(57)【要約】【課題】  マット苗田植機に、効率的に苗送り出し量および苗マット残存量を計測できるセンサを取り付ける。【解決手段】  本発明によるマット苗田植機は、苗送り出し量を検出する光学センサ１２を備える。制御部は、光学センサ１２の検出結果に基づいて、苗送り出し量を制御し又は苗使用量を検出する機能をもつ。また、苗載せ台７には、苗マットの送り出し方向に実質的に平行に設けられた複数の電極１４が設置される。制御部は、電極１４間における電流値に基づいて、苗載せ台７に搭載した苗マット残量を検出する機能をもつ。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
苗載せ台に搭載した苗マットを苗取出し口側に送り、苗取出し口から苗を分離して取り出して、田面に植え付けるマット苗田植機であって、
苗送り出し量を検出する光学センサと、
前記光学センサの検出結果に基づいて、苗送り出し量を制御し又は苗使用量を検出する制御部と、
を備えることを特徴とするマット苗田植機。
【請求項２】
前記光学センサは、苗載せ台の表面から突出するように設けられることを特徴とする請求項１に記載のマット苗田植機。
【請求項３】
前記光学センサは、苗載せ台に搭載した苗マットに接触するように付勢されることを特徴とする請求項１または２に記載のマット苗田植機。
【請求項４】
苗載せ台に搭載した苗マットを苗取出し口側に送り、苗取出し口から苗を分離して取り出して、田面に植え付けるマット苗田植機であって、
苗載せ台において、苗マットの送り出し方向に実質的に平行に設けられた複数の電極と、
前記電極間における電流値に基づいて、苗載せ台に搭載した苗マット残量を検出する制御部と、
を備えることを特徴とするマット苗田植機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、苗マットの苗を田面に植え付けるマット苗田植機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、苗載せ台に搭載した苗マットを苗送り機構（苗送りベルト）により苗取出し口側に送り、苗取出し口から苗植付爪により苗を１株ずつ分離して取出し、順次田面に植付けるマット苗田植機が知られている。
【０００３】
苗載せ台は、マット苗田植機の前後方向に斜めに傾斜しており、その傾斜面に長方形状の苗マットが複数枚搭載される。苗載せ台は、仕切り枠により苗マットの幅で縦方向に複数区画に仕切られている。この苗載せ台の上端部と下端部は開放されており、苗マットは上端部側から供給される。苗載せ台の下端部には、苗マットの下端部を摺接可能に支持する苗受け板が設けられている。この苗受け板に苗取出し口が開口しており、この苗取出し口に対応して前後方向に回転する苗植付爪が機体側に設けられる。そして、苗載せ台は仕切り枠により仕切られた左右の幅（苗マットの横幅）間隔で左右に往復移動し、その移動の間に、苗取出し口から苗植付爪により苗が１株ずつ取出されて圃場に植付けられる。苗マットが左右方向に１列分取出されたとき、即ち、苗載せ台が左端または右端に達して折り返すときに、苗マットは苗送り機構（苗送りベルト）により下方向に１列分送り出される。
【０００４】
苗マットはかなりの自重を有している。このタイプのマット苗田植機においては、傾斜した苗載せ台上に長方形状の苗マットを縦長方向に搭載するため、上側の苗の重量圧が下方の苗にかかることになる。苗載せ台に搭載されている苗マットの量が多い場合は、下方の苗は上方の苗の重量圧を大きく受けて苗が圧縮され、苗密度が高くなり、一方で、苗載せ台上の苗マット量が少ない場合には、上方からの重量圧は小さくて下方の苗はあまり圧縮されず、苗密度は低くなる。それに対して、圃場に植付けるために苗植付爪が苗取出し口から取り出す苗量は一定であり、また、苗送り機構（苗送りベルト）による苗マットの送り出し量も苗密度に関係なく一定である。このため、苗植付爪により圃場に植付けられる１株の苗本数は、圧縮された苗では多くなり、圧縮されない苗では少なくなって、均一な苗植付け作業が行われないことになる。苗植付爪による苗植付け量は、圧縮されない苗を基準に設定されているので、圧縮された苗においては不必要な苗本数が植付けられることになり、使用する苗数が多くなる。
【０００５】
以上の問題点に鑑み、特許文献１では、苗載せ台の仕切り枠において、苗マットの残量を検出するリミットスイッチを設け、苗残量を検出して、苗送り出し量を、苗残量が多いときは少なくし、苗残量が少ないときは多くなるように制御する技術が提案されている。また、特許文献１では、仕切り枠において、苗マットに接触して、苗マットの移動を歯車の回転で計測し、ロータリエンコーダを用いて田面に植え付けられた苗の使用量を検出する技術も提案されている。
【特許文献１】特開２００３−３０４７１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１で提案される制御技術は、リミットスイッチで苗残量を検出し、またロータリエンコーダにより苗使用量を検出して、それをフィードバックして苗の送り出し量を調整することができ、苗植付け作業を均一化するためには非常に有効な手法であると考えられる。一方で、センサとして機械部品を採用しているため、部品点数が多くなり、コスト負担がかかるという問題もある。近年、農作業者の高齢化がすすんでいる現状があり、農作業の労力を軽減するためにも有用な農業機械の普及が望まれているが、そのためには農業機械のコストダウンを図ることが必要となる。また、機械部品は、泥や水分などにより動作不調をきたすこともあり、さらにスペース上の問題から設置位置に制約を受けることもある。
【０００７】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、単純な構造でセンサを構成したマット苗田植機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある態様は、苗載せ台に搭載した苗マットを苗取出し口側に送り、苗取出し口から苗を分離して取り出して、田面に植え付けるマット苗田植機に関する。この態様のマット苗田植機は、苗送り出し量を検出する光学センサと、光学センサの検出結果に基づいて、苗送り出し量を制御し又は苗使用量を検出する制御部とを備える。
【０００９】
光学センサは、苗載せ台の表面から突出するように設けられることが好ましい。また光学センサは、苗載せ台に搭載した苗マットに接触するように付勢されることが好ましい。
【００１０】
本発明の別の態様は、苗載せ台に搭載した苗マットを苗取出し口側に送り、苗取出し口から苗を分離して取り出して、田面に植え付けるマット苗田植機に関する。この態様のマット苗田植機は、苗載せ台において、苗マットの送り出し方向に実質的に平行に設けられた複数の電極と、電極間における電流値に基づいて、苗載せ台に搭載した苗マット残量を検出する制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、簡易な構成で苗送り出し量または苗マット残量を検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本実施例のマット苗田植機１の外観構成を示す。マット苗田植機１は、乗用車体２の後部に連結兼伝動装置３を介して苗植付装置４を上下移動（昇降）可能に装着した乗用型田植機である。苗植付装置４は、本体部５の下側にフロート６を設け、本体部５の上側に、苗マットを載置して左右方向に所定の間隔で往復移動する苗載せ台７を設けている。この苗載せ台７の上端部と下端部は開放されており、農作業者は、上端部側から苗マットを滑り込ませるようにして供給する。苗植付爪８は、本体部５に設けられる。
【００１３】
本実施例のマット苗田植機１において、苗送り出し量を検出する光学センサ１２が苗載せ台７に設けられる。光学センサ１２は、苗載せ台７の表面から突出するように設けられ、光学センサ１２の検出結果は制御部１０に送られる。制御部１０は、光学センサ１２による検出結果に基づいて、苗送り出し量を制御し又は苗使用量を検出する機能を有する。
【００１４】
また、苗載せ台７において、苗マットの送り出し方向に実質的に平行に設けられた複数の電極１４が配置される。制御部１０は、電極１４間における電流値に基づいて、苗載せ台７に搭載した苗マット残量を検出する機能を有する。制御部１０は、苗マット残量の検出結果と、光学センサ１２により検出された苗送り出し量とから、苗送り出し量を制御してもよい。苗マット残量が少なくなったとき、制御部１０は、表示装置９にその旨を表示させて、農作業者に対して苗マットを苗載せ台７に供給するよう指示してもよい。
【００１５】
図２は、苗載せ台７の構成を示す。苗載せ台７の下端部には、苗マットの下端部を摺接可能に支持する苗受け板２０が設けられている。苗受け板２０は、本体部５に取り付けられる。苗受け板２０には、苗を取り出すための苗取出し口２３が開口しており、苗取出し口２３に対向する位置に、前後方向に回転する苗植付爪８が設けられる。苗載せ台７は前後方向に斜めに傾斜しており、長方形状の苗マットを縦長方向に複数枚搭載できる長さを有している。仕切り枠２１が、苗載せ台７を苗マットの幅で縦方向に複数区画に仕切り、それぞれの区画が各条を形成する。この例では、苗載せ台７が６つの区画に仕切られており、マット苗田植機１が、６条植え田植機として構成されている。各条における苗搭載面の下部位置には、苗マットを下方に送り出すための２列の苗送り機構（苗送りベルト）２２が設けられている。苗送り機構２２はモータにより駆動され、モータの駆動量は、制御部１０により制御されることができる。
【００１６】
苗載せ台７は、仕切り枠２１により仕切られた左右の幅（苗マットの横幅）間隔で左右方向に往復移動し、その移動の間に、苗取出し口２３から苗植付爪８により苗が１株ずつ取出され（掻き取られ）、圃場に植付けられる。苗マットから苗が左右方向に１列分取出されたとき、即ち、苗載せ台７が左端または右端に達して折り返し移動するとき、苗マットは苗載せ台７の苗載置面に設けられている苗送り機構２２により下方向に送り出される。本実施例において、この苗送り機構２２による苗マットの送り出し量は、制御部１０による送り出し制御により制御される。
【００１７】
本実施例のマット苗田植機１において、光学センサ１２は、苗載せ台７に載置される苗マットの裏面を画像としてとらえ、それを画像処理することによって、苗載せ台７の移動方向および移動量を検出する。光学センサ１２は、防水加工を施されて、苗載せ台７の表面から突出するように設けられる。
【００１８】
光学センサ１２は機械部品を不要とするため、例えばロータリエンコーダなどのセンサ部品と比較すると、コストを下げることができるとともに、泥詰まりなどによる故障の発生頻度を低減するという利点がある。光学センサ１２は、例えば市販されている光学式マウスであってもよく、市販品を利用することでさらにコストを下げることが可能となる。また、光学的に移動量などを検出できるため、高い測定精度を実現できる。さらに、機械的なセンサ部品と比較すると、光学センサ１２の取り付け位置の自由度が高いという利点もある。例えばロータリエンコーダは仕切り枠２１に取り付ける必要があるが、苗マットの移動量を検出するためには、実際には各区画の下方であって、且つ中心位置にセンサを設けることが好ましい。光学センサ１２は、取り付け位置にスペース的な制約を課されないため、図示のように、光学センサ１２を区画の下方且つ中心位置に設けることが可能であり、また全区画に設けることも可能となる。全区画に設けることで、各区画における苗移動量を正確に検出することができる。
【００１９】
以上のように、本実施例のマット苗田植機１においては、光学センサ１２を利用することで、苗マットの移動量を安価に且つ正確に検出することが可能となる。
【００２０】
図３は、光学センサ１２の取付状態を説明するための図である。図３は、苗載せ台７の横方向断面を示している。光学センサ１２は、苗載せ台７の表面から突出するように設けられる。具体的に、光学センサ１２は、苗載せ台７に搭載した苗マットに接触するようにばね１３などにより付勢されており、苗マットの移動量を検出する際に、苗マットの裏面から離れないようにされている。苗マットと苗マットのつなぎ目は、苗載せ台７の表面から僅かに盛り上がることがあるが、この場合であっても、光学センサ１２を苗載せ台７の表面から突出するように付勢しておくことで、光学センサ１２と苗マットの裏面とを密着させた状態を維持することができ、苗マットの移動量を正確に検出することが可能となる。
【００２１】
制御部１０は、光学センサ１２により検出された苗マットの移動量に基づいて、田面に植付けられた苗の使用量を検出する。苗植付爪８により田面に植付けられた苗量を検出することにより、既に苗が植付けられた面積、植付けに使用した苗の量、苗植付け株間を算出して出力し、乗用車体２の操縦席近傍に設けた表示装置９に表示する。また制御部１０は、既に苗が植付けられた面積、植付けに使用した苗の量を算出して、予め設定した苗マット枚数で所定の面積を植付けるように苗載せ台７上の苗を苗送り機構２２により苗取出し口２３側へ送り出す苗送り出し量、または苗植付爪８による苗の取出し量を増減させるようにしてもよい。
【００２２】
図２に戻って、仕切り枠２１により縦方向に仕切られた区画（条）内において、一対の電極１４が、２つの仕切り枠２１の内側に配置される。苗マットを苗載せ台７に載置した状態で、一対の電極１４のそれぞれが、同一区画内に搭載された苗マットに接触する。このとき、一対の電極１４が、それぞれ苗マットの横方向端部付近と接触するように、各電極１４が仕切り枠２１の近傍に設けられてもよい。一対の電極１４は、仕切り枠２１に平行に設けられるのが好ましく、例えばステンレス製の針金として構成される。一対の電極１４の間に所定の電圧を印加すると、一対の電極１４の間に流れる電流値が、苗載せ台７に載置した苗マット量に応じて変動する。すなわち、苗マット量が多ければ、流れる電流量が多くなり、苗マット量が少なければ、電流量は少なくなる。この関係を利用して、制御部１０は、電極１４間に流れる電流値に基づいて、苗載せ台７に搭載した苗マット残量を検出する。制御部１０は、電流値と苗マット残量の関係を表すテーブルを予め保持しておき、このテーブルを参照して苗マット残量を検出してもよい。
【００２３】
制御部１０は、検出した苗マット残量に基づいて、苗送り機構２２による苗送り出し量を制御する。具体的には、苗マット残量が多いときには苗送り出し量を少なくし、また苗マット残量が少ないときには苗送り出し量を多くする。
【００２４】
表示装置９はタッチパネルで構成されてもよい。制御部１０は植付け作業を中断することなく、光学センサ１２の検出値の解析結果、または電極１４間の電流値の解析結果を表示装置９に表示させ、農作業者からのタッチ操作により制御部１０への指示入力を受け付けてもよい。
【００２５】
次に、上記のような構成の植付苗量を制御するマット苗田植機１の動作について説明する。
マット苗田植機１は、代掻きされた水田に導入されて、フロート６を田面に接した状態で走行しながら、苗植付爪８により苗を植え付ける。この実施例のマット苗田植機１は６条植えであり、作業開始時は仕切り枠２１により仕切られた各苗載せ台７に上下方向に複数枚ずつ苗マットを載置し、植付け作業中に電極１４間の電流値により苗がなくなったことを検出したときは、警報を発して機体の走行を停止し、農作業者に対して苗マットの補給を促す。制御部１０は、電極１４間の電流値をもとに、苗送り機構２２による苗送り出し量を苗残量が多いときは少なくし、苗残量が少ないときは多くなるように制御する。
【００２６】
また、光学センサ１２の検出結果をもとに、制御部１０は、苗植付爪８により取出されて田面に植付けられた苗の使用量を検出し、演算することにより既に苗が植付けられた面積、植付けに使用した苗の量、苗植付け株間等を算出して出力し、表示装置９に表示する。既述したように、光学センサ１２の検出結果は、制御部１０による苗送り出し量の制御に利用されてもよい。
【００２７】
図４は、光学センサ１２の特性を調べるための実験結果を示す。縦軸は苗送り機構２２による苗送り量を示し、横軸は苗送り機構２２による縦送り回数（送り出し回数）を示す。ここでは、光学センサ１２による計測値、苗マップのサイド側に装着した従来式のロータリエンコーダによる計測値、実際の測定値（実測値）をプロットしたグラフを示す。
【００２８】
光学センサ方式およびロータリエンコーダ方式とも、実測値と比較して充分な精度を得ることができたが、ロータリエンコーダ方式では苗の横送り方向によって苗送り量が変動した。一方で、苗底に設けた光学センサ方式ではそのような変動は確認されなかった。これは、光学センサ１２による測定精度が、機械的な振動などに対して影響を受けにくいためであると考えられる。したがって、光学センサ１２は、ロータリエンコーダよりも安価に取り付けでき、また取付位置もスペース的な制約を受けないことに鑑みると、移動量を測定するセンサとして適している。
【００２９】
図５は、苗載せ台７に計測対象の条の左右両端にステンレスの針金２本を電極１４として平行に設置し、この針金に電圧５Ｖを印加して電流値を計測した結果を示す。比較のため、苗は水分状態の違う２種類を用いた。
【００３０】
この実験によると、苗の状態によって傾向は変化し、すなわち苗条件が湿っているほど計測電流値は多くなり、また乾いているほど計測電流値は少なくなる。これは、湿っているほど電気伝導度が高くなり、電極間の抵抗値が少なくなるためと考えられる。いずれの場合であっても、苗残量に対し正の相関が認められた。したがって、農作業者は、表示装置９から苗マットの条件、具体的には乾いているのか湿っているかの条件を入力し、制御部１０が、苗残量と電流値との関係を表したテーブルを苗マットの条件ごとに保持しておくことで、電流値に応じた苗残量を求めることが可能となる。これにより、電極１４間の電流値の測定結果は、苗マットの枚数の把握や、苗マット補給タイミングの検出に用いることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施例のマット苗田植機の外観構成を示す図である。
【図２】苗載せ台の構成を示す図である。
【図３】光学センサの取付状態を説明するための図である。
【図４】光学センサの特性を調べるための実験結果を示す図である。
【図５】苗載せ台の電極間の電流値を計測した結果を示す図である。
【符号の説明】
【００３２】
１・・・マット苗田植機、２・・・乗用車体、３・・・連結兼伝動装置、４・・・苗植付装置、５・・・本体部、６・・・フロート、７・・・苗載せ台、８・・・苗植付爪、９・・・表示装置、１０・・・制御部、１２・・・光学センサ、１４・・・電極、２０・・・苗受け板、２１・・・仕切り枠、２２・・・苗送り機構、２３・・・苗取出し口。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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