高速ロータリ耕うんのための耕うん土塊投てき予測3次元モデルの開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08760229
• Research Institution: Iwate University
• Principal Investigator: 片岡 崇 岩手大学, 農学部, 助手 (40231253)
• Keywords: 農業機械 / 耕うん / ロータリ耕うん / 高機能作業 / 運動モデル / 3次元モデル / 後方投てき性

Research Abstract

高機能耕うん装置開発のため,耕うん後の土壌状態を予測し得る土壌撹拌特性の3次元モデルの構築について検討を行った。
耕うんづめ回転方向の鉛直断面内における2次元の切削土の後方投てきモデルを提案した。これは,アップカットロータリ耕うんの質点土壌による切削・投てき理論に基づき,運動力学で計算されるモデルである。さらに,3次元のモデルへの拡張のために,耕うん軸と水平方向の断面内における運動もでるについて耕うんづめと土との摩擦係数,はねかえり係数等のパラメータを考慮した。
二通りのロータリ耕うん実験を行い,得られた切削土の後方投てき結果を新しく開発したモデルの検証に用いた。室内で精密に土壌状態を調整したアップカットロータリ耕うん模型実験装置を用いて切削土壌・土塊の投てきの状態をCCDカメラで撮影し,画像解析処理を行ったデータを得た。この時,切削された土の軌跡や運動が判別しやすい粘性土を用いた。埴土系ほ場において実機アップカットロータリ耕うん機による耕うん実験を行った。土中にプラスチック性の小球および小片を埋め,耕うん前後の位置から移動量および移動ベクトルの測定・計算を行った。
ここで開発したモデルは,耕うんづめ回転方向の鉛直断面における投てきについては適応できることが確認された。課題として,後方投てき距離に関しては,投てきされる土(土塊)の質量を考慮する必要があること,耕うん軸方向の水平断面内での投てきには,土と耕うんづめ垂直刃との摩擦係数などのパラメータを正確な値として入力する必要があることが残された。現時点では,定常耕うん状態における切削土の投てきがシミュレーションできるが,切削された土同士の衝突や不確定な切削・投てき作用までは表現できていない。今後,確率論等を考慮して改善していく予定である。

Research Products

• [Publications] 片岡崇,小野寺一宏,太田義信: "深耕アップカットロータリ耕うんにおける土壌撹拌性の予測" 第17回テラメカニックス研究会プログラム. 32 (1996)
• [Publications] 小野寺一宏,片岡崇,太田義信: "アップカットロータリ耕うんの土壌撹拌性に関する研究(第1報)" 第56回農業機械学会年次大会講演要旨(1997.4.1〜4). (発表予定).