(57)【要約】【課題】  穀稈を刈取り、当該穀稈を脱穀、選別処理するコンバインにおいて、前記脱穀及び選別をするに際し、刈取る穀稈の生育状態に適合するように、コンバインの各構成要素をリアルタイムに制御することができるコンバインを提供することにある。【解決手段】  コンバイン１走行中に、刈取る直前の穀稈及び田圃表面の太陽光の反射光を受光する受光素子２２と、この受光素子２２により得られた測定波長から前記穀稈の生育状態を算出する演算部及びこの演算結果に基づいてコンバイン１を構成する各構成要素の駆動等を変更設定する制御部を有する設定部２８と、コンバイン１の位置データを算出するＧＰＳ装置部２９とを備え、設定部２８は、前記演算結果と前記位置データとを記憶する記憶部を備えている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀稈を刈取る刈取り部と、刈取られた穀稈を脱穀処理する脱穀部と、刈取られた穀稈を前記刈取り部から前記脱穀部に搬送するフィードチェーンとを備え、
前記脱穀部は、刈取られた穀稈が供給される扱室と、該扱室内に回転自在に支持され前記穀稈を扱ぐ扱胴とを備えたコンバインであって、
前記刈取り部の走行方向前方側において少なくとも、刈取られる前の前記穀稈の上方から見た所定領域へ入射された光の反射光を受光する受光素子と、
該受光素子により得られた受光信号に基づいて、前記穀物の収量,穀稈の倒伏状態,及び茎数の少なくとも一つを算出する第１の演算部と、
該第１の演算部により算出された演算結果に基づいて、当該コンバインの走行速度,前記扱胴の回転駆動力, 前記フィードチェーンの送り速度のうち少なくとも一つを制御する制御部とを備えていることを特徴とするコンバイン。
【請求項２】
請求項１記載のコンバインにおいて、
複数のチャフフィンにより構成されたチャフシーブを備え，かつ前記脱穀部による脱穀物に対して比重選別する揺動選別部と、
該揺動選別部による脱穀物に対して送風する選別ファンを備え，かつ前記揺動選別部による脱穀物に対して風選別する風選別部と、
前記扱胴の上方に前記扱室内で発生した藁屑の排出量を制御する送塵弁とを備え、
前記制御部は、前記第１の演算部により算出された演算結果に基づいて、前記チャフフィンの揺動角度,前記選別ファンの回転数, 前記送塵弁の開口角度のうち少なくとも一つを制御することを特徴とするコンバイン。
【請求項３】
請求項１または２に記載のコンバインにおいて、
当該コンバインの走行中における位置データを算出するＧＰＳ装置部を備えていることを特徴とするコンバイン。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかに記載のコンバインにおいて、
前記受光信号に基づいて前記穀稈の穀物の蛋白質含有量を算出する第２の演算部を備えていることを特徴とするコンバイン。
【請求項５】
請求項４記載のコンバインにおいて、
前記受光信号に基づいて前記穀稈の葉色（ＳＰＡＤ値）,及び草丈を算出する第３の演算部と、
前記第１,第２,第３の演算部により算出された演算結果のうち少なくとも一つ,及び前記ＧＰＳ装置部により算出された位置データを記憶する記憶部とを備えていることを特徴とするコンバイン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穀稈を刈取り、当該穀稈を脱穀，選別処理するコンバインに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にこの種のコンバインにおいては、穀稈を刈取る刈取り部と、刈取られた穀稈を脱穀する脱穀部に搬送するフィードチェーンと、脱穀部による脱穀物に対して比重選別する揺動選別部と、該揺動選別部による脱穀物に対して送風し風選別する選別ファンを有する風選別部とを備えた構成となっている。これらのうち、前記脱穀部は、刈取られた穀稈が供給される扱室と、該扱室内に回転自在に支持された扱胴とを備え、前記扱室を画成する上壁面には、穀稈が扱がれた際に発生した藁屑の排出量を調整する送塵弁が設けられ、また、前記揺動選別部は、複数のチャフフィンにより構成されたチャフシーブが設けられた構成となっている。
【０００３】
このように構成されたコンバインにおいては、穀稈の植立間隔（いわゆる茎数）,刈取られた各穀稈が有する穀物の量（以下、「収量」という）,及び穀稈の倒伏状態等の生育状態が、刈取る穀稈が植立した田圃内の各領域毎で異なることに起因して、次のような不具合が発生する場合があった。
すなわち、例えば，穀稈の植立間隔が狭い,収量が少ない,又は穀稈の倒れが大きい場合には、扱室内に供給される穀稈が少量となり扱胴の穀稈との回転抵抗が低下し、扱胴が高速で回転することになる。これにより、穀物の外表面が損傷し、収穫後この穀物を乾燥した際に、当該損傷部に傷みが発生する場合等があった。
【０００４】
逆に、扱室内に供給される穀稈が大量となった場合は、扱胴の穀稈との回転抵抗が増加し、扱胴が低速で回転することになり、良好に脱穀できない場合があった。また、扱室内で発生する藁屑の量が過多となりこの藁屑が良好に扱室内から排出されない場合、さらに、チャフシーブ上に藁屑が滞留しチャフフィン間から脱穀物が良好に落下しない，すなわち選別処理できない場合等があった。
【０００５】
以上の問題を解決するための手段として種々の手段が講じられてきたが（例えば特許文献１参照）、いずれも穀稈を刈取った後の藁屑の量等を検出し、この検出結果に基づいて、例えばチャフシーブの開口角度を変更する等の制御がなされていた。ところが、前記従来のコンバインによれば、穀稈を刈取った後の藁屑の発生量等の検出結果に基づいて制御を行う構成となっているので、刈取る穀稈の量等に適合させてコンバインの各構成要素を動作させる制御をリアルタイムに実施することができない場合あった。
この場合、例えば扱室に少量の穀物が供給されると、必然的に穀物外表面に損傷が発生することになり、この損傷の発生量を減少させることはできても、その発生を未然に防止することはできないという問題があった。また、コンバイン自体に供給される穀稈の量が、刈取り作業全体に渡って略一定に維持することができず、高精度の選別処理を実現することができない、コンバイン自体に作用する負荷を安定させることができない等種々の問題があった。
【特許文献１】特開２００２−３４５３２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、穀稈を刈取り、当該穀稈を脱穀、選別処理するコンバインにおいて、前記脱穀及び選別処理するに際し、刈取る穀稈の生育状態に適合するように、コンバインの各構成要素をリアルタイムに制御することができるコンバイン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】
【０００７】
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、穀稈を刈取る刈取り部と、刈取られた穀稈を脱穀処理する脱穀部と、刈取られた穀稈を前記刈取り部から前記脱穀部に搬送するフィードチェーンとを備え、前記脱穀部は、刈取られた穀稈が供給される扱室と、該扱室内に回転自在に支持され前記穀稈を扱ぐ扱胴とを備えたコンバインであって、前記刈取り部の走行方向前方側において少なくとも、刈取られる前の前記穀稈の上方から見た所定領域へ入射された光の反射光を受光する受光素子と、該受光素子により得られた受光信号に基づいて、前記穀物の収量,穀稈の倒伏状態,及び茎数の少なくとも一つを算出する第１の演算部と、該第１の演算部により算出された演算結果に基づいて、当該コンバインの走行速度,前記扱胴の回転駆動力, 前記フィードチェーンの送り速度のうち少なくとも一つを制御する制御部とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
この発明に係るコンバインによれば、前記受光素子により得られた受光信号に基づいて、穀物の収量，穀稈の倒伏状態，及び茎数の少なくとも一つを算出し、この演算結果に基づいて、コンバインの走行速度，扱胴の回転駆動力，フィードチェーンの送り速度のうち少なくとも一つを制御する構成となっているので、刈取られた穀稈の脱穀,及び選別処理が良好かつ確実に行われるようになる。
すなわち、コンバインの走行中において、第１の演算部により、穀稈が起きた状態から倒れた状態に変化したと算出された場合には、刈取り部によって確実に刈取られるようにコンバインの走行速度を下げ、倒れた状態にある穀稈をコンバインにより踏み潰す等して、刈取り不良が発生することが回避されることになる。逆に、コンバインの走行中において、穀稈が倒れた状態から起きた状態に変化したと算出された場合には、コンバインの走行速度を自動で上げることができるようになり高効率な収穫作業を実現できる。
【０００９】
また、コンバインの走行中において、第１の演算部により、穀物の収量が多くなったと算出された場合には、扱胴の回転駆動力を上げ、穀稈による扱胴の回転抵抗に打ち勝たせ、扱胴の回転数を略一定に維持する，すなわち穀稈に付与する扱歯の衝撃が緩和することを回避できることになる。逆に、穀稈の収量が少なくなったと算出された場合には、扱胴の回転抵抗の減少量に合わせて扱胴の回転駆動力を下げ、扱胴の回転数を略一定に維持する，すなわち穀物外表面に付与される扱歯の衝撃が過多となることを回避できることになる。
【００１０】
さらに、コンバインの走行中において、第１の演算部により、穀稈の植立間隔が小さく,すなわち茎数が増加したと算出した場合には、コンバインの走行速度を下げる、フィードチェーンの送り速度を上げる、扱胴の回転駆動力を上げることにより、単位時間当たりの穀稈の刈取り量，及び穀稈の扱室への供給量を略一定に維持でき、また、当該穀稈をフィードチェーンへ良好に引渡すことができ、また、扱胴の回転数を略一定に維持でき扱胴による脱穀処理を良好に行うことができるようになる。
以上により、コンバイン走行中に、刈取る直前の穀稈の生育状態を算出し、この算出結果に基づいて、当該穀稈の生育状態に適合させるようにコンバインの前記各構成要素の駆動を制御するので、穀物に作用する負荷、及びコンバイン自体に作用する負荷を刈取り作業全体において、略一定に維持できるようになるので、高精度な脱穀，選別処理を実現でき、刈取り後の穀物品質の向上を図ることができるようになり、さらに、コンバイン自体の耐久性の向上を図ることができるようになる。
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１記載のコンバインにおいて、複数のチャフフィンにより構成されたチャフシーブを備え，かつ前記脱穀部による脱穀物に対して比重選別する揺動選別部と、該揺動選別部による脱穀物に対して送風する選別ファンを備え，かつ前記揺動選別部による脱穀物に対して風選別する風選別部と、前記扱胴の上方に前記扱室内で発生した藁屑の排出量を制御する送塵弁とを備え、前記制御部は、前記第１の演算部により算出された演算結果に基づいて、前記チャフフィンの揺動角度,前記選別ファンの回転数, 前記送塵弁の開口角度のうち少なくとも一つを制御することを特徴とする。
【００１２】
この発明に係るコンバインによれば、前記制御部は、前記第１の演算部により算出された演算結果に基づいて、前記チャフフィンの揺動角度,前記選別ファンの回転数, 前記送塵弁の開口角度のうち少なくとも一つを制御する構成となっているので、刈取られた穀稈の脱穀,選別処理がより良好かつ確実に行われるようになる。
すなわち、コンバインの走行中に、前記第１の演算部により、穀物の収量が多くなったと算出された場合には、チャフフィンの揺動角度を広くし、チャフフィン同士の間隙を通過する穀物の量を増加させ、チャフフィン上における脱穀物の滞積量増加を回避でき、コンバイン自体に作用する負荷の低減を図ることができるようになる。逆に、穀物の収量が少なくなったと算出された場合には、チャフフィンの揺動角度を狭くすることにより、藁屑がチャフフィン同士の間隙を通過することを抑制できることになり、高精度な揺動選別を安定して実現できるようになる。
【００１３】
また、コンバインの走行中に、前記第１の演算部により、穀稈の植立間隔が小さく,すなわち茎数が増加したと算出された場合、送塵弁については、この開口角度を広くすることにより、扱室内で発生した藁屑の排出量を増加させ、当該扱室内における藁屑量が増加することを回避でき、選別ファンについては、回転数を上げることにより、揺動選別部からの大量の藁屑を確実に吹き飛ばし、風選別の精度低下を回避できるようになる。逆に、茎数が減少したと算出された場合、送塵弁及び選別ファンを前述とは逆の駆動をさせることにより、扱室内における藁屑量を略一定に維持できようになるとともに，風選別の精度を高精度に安定させることができるようになる。
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載のコンバインにおいて、当該コンバインの走行中における位置データを算出するＧＰＳ装置部を備えていることを特徴とする。
【００１５】
この発明に係るコンバインによれば、ＧＰＳ装置部を備えた構成となっているので、前記第１の演算部により算出した演算結果と，当該刈取り作業を行った領域内における位置との整合を容易かつ高精度に行うことができるようになる。すなわち、前記演算結果としての、穀物の収量,穀稈の倒伏状態,及び茎数が、前記領域内のどの位置のものであるのかが高精度に把握できるようになる。従って、前記領域内における前記演算結果のマップを作成できることになり、当該領域内における各位置での穀稈の生育状態を容易かつ確実に把握できるようになる。従って、次年度において、前記領域内全域について高品質な穀物が得られるように、当該領域内における各位置毎での必要施肥量等を高精度かつ容易に設定することができるようになる。
【００１６】
請求項４に係る発明は、請求項１から３のいずれかに記載のコンバインにおいて、前記受光信号に基づいて前記穀稈の穀物の蛋白質含有量を算出する第２の演算部を備えていることを特徴とする。
【００１７】
この発明に係るコンバインによれば、穀物の蛋白質含量を算出する第２の演算部を備えているので、刈取り作業を行った領域内での各位置における穀物の蛋白質含量が算出でき、前記穀稈が水稲である場合、次年度において前記領域内全域について、特に味について高品質な穀物が得られるように、当該領域内における各位置毎での必要施肥量等を高精度かつ容易に設定することができるようになる。
【００１８】
請求項５に係る発明は、請求項４記載のコンバインにおいて、前記受光信号に基づいて前記穀稈の葉色（ＳＰＡＤ値）,及び草丈を算出する第３の演算部と、前記第１,第２,第３の演算部により算出された演算結果のうち少なくとも一つ,及び前記ＧＰＳ装置部により算出された位置データを記憶する記憶部とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
この発明に係るコンバインによれば、前記第１,第２の演算部に加え、前記第３の演算部を備えているので、穀稈の生育状態をより正確に把握できるようになり、刈取り作業を行った領域内における各位置での穀稈の生育状態をより確実に把握できるようになる。さらに、次年度における必要施肥量等をより高精度かつ容易に設定することができるようになる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係るコンバインでは、穀物品質の向上及びコンバイン自体の耐久性の向上を図ることができるとともに、必要施肥量等を高精度かつ容易に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るコンバインの一実施形態を、図１から図６を参照しながら説明する。
本実施形態におけるコンバイン１は、図１,図２に示すように、走行方向に対して左右一対のクローラ等の走行装置１２により支持された機台１１と、機台１１に対して走行方向前方側に設けられ, 田圃に植立する穀稈を引き起こし,当該穀稈を刈取る刈取り部１３と、刈取られた穀稈を脱穀処理する脱穀部１４と、刈取られた穀稈を脱穀部１４に搬送するフィードチェーン１５と、脱穀部１４による脱穀物に対して比重選別する揺動選別部１６と、この揺動選別部１６からの脱穀物に対して風選別する風選別部１７と、この風選別部１７により選別された穀物を蓄える穀物受けタンク１８と、このタンク１８から穀物を機外へ排出する排出オーガ１９と、刈取り部１３の走行方向前方側において,刈取られる直前の穀稈の上方から見た所定領域に位置する穀稈及び田圃表面に入射された太陽光の反射光及び太陽光を受光する受光素子２２を有する受光部２３と、受光素子２２からの受光信号に基づいて,後述する穀稈の生育度を算出する第１から第３の演算部７１,７２,７３,及びこれら演算部７１,７２,７３の演算結果に基づいて,コンバイン１の所定の構成要素の駆動力等を制御する制御部２７を有する設定部２８と、コンバイン１の走行中における位置データを算出するＧＰＳ装置部２９とから概略構成されている。
【００２２】
脱穀部１４は、図１に示すように、コンバイン１の走行方向略中央上部に設けられている。この脱穀部１４は、図２に示すように、刈取られた穀稈の上部（すなわち穀物を有する部分）が供給される扱室３０と、この扱室３０内に回転自在に支持されるとともに,その外周面に図示しない扱歯を有する扱胴３１と、穀稈を扱胴３１により扱いだ際に発生した藁屑の扱室３０内から排出する量を調整する送塵弁３３と、送塵弁３３の開口角度を変更駆動する図示しない送塵弁開閉手段と、扱胴３１の下方部に設けられ,扱残しの発生を抑制するとともに,脱穀物の扱室３０からの排出時間を制御する受け網３５とを備えている。この構成において、フィードチェーン１５により扱室３０内に搬送された穀稈は、その上部が、図４に示すように、扱胴３１と受け網３５との間に供され、扱胴３０表面に複数配設された図示しない扱歯により脱穀される構成となっている。
【００２３】
送塵弁３３は、図３,図４に示すように、扱室３０を画成する上面壁３０ａの下面に、フィードチェーン１５による穀稈Ｓの搬送方向Ａに対して所定の角度θ１を有し，かつこの角度θ１方向に延在して設けられた壁面体とされ、当該角度θ１と直交する方向に所定の間隙を有し当該壁面体が複数配設された構成となっている。上面壁３０ａは、上面にコンバイン１の図示しない車体フレームに回転自在に支持されたピン部材３４が設けられ、このピン部材３４を中心に回動自在に支持された構成となっている。また、この上面壁３０ａを回動させる図示しない送塵弁開閉手段が設けられている。
【００２４】
従って、この送塵弁開閉手段が駆動されることにより前記角度θ１が変化し、扱胴３１に扱がれた穀稈から発生した藁屑の扱室３０からの排出抵抗が変化し、これにより、前記藁屑の排出量が調整可能となっている。すなわち、図３において、前記送塵弁開閉手段により上面壁３０ａが矢印Ｂ方向に回動されると、送塵弁３３を構成する壁面体の延在方向が、藁屑の排出方向（穀稈の搬送方向Ａと略同一）に近づくことになり、前記排出抵抗が減少し前記排出量を増加させることができ、逆に、上面壁３０ａが矢印Ｃ方向に回動されると、送塵弁３３の壁面体の延在方向が、藁屑の排出方向を遮るようになり、前記排出抵抗が増加し前記排出量を減少させることができる構成となっている。
【００２５】
図２に示すように、揺動選別部１６は、受け網３５の下方に設けられ,コンバイン１の走行前後方向に揺動自在に支持された揺動選別盤４１と、この揺動選別盤４１の下方に設けられ,複数のチャフフィン４２ａにより構成されたチャフシーブ４２と、このチャフシーブ４２の下方に設けられ,チャフシーブ４２による脱穀物を更に選別するグレンシーブ４３と、チャフフィン４２ａの後述する角度θ２を変更駆動する図示しないチャフフィン角度変更手段とを備えている。
【００２６】
チャフシーブ４２を構成するチャフフィン４２ａは、鉛直方向に対して所定角度θ２だけ前記搬送方向Ａに傾斜するとともに,コンバイン１の幅方向（図２の紙面の奥行き方向）に延在して設けられ,かつ搬送方向Ａ方向に所定の間隙を有し複数配設された構成となっている。これら複数のチャフフィン４２ａは、鉛直方向断面視略中央部に当該フィン４２ａの長手方向に延在した図示しないピンが設けられ、当該ピンを中心に回転自在に支持され、前記チャフフィン角度変更手段が駆動されることにより、チャフフィン４２ａが前記ピンを中心に回転され、前記角度θ２が変更可能な構成となっている。
【００２７】
図２に示す風選別部１７は、グレンシーブ４３の下方に設けられ,グレンシーブ４３による脱穀物に対して選別風を付与する選別ファン５１と、選別ファン５１により選別された穀物を穀物受けタンク１８に搬送する一番コンベア５２と、グレンシーブ４３による脱穀物のうち藁屑等を搬送する二番コンベア５３とを備えている。
【００２８】
受光部２３は、図１に示すように、刈取り部１３にコンバイン１の走行方向前方側に突出して設けられた支持部２４と、支持部２４の先端部に設けられ、刈取り部１３により刈取られる直前の穀稈の上方から見た所定領域に位置する穀稈及び田圃表面に入射された太陽光の反射光及び太陽光を受光する受光素子２２とを備えている。なお、受光素子２２が受光する穀稈からの反射光には、穀稈がその上部に有する穀物からの反射光も含められる。
【００２９】
受光素子２２は、図５に示すように、穀稈と対向するように設けられた第１の受光素子６１と、太陽と対向するように設けられた第２の受光素子６２とを備え、支持部２４先端部に設けられた本体部２５に取付けられた構成となっている。また、第１の受光素子６１は測定波長の数に対応させて、本実施形態においては、５個の受光素子６１ａ，６１ｂ・・で構成され、これに対応して第２の受光素子６２も同数の受光素子６２ａ，６２ｂ・・で構成されており、更に第１の受光素子６１を構成する各受光素子６１ａ，６１ｂ・・と、第２の受光素子６２を構成する各受光素子６２ａ，６２ｂ・・とが測定波長毎に各々が対をなすように配設されている。前記各受光素子６１,６２は、例えばＳｉフォトダイオードとされ、また、入射光を測定波長に分光するために、分光フィルタ６４が各受光素子６１,６２の受光面に配設されている。
【００３０】
ここで、各受光素子６１,６２による測定波長は次のように設定される。すなわち、図７に示す、穀稈としての水稲の「波長―反射率特性」として、波長５５０ｎｍ（緑色）付近に反射率最大のピーク、波長６２５ｎｍ（赤）付近に反射率最小のピークが現れ、更に波長８５０ｎｍ（近赤外）から１０００ｎｍ（近赤外）付近の範囲において反射率が一定となることが知られている。
従って、本実施形態における前記各受光素子６１,６２においては、測定波長を５５０ｎｍ,６２５ｎｍ,及び９００ｎｍを基準として３つに設定している。なお、第１，第２の受光素子６１、６２の個数は、これらの測定波長の種類の数通りの３つとしてもよい。
【００３１】
また、日中と夕暮時、あるいは季節により太陽光の入射角度が異なるため、第２の受光素子６２の上方に白色拡散板６３を配設し、入射する太陽光の安定化が図られている。更に、測定個所以外からの不要光の入射を防ぐために、前記各受光素子６１，６２の視野角は６０°程度に設定されている。
【００３２】
設定部２８は、図６に示すように、受光素子６１,６２により得られた受光信号としての測定波長の反射率を算出する第４の演算部７５と、この反射率に基づいて,穀物の収量,穀稈の倒伏状態,及び茎数を算出する第１の演算部７１と、前記反射率に基づいて前記穀物の蛋白質含量を算出する第２の演算部７２と、前記反射率に基づいて前記穀稈の葉色（ＳＰＡＤ値）,及び草丈を算出する第３の演算部７３と、第１から第３の演算部７１,７２,７３により算出された演算結果,及びＧＰＳ装置部２９により算出された位置データを記憶する記憶部７４と、第１演算部７１による演算結果に基づいて, コンバイン１の後述する各構成要素の駆動力等を制御する制御部２７とを備えている。ここで、穀稈の倒伏状態とは、穀稈の倒れ具合,すなわち刈取り部１３による刈取り難さの度合い等を示している。
【００３３】
制御部２７は、第１の演算部７１により算出された穀物の収量,穀稈の倒伏状態,及び茎数に基づき、コンバイン１を構成する次の要素の駆動を次のように制御する構成となっている。すなわち、コンバイン１の走行中において、穀稈が起きた状態から倒れた状態に変化したと算出された場合にはコンバイン１の走行速度を下げ、逆に、コンバイン１の走行中において、穀稈が倒れた状態から起きた状態に変化したと算出された場合にはコンバイン１の走行速度を上げるようになっている。
【００３４】
また、コンバイン１の走行中において、穀物の収量が多くなったと算出された場合には、脱穀部１４の扱胴３１については，この回転数を上げ、また、図２に示すチャフフィン４２ａについては，前記角度θ２を小さくするように前記チャフフィン駆動手段を駆動し、逆に、穀物の収量が少なくなったと算出された場合には、扱胴３２については，この回転数を下げ、また、チャフフィン４２ａについては，前記角度θ２を大きくするようにチャフフィン駆動手段を駆動するようになっている。
【００３５】
さらに、コンバイン１の走行中において、穀稈の植立間隔が小さく又は大きく,すなわち茎数が増加又は減少したと算出した場合には、次のようにコンバイン１の各構成要素の駆動を制御するようになっている。
【００３６】
すなわち、図３に示す扱室送塵弁３３については、穀稈の茎数が増加したと算出された場合には、前記角度θ１が小さくなるように，すなわち矢印Ｂ方向に上面壁３０ａが回動するように前記送塵弁開閉手段を駆動し、逆に、茎数が減少したと算出された場合には、前記角度θ１がが大きくなるように、すなわち矢印Ｃ方向に上面壁３０ａが回動するように前記開閉手段を駆動するようになっている。
また、コンバイン１を走行駆動する図示しない走行駆動手段については、茎数が増加したと算出された場合には、コンバイン１の走行速度が下がるように前記走行駆動手段を駆動し、逆に、茎数が減少したと算出された場合には、この走行速度を上げるように前記走行駆動手段を駆動するようになっている。
【００３７】
また、フィードチェーン１５については、茎数が増加したと算出された場合には、この送り速度が上がるように図示しないフィードチェーン駆動手段を駆動し、逆に茎数が減少したと算出された場合には、この送り速度を下げるようにフィードチェーン駆動手段を駆動するようになっている。また、選別ファン５１については、茎数が増加したと算出された場合には、この回転数を上げるように図示しない選別ファン駆動手段を駆動し、逆に、茎数が減少したと算出された場合には、選別ファン５１の回転数を下げるように選別ファン駆動手段を駆動するようになっている。
【００３８】
なお、以上の各構成要素１５,３３,４２ａ,５１・・・の具体的な制御量については、穀物の収量,穀稈の倒伏状態,及び茎数と,前記各構成要素の最適駆動力又は最適角度（以下、「最適値」という）との予め実測された蓄積データに基づいて設定された相関関数に基づき、個別具体的に設定されるようになっている。
【００３９】
この最適値とは、扱室送塵弁３３についていえば、第１の演算部７１により算出された茎数について、扱室３０内に滞留する藁屑の量が常に略一定になるような前記角度θ１をいい、扱胴３１の回転数についていえば、算出された穀物の収量について、穀物外表面に損傷を発生させることなく,かつ確実に脱穀できる回転数をいい、コンバイン１の走行速度についていえば、算出された穀稈の倒伏状態について、穀稈を確実に刈取ることができ,かつ走行速度の低下を最小限に抑制でき，かつフィードチェーン１５への穀稈の引渡しを確実に行うことができる走行速度をいい、フィードチェーン１５の送り速度については、算出された茎数について、刈取り部１３から穀稈を確実に受取ることができる送り速度をいい、チャフフィン４２ａについては、算出された穀物の収量について、選別精度を低下させることなく，チャフフィン４２ａ同士の間隙から良好に穀物を排出でき，かつチャフシーブ４２上への脱穀物の滞積量を略一定に維持できる前記角度θ２をいい、選別フィン５１については、算出された茎数について、選別精度を略一定に維持できる前記角度θ２をいう。
【００４０】
ここで、前記各構成要素１５,３３,４２ａ,５１・・・の制御量を、前記最適値から直接的に設定すると、穀稈Ｓが処理される流れ方向後方側では、その設定の効果が薄れてしまい、その設定が不適切となる場合が生じ得るため、これら各構成要素１５,３３,４２ａ,５１・・・に重みを付けしたり、或いは特定の構成要素については適宜補正する等して、前記各構成要素１５,３３,４２ａ,５１・・・の駆動量を適切に設定できるようになっている。
【００４１】
以上のように構成されたコンバイン１により穀稈を刈取るとともに,刈取られた穀稈Ｓを脱穀，選別処理する方法について説明する。まず、コンバイン１による穀稈Ｓ,穀物及び藁屑の流れの概略を以下に説明する。
【００４２】
刈取り部１３により刈取られた穀稈Ｓは、フィードチェーン１５に供給され、当該穀稈はフィードチェーン１５に狭持されかつその上部が脱穀部１４に位置するように搬送される。脱穀部１５に搬送された穀稈Ｓの上部は、図４に示すように受け網１５と扱胴３１との間に供給され、扱胴３１の表面に設けられた図示しない扱歯により脱穀される。この際発生した藁屑は、扱胴３１の上方に配設された送塵弁３３の壁面体同士の間隙を通り機外へ排出される。一方、扱胴３１による脱穀物は、受け網３５を介して揺動選別部１６に供給され、まず、揺動選別盤４１により脱穀された後、この脱穀物に対して、チャフシーブ４２により脱穀される。
【００４３】
この際、揺動選別盤４１による脱穀物は、チャフフィン４２ａ同士の間隙を通り、下方に落下する。そして、チャフシーブ４２による脱穀物に対して更に、グレンシーブ４３により脱穀され、この脱穀物は風選別部１７へ至る。風選別部１７へ至った脱穀物には、穀稈Ｓの搬送方向Ａの前方側から選別ファン５１による選別風が供給され、この風により穀物より軽い藁屑などは、２番コンベア５３へ向かって飛ばされ、穀物はそのまま落下して一番コンベア５２へ落下する。そして、一番コンベア５２へ落下した穀物は穀物受けタンク１８へ搬送され、二番コンベア５３へ向かって飛ばされた藁屑等は、機外へ排出される。
【００４４】
次に、刈取り部１３の走行方向前方側において,刈取られる直前の穀稈Ｓの上方から見た所定領域に位置する穀稈及び田圃表面に入射された太陽光の反射光及び太陽光の受光信号に基づいて、穀物の収量,穀稈の倒伏状態,茎数,穀物の蛋白質含量,穀稈の葉色（ＳＰＡＤ値）,及び草丈を算出する方法について説明する。
【００４５】
まず、第２の受光素子６２に入射する太陽光の入射強度を測定する。この際、太陽光は、強度Ｉ１（λ１＝５５０ｎｍ）,Ｉ２（λ２＝６２５ｎｍ）,及びＩ３（λ３＝９００ｎｍ）の前記３つの各測定波長成分を含んでいるので、第２の受光素子６２では各受光素子６２ａ〜６２ｅにより、それぞれの分光フィルタ６４を透過する光を受光し、その受光強度Ａ１，Ａ２，Ａ３を第４の演算部７５に出力する。
【００４６】
一方で穀稈及び田圃表面から反射された太陽光の反射強度を、第１の受光素子６１により測定する。ここで、前記λ１の波長成分に対する水稲及び田圃表面の反射率をＲ1とすると、反射太陽光におけるλ１の波長成分の強度はＲ１×Ｉ１となり、順次、各波長成分に対する反射太陽光の強度は、Ｒ２×Ｉ２,Ｒ３×Ｉ３となる。第１の受光素子６１では各受光素子６１ａ〜６１ｅにより、それぞれの分光フィルタ６４を透過する光を受光し、その受光強度Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３を第４の演算部７５に出力する。
【００４７】
第４の演算部７５においては、まず、第１の受光素子６１からの受光信号を、第２の受光素子６２からの受光信号により補正し、各測定波長毎の反射率を補正する。すなわち、第１の受光素子６１による受光強度Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、第２の受光素子６２による受光強度Ａ１，Ａ２，Ａ３に、それぞれの波長における反射率を乗じた値となる。従って、第２の受光素子６２による受光強度で、第１の受光素子６１による受光強度を除すことにより、各測定波長の反射率を求める。それぞれの測定波長に対しては次式のようになる。
Ｒ１（λ１＝５５０ｎｍ）＝Ｂ１／Ａ１
Ｒ２（λ２＝６２５ｎｍ）＝Ｂ２／Ａ２
Ｒ３（λ３＝９００ｎｍ）＝Ｂ３／Ａ３
【００４８】
ここで、受光素子毎で特性差があるため、予めダーク値（バックグランド）Ｂ１０〜Ｂ３０,Ａ１０〜Ａ３０を測定しておき、当該ダーク値及び白色校正係数Ｗｓを用い、前記各式を次式に示すように補正する。
Ｒ1（λ１＝５５０ｎｍ）＝Ｗｓ・（Ｂ１―Ｂ１０）／（Ａ１―Ａ１０）
Ｒ2（λ２＝６２５ｎｍ）＝Ｗｓ・（Ｂ２―Ｂ２０）／（Ａ２―Ａ２０）
Ｒ3（λ３＝９００ｎｍ）＝Ｗｓ・（Ｂ３―Ｂ３０）／（Ａ３―Ａ３０）
【００４９】
次に、このようにして補正された反射率Ｒ1〜Ｒ３を第１の演算部７１に送信し、該部７１において、予め実測による蓄積データから求められ，設定された例えば相関関数に基づいて、前記送信された反射率Ｒ1〜Ｒ３から穀物の収量,穀稈の倒伏状態,及び茎数を算出する。なお、この相関関数は、例えば前記測定波長毎で、反射率と穀物の収量，穀稈の倒伏状態，又は茎数との各関係を示すグラフを各々実測データに基づいて作成しておき、このグラフから求められるものであり、これらの相関関数については、特開２００２−１６８７７１号公報（段落００２２、図４〜図１２）に示されているように、周知の事実である。
【００５０】
また、同様にして、前記補正された反射率Ｒ２を第２の演算部７２に、前記補正された反射率Ｒ３を第３の演算部７３に各々送信する。
第２の演算部７２においては、前述と同様にして予め設定された前記測定波長毎での反射率と穀物の窒素含有量との相関関数に基づいて、前記送信された反射率                から窒素含有量を算出し、この算出結果から、さらに、前述と同様にして予め設定された窒素含有量と蛋白質含有量との相関関数に基づいて、蛋白質含有量を算出する。
第３の演算部７３においては、前述と同様にして予め設定された前記測定波長毎での反射率と葉色（ＳＰＡＤ値），又は草丈との相関関数に基づいて、前記送信された反射率Ｒ１から葉色（ＳＰＡＤ値）及び草丈を算出する。
【００５１】
そして、第１の演算部７１により算出された穀物の収量,穀稈の倒伏状態,及び茎数は、記憶部７４に送信されるとともに，制御部２７に送信され、制御部２７においては、前述したように、予め設定された相関関数に基づいて適宜補正値をかける等して、コンバイン１の前記各構成要素１５,３３,４２ａ,５１・・・の駆動力，角度の制御量を算出する。そして、この制御量データを各駆動手段に送信して、前記各構成要素１５,３３,４２ａ,５１・・・の駆動等を変更する。一方、第２,第３の演算部７２,７３により算出された蛋白質含量,穀稈の葉色（ＳＰＡＤ値）,及び草丈は、記憶部７４に送信され記憶される。
【００５２】
ここで、ＧＰＳ装置部２９においては、前記各受光素子６１，６２が受光するタイミングに合わせて、このコンバイン１の位置データを算出する。この位置データは記憶部７４に送信され、同時に第１から第３の演算部７１〜７３から送信された前記各データと整合して記憶される。すなわち、現在刈取り作業を行っている領域において、第１から第３の演算部７１〜７３により算出されたデータがどこの位置におけるものであるかが明確に把握できるように記憶部７４に記憶する。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態によるコンバイン１によれば、前記受光素子６１，６２により得られた受光信号に基づいて、穀物の収量，穀稈の倒伏状態，及び茎数を算出し、この演算結果に基づいて、コンバイン１の前記各構成要素１５,３３,４２ａ,５１・・・の駆動力又は角度を制御する構成となっているので、穀稈Ｓの刈取り，刈取られた穀稈Ｓの脱穀,及びこの脱穀物の選別処理を良好に行うことができる。
【００５４】
すなわち、コンバイン１の走行中において、第１の演算部７１により、穀稈Ｓが起きた状態から倒れた状態に変化したと算出された場合には、刈取り部１３によって確実に刈取ることができるようにコンバイン１の走行速度を下げ、倒れた状態にある穀稈Ｓをコンバイン１により踏み潰す等して、刈取り不良が発生することを回避することができる。逆に、コンバイン１の走行中において、穀稈Ｓが倒れた状態から起きた状態に変化した場合には、コンバイン１の走行速度を上げる制御を自動でできるようになり高効率な収穫作業を実現できる。
【００５５】
また、コンバイン１の走行中において、第１の演算部７１により、穀物の収量が多くなったと算出された場合には、扱胴３１の回転駆動力を上げ、穀稈Ｓによる扱胴３１の回転抵抗に打ち勝たせ、扱胴３１の回転数を略一定に維持する，すなわち穀稈Ｓに付与する扱歯の衝撃が緩和することを回避することができる。逆に、穀稈Ｓの収量が少なくなったと算出された場合には、扱胴３１の回転抵抗の減少量に合わせて扱胴３１の回転駆動力を下げ、扱胴３１の回転数を略一定に維持する，すなわち穀物外表面に付与される扱歯の衝撃が過多となりこの外表面が損傷することを回避することができる。
【００５６】
また、穀物の収量が多くなったと算出された場合、チャフフィン４２ａの前記角度θ２を小さくし、チャフフィン４２ａ同士の間隙を通過する穀物の量を増加させ、チャフフィン４２ａ上における脱穀物の滞積量増加を回避でき、コンバイン１自体に作用する負荷の低減を図ることができる。逆に、穀物の収量が少なくなったと算出された場合には、チャフフィン４２ａの前記角度θ２を大きくすることにより、藁屑がチャフフィン４２ａ同士の間隙を通過することを回避でき、高精度な揺動選別を安定して実現することができる。
【００５７】
さらに、コンバイン１の走行中において、第１の演算部７１により、穀稈Ｓの植立間隔が小さく,すなわち茎数が増加したと算出した場合には、コンバイン１の走行速度を下げる、フィードチェーン１５の送り速度を上げる、扱胴３１の回転駆動力を上げることにより、単位時間当たりの穀稈Ｓの刈取り量を一定に維持でき，当該穀稈Ｓをフィードチェーン１５へ良好に引渡す，扱胴３１の回転数を略一定に維持でき扱胴３１による脱穀を良好に行うことができるようになる。
【００５８】
また、茎数が増加したと算出された場合、送塵弁３３については、前記角度θ１を小さくすることにより、扱室３０内で発生した藁屑の排出量を増加させ、当該扱室３０内における藁屑量が増加することを回避でき、選別ファン５１については、回転数を上げることにより、揺動選別部１６からの大量の藁屑を確実に吹き飛ばし、風選別精度の低下を回避することができる。逆に、穀物の収量が少なくなったと算出された場合には、チャフフィンの揺動角度を狭くすることにより、藁屑がチャフフィン同士の間隙を通過することを抑制することができることになり、高精度な揺動選別を安定して実現できるようになる。
【００５９】
以上により、刈取る直前の穀稈Ｓの生育状態を算出し、この算出結果に基づいて前記各構成要素１５,３３,４２ａ,５１・・・の駆動力等が、刈取り直前の穀稈Ｓの生育状態に適合するように前述した各制御を行うので、穀物Ｓに作用する負荷、脱穀物に対する選別精度、及びコンバイン１自体に作用する負荷を刈取り作業全体において、略一定に維持できるようになるので、高精度な脱穀，選別処理を実現でき、刈取り後の穀物品質の向上を図ることができるようになり、さらに、コンバイン１自体の耐久性の向上を図ることができるようになる。
【００６０】
また、コンバイン１はＧＰＳ装置部２９を備えているので、第１の演算部７１により算出した演算結果と、当該刈取り作業を行った領域内における位置とを整合させることができる。すなわち、前記演算結果としての、穀物の収量,穀稈の倒伏状態,及び茎数が、前記領域内のどの位置のものであるのかが確実に把握できるようになる。これにより、前記領域内における前記演算結果の高精度なマップを作成することができ、当該領域内における各位置での穀稈Ｓの生育状態を容易かつ確実に把握することができるようになる。従って、次年度において、前記領域内全域について高品質な穀物が得られるように、当該領域内における各位置毎での必要施肥量等を高精度かつ容易に設定することができる。
【００６１】
さらに、コンバイン１は穀物の蛋白質含量を算出する第２の演算部を備えているので、刈取り作業を行った領域内での各位置における穀物の蛋白質含量が算出でき、穀稈Ｓが水稲である場合、次年度において前記領域内全域について、特に味について高品質な穀物が得られるように、当該領域内における各位置毎での必要施肥量等を高精度かつ容易に設定することができる。
【００６２】
さらにまた、コンバイン１は第１,第２の演算部７１，７２に加え、第３の演算部７３を備えているので、穀稈Ｓの生育状態をより正確に把握することができ、刈取り作業を行った領域内における各位置での穀稈Ｓの生育状態をより確実に把握することができるので、次年度における必要施肥量等をより高精度かつ容易に設定することができる。
【００６３】
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の一実施形態として示したコンバインの概略側面構成図である。
【図２】本発明の一実施形態として示したコンバイン１の一部拡大側面断面図である。
【図３】図１に示す扱室を上方から見た平面図である。
【図４】図２のＸ−Ｘ線矢視断面図である。
【図５】図１に示す受光部の拡大平面図及び側面断面図である。
【図６】図１に示す設定部及び受光素子のシステム構成図である。
【図７】穀稈（水稲）の波長―反射率特性図である。
【符号の説明】
【００６５】
１  コンバイン
１３  刈取り部
１４  脱穀部
１５  フィードチェーン
１６  揺動選別部
１７  風選別部
２２  受光素子
２７  制御部
３０  扱室
３１  扱胴
３３  送塵弁
４２  チャフシーブ
４２ａ  チャフフィン
５１  選別ファン
７１  第１の演算部
７２  第２の演算部
７３  第３の演算部
７４  記憶部
Ｓ  穀稈
【図１】
2005211045.tif 000003
【図２】
2005211045.tif 000004
【図３】
2005211045.tif 000005
【図４】
2005211045.tif 000006
【図５】
2005211045.tif 000007
【図６】
2005211045.tif 000008
【図７】
2005211045.tif 000009