2019 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 / コメ / 登熟歩合 / かさ密度 / 収量 / 体積 / ヘルムホルツ共鳴 |
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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について，質量計測の高精度化（現行機から50%向上）と（課題II）体積計測法の開発の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を堆積させ，籾層の3D形状とタンク底面の支持荷重を計測した．本計測データに基づき，種々の説明変数の組み合わせにより籾質量の検量式を作成し，精度評価を行った．その結果，タンク底面の両端の支持荷重を説明変数に用いた検量式は，籾層の堆積形状に起因する計測誤差を大きく低減した．また，同検量式は，（課題I）の目標である現行機から50%の精度向上を達成し得る実用的なものであることが示された．
課題IIについては，ヘルムホルツ共鳴を用いた真体積の計測法の可能性について検討した．これは，かさ密度が堆積した籾層の空隙率に依存するのに対し，収穫時の穀粒タンクの空隙率が不明であるため，みかけの体積を計測するより，真体積を計測する方が合理的と考えたためである．容量700 mL程度のヘルムホルツ共鳴器を作成し，異なる粒子（ガラスビーズ，ガラスフリッター，籾）について，異なる空隙率（充填程度）で体積計測を行った．その結果，空隙率に依存して共鳴周波数が低下することが確認された．したがって，ヘルムホルツ共鳴を利用して，真体積を計測できる可能性が示された．今後，共鳴周波数の低下の程度と空隙率の関係をさらに明らかにする予定である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在までの進捗状況は概ね順調に進展し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，（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）については，研究部分は概ね完了しており，論文化も完了した．残された課題は農業機械メーカとの実用化に向けての取り組みである．
（課題II）体積計測法の開発については，基礎実験によりヘルムホルツ共鳴を利用した体積計測の可能性が示された．最終年度は実機を用いた検証実験を行い，採択課題全体について結論が得られると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の課題は，「穀粒タンクに堆積した籾層の真体積の計測法」について，実機レベルで検証を行うことである．まずは，実機レベルの体積計測システムの構築を行い，体積の計測精度を評価する．また，本課題の遂行に当たっては，実験のみならず，体積推定式の開発が必要である．研究分担者との情報交換を頻繁に行いながら，力学モデルの構築および体積推定式の作成を行う予定である．
最終年度であることから，採択課題の結論について十分意識しながら課題遂行に努める所存である．
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