フォレージハーベスタの吹き込み方向制御機構

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要約

フォレージハーベスタと運搬車による牧草収穫作業において、伴走する運搬車の位 置を非接触で検出しつつ、その荷台に向けてハーベスタのシュート吹き出し方向を自動追従さ せる機構である。

  • 担当:草地試験場・飼料生産利用部・栽培工学研究室
  • 連絡先:0287-37-7801
  • 部会名:生産管理
  • 専門:機械・作業
  • 対象:牧草類、農業機械
  • 分類:研究

背景・ねらい

現在の農業生産の収穫体系では、収穫と運搬の作業が同時に行われていることが多く、この場 合複数のオペレータが必要となる。だが収穫作業は限られた期間内 に大量の収穫物をほ場から移動する必要があるため、総じてオペレータが不足しがちである。 このため収穫作業の省人化技術が要請されている。この省人化を実 現するものとして、無人のフォレージハーベスタ(FH)、および有人のフォレージワゴンを 使用したワンマン収穫体系を想定し、その基盤技術としてハーベス タが伴走している運搬車の位置を認識しつつ自動で吹き込み位置調整する機構を開発する。

成果の内容・特徴

  • 図1 、

    図2 に 試作した機構の実施例を示す。FH側から運搬車の相対位置を検出するセンサとして、非接触 で物体の距離、方向を同時測定できるレーザスキャナLMSを供試 した。LMSは運搬車に取り付けられた二つの反射マーカを感知し、そのデータから制御コンピ ュータが運搬車の相対的な位置を計算する。さらに運搬車の荷台 方向にシュートが向くよう制御するとともに、ヘッド角度を制御することで収穫物の飛距離の 調節を行う

    (図3) 。

  • 試作した機構をFHに装備し、運搬車がFHの側方1及び2mの位置で伴走した場 合のシュート追従精度を

    図4 に示す。シュート方向の許容誤差を40cmとした場合、運搬車の荷台部分がFH後方1~5mの 範囲内であれば吹き込み作業可能な精度で追従できる。実際に吹き込み試験を行ったところ、 直線走行時だけでなく旋回時でも運搬車に追従した吹き込みが可能であった。

  • 積み込む際にFHからの収穫物が運搬車の一カ所に集中して山になる事を回避する ため、荷台中心線上に均等に落ちるようにシュー ト方向を分散させる機能を持つ。具体的には荷台を前後方向に数区画に分けて設定し、収穫物 を落とす区画をローテーションさせることで積み込みの均一化を 図った。

成果の活用面・留意点

  • FHによる収穫物の運搬車への吹き込み方向制御を自動化することができる。
  • 使用する運搬車ごとに荷台位置の較正値を与える必要がある。また強風で収穫物が 流れて吹き込み精度が悪化することがある。
  • FH収穫作業の完全なワンマン化のためには自律走行トラクタと組み合わせる必要 がある。

具体的データ

図1 開発した機構の実施例

図2 作業実施状況

図3 制御システム概要

その他

  • 研究課題名:自律走行収穫機を基軸とした収穫運搬作業協調システムの開発
  • 予算区分 :作物対応研究(軽労化農業)
  • 研究期間 :平成11年度(平成8年~11年)
  • 研究担当者:岡戸敦史・澤村篤・住田憲俊・糸川信弘
  • 発表論文等:
    (1)Development of an autonomous tractor for forage production, PROC.OF THE THIRD INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON ARTIFICIAL LIFE AND ROBOTICS, 1998
    (2)草地用農作業ロボットの開発、第16回日本ロボット学会講演予稿集、1998