2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of the measurement method for percentage of ripened grains using bulk density of rough rice piled in the combine grain tank
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18H02306
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
平井 康丸 九州大学, 農学研究院, 准教授 (10432949)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
稲垣 紫緒 九州大学, 理学研究院, 准教授 (20452261)
田中 史彦 九州大学, 農学研究院, 教授 (30284912)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | コンバイン / 穀粒タンク / 登熟歩合 / コメ / かさ密度 / 収量 / ヘルムホルツ共鳴 / 体積 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は「コンバインの穀粒タンクに堆積する籾層のかさ密度によりコメの登熟歩合を計測する方法を開発する」ことである．本目的の達成には，かさ密度の高精度な計測が要求される．そこで，（課題Ｉ）穀粒タンクに堆積する籾の質量計測の高精度化（現行機から50%向上）に関する実験，また，堆積籾層のかさ密度は，登熟歩合の指標である粒子密度だけでなく，堆積籾層の空隙率の影響を受けることから，（課題II）穀粒タンクに堆積した籾層の空隙率の影響因子を明らかにし，空隙率との関係を定量化する2課題に取り組んだ．
（課題Ｉ）については，穀粒タンクに11パターンの形状で籾層を堆積させ，3D形状およびタンク底面の支持荷重を計測した．支持荷重の分担比が，堆積籾層の重心のx座標（コンバインの進行方向）に依存して線形的に変化すること，その他の支持点（脱穀部フックと回動支点）の支持荷重の影響を受けることが明らかになった．これらのデータは，次年度に籾質量の検量式を検討する際の基礎データとなる．
（課題Ⅱ）については，200 L程度の四角柱容器を用いて，底面圧力と空隙率の関係を実験的に明らかにした．籾の含水率が一定の場合，空隙率は底面圧力が増加してもほぼ一定であった．一方，籾の水分の増加とともに空隙率が減少することが確認された．当初，容器底面の圧力は堆積籾層の空隙率と線形関係にあると予想していた．容器底面の圧力はJanssenの式により推定可能であることから，同式により堆積籾層の空隙率を推定することができると考えていた．しかし，本結果により空隙率の推定は困難であることから，みかけ体積の計測ではなく，真体積の計測法を開発することが必要であることが示された．次年度の研究課題として，ヘルムホルツ共鳴を用いた真体積の計測法を検討することとした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在までの進捗状況は若干遅れていると考えている．
本研究の課題は大きくは2課題であるが，穀粒タンクに堆積した籾の質量計測の高精度化
（現行機から50%向上）については，2018年度に詳細なデータ収集が完了した．したがって，同データを用いて2019年度中に課題Iは完了する見込みである．
かさ密度を計測するための堆積籾層の体積計測法の開発については，当初，複数の超音波センサ等で堆積籾の表面形状を決定することを提案していた．しかし，堆積籾層の空隙率を推定することが困難であるため，堆積籾層の充填程度を評価することができないことが分かった．したがって，真体積の計測方法の開発に新たに取り組む必要がある．ヘルムホルツ共鳴を利用した方法を検討する予定である．
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| Strategy for Future Research Activity |
「穀粒タンクに堆積した籾の質量計測の高精度化」の課題については，2019年度の早期に，種々の目的変数を組み合わせた検量式の精度評価を行い，目標とする現行の精度を50%向上する検量式の提案を目指す．
「穀粒タンクに堆積した籾層の真体積の計測法」の課題については，まずは，文献調査，専門家との情報交換を通して，ヘルムホルツ共鳴を用いた計測法の可能性について検討する．同手法の適用に問題が無ければ，室内実験により基礎データを収集して，実機における計測システム構築に向けた検討を行う．
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