JP5880133B2 - 薬剤散布作業車 - Google Patents
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また、薬剤散布作業車の旋回終了後の薬剤散布を開始するタイミングも難しい。
すなわち、請求項1記載の発明は、薬液を貯留する薬液タンク(18)と、該薬液タンク(18)からの薬液を圃場に散布するセンターブーム(43)と該センターブームに左右に配置したサイドブーム(44)と、車輪(12及び/又は13)の回転数を検出する車速検出手段(6)と、左右のサイドブーム(44)の上下動をそれぞれ行うための上下シリンダ(29)と、左右の車輪(12)の操舵角を検出する操舵角検出手段(7)と、薬液タンク(18)と薬剤散布ブーム(43,44)との間の薬液流路に設けた薬液を吐出する防除ポンプ(65)と、該防除ポンプ(65)の設置箇所より後流側の薬液流路に設けた薬液の吐出圧力を調整する薬液流量調節弁(73)を設けた薬剤散布作業車において、薬液流量調節弁(73)の開閉を行う流量制御モータ(10)と、車速検出手段(6)により得られる車速と予め設定された単位面積当たりの薬剤散布量(A)との関係から防除ポンプ(65)の吐出圧力を計算し、該吐出圧力計算値に一致するように前記流量制御モータ(10)による薬液流量調節弁(73)の開度調整を行う薬剤散布機能と、旋回開始時の操舵角検出手段(7)による操舵角(θ)が第1の所定角度以上の場合に自動的に旋回外側のサイドブーム(44)の上昇を行うサイドブーム上昇機能と、旋回終了時の操舵角検出手段(7)による操舵角(θ)が第2の所定角度以上の場合に該旋回角度を検出後所定時間経過してから自動的に旋回外側のサイドブーム(44)の下降を行うサイドブーム下降機能とを有する制御装置(100)とを備えた薬剤散布作業車である。
また、薬剤散布作業車は、畦際を旋回する際に、左側又は右側に曲がってから一旦直進走行をした後、再び左側又は右側に曲がって方向転換する。
図1に薬剤散布装置を前部に取り付けた薬剤散布作業車の側面図を示し、図2には図1の薬剤散布作業車の平面図を示す。なお、本明細書では薬剤散布作業車の前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右という。
なお、図2では薬液タンク18の上面が略コの字形状の略直方体形状のものを図示しているが、これに限定されず、タンク側ステップ50を有する形状であれば任意の形状にすることができる。
薬液タンク18の先端部形状は、フロア54のフロントに上方へ浮き上がるように湾曲させた傾斜部51と密着するように形成されている。従って、薬液タンク18を後方から前方へ移動させて傾斜部51で合致させて止めることができる。このような構造により前輪12の横揺れ等によるタイヤと薬液タンク18の干渉を防止でき、薬液タンク18の本機のフロア54上での接地性を高め、タンク18の安定性を高めることができる。
サイドブーム44はシリンダ取付支柱26を介してセンターブーム43に取り付けられているが、サイドブーム44はセンターブーム43に設けられた開閉シリンダ30により開閉される。開閉シリンダ30は電気的に作動するギヤードモータ31(図2)によって伸縮される。サイドブーム44の開閉角度は開閉シリンダ30の基部に設けたブーム角度右センサ138aとブーム角度左センサ138b(図4)によって検出される。
また、サイドブーム44は図示しない装置によって長手方向に伸縮可能である。
図3(a)には、表示部が小さめのコントローラパネル120を示す。
図3(a)に示すように、ボンネット15の上部に設けたコントローラパネル120には、中央上部のディスプレイ(表示部)122の左側に、上位から散布設定123、圧力124、流量125、流量累計126等の表示部が表示されていて、複数の異なる散布条件を表示する構成である。ディスプレイ122の左端部に点灯されるインジケータ(三角マーク)122aによって、このディスプレイ122に表示されるデータ内容が指示される。ディスプレイ122の右側には表示切換用の表示切換ボタン128が設けられている。
また、この薬剤散布作業車は、サイドブーム44,44を自動的に水平(水準器による水平)に動作させるための自動水平制御機能を有する制御装置100を備えている。ここで自動水平制御動作とは、開閉シリンダ30,30によりサイドブーム44,44をセンターブーム43の延長線上の水平方向(機体の進行方向に向かって左右方向)に開き、さらに上下シリンダ29,29であるローリングシリンダを用いて、サイドブーム44,44が前記水平状態になるように制御することをいう。すなわち、機体が左右方向に傾斜してもサイドブーム44,44を水平に維持する制御である。サイドブーム44と一体で傾斜するリフトリンク3にサイドブーム44の傾斜を検出するリンク傾斜センサ82(図4)が設けられている。
この制御ブロック図に示すように、制御装置(CPU)100には、薬剤散布作業車の車速を検出する車速センサ(車速検出手段)6、ステアリングハンドル14の回転操作に連動する左右の前輪12,12の操舵角θを検出する操舵角センサ(操舵角検出手段)7、薬剤散布の入り・切り用のポンプスイッチ(ポンプスイッチセンサ)8、ブーム昇降用の上下シリンダ29,29のストロークセンサ9、薬液の散布圧力を検出する圧力センサ11、薬液の流量を制御する流量制御弁73の弁開度センサ16、GPSアンテナ(受信機)81からの信号を受信する入力回路などが接続し、操舵装置(ハンドル14や車輪操舵用の油圧シリンダと該シリンダ作動用のソレノイド等からなる)のソレノイド(本実施例の薬剤散布作業車はFWS、4WS、RWSを装備しており、4輪全て油圧シリンダで動く構成である。)、昇降ソレノイド32(シリンダ29用)、水平ソレノイド34(開閉シリンダ30用)、ブザー36、表示部122への出力回路等が接続している。操舵角センサ7では旋回方向も検出され、旋回時に左右どちらのサイドブーム44を上昇させるかの判断に使用される。
図5に示すように、薬剤散布作業車(本機)のコントローラ100と薬液タンク18と薬剤散布用ブーム43,44と薬液ホース61,66などとその流量制御弁73などから構成される防除機B(図6)のコントローラ101から本実施例のコントローラは構成され、本機のコントローラ100にはGPS受信機81が接続される。該GPS受信機81は複数のGPS衛星からの信号を受信し、本機の現在位置データとして記憶すると共に、時計回路で計測する所定時間毎に現在位置データを更新しながら移動距離を算出し、該時計回路による所定時間おきに速度、即ち車速を本機コントローラ100にある車速算出手段5により算出する構成としている。また、本機コントローラ100には車軸の回転数から車速を検出する車速センサ6からも入力がある。
また、この薬剤散布作業車は、薬液タンク18からの給水路(ホース)61に給水コック62を設け、該給水コック62より下流の給水路(ホース)61に設けたサクションフィルタ64の出口部に防除ポンプ65を設けている。該防除ポンプ65の出口部には吐水ホース66を接続し、該吐水ホース66の先端は薬液路67を介して噴霧コック69の設置部に接続している。前記吐水ホース66と薬液路67の間に上流側から順に安全弁70とエアチャンバー71と流量制御弁73と流量センサ74が設置されている。
自動散布の場合は自動スイッチ129を入りにする。そして、車速センサ6が所定速度を検出すると防除ポンプ65を駆動し、車速に応じて流量制御弁73で流量を調整しながら薬液を散布する。機体が停止すると防除ポンプ65の駆動を停止する。なお、車速センサ6のみならず、以下のようなGPSに基づく第1車速(VG)と第2車速(Vs)の両方の車速に基づく制御でも良い。
通常は、車両の発進直後と停止直前は車速センサ6に基づく第2車速(Vs)を車速とし、安定走行時にはGPSによる第1車速(VG)を車速とする場合が多い。
まず、オペレータが10アール当たりの散布量A(リットル/10アール)を決定し、次いで薬剤散布作業を開始すると、GPSに基づく第1車速(VG)と本機に設けた車速センサ6から得られる第2車速(Vs)がそれぞれ車速V(m/s)を検知する。そして、制御装置100,101が前記第1車速(VG)と第2車速(Vs)(以下、単に車速(VG)、車速(Vs)と言う。)の中のどちらかの車速又は両方の車速に基づく10アール当たりの設定薬剤散布量Aに対応した薬液噴霧圧力を計算し、該計算圧力値と実際の吐水ホース66の圧力Pが一致するように流量制御弁73を制御して、ブーム43,44のノズル45a,45bからの薬剤散布量を変化させ、10アール当たりの薬剤散布量Aを設定して作業すれば、車速(VG,Vs)の変動があっても薬液流量が制御され、設定散布量通りに圃場に均一に薬液を散布できる。
このとき得られる車速として図7に示すように、前記GPSで得られた車速算出手段5に基づく車速(VG)と本機の車速センサ6から得られる車速(Vs)の平均化を行い、その平均化された車速を防除機Bの車速とすることができる。
なお、走行開始後に車速センサ6で得られた車速(Vs)が一定値(例えば0.3〜0.4m/s)を超えると、GPSによる車速(VG)に基づいて薬剤散布量を決めて散布を実行する。
上記薬剤散布を行う薬剤散布作業車は、旋回開始時に操舵角センサ7により第1の所定角度以上の旋回角度が検出され、すなわち旋回動作に入ったことが検出されると、旋回外側のサイドブーム44を自動的に上下シリンダ29により上昇させる(上昇を開始する)サイドブーム上昇機能を有する制御装置100を備えている。更に、この制御装置100は旋回終了時には、操舵角センサ7により第2の所定角度以上の旋回角度が検出され、すなわち操舵角センサ7により再び旋回動作に入ったことが検出されると、この検出後、所定時間経過してから旋回外側のサイドブーム44を自動的に上下シリンダ29により下降させる(下降を開始する)サイドブーム下降機能を有する。圃場の状況により(圃場面の凹凸等)、あるいは運転操作が下手な場合、再び大きなハンドル操作をしてしまうことがある。したがって、前記所定時間とは直進走行が安定するまでの時間であり、例えば散布と車速(2〜4km/h)の関係で長くても5秒までとする。
エンジンを始動して薬剤散布作業車の走行を開始すると、制御装置100によって薬液の散布中であるか否かを判断する。この判断は、流量センサ74で行い、流量が所定量以上の場合(流量が検出される場合)に散布中であると判断する。
旋回開始時と旋回終了時の旋回角度の基準となる前輪12の操舵角θを変えることで、旋回開始時と旋回終了時のサイドブーム44の上昇と下降のタイミングを変えることができる。例えば、前記θ2をθ1よりも大きめに設定することで、サイドブーム44の上昇タイミングに比べて、サイドブーム44の下降タイミングを遅めにするなど、細かい昇降制御が可能となり、作業性が向上する。
このフローは、図9に示すフローと、操舵角センサ7により検出される操舵角θがθ2以上である場合に、再び旋回方向が左側又は右側の何れかであることを判定するまでは同じである。そして、先の旋回開始時と同じ方向に操舵された場合は下降時間設定スイッチ140からの入力信号を読み込んで、サイドブーム44を下降させる時間をセットし、その時間が経過したら旋回外側のサイドブーム44の下降処理を行う。
本構成により、サイドブーム44を下降させるタイミングをより細かく制御できる。
旋回中の薬剤散布作業車が一旦直進走行となってからサイドブーム44を下降させることで、薬剤散布作業車の旋回終了時の判定を確実に行うことができる。
このフローは、図9に示すフローと、旋回外側のサイドブーム44の上昇処理を行い、上昇フラグをセット(オン)するまでは同じである。
したがって、本構成により、散布作業走行中における旋回終了時の判定を確実に行うことができる。
上述のように、薬剤散布作業車は畦際を旋回する際に、左側又は右側に曲がってから一旦直進走行をした後、再び左側又は右側に曲がって方向転換するが、この旋回途中における直進走行の左右の前輪12,12の操舵角は、左側又は右側に曲がる時の操舵角よりは小さいが、旋回開始前や旋回終了後の通常の直進走行の操舵角と比べると若干大きくなる。
このフローは、図11に示すフローとは、操舵角センサ7によって操舵角θがθ1以上であるか否かを検出する前に、θ3以下であることが検出されない場合は、操舵角θがθ1以上となった場合でも、サイドブーム44を上昇させない点で異なる。
そして、操舵角センサ7によって操舵角θがθ3以下であることが検出された場合は旋回外側のサイドブーム44の上昇処理を行い、上昇フラグをセット(オン)する。その後は図11に示すフローと同様である。
エンジンを始動して薬剤散布作業車の走行を開始すると、車速センサ6からの入力信号を読み込んで、車速を計算する。この車速が一定範囲(約1.5km/h〜4.5km/h)以内である場合は、操舵角センサ7によって操舵角θを検出し、この角度がθ1以上である場合は、旋回方向が左側又は右側の何れかであることを操舵角センサ7によって判定し、旋回外側のサイドブーム44の上昇処理を行い、上昇フラグをセット(オン)する。したがって、旋回外側のサイドブーム44が上昇する。
なお、フローでは、散布作業が前提であるため、散布作業中であるか否かを確認するステップなどは図示を省略しており、要点のみを記載している。
圃場を往復しながら散布作業を行う場合、往路の散布が終了して復路に入るときには、図8のように直線部(イ)を走行した後に再び同じ側に舵を切って旋回し、旋回が終了すると旋回外側のサイドブーム44を下降させる。本構成では、このときの条件として薬剤散布作業車が所定速度の範囲内(約1.5km/h〜4.5km/h)であることを条件としている。この速度範囲の理由として、作業の状況、圃場の状況、運転者の技量にもよるが、旋回走行時の車速は約2〜4km/hで走行するからである。
このフローは、上昇フラグのセット後に、手動昇降スイッチ142からの入力信号を読み込み、入力がある場合(スイッチがオンの場合)に、手動昇降スイッチ142の操作に応じた出力をする点で、図9に示すフローとは異なる。
すなわち、薬剤散布作業車の旋回時に旋回外側のサイドブーム44が上昇して上昇フラグがオンのときにおいて、手動昇降スイッチ142による手動操作は受け付けるものの、上昇フラグはオンのまま維持するものである。したがって、サイドブーム44が上昇後にサイドブーム44の昇降は状況により手動で行うことができる。
このフローは、図15に示すフローとは、上昇フラグのセット後に、手動昇降スイッチ142からの入力信号を読み込み、入力がある場合(スイッチがオンの場合)に、その操作を有効とする点で同じであるが、手動昇降スイッチ142の操作時間を考慮して、旋回終了時のサイドブーム下降機能による下降時間を決定する点で異なる。
このとき、制御装置100のサイドブーム下降機能によってθ2の検出後所定時間経過してから旋回外側のサイドブーム44を自動的に上下シリンダ29により下降させるが、この下降にかかる時間を前記計算した時間とする。
サイドブーム44の上昇速度及び下降速度は同じであるため、散布作業時のブーム高さを揃えるためには、サイドブーム44が下降位置(作業時の高さ)から上昇位置まで上昇作動する時間とサイドブーム44が上昇位置から下降位置に戻るまでの時間を同じにする必要がある。
このフローは、図15に示すフローとは、上昇フラグのセット後に、手動昇降スイッチ142からの入力信号を読み込み、入力がある場合(スイッチがオンの場合)に、その操作を有効とする点では同じである。
したがって、図17のフローには、サイドブーム44の上昇中に手動操作があるため、ブーム自動上昇処理中止というステップを記載している。
このフローは、図16に示すフローとは、上昇フラグのセット後に、手動昇降スイッチ142からの入力信号を読み込み、入力がある場合(スイッチがオンの場合)に、その操作を有効とし、更に手動昇降スイッチ142の操作時間を考慮して、旋回終了時のサイドブーム下降機能による下降時間を決定する点では同じである。
手動昇降スイッチ142操作があった場合のフローであるが、図18は、サイドブーム上昇機能によって旋回外側のサイドブーム44が上昇中に手動昇降スイッチ142操作があった場合のフローである。
エンジンを始動して薬剤散布作業車の走行を開始すると、制御装置100によって薬液の散布中であるか否かを判断する。薬液の散布中である場合は、操舵角センサ7によって操舵角θを検出するが、旋回開始前(θ1が検出される前)にもかかわらず、手動昇降スイッチ142による上昇操作が行われた場合は、その操作を有効として旋回外側のサイドブーム44の上昇を行う。
本構成により、サイドブーム44の上昇動作をオペレータの任意で行え、不要な上昇を抑えることができる。
右側に回すほど、サイドブーム44の上昇時間及び下降時間が長くなる。なお、自動昇降スイッチ145の周囲の数字は上昇時間を示す秒数ではなく、右側に最大まで回した時の位置が大体5の位置となり、上昇時間及び下降時間が最大となる。すなわち、サイドブーム44が最大上昇位置まで上昇する。なお、ダイヤルの数値はサイドブーム44の上昇量を5段階に分けたものである。時間で表示してもよいし、サイドブーム44の角度で表示してもよい。
エンジンを始動してフローがスタートすると、自動昇降スイッチ145からの入力信号を読み込んで、自動昇降スイッチ145から入力がある場合(スイッチがオンの場合)に、旋回開始時のサイドブーム44の上昇時間を設定する。旋回終了時のサイドブーム44の下降時間も自動的に同じ時間となる。
しかし、旋回外側のサイドブーム44の上昇時間及び下降時間を小さめに設定することで、サイドブーム44が早めに下降するため、このような問題は生じない。
本構成により、旋回外側のサイドブーム44の上昇時間及び下降時間を変更できるため、薬剤散布の操作性や作業性が向上すると共に、オペレータの相違や作業状況に合わせた時間設定が可能となる。
3 リフトリンク 4 ヒッチブラケット
5 車速算出手段 6 車速センサ
7 操舵角センサ 8 ポンプスイッチ
9 ストロークセンサ 10 流量制御モータ
11 圧力センサ 12 前輪
13 後輪 14 ステアリングハンドル
15 ボンネット 16 弁開度センサ
17 操縦席 18 薬液タンク
19 散布ブーム 21 支持枠
23 支柱 24 アッパリンク
25 ロワリンク 27 昇降シリンダ
26 シリンダ取付支柱
28 油圧タンク付ソレノイドバルブ
29 上下シリンダ(ローリングシリンダ)
30 開閉シリンダ 32 ブーム昇降ソレノイド
34 ブーム水平ソレノイド 36 ブザー
40 サイドブーム受け
43 センターブーム 44 サイドブーム
45(45a,45b) 噴霧ノズル
50 タンク側ステップ 51 傾斜部
53 本機側ステップ
54 フロア 55 梯子部材
56 本機ダッシュパネル 59 ハンドルポスト
61 給水路(ホース)
62 給水コック 64 サクションフィルタ
65 防除ポンプ 66 吐水ホース
67 薬液路 69 噴霧コック
70 安全弁 71 エアチャンバー
73 流量制御弁 74 流量センサ
75 余水ホース 79 攪拌ホース
81 GPS受信機 82 リンク傾斜センサ
83 リンク傾斜角速度センサ 100 本機コントローラ
101 防除機コントローラ 102 メモリ
120 コントローラパネル 122 ディスプレイ
122a インジケータ 123 散布設定表示
124 圧力表示 125 流量表示
126 流量累計表示
128 表示切換ボタン 129 自動スイッチ
130 パイロットランプ 131 散布設定スイッチ
132、133 増減ボタンスイッチ
134 累計リセットスイッチ
136 散布量スイッチ 137 圧力スイッチ
138a ブーム角度右センサ 138b ブーム角度左センサ
140 下降時間設定スイッチ 142 手動昇降スイッチ
145 自動昇降スイッチ
Claims (5)
- 薬液を貯留する薬液タンク(18)と、
該薬液タンク(18)からの薬液を圃場に散布するセンターブーム(43)と該センターブームに左右に配置したサイドブーム(44)と、
車輪(12及び/又は13)の回転数を検出する車速検出手段(6)と、
左右のサイドブーム(44)の上下動をそれぞれ行うための上下シリンダ(29)と、
左右の車輪(12)の操舵角を検出する操舵角検出手段(7)と、
薬液タンク(18)と薬剤散布ブーム(43,44)との間の薬液流路に設けた薬液を吐出する防除ポンプ(65)と、該防除ポンプ(65)の設置箇所より後流側の薬液流路に設けた薬液の吐出圧力を調整する薬液流量調節弁(73)を設けた薬剤散布作業車において、
薬液流量調節弁(73)の開閉を行う流量制御モータ(10)と、
車速検出手段(6)により得られる車速と予め設定された単位面積当たりの薬剤散布量(A)との関係から防除ポンプ(65)の吐出圧力を計算し、該吐出圧力計算値に一致するように前記流量制御モータ(10)による薬液流量調節弁(73)の開度調整を行う薬剤散布機能と、旋回開始時の操舵角検出手段(7)による操舵角(θ)が第1の所定角度以上の場合に自動的に旋回外側のサイドブーム(44)の上昇を行うサイドブーム上昇機能と、旋回終了時の操舵角検出手段(7)による操舵角(θ)が第2の所定角度以上の場合に該旋回角度を検出後所定時間経過してから自動的に旋回外側のサイドブーム(44)の下降を行うサイドブーム下降機能とを有する制御装置(100)と
を備えたことを特徴とする薬剤散布作業車。 - 前記サイドブーム下降機能による旋回外側のサイドブーム(44)の下降を行うための前記所定時間を変更可能な下降時間変更手段(140)を設けたことを特徴とする請求項1記載の薬剤散布作業車。
- 前記制御装置(100)は、前記サイドブーム上昇機能による旋回外側のサイドブーム(44)の上昇開始後、一旦前記操舵角検出手段(7)による操舵角(θ)が第3の所定角度以下になった場合に、旋回途中の直進走行と判定して前記サイドブーム下降機能を有効にするサイドブーム下降有効機能を設けたことを特徴とする請求項1記載の薬剤散布作業車。
- 前記サイドブーム上昇機能における第1の所定角度と前記サイドブーム下降機能における第2の所定角度は異なる角度であることを特徴とする請求項1記載の薬剤散布作業車。
- 前記制御装置(100)に、旋回開始前及び旋回終了後の直進走行と判定する前記操舵角検出手段(7)による操舵角(θ)の中立判定角度と、旋回走行と判定する前記サイドブーム上昇機能における第1の所定角度及び前記サイドブーム下降機能における第2の所定角度とを記憶する判定角度記憶手段(102)を設け、
前記サイドブーム下降有効機能における第3の所定角度は、制御装置(100)に記憶されている前記中立判定角度よりも大きく、前記第1の所定角度及び前記第2の所定角度よりも小さい角度であることを特徴とする請求項3記載の薬剤散布作業車。
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