかじめ、基準の重量物を収容部に収容した状態でロードセル9を用いて荷重を測定し、これらの値を一致させるようなものが用いられる。
【0036】
次に、このように構成されたホールクロップ収穫機1で収穫された収穫物からロールベールを成形する方法について説明するとともに、その重量の測定方法について
図13のフローチャートを用いて説明する。
【0037】
まず、圃場の作物を収穫してロールベールを成形する際、機体10を走行させて圃場の作物を刈り取り、その作物を機体10の左右方向に向けて細断部3まで搬送させる。
【0038】
そして、細断部3で作物を細断した後、拡散部4で搬送部5上に拡散させて、ロール成形室61の投入部60まで導く。
【0039】
この投入部60まで搬送された細断片は、ガイド板65に沿って周回するタイトバー66の作用によって自転し、そこで、順次搬送されてくる細断片によって徐々に大きな径に成長していく。
【0040】
ロールベールが一定の大きさになったことが検知された場合、ネット68を繰り出してその先端部分をロール成形室61まで導き、タイトバー66を周回させることでロールベールの外周にネット68を巻き付けていく。そして、所定回数ネット68が巻き付けられた場合、そのネット68を切断する。
【0041】
このようにネット68が巻き付けられた後、オペレーターが重量測定用のスイッチSWを押下されると、
図13のフローチャートに示すように、エンジンである動力源11からの駆動がクラッチ13によって遮断され、タイトバー66の周回が停止されるとともに(ステップS1)、傾斜センサ101によって収容部6の傾斜状態が検知される(ステップS2)。そして、その検知信号に基づいてクローラー103に設けられたシリンダーである昇降機構102を駆動させ、
図11に示すように、車体フレーム10fを部分的に持ち上げて水平な状態に制御する(ステップS3)。そして、機体10の揺れが収まるまでの所定時間待った後(ステップS4)、ロードセル9によって収容部6の重量を測定し(ステップS5)、これに係数を乗算して(ステップS6)ロールベールと収容部6の重量を測定する。
【0042】
次に、このように重量を測定した後、後部チャンバー62bを開放させて梱包されたロールベールを圃場に放出する(ステップS7)。そして、後部チャンバー62bを閉じて、収容部6の重量を測定し(ステップS8)、これに係数を乗算して(ステップS9)収容部6のみの重量を測定する。このとき、収容部6内にこぼれた収穫物が残っている場合は、この重量も測定されることになる。そして、先ほど測定して係数を乗算した重量との差分を演算し(ステップS10)、実質的なロールベールの重量を測定して、これを、運転室のディスプレイに表示させる。
【0043】
このように上記実施の形態によれば、
収穫物を収容する収容部6と、
当該収容部を載置し、一端側を、水平方向に沿った軸を中心として回動可能に設けられた回動部73に支持させ、他端側を、当該回動部73から離れた位置に設けられたロードセル9に支持させたベース台7と、
当該回動部73およびロードセル9の位置を水平状態にする昇降機構102とを備えてなるホールクロップ収穫機1において、
前記回動部73およびロードセル9の位置を前記昇降機構102を用いて水平な状態にして重量を測定するとともに、当該収容部6から収穫物を排出した後に当該収容部6の重量を測定し、これらの重量の差分を演算して収穫物の重量を測定するようにしたので、収容部6から排出した後に別作業で収穫物の重量を測定することなく、実質的に収穫された収穫物の重量を正確に測定できるようになる。また、収容部6を水平状態にして重量を測定するので、より正確な測定が可能となり、これにより、圃場における単位面積当たりの収穫量を正確に測定して管理することができるようになる。
【0044】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【0045】
例えば、上記実施の形態では、収穫物を刈り取りながら走行するホールクロップ収穫機1を例に挙げて説明したが、すでに細断された収穫物からロールベールを成形する装置に適用することもできる。また、圃場で刈り取られた収穫物をバケットなどの収容部に収容して重量を測定する場合にも同様の構成を採用することができる。
【0046】
また、上記実施の形態では、収容部6を水平な状態にしてから重量を測定するようにしたが、水平な状態にすることなく、3軸もしくは6軸のロードセルを用いて各軸まわりの荷重やモーメントを演算し、これらの値から重量を測定できるようにしてもよい。
【0047】
さらに、上記実施の形態では、オペレーターによる重量測定用のスイッチSWの押下によって水平状態への制御と重量測定などを行うようにしたが、ロールベールへのネット68の巻き付け完了の信号によって、水平状態への制御や重量測定などを行えるようにしてもよい。
【0048】
また、上記実施の形態では、収容部6を搬送部5などと独立して設けておき、この収容部6をベース台7に取り付けて重量を測定できるようにしたが、搬送部5やネット繰出部69などの他の構成要素も一体として重量を測定できるようにしてもよい。この場合、この測定される対象物は、他の構成要素と分離独立した状態で重量を測定できるようにしておくとよい。
【0049】
また、上記実施の形態では、ベース台7の前方側を回動部73で連結し、後端側にロードセル9を設けるようにして重量を測定できるようにしたが、ベース台7の四隅近傍にロードセル9を設けて重量を測定できるようにしてもよい。
【0050】
また、上記実施の形態では、ロールベールの重量を運転室のディスプレイに表示させるようにしたが、この重量を記憶部に蓄積させておき、リセットボタンが押下されるまで、その重量を蓄積していくようにしてもよい。このようにすれば、一筆の圃場における収穫部の総重量を管理することができるようになる。