FI102655B - Laite paakkutaimien istutuksen tehostamiseksi - Google Patents

Description

102655

LATTE PAAKKUTAIMIEN ISTUTUKSEN TEHOSTAMISEKSI

TEKNIIKANALA

Keksinnön kohteena on laite paakkutaimien istutusprosessin tehostamiseksi. Erityisesti keksintö 5 kohdistuu optisesti taimettomien paakkujen eliminoimiseksi käytettävään laitteistoon.

TEKNIIKAN TAUSTA

Kasvien kuten vihannesten viljelyssä tavoite on saada täydellinen taimisto pellolle. Taimikasvatusvaiheessa taimikennostoihin jää kuitenkin eri syistä taimettomia paakkuja. Nämä tyhjät paakut 10 joudutaan nykyisin joko lajittelemaan käsin pois ennen koneellisesti tapahtuvaa istutusta, tai sitten ne joudutaan korvaamaan taimellisilla paakuilla istutuksen jälkeen. Käytännössä tämä tarkoittaa, että joko istutus on puoliautomaattinen, jolloin henkilö syöttää koneeseen vain taimelliset paakut; tai sitten käytetään automaattista istutusta jolloin taimettomatkin paakut joutuvat maahan ja koneen perässä kulkeva henkilö korvaa tyhjät paakut taimellisilla. Tämä vie osan jatkuvatoimi-15 sella istutuskoneella saavutettavasta taloudellisesta hyödystä. Ellei lajittelua/täydennystä tehdä, on tuloksena aukkoinen kasvustoja satotappioita.

Edellä mainitun haitan poistamiseksi on kokeiltu mm. tyhjien paakkujen poistoa ja aukon korvausta esim. kiihdyttämällä syöttönopeutta. Näille menetelmille on ominaista tunnistuksen vaikeus, monimutkainen rakenne ja paakun/taimen voimakas käsittely, puristus tms.

2°

Suomalaisesta patenttihakemuksesta 90 0134 (vastaa kansainvälistä patenttihakemusta WO91/10352) tunnetaan fluoresenssin avulla tapahtuva kasvin tunnistusmenetelmä. Mainitussa menetelmässä esim. kasvin klorofyllille ominainen fluoresenssi havaitaan valosuodattimien ja kameran avulla. Menetelmä vaatii kuitenkin suhteellisen monimutkaista optista tekniikkaa ja tie-25 tojenkäsittelyä.

:. Japanilaisessa hakemusjulkaisussa 08037832 kuvataan taimien istutuslaite joka on varustettu mekaanisella rajakytkimellä taimien tunnistamista varten.

30 Japanilaisessa hakemusjulkaisussa 08112012 kuvataan taimien istutuslaite, jossa taimien lähteinä käytetään kahta rinnakkaista, samanlaista taimien kasvualustaa. Tunnistus tapahtuu optisesti kennostossa olevasta taimesta. Taimen puuttuessa varsinaisesta syöttökennostosta 2 102655 otetaan korvaava taimi toisesta kennostosta. Y-putken avulla ohjataan toisaalta normaalisti syötetyt taimet ja toisaalta korvaavat taimet istutusputkeen.

Japanilaisessa hakemusjulkaisussa 08103112 kuvataan taimien istutuslaite, missä taimipaa-5 kut poimitaan yksitellen kennostosta kupeilla varustettuun karusellityyppiseen siirtolaitteeseen, missä taimen tunnistus tapahtuu. Tunnistus tapahtuu taimikupin yläpuolelta. Hyväksytty paakku pudotetaan istutusputkeen, ja hylätty paakku korvataan suoraan istutusputkeen erillisestä sivuputkesta. Viimeksi mainittuun korvauslaitteeseen on syötettävä käytön aikana yksittäisiä taimia.

10 KEKSINNÖN KUVAUS Yleinen kuvaus

Nyt on keksitty patenttivaatimuksen 1 mukainen laite taimettomien paakkujen poistamiseksi ja 15 korvaamiseksi taimdlisilla paakuilla automaattisen istutuskoneen käytön yhteydessä. Keksinnön mukaisessa laitteessa saatetaan kukin taimipaakku havaintoasemaan joka käsittää lokeron muodostavan leukaparin. Lotoissa on aukot joiden kautta taimen tunnistus tapahtuu, jolloin todetaan, onko paakussa kelvollinen taimi. Jos tainta ei havaita, poistetaan prosessista kelvoton paakku ja korvataan tyhjennettyyn lokeroon kelvollisella paakulla korvaustaimivarastosta, joka sisältää vain 20 etukäteen lajiteltuja, kelvollisia taimia. Kelvollisten taimien varasto tai sen täydennysnopeus voidaan mitoittaa taimien tunnetun onnistumisprosentin mukaan. Jos paakussa havaitaan taimi, edellä mainitut poisto-ja korvausvaiheet ohitetaan.

Viimeisessä vaiheessa paakkutaimi, joka on siinä vaiheessa suurella varmuudella kelvollinen, istutetaan sinänsä tunnetulla tavalla.

25

Poiketen tekniikan tason mukaisista laitteista, keksinnön mukainen laite käsittää taimien siirtovälineinä lokeron muodostavat leuat joissa on aukot joiden kautta taimien tunnistin vaikuttaa. Taimen asento lokerossa on tällöin tarkoin määritelty. Poistettujen epäkelpojen taimien korvaus tapahtuu mainittuun lokeroon eikä istutusputkeen.

Keksintö koskee patenttivaatimusten mukaista laitetta, missä taimipaakut sinänsä tunnetulla tavalla poistetaan kasvatuskennostosta ja saatetaan lokeromaiseen tilaan missä mittaus voi tapahtua. Riippuen mittauksen tuloksesta, lokero joko avautuu päästämään kelvottoman paakun 30 3 102655 poistumaan tai jää suljetuksi. Jos paakku on poistunut, korvaustaimivaraston mekanismi saattaa tyly ään lokeroon uuden taimen; jolla, korvaustaimivarasto jää odotustilaan. Kelvollinen paakku siirtyy istutusvaiheeseen, missä lokero avautuu ja istutus tapahtuu normaalisti. Ominaista on, että tainta ei puristeta tai muuten käsitellä voimakkaasti. Taimi on prosessin aikana vapaasti lokeros-5 saan ja painovoima hoitaa tyhjän paakun poiston samoin kuin taimen syötönkin.

Piirustusten Ivhvt selostus

Kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen laitteen erästä toteutusmuotoa ylhäältä katsottuna, missä on 10 käytetty kuusilokeroista, karusellityyppistä taimien siirtojäijestelmää sekä hihnakuljetintyyppistä korvaustaimivarastoa. Toiminnan eri vaiheet on kuvattu ympyröissä A-E, missä taimien siirtojärjestelmän lokerot esitetään sivukuvina.

Kuvio 2 esittää samaan tapaan muuten samanlaista laitetta, missä kuitenkin on käytetty kapeam-15 paa, yksirivisen kasetin typpistä korvaustaimivarastoa.

Kuvio 3 esittää kuvion 2 mukaista kasettia sen pituusakselia pitkin, sekä pidätysmekanismia joka pitää taimet kasetissa sitä käsiteltäessä.

20 Kuvio 4 esittää kasettimuotoisen korvaustaimivaraston syöttömekanismin edullista toteutusmuotoa.

Kuviot 5 ja 6 esittävät keksinnön vaihtoehtoista toteutusmuotoa, missä korvaustaimivarasto on toteutettu soveltaen samanlaista mekanismia kuin varsinaisessa taimensyötössä. Tällöin korvaus-25 taimet syötetään suoraan kasvatuskennostosta.

Yksityiskohtainen kuvaus

Seuraavassa eritetään laitteen edullinen toteutusmuoto, oheisiin piirustuksiin viitaten. Toimintako vaiheet on kuviossa 1 esitetty ympyröissä A-E. Kuvio 1 on istutuskoneen leikkaus keksinnön mukaisen laitteiston korkeudella, ylhäältä katsottuna. Kuviossa näkyvät istutuskoneen runko (1) ja taimien siirtolaite (2).

4 102655

Taimipaakut voidaan «Ottaa automaattisesti kasvatuskennostoista esimerkiksi suomalaisessa patentissa 84870 esitetyllä menetelmällä. Erotuselimet, jotka eivät näy kuviossa 1, saattavat yksittäiset paakut yhden kerrallaan lokeromaiseen tilaan tai putkeen, jäljempänä lokero (3), mihin paakku asettuu hyvin määriteltyyn asentoon. Lokeron alaosan muodostaa liikuteltavat, sulku- ja s avausmekanismilla varustetut elimet, esimerkiksi leuat (4), joiden muoto ja koko on sovitettu tarkoituksenmukaiseksi käsiteltävien taimipaakkujen kannalta. Joukko mainittuja lokeroita on kiinnitetty siirtolaitteen (2) runkoon, joka voi olla esimerkiksi pyörivä laippa kuten kuviossa 1, jolloin siirtolaite on karusellityyppinen. Siirtolaite voi myös olla esimerkiksi päätön hihna- tai vastaavan tyyppinen kuljetin. Siirtolaite voi olla sovitettu liikkumaan jaksottaisesti tai jatkuvasti ja 10 synkronisesti laitteiston muiden osien kanssa. Erikokoisten paakkujen keskittämiseksi lokeroon pudotusvaiheessa, voidaan lokeron yläosassa käyttää sopivan kokoista ja muotoista kohdistus-hylsyä. Kussakin lokerossa on yksi tai useampi erityisesti muotoiltu rako tai aukko (5). Aukot sijaitsevat edullisesti lokeron kyljissä.

Taimen tunnistus tapahtuu yhden tai useamman optisen tai muun tarkoitukseen sopivan tunnisti-15 men (6) avulla. Edullisesti käytetään lähetin-vastaanotinyhdistelmätyyppistä, heijastumaan reagoivaa valokennoilmaisinta. Jotta tällainen tunnistin toimisi häiriöttä, on edullista että aukkoja on kuvion 1 mukaisesti lokeron molemmin puolin, muuten saattaa esiintyä häiritseviä taustaheijas-tumia aukkoa vastapäätä olevasta lokeron seinämästä. Kauempana, lokeron ulkopuolella sijaitseva tausta voidaan tunnistimen herkkyyden säätötoimenpiteillä pitää tunnistimen toimintasäteen 20 ulkopuolella.

Aukon tai aukkojen reunat on siten muotoiltu, että tunnistus on mahdollinen ilman katvealueita ja että taimipaakku ohjautuu leukojen väliin siten että aukko ei haittaa taimipaakun asettumista lokeroon. Aukkojen ja anturin sijainnista riippuen tunnistus voi tapahtua joko vain vähän paakun pinnan yläpuolelta jolloin havaitaan, onko paakussa lainkaan tainta, tai ylempää halutulta korkeu-25 delta, jolloin mahdolliset alamittaiset, hylättävät taimet saadaan lajitelluiksi pois. Ne käsitellään kuten tyhjät paakutkin.

•, Lokeron saapuessa tunnistimen toimintasäteen alueelle, laitteiston muiden osien kanssa synkroni- sesti toimiva kytkinmekanismi aktivoi tunnistimen (6), joka siten on toiminnassa sinä aikana kun lokeron aukko kulkee tunnistimen ohi. Mikäli tunnistin rekisteröi aukossa taimen varren tai leh-30 den, syntyy viesti. Tunnistimen viesti kulkee ohjausyksikköön, edullisesti sähköiseen (kuvion ulkopuolella), jonka avulla ohjataan laitteiston toiminta riippuen viestin tilasta. Jos viestin puuttuminen osoittaa taimen puuttumisen, aktivoidaan solenoidi (7) joka vaikuttaa mekanismiin joka 5 102655 avaa lokeron alaosan muodostavat leuat vaiheen C mukaisesti, ja tyhjä paakku poistuu painovoiman vaikutuksesta häiritsemättä istutusta. Jos tunnistimen viesti osoittaa, että paakussa on taimi, solenoidi (7) ei aktivoidu ja lokeron leuat pysyvät vaiheessa C kiinni.

Laitteistoon kuuluu syöttöelin (8), joka toimii korvaustaimien varastona. Vaiheessa C tyhjennet-5 tyyn lokeroon pudotetaan tästä korvaustaimien varastosta taimellinen paakku vaiheen D mukaisesti. Korvaustaimien varaston syöttöelin (8) on kuvion 1 toteutusmuodossa askeltava, päätön ketju- tai hihnakuljetin, jota täydennetään esim. esilajitellusta taimikennostosta istutusprosessin aikana. Kuljettimen askeltaessa putoaa paakku korvausaseman kohdalla olevan aukon kautta tyhjäksi jääneeseen lokeroon. Käyttö voi olla esimerkiksi sähköinen, mekaaninen, pneumaattinen 10 tai näiden yhdistelmä.

Vaiheessa E lokeron alaosan leuat avautuvat ja päästävät taimen putoamaan piirustuksen tason alapuolella sijaitsevaan istutusputkeen.

Kuvion 2 mukainen laite toimii muuten kuten kuvion 1 mukainen laite, mutta on varustettu ka-15 sentyyppisellä, yhteen suuntaan liikkuvalla korvaustaimivarastolla, mikä käsittää lokerollisia kasetteja (9) ja niiden syöttömekanismin. Tällä rakenteella saavutetaan pienempi kokonaisleveys. Kelvollisilla taimilla panostetut kasetit liikkuvat askeltaen taimien siirtolaitteen korvausasennon yli ja poistuvat tyhjinä. Kasettien askeltamisen aikaansaavat esimerkiksi sopivalla jaolla varustetut hammaspyörät tai vastaavat (10) jotka tarttuvat vastaavalla urajaolla varustettujen kasettien (9) 20 seinämiin. Toinen ratkaisu on käyttää taimensyötön kanssa synkronisesti liikkuvaa vipua tai tankoa, joka täydennyshetkellä kytkeytyy täydennystaimien syöttömekanismiin, kuten alla on toisen toteutusmuodon yhteydessä selostettu.

Kuvio 3 esittää kasettia (9) sen pituussuuntan katsottuna. Kaseteissa voi olla jousikuormitteiset läpät (11) estämässä korvaustaimia putoamasta kasetin pohjan kautta ulos kun kasettia käsitel-25 lään. Läppiin kuuluvat kasetin kyljestä ulkonevat osat (12). Kun kasetti asetetaan syöttöalustalle, sopivasti sijoitettu elin (13) vaikuttaa osaan (12) ja aiheuttaa läpän avautumisen. Tällöin korvaus-taimi pääsee vapaasti putoamaan lokeroon kun se saapuu korvausaseman kohdalle.

Kuvio 4 esittää kasetin siirtomekanismin toista suoritusmuotoa, jossa siirron aikaansaa ruuvi (14), jonka nousu vastaa kasetin lokerojakoa. Ruuvin käyttö saadaan istutuskoneen akselilta. 30 Ohjaustiedon mukaan toimiva kytkin (15) kytkee syöttöruuvin yhden kierroksen ajaksi jatkuvasti pyörivään akseliin. Tämän rakenteen etuna on mm. syötön itsepidättyvyys; salpalaitetta ei tarvita.

6 102655

Kuviot S ja 6 esittävät ylhäältä ja sivusta keksinnön toteutusmuotoa, missä korvaustaimien syöttö on olennaisesti toteutettu soveltamalla suomalaisessa patentissa 84870 esitettyä istutuskoneen taimien syöttömenetelmää. Korvaustaimet ovat kyljellään olevassa, normaalissa kasvatuskennos-sa (16), jonka pystysuoraa liikettä ohjaa sinänsä tunnetulla tavalla ns. riparumpu (ei kuvassa).

5 Taimipaakku poistetaan kennosta työntämällä pohjasta tapin avulla (ei kuvassa). Tällöin paakku tarttuu siirtokärkeen (17), jonka kaksi piikkiä työntyvät paakkuun taimen molemmin puolin. Taimi käännetään pystyasentoon ja haarukkamainen irrotuselin irrottaa paakun siirtokäijestä. Esillä olevan keksinnön mukaisessa sovellutuksessa paakun kennosta siirtämiseen tarkoitettu mekanismi suorittaa “tyhjäliikettä” tyhjän kennoaukon kohdalla kunnes täydennys tarvitaan, jol-10 loin tapahtuu kennon siirto, ja korvaustaimi tuodaan siirtomekanismin kohdalle. Kennoston vaakasuora liike aikaansaadaan esimerkiksi seuraavasti: Pyörivään akseliin (18) keskikohdaltaan vinosti kiinnitetty levy (19) vaikuttaa pyöriessään jousikuormitteiseen työntötankoon (20), joka suorittaa siten edestakaista liikettä. Ohjaustiedon mukaan ja solenoidin (21) avulla tämä liike välittyy kennon siirtomekanismiin kuuluvaan hammastankoon (22). Kennoston joka toisen rivin 15 vastakkainen syöttösuunta aikaansaadaan esimerkiksi työntötangon (20) paluuliikkeen avulla. Sama syöttöperiaate on, yhteen suuntaan toimivana, sovellettavissa myös käytettäessä edellä kuvattua kasettityyppistä korvaustaimivarastoa.

Muilta osin kuin korvaustaimen syötössä, kuvioiden 5-6 mukainen laite toimii kuten kuvion 1 toteutusmuodossa.

20 Laitteen toiminnan ohjaus ja osien liikkeiden välinen synkronointi on toteutettavissa mekaanisilla ja/tai sähköisillä välineillä. Esimerkiksi voidaan sinänsä tunnetulla tavalla käyttää elektronista, . ohjelmoitavaa logiikkayksikköä, joka vastaanottaa viestit tunnistimesta sekä taimien siirtoloke- roiden ja muiden osien asentoja osoittavista elimistä, ja ohjaa lähtöviesteillään mainittujen lokeroiden leukojen avautumista sekä korvaustaimivaraston toimintaa. Laitteen elinten yhteistoiminta 25 voidaan myös toteuttaa pääasiassa mekaanisesti jos halutaan välttää elektroniikan käyttöä kenttäolosuhteissa.

♦

Claims (5)

7 102655

1. Laite taimettomien taimipaakkujen poistamiseksi ja korvaamiseksi taimellisella automaattisen 5 istutuksen yhteydessä, joka laite käsittää välineet paakun poistamiseksi kasvatuskennostosta ja siirtämiseksi havaintoasemaan, välineet taimen havaitsemiseksi paakussa, välineet taimettoman paakun poistamiseksi, välineet taimellisen paakun sijoittamiseksi poistetun paakun tilalle sekä välineet paakkutaimen istuttamiseksi, tunnettu siitä että havaintoasema käsittää lokeron muodostavan leukaparin jolloin leuoissa on aukot joiden kautta taimen tunnistus tapahtuu. 10

2. Anordning enligt patentkrav 1, kännetecknad av att medlen för ersättande av den avlägsnade 5 klumpen med en plantförsedd klump omfattar fackförsedda kassetter anpassade för rörelse i en riktning, samt en flyttanordning för dessa.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä että välineet taimellisen paakun sijoitta-seksi poistetun paakun tilalle käsittävät lokerollisia kasetteja, jotka on sovitettu liikkumaan yhteen suuntaan, sekä niiden siirtomekanismin.

3. Anordning enligt patentkrav 2, kännetecknad av att flyttanordningen för kassettema omfattar en skruv vars stigning motsvarar kassettemas delning i fack. 10

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä että kasettien siirtomekanismi käsittää ruuvin jonka nousu vastaa kasetin lokerojakoa.

4. Anordning enligt nägot av patentkraven 1-3, kännetecknad därav att medlen för detektering av en planta omfattar en optisk detektor.

4. Jonkin patenttivaatimuksista 1-3 mukainen laite, tunnettu siitä että välineet taimen havaitsemiseksi käsittävät optisen tunnistimen. 20

5. Jonkin patenttivaatimuksista 1-4 mukainen laite, tunnettu siitä että ainakin osittain sen toimintaa ohjaa sähköinen ohjausjäijestelmä.

25 Patentkrav • 1. Anordning för avlägsnande av plantlösa plantklumpar samt ersättande av dessa med klumpar innehällande planter vid automatisk plantering, vilken anordning omfattar medel för avlägsnande av en klump ur ett odlingscellblock och transport av klumpen tili en observationsposition, medel 30 för detektering av en planta i klumpen, medel för avlägsnande av en plantlös klump, medel för ersättande av den avlägsnade klumpen med en plantförsedd klump samt medel för plantering av . 102655 O klumpplantan, kännetecknad därav att observationspositionen omfattar ett par käftar vilka for-mar ett fack, varvid käftama har öppningar genom vilka detektering av plantan sker.

5. Anordning enligt ndgot av patentkraven 1-4, kännetecknad därav att dess funktion ät-15 minstone delvis styrs av ett elektriskt styrsystem.