JP2014036580A - 植物処理装置及び植物栽培装置 - Google Patents

Abstract

【課題】植物の処理に要する時間的な損失を削減することができる植物処理装置、及び植物栽培装置を提供する。
【解決手段】栽培トレイＴを搬送する搬送部３０を跨いで、ゲート４が設けられている。ゲート４を通過している最中の栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…に対して、ゲート４に配されている給液部２１から培養水が供給される。又は、ゲート４に配されている加振部２２によって、ゲート４を通過している最中の栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…が揺さ振られ、この結果、この植物Ｐ，Ｐ，…が受粉する。以上の場合、搬送部３０が栽培トレイＴを搬送する時間と、給液部２１又は加振部２２を用いて植物Ｐ，Ｐ，…に対する処理を行なう時間とが別個に発生することはないため、植物Ｐ，Ｐ，…の処理に要する時間的な損失を削減することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、植物に対する処理を行なう植物処理装置及び植物栽培装置に関する。

従来、植物に対する種々の処理の自動化が提案されている（特許文献１，２参照）。
特許文献１に記載の促成栽培装置は、複数の棚段を有する水平回転棚と、水平回転棚に設けられた散水機とを備える。植物が載置された棚段は水平面内で回転移動し、所定位置で停止する。散水機は、棚段の回転移動が停止した状態で、棚段に載置されている植物に対して散水する。

特許文献２に記載の植物工場には農薬散布室及び給液室等が設けられている。植物栽培容器は、レールに沿って農薬散布室又は給液室へ搬送され、停止する。そして、農薬散布室にて、植物栽培容器に配されている植物に対して農薬が散布され、給液室内にて、植物栽培容器に配されている植物に対して水が供給される。

特開平７−３２７４９７号公報 特開平１０−２１５７０１号公報

しかしながら、特許文献１に記載の促成栽培装置においては、散水中は棚段が停止している。つまり、棚段が回転移動している時間と、散水機が散水している時間とが別個に発生する。この結果、特に複数の棚段に係る灌水処理の開始から完了までに、長時間を要する。
同様に、特許文献２に記載の植物工場においては、植物栽培容器を搬送する時間と、農薬散布室にて農薬を散布する時間又は給液室にて給液する時間とが別個に発生する。この結果、特に複数の植物栽培容器に係る農薬散布処理又は灌水処理の開始から完了までに、長時間を要する。
また、特許文献１に記載の促成栽培装置は、水平回転棚に散水機を設けるだけのスペースを要するため、水平回転棚の大型化を招く虞がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、配置部に配されている植物処理部を用いて、搬送されている植物に対する処理が行なわれる構成とすることにより、植物の処理に要する時間的な損失を削減することができる植物処理装置、及びこの植物処理装置を備えるコンパクトな植物栽培装置を提供することにある。

第１発明に係る植物処理装置は、植物に対する異なる処理を行なうための複数種類の植物処理部を備える植物処理装置において、前記植物処理部が配されており、搬送されている前記植物が通過可能な門型になしてある配置部を備え、前記植物が搬送されている場合に、少なくとも１種類の前記植物処理部を用いて、前記植物に対する処理を行なうようにしてあることを特徴とする。

第２発明に係る植物処理装置は、前記植物処理部は、前記植物が前記配置部を通過する間に前記植物に対して液体を供給するための給液部であり、該給液部から供給すべき液体の量を制御する制御部を更に備えることを特徴とする。

第３発明に係る植物処理装置は、前記植物処理部は、前記植物が前記配置部を通過する間に前記植物を非接触で揺するための加振部であることを特徴とする。

第４発明に係る植物処理装置は、前記配置部に配してあり、搬送されている前記植物又は該植物に対する処理状況を監視するための監視部を更に備えることを特徴とする。

第５発明に係る植物栽培装置は、栽培すべき植物を収容する収容棚と、該収容棚へ、又は該収容棚から、前記植物を搬送する搬送機構とを備える植物栽培装置において、本発明に係る植物処理装置を備え、該植物処理装置が有する配置部は、前記搬送機構による前記植物の搬送経路に設けられていることを特徴とする。

第６発明に係る植物栽培装置は、前記植物を外部から搬入若しくは外部へ搬出するための搬入出ステーション、又は、前記植物の栽培に必要な作業を行なうための作業ステーションを更に備え、前記搬送機構は、前記搬入出ステーション又は前記作業ステーションと前記収容棚との間で前記植物を搬送するようにしてあることを特徴とする。

第１発明にあっては、植物処理装置は、複数種類の植物処理部及び配置部を備える。
植物は搬送され、配置部を通過する。
複数種類の植物処理部は、何れも、配置部に配されている。従って、各植物処理部を用いて、配置部の近傍において配置部を通過する前の植物、若しくは配置部を通過した後の植物、又は、配置部を通過している最中の植物に対する処理を行なうことが可能である。

植物が搬送されている場合に、複数種類の植物処理部の内、何れか１種類の植物処理部を用いて、搬送されている植物に対する処理が行なわれる。或いは、植物が搬送されている場合に、複数種類の植物処理部の内、何れか２種類以上、又は全種類の植物処理部を用いて、搬送されている植物に対する処理が同時的に行なわれる。
換言すれば、植物に対する処理が行なわれる際に、植物の搬送が停止することはない。このため、植物に対する処理を行なっている時間は、植物が搬送されている時間に含まれる。

第２発明にあっては、植物処理装置は、植物処理部として機能する給液部と、制御部とを備える。
制御部は、給液部から供給すべき液体の量を制御する。給液部は、植物が配置部を通過する間に、搬送されている植物に対して液体を供給する。このため、植物に対して所要量の液体を効率よく供給することができる。
液体の供給は、植物が配置部を通過する間に行なわれる。従って、配置部は、液体が配置部の外部の空間へ無用に飛散することを抑制することができる。

第３発明にあっては、植物処理装置は、植物処理部として機能する加振部を備える。
加振部は、植物が配置部を通過する間に、搬送されている植物（特に花）を揺さ振るために用いられる。このため、例えば植物に対する受粉処理を効率よく行なうことができる。

植物は非接触で揺さ振られる。故に、植物が通過する空間に加振部を配置する必要がない。このため、植物の搬送が阻害される虞はない。また、受粉処理を行なう必要がない植物が配置部を通過する場合であっても、いちいち加振部を植物が通過する空間から退避させる必要がない。
植物は、自身が配置部を通過する間に揺さ振られる。従って、配置部は、花粉が配置部の外部の空間へ無用に飛散することを抑制することができる。

第４発明にあっては、植物処理装置は、監視部を備える。
監視部は配置部に配されている。監視部は、搬送されている植物、又は、搬送されている植物に対する処理状況を監視するために用いられる。このため、作業者が配置部の間近で植物又は処理状況を監視していなくても特段の問題はない。従って、作業者の作業効率を向上させることができる。また、例えば人体に有害な薬液の噴霧処理を行なう場合であっても、安全性を向上させることができる。

第５発明にあっては、植物栽培装置は、収容棚、搬送機構、及び本発明に係る植物処理装置を備える。
植物は、搬送機構によって収容棚へ搬送される。収容棚へ搬送された植物は、収容棚に収容される。収容棚に収容されている植物は、搬送機構によって収容棚から搬送される。
植物は、収容棚にて育成される。また、搬送経路に沿って搬送されている植物に対して、配置部に配されている植物処理部を用いた処理が行なわれる。
以上のような植物栽培装置にて、植物は効率よく栽培される。

第６発明にあっては、植物栽培装置は、搬入出ステーション又は作業ステーションを更に備える。
外部から搬入出ステーションへ搬入された植物は、搬入出ステーションから搬送経路に沿って収容棚へ搬送される。収容棚へ搬送された植物は、収容棚に収容される。収容棚に収容されている植物は、収容棚から搬送経路に沿って搬入出ステーションへ搬送される。搬入出ステーションへ搬送された植物は、搬入出ステーションから外部へ搬出される。

作業ステーションでは、作業者又は作業ロボット等が、植物の栽培に必要な作業を行なう。収容棚に収容されている植物は、収容棚から搬送経路に沿って作業ステーションまで搬送される。また、作業ステーションに位置している植物は、作業ステーションから搬送経路に沿って収容棚まで搬送される。

このような植物栽培装置においては、搬送棚と搬入出ステーション又は作業ステーションとの間で植物が搬送されている最中であっても、必要とあらば、配置部に配されている植物処理部が、植物に対する処理を行なうことが可能である。従って、植物を更に効率よく栽培することができる。

本発明の植物処理装置及び植物栽培装置による場合、植物の搬送を停止させることなく植物に対する処理を行なう。このため、植物が搬送されている時間と、植物に対する処理が行なわれている時間とが別個に発生することはない。即ち、植物の処理に要する時間的な損失を削減することができる。この結果、特に複数の植物に対する処理の開始から完了までに要する時間を短縮することができる。換言すれば、効率よく植物を栽培することができる。
各植物処理部は収容棚には設けられていない。このため、収容棚をコンパクトに構成することができる。

本発明の実施の形態１に係る植物処理装置の構成を模式的に示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る植物処理装置の構成を模式的に示す正面断面図である。 本発明の実施の形態１に係る植物処理装置の構成を模式的に示す側面断面図である。 本発明の実施の形態１に係る植物処理装置の制御系の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る植物栽培装置の外観を示す斜視図である。 本発明の実施の形態２に係る植物栽培装置の外観を示す側面図である。 本発明の実施の形態２に係る植物処理装置の構成を模式的に示す側面断面図である。 本発明の実施の形態３に係る植物処理装置の構成を模式的に示す側面図である。

以下、本発明を、その実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。

実施の形態 １．
図１、図２、及び図３は、本発明の実施の形態１に係る植物処理装置１の構成を模式的に示す斜視図、正面断面図、及び側面断面図である。以下の説明では、図１〜図３において矢符で示す上下、左右、及び前後を使用する。
図４は、植物処理装置１の制御系の構成を示すブロック図である。
本実施の形態では、植物工場の構内に植物処理装置１及び搬送部３０が設置されている場合を例示する。

植物工場では、植物Ｐ，Ｐ，…が水耕栽培又は土耕栽培される。このために、複数枚の栽培トレイＴ，Ｔ，…が用いられる。
各栽培トレイＴは、矩形浅皿状になしてある。個々の栽培トレイＴには固有の識別情報が与えられている。栽培トレイＴの外面の所定位置には、識別情報が文字又は二次元コード等を用いて記載されている。
栽培トレイＴには、スポンジ、発泡スチロール、又は用土等を用いてなる培地部Ｍが収容されており、培地部Ｍに、複数株の植物Ｐ，Ｐ，…が前後左右に並べて植設されている。

まず、搬送部３０について説明する。
搬送部３０は、チェーンコンベアを用いてなる。具体的には、搬送部３０は、載置部３００と、モータ３０１と、無端状の２本のチェーン３０２，３０２と、４個のスプロケット３０３，３０３，…とを備える。
各チェーン３０２は、前後方向に離隔配置された２個のスプロケット３０３，３０３に架け渡してある。チェーン３０２の往路と復路とは上下方向に離隔配置してある。チェーン３０２，３０２は、左右方向に平行に配置してある。

載置部３００は、複数枚の金属板を連結することによって帯状になしてある。載置部３００は、載置部３００の上面を水平にして、無端状に敷設されている。載置部３００の上面には、栽培トレイＴが、載置部３００の幅内に収まるように載置される。

モータ３０１は、スプロケット３０３，３０３，…を介してチェーン３０２，３０２を一定速度で循環駆動する。この結果、載置部３００が循環走行する。これに伴い、栽培トレイＴ（延いては、栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…）が、図中白抜矢符方向に一定速度で搬送される。
本実施の形態では、栽培トレイＴが後方から前方へ搬送される（即ち、栽培トレイＴが前進する）場合を図示しているが、これに限定されるものではない。例えば、栽培トレイＴの前進／後退が切り替え可能であってもよい。

なお、搬送部３０は、チェーンコンベアに限定されず、ベルトコンベア、又はローラコンベア等を用いてなる構成でもよい。
また、栽培トレイＴは、載置部３００に載置された状態で搬送される構成に限定されない。
更に、モータ３０１の回転速度が多段階又は無段階に変更可能でもよい。この場合、栽培トレイＴの搬送速度が多段階又は無段階に変更可能になる。

次に、植物処理装置１について説明する。
植物処理装置１は、栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…に対する所要の処理を行なう。このために、植物処理装置１は、制御装置１００とゲート（配置部）４とを備えている。ゲート４には、夫々植物処理部として機能する各３個の給液部２１，２１，…及び加振部２２，２２，…、並びに２個の監視部２３，２３を配してある。図４には、各１個の給液部２１、加振部２２、及び監視部２３が示されている。
まず、ゲート４について説明する。

ゲート４は配置部であり、各矩形板状の前壁部４ａ、後壁部４ｂ、左壁部４ｃ、右壁部４ｄ、及び天壁部４ｅを備えている。
ゲート４は、載置部３００を跨いでいる門型の構造物である。具体的には、左壁部４ｃ及び右壁部４ｄが載置部３００の左右両側方にて立ち上がり、左壁部４ｃ及び右壁部４ｄ夫々の上端部同士を天壁部４ｅが連結している。

また、前壁部４ａ及び後壁部４ｂは、ゲート４の前上部及び後上部を覆っている。ゲート４の後下部及び前下部は、載置部３００の上面に載置されている栽培トレイＴの導入出が可能な導入口及び導出口として機能する。
ゲート４の内部には、前壁部４ａ〜天壁部４ｅと載置部３００の上面とによって囲繞された空間（以下、ゲート４の内部空間という）が形成されている。
搬送部３０によって搬送されている栽培トレイＴは、ゲート４の導入口、ゲート４の内部空間、及びゲート４の導出口を、この順に通過する。

ゲート４の導入口及び導出口夫々は、後壁部４ｂ及び前壁部４ａ夫々の下部から垂下している暖簾状の仕切り部材４１，４１によって、開閉可能に覆われている。各仕切り部材４１は、可撓性を有する。栽培トレイＴが接触すると、各仕切り部材４１は、自然に栽培トレイＴを回避するように変形し、栽培トレイＴが離隔すると、自重によって元の形状に戻る。即ち、仕切り部材４１は、栽培トレイＴがゲート４を通過することを阻害しない。しかも、仕切り部材４１，４１が存在することにより、ゲート４の内部空間は、ある程度、ゲート４の外部から隔絶される。

なお、ゲート４は、仕切り部材４１，４１を備えていない構成でもよい。例えば栽培トレイＴにて非常に損傷し易い植物Ｐ，Ｐ，…が植栽されている場合には、仕切り部材４１，４１を備えていない方が望ましい。しかしながら、後述するようなゲート４の外部への水滴又は花粉の飛散を抑制するためには、仕切り部材４１，４１を備えている方が望ましい。
また、栽培トレイＴの通過を阻害せず、更に、ゲート４の外部への水滴又は花粉の飛散を抑制する効果を奏するのであれば、ゲート４は、仕切り部材４１に替えて、スイングドア又はシャッタ等を備えていてもよい。

次に、給液部２１，２１，…について説明する。
栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…に対する液体の供給処理は、給液部２１，２１，…を用いて行なわれる。以下では、植物Ｐ，Ｐ，…を育成するための培養水がシャワー状に供給される場合を例示するが、このような灌水処理に限定されるものではない。例えば、植物Ｐ，Ｐ，…を病害から保護するための薬液が、霧状に供給されてもよい。
各給液部２１は、給水ノズル２１１と、給水管２１２とを有する。

第１の給水管２１２は、ゲート４の左壁部４ｃの右面に、前後方向に沿う横姿勢で取り付けられている。第１の給水管２１２には、１個の給水ノズル２１１が、右斜め下へ突出する姿勢で連通している。第２の給水管２１２は、第１の給水管２１２と同様の姿勢で、右壁部４ｄの左面に取り付けられている。第２の給水管２１２には、１個の給水ノズル２１１が、左斜め下へ突出する姿勢で連通している。第３の給水管２１２は、天壁部４ｅの下面に、左右方向に沿う横姿勢で取り付けられている。第３の給水管２１２には、１個の給水ノズル２１１が、真下へ突出する姿勢で連通している。

各給水管２１２は、図示しない導水管を介して、図示しない水源（例えば培養水を貯留している貯水槽）に連通している。培養水は、図示しないポンプによって加圧されて、水源から給水管２１２，２１２，…へ流入する。
培養水は給水管２１２から給水ノズル２１１へ流入し、給水ノズル２１１からシャワー状に噴出する。給水ノズル２１１から噴出した培養水は、ゲート４を通過する栽培トレイＴへ注入される。このとき、培養水は、直接的に栽培トレイＴへ注入されてもよく、一旦、植物Ｐ，Ｐ，…に降り注いでから植物Ｐ，Ｐ，…を伝って栽培トレイＴへ注入されてもよい。この結果、栽培トレイＴに培養水が貯留される。栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…は、例えば根を用いて、培養水を吸収する。

各給液部２１は、栽培トレイＴ及び植物Ｐ，Ｐ，…が通過する空間の外部に配されている。従って、給液部２１が、栽培トレイＴ及び植物Ｐ，Ｐ，…の通過を阻害する虞はない。
植物処理装置１は、１個の電磁式のバルブ２１３を備える。バルブ２１３の開／閉の切り替えによって、第１〜第３の給水管２１２，２１２，…と水源との継／断が切り替えられる。バルブ２１３が開放される時間が長いほど、給水ノズル２１１，２１１，…から噴出する培養水の総量は多くなる。
なお、植物処理装置１は、３個のバルブ２１３，２１３，…を備える構成でもよい。この場合、個々のバルブ２１３の開閉が切り替えられることによって、これに対応する給水管２１２と水源との継／断が個別に切り替えられる。

次に、加振部２２，２２，…について説明する。
栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…は、加振部２２，２２，…を用いて非接触で揺さ振られる。以下では、エアガンを用いてなる加振部２２について説明する。

加振部２２は、チューブ状の噴射ノズル２２１とコーン状のノズルカバー２２２とを有する。第１のノズルカバー２２２は、ゲート４の左壁部４ｃの右面から右方へ広がるように、コーンの底部開口を右壁部４ｄに対面させる姿勢で突設されている。第２のノズルカバー２２２は、ゲート４の右壁部４ｄの左面から左方へ広がるように、コーンの底部開口を左壁部４ｃに対面させる姿勢で突設されている。第３のノズルカバー２２２は、ゲート４の天壁部４ｅの下面から下方へ広がるように、コーンの底部開口を載置部３００の上面に対面させる姿勢で突設されている。各ノズルカバー２２２の内部には、１個の噴射ノズル２２１が、ノズルカバー２２２の突設方向に配されている。

植物処理装置１は、コンプレッサ２２３を備える。コンプレッサ２２３が噴射ノズル２２１へ圧縮空気を送ると、噴射ノズル２２１は、噴射ノズル２２１の基端側を中心に、ノズルカバー２２２の内面に沿って回転する。回転する噴射ノズル２２１の先端側から噴出した圧縮空気は、ノズルカバー２２２の底部開口からゲート４の内部空間へ断続的に送り出される。このため、ゲート４を通過する栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…が揺さ振られる。

加振部２２，２２，…は、空気を用いて植物Ｐ，Ｐ，…を揺さ振る。即ち、加振部２２，２２，…は、植物Ｐ，Ｐ，…に直接的に接触することによって植物Ｐ，Ｐ，…を揺さ振る必要がない。このため、各加振部２２は、栽培トレイＴが通過する空間の外部に配される。従って、加振部２２が、栽培トレイＴの通過を阻害する虞はない。

イチゴ又はトマト等の植物Ｐ，Ｐ，…に花が咲いている場合、花が揺さ振られると植物Ｐ，Ｐ，…が受粉する。即ち、加振部２２，２２，…を用いて、植物Ｐ，Ｐ，…に対する受粉処理が行なわれる。
なお、植物処理装置１は、エアガンを用いてなる加振部２２に替えて、スピーカ又は送風機を用いてなる加振部２２を備える構成でもよい。スピーカを用いてなる加振部２２は、コーン状の振動板と、振動板を振動させる電磁式のアクチュエータとを有する。この場合、振動板によって振動を与えられた空気が、植物Ｐ，Ｐ，…を揺さ振る。送風機を用いてなる加振部２２は、ゲート４の内部空間へ空気を送り込む。この場合、ゲート４の内部空間で発生した乱流が、植物Ｐ，Ｐ，…を揺さ振る。

また、加振部２２，２２，…の使用は、受粉処理を行なう場合のみに限定されない。植物Ｐ，Ｐ，…が揺さ振られると、植物Ｐ，Ｐ，…に付着している液滴が落下する。このため、加振部２２，２２，…を用いて、例えば、植物Ｐ，Ｐ，…に無用に付着している培養水、又は、植物Ｐ，Ｐ，…に過剰に付着している薬液等を払い落とす処理を行なうことが可能である。

ところで、灌水処理が行なわれると、ゲート４の内部空間で水滴が飛散する。また、受粉処理が行なわれると、ゲート４の内部空間で花粉が飛散する。しかしながら、水滴又は花粉等の飛散物が、ゲート４の内部空間からゲート４の外部へ拡散することは抑制されている。何故ならば、ゲート４の内部空間とゲート４の外部とは、ゲート４の各壁部及び仕切り部材４１，４１によって区画されているからである。
なお、灌水処理又は受粉処理が行なわれている場合にゲート４の内部空間の空気を吸入する吸入部が、ゲート４に配されている構成でもよい。この場合、吸入部はゲート４の内部空間の空気と共にゲート４の内部空間に飛散した飛散物も吸入するため、ゲート４の外部への飛散物の拡散が更に抑制される。

次に、監視部２３，２３について説明する。
栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…、又は栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…に対する処理状況は、監視部２３，２３を用いて行なわれる。
各監視部２３は、デジタルスチルカメラ又はデジタルビデオカメラを用いてなり、静止画又は動画を撮像する。監視部２３は可視画像を撮像するが、これに限定されず、例えば赤外画像を撮像してもよい。

撮像された可視画像又は赤外画像からは、植物の形状、色、又は赤外線の反射強度等の情報が得られる。植物の形状の情報は、例えば植物の育成段階の判断に有用である。植物の色の情報は、例えば病害の有無の判断に有用である。赤外線の反射強度の情報は、例えば植物の活性度の判断に有用である。
監視部２３，２３は、何れも、ゲート４の外面に取り付けられている。
一の監視部２３は、カメラ本体がゲート４近傍の搬送部３０の上流側に向いた姿勢で、カメラ本体を支持する支持部がゲート４の後壁部４ｂと天壁部４ｅとの境界部に取り付けられている。一の監視部２３は、ゲート４近傍の搬送部３０の上流側を搬送されている栽培トレイＴの画像を撮像する。

他の監視部２３は、カメラ本体がゲート４近傍の搬送部３０の下流側に向いた姿勢で、カメラ本体を支持する支持部がゲート４の前壁部４ａと天壁部４ｅとの境界部に取り付けられている。他の監視部２３は、ゲート４近傍の搬送部３０の下流側を搬送されている栽培トレイＴの画像を撮像する。
監視部２３が撮像した画像は、制御装置１００に入力される。
なお、監視部２３，２３の何れか１つが省略されてもよい。
また、植物処理装置１は、ゲート４の内部空間を通過する栽培トレイＴの画像を撮像する監視部を備えていてもよい。

更に、監視部２３は、デジタルスチルカメラ又はデジタルビデオカメラを用いてなる構成に限定されるものではない。例えば植物処理装置１は、植物の超音波画像を得る監視部を備える構成でもよい。超音波画像からは、植物内部の物性の情報が得られる。

次に、制御装置１００について説明する。
制御装置１００は、制御部１０、表示部１１、操作部１２、記憶部１３、バルブ駆動部２１４、コンプレッサ駆動部２２４、画像処理部２３１、及びモータ駆動部３０４を備える。制御装置１００は、搬送部３０が存在する空間に設置されていてもよく、この空間から区画された空間に設置されていてもよいが、少なくとも表示部１１及び操作部１２等は、作業者の利便性及び安全性等が高い空間に配されていることが望ましい。

まず、制御部１０、表示部１１、操作部１２、及び及び記憶部１３について説明する。
制御部１０は、制御装置１００、延いては植物処理装置１の制御中枢である。制御部１０は、装置各部の動作を制御し、各種処理を実行する。
表示部１１は、例えば液晶ディスプレイを用いてなる。表示部１１には、植物処理装置１の作動状況、又は作業者に対する操作指示等が表示される。
操作部１２は、キーボード又はマウス等を用いてなる。操作部１２は、作業者の操作を受け付ける。
作業者は、表示部１１を視認しつつ操作部１２を操作する。作業者による操作部１２の操作内容は、制御部１０に与えられる。

記憶部１３は、例えば大容量記憶装置を用いてなる。
記憶部１３には、栽培トレイＴの識別情報に関連付けて、栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…の種類、育成段階、及び灌水処理を行なうべきタイミング等が記憶してある。記憶部１３に記憶されている内容は、例えば作業者が操作部１２を用いて制御装置１００に与えたものである。

次に、モータ駆動部３０４について説明する。
本実施の形態におけるモータ駆動部３０４は、制御部１０にオン／オフ制御されることによって、モータ３０１に対する給電／給電停止を行なう。モータ３０１に対する給電が行なわれれば、モータ３０１が作動し、搬送部３０が栽培トレイＴを搬送する。故に、植物Ｐ，Ｐ，…に対する処理が行なわれる場合には、モータ３０１はモータ駆動部３０４から給電され続ける。

次に、画像処理部２３１について説明する。
画像処理部２３１は、監視部２３から入力された画像に対して所定の画像処理を施す。画像処理部２３１によって画像処理が施された画像は、表示部１１にて表示され、更に、記憶部１３に記憶される。

各監視部２３が撮像した画像が、表示部１１に表示された場合、作業者は、植物Ｐ，Ｐ，…、又は植物Ｐ，Ｐ，…に対する処理状況を、遠隔から監視することができる。

作業者は、表示部１１に表示された画像に含まれている植物Ｐ，Ｐ，…の画像を視認することによって、植物Ｐ，Ｐ，…の状態又は育成段階等を判断する。また、作業者は、ゲート４の上流側にて搬送されている植物Ｐ，Ｐ，…の画像とゲート４の下流側にて搬送されている植物Ｐ，Ｐ，…の画像とを比較することによって、ゲート４にて行なわれた処理の成否を判断する。そして、作業者は、これらの判断結果に基づいて、操作部１２を操作する。例えば、作業者は、植物Ｐ，Ｐ，…の育成段階を判断し、操作部１２を用いて、記憶部１３に記憶してある育成段階の更新を行なう。

制御部１０は、監視部２３が撮像した画像に基づいて、栽培トレイＴに記載されている識別情報を読み取る。また、制御部１０は、読み取った識別情報を用いて記憶部１３を検索することによって、栽培トレイＴにて栽培されている植物Ｐ，Ｐ，…に関する各種の情報を得る。
また、制御部１０は、監視部２３が撮像した画像に基づいて、植物Ｐ，Ｐ，…の状態の良否、又は、育成段階等を判定する。

また、制御部１０は、監視部２３が撮像した画像に基づいて、栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…がゲート４を通過し始めるタイミング及び通過し終わるタイミングを判定する。
なお、ゲート４に、識別情報を読み取る読取部が配されていてもよい。この場合、制御部１０は、読取部の読取結果を用いて記憶部１３を検索する。
また、ゲート４に、栽培トレイＴの位置又は有無を検出するトレイ検出部が配されていてもよい。この場合、制御部１０は、トレイ検出部の検出結果に応じて、栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…がゲート４を通過し始めるタイミング及び通過し終わるタイミングを判定する。

次に、コンプレッサ駆動部２２４について説明する。
コンプレッサ駆動部２２４は、制御部１０にオン／オフ制御されることによって、コンプレッサ２２３に対する給電／給電停止を行なう。コンプレッサ２２３に対する給電が行なわれれば、コンプレッサ２２３が作動し、加振部２２の噴射ノズル２２１から圧縮空気が噴出する。

植物Ｐ，Ｐ，…に対する受粉処理の要否は、植物Ｐ，Ｐ，…の育成段階によって異なる。故に、制御部１０は、ゲート４を通過する栽培トレイＴの識別情報を用いて記憶部１３を検索し、栽培トレイＴにて栽培されている植物Ｐ，Ｐ，…の育成段階を求め、求めた育成段階に応じて、受粉処理の要否を判定する。
また、制御部１０は、受粉処理を要する植物Ｐ，Ｐ，…がゲート４を通過し始めるタイミングでコンプレッサ駆動部２２４をオンにする。更に、制御部１０は、受粉処理を要する植物Ｐ，Ｐ，…がゲート４を通過し終わるタイミングでコンプレッサ駆動部２２４をオフにする。この結果、受粉処理を要する植物Ｐ，Ｐ，…がゲート４を通過している場合に、加振部２２が作動し、受粉処理が行なわれる。

なお、表示部１１に表示されている画像を視認しながら、作業者が操作部１２にて所定の操作を行なった場合に、コンプレッサ駆動部２２４のオン／オフが切り替えられる構成でもよい。

次に、バルブ駆動部２１４について説明する。
バルブ駆動部２１４は、制御部１０にオン／オフ制御されることによって、バルブ２１３を開／閉する。
制御部１０は、バルブ駆動部２１４のオン／オフ、延いてはバルブ２１３の開／閉を制御することによって、給液部２１から供給すべき培養水の量を制御する。

制御部１０は、ゲート４を通過する栽培トレイＴの識別情報を用いて記憶部１３を検索し、栽培トレイＴにて栽培されている植物Ｐ，Ｐ，…に対して灌水処理を行なうべきタイミングであるか否かを判定する。
植物Ｐ，Ｐ，…に対する灌水量は、植物Ｐ，Ｐ，…の種類及び育成段階等によって異なる。故に、制御部１０は、灌水処理を行なうべきタイミングであると判定した場合に、記憶部１３を更に検索して、栽培トレイＴにて栽培されている植物Ｐ，Ｐ，…の種類及び育成段階を求め、求めた種類及び育成段階に応じて、給液部２１から供給すべき培養水の量を仮決定する。次いで、制御部１０は、画像に基づいて植物Ｐ，Ｐ，…の状態の良否又は育成段階等を判定した判定結果に応じて、仮決定した培養水の量を微調整する。

このようにして決定した培養水の量に応じて、制御部１０は、バルブ駆動部２１４をオンにし続ける時間の長さ、即ちバルブ２１３を開放し続ける時間の長さを決定する。そして、制御部１０は、灌水処理を要する植物Ｐ，Ｐ，…がゲート４を通過し始めるタイミングでバルブ駆動部２１４をオンにし、決定した時間が経過すると、バルブ駆動部２１４をオフにする。この結果、灌水処理を要する植物Ｐ，Ｐ，…がゲート４を通過している場合に、灌水処理が行なわれ、しかも、灌水量の多寡が適切に調整される。

なお、表示部１１に表示されている画像を視認しながら、作業者が操作部１２にて所定の操作を行なった場合に、バルブ駆動部２１４のオン／オフが切り替えられる構成でもよい。

ところで、バルブ２１３が開度調節可能なバルブである場合、制御部１０は、バルブ２１３の開度を制御することによって、給液部２１から供給すべき培養水の量を制御する構成でもよい。バルブ２１３が大きく開かれるほど、培養水の流量が増加し、灌水量が多くなる。
また、制御部１０は、ポンプが培養水に加える圧力を制御することによって、給液部２１から供給すべき培養水の量を制御する構成でもよい。培養水に加えられる圧力が高いほど、培養水の流量が増加し、灌水量が多くなる。

更に、制御部１０は、搬送部３０による搬送速度、延いては、植物Ｐ，Ｐ，…がゲート４を通過している時間を制御することによって、灌水量を制御する構成でもよい。搬送部３０による搬送速度が遅いほど、植物Ｐ，Ｐ，…がゲート４を通過している時間が長くなり、灌水量が多くなる。
本実施の形態では、ゲート４に配されている植物処理部を用いて行なうべき処理として、灌水処理及び受粉処理等を例示したが、これらに限定されるものではない。とはいえ、植物Ｐ，Ｐ，…を搬送しながら行なうことが可能な処理、即ち、比較的短時間で完了する処理であることが望ましい。このような処理は、例えば、培地部に植物の種を播く処理、培地部に植物の苗を植える処理、又は植物の果実を収穫する処理等である。

以上のような植物処理装置１は、栽培トレイＴを搬送している間に栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…に対する処理を行なう。このため、栽培トレイＴを搬送し、栽培トレイＴが停止している間に栽培トレイＴにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…に対する処理を行ない、再び栽培トレイＴを搬送する従来の植物処理装置に比べて、植物Ｐ，Ｐ，…の処理に要する時間的な損失を削減することができる。何故ならば、植物処理装置１を用いる場合には、植物Ｐ，Ｐ，…に対する処理が行なわれている時間を、植物Ｐ，Ｐ，…が搬送されている時間に含めることができるからである。従って、特に多数の栽培トレイＴ，Ｔ，…にて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…に対する処理の開始から完了までに要する時間を大幅に短縮することができる。

しかも、灌水処理又は受粉処理と監視処理とを同時的に行なうことができる。
以上の結果、効率よく植物Ｐ，Ｐ，…を栽培することができる。
本実施の形態では、搬送部３０の中途に１個のゲート４が位置しているが、これに限定されず、複数個のゲート４，４，…が搬送部３０の中途に位置している構成でもよい。この場合、異なるゲート４，４，…には、同一の植物処理部が配されていてもよく、異なる植物処理部が配されていてもよい。

実施の形態 ２．
図５及び図６は、本発明の実施の形態２に係る植物栽培装置５の外観を示す斜視図及び側面図である。
図７は、本発明の実施の形態２に係る植物処理装置１の構成を模式的に示す側面断面図である。
以下の説明では、図５〜図７において矢印で示す上下、左右、及び前後を使用する。
本実施の形態の植物処理装置１は、実施の形態１の植物処理装置１と略同様の構成である。以下では、実施の形態１との差異について説明し、その他、実施の形態１に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

植物処理装置１は、植物栽培装置５に備えられている。植物栽培装置５は、植物工場の構内に設置されている。
本実施の形態の植物工場では、植物Ｐ，Ｐ，…を水耕栽培又は土耕栽培するために、複数個の栽培ユニットＵ，Ｕ，…（１個のみ図示）が用いられる。
各栽培ユニットＵは、実施の形態１で説明したような栽培トレイと、この栽培トレイを下側から支持する支持フレームとを有する。支持フレームには、後述する移載機５２２のアタッチメントに係合するフックが設けられている。

次に、植物栽培装置５について説明する。
植物栽培装置５は、植物処理装置１の他に、収容棚５１、搬送機構５２、及び作業ステーション５３を備える。
収容棚５１は、栽培ユニットＵ，Ｕ，…を収容する。収容棚５１は、上下方向に複数段、左右方向に複数列の棚を有する棚集合体５１０，５１０同士を、前後方向に並設して夫々の上部にて連結したものである。図では、前側の棚集合体５１０が６列の棚を有し、後側の棚集合体５１０が７列の棚を有する場合を例示している。
栽培ユニットＵは、棚集合体５１０が有する何れかの棚に、長手方向を前後方向に向けて収容される。

植物Ｐ，Ｐ，…は、収容棚５１にて栽培される。このため、収容棚５１には、例えば遮光状態で植物Ｐ，Ｐ，…を育成するための遮光部材、又は、照明しながら植物Ｐ，Ｐ，…を育成するための照明器具等が配されている。収容棚５１では、植物Ｐ，Ｐ，…に対する比較的長時間を要する処理が行なわれる。
前側に位置する棚集合体５１０の右側方には、作業者が植物Ｐ，Ｐ，…の栽培に必要な作業を行なうための作業ステーション５３が並設されている。作業ステーション５３は、栽培ユニットＵを外部から植物栽培装置５へ搬入し、また、栽培ユニットＵを植物栽培装置５から外部へ搬出するための搬入出ステーションを兼ねている。

棚集合体５１０，５１０の間には、収容棚５１の任意の収容位置にある棚と作業ステーション５３との間で栽培ユニットＵを搬送する搬送機構５２が配されている。図７には、移載機５２２の上面から作業ステーション５３へ搬送される栽培ユニットＵが例示してある。
搬送機構５２は、スタッカークレーンを用いてなる。具体的には、搬送機構５２は、棚集合体５１０，５１０間の地上に左右方向に敷設されたレール５２０と、直立する４本の昇降ガイド５２１，５２１，…と、自身と収容棚５１の棚又は作業ステーション５３との間で、栽培ユニットＵを双方向に載せ替えする移載機５２２とを有している。

移載機５２２は、昇降ガイド５２１，５２１，…と共に、レール５２０に案内されて左右方向に移動する。また、移載機５２２は、昇降ガイド５２１，５２１，…に沿って上下に移動する。移載機５２２及び昇降ガイド５２１，５２１，…の左右方向への移動と、移載機５２２の上下方向への移動とは、図示しないモータの駆動力によって走行するチェーンを用いて、各別に行われる。
移載機５２２の上面は、１個の栽培ユニットＵを載置可能な形状及び面積を有する。

移載機５２２は、図示しない直棒状のアタッチメントを有する。このアタッチメントは、各不図示のモータの駆動力で循環走行する並行２条のチェーン間に架け渡されている。チェーンが適宜に循環走行することによって、移載機５２２のアタッチメントは、栽培ユニットＵのフックに係脱する。

栽培ユニットＵを収容棚５１の棚又は作業ステーション５３から移載機５２２に載せ替える場合、移載機５２２のアタッチメントが栽培ユニットＵのフックに係合し、更に、栽培ユニットＵを移載機５２２の上面へ引き寄せる。逆に、栽培ユニットＵを移載機５２２から収容棚５１の棚又は作業ステーション５３に載せ替える場合、移載機５２２のアタッチメントが栽培ユニットＵを収容棚５１の棚又は作業ステーション５３へ押し出し、更に、栽培ユニットＵのフックとの形状を解除する。

作業ステーション５３には、所要の作業（例えば人手による間引き又は芽欠き等）を行なうべき植物Ｐ，Ｐ，…が植栽されている栽培ユニットＵが載置される。また、作業ステーション５３には、植物栽培装置５へ搬入すべき栽培ユニットＵが載置される。作業ステーション５３に載置された栽培ユニットＵは、搬送機構５２によって作業ステーション５３から収容棚５１へ搬送される。所要の作業を行なうべき植物Ｐ，Ｐ，…が植栽されている栽培ユニットＵ、又は、植物栽培装置５から搬出すべき栽培ユニットＵは、搬送機構５２によって収容棚５１から作業ステーション５３へ搬送される。

制御装置１００は、実施の形態１のモータ駆動部３０４に替えて、搬送機構５２が備える各モータに対する給電／給電停止を行なう図示しないモータ駆動部を備えている。このモータ駆動部を介して、制御部１０は、搬送機構５２の動作を制御する。

植物処理装置１が有するゲート４は、搬送機構５２による栽培ユニットＵの搬送経路に設けられている。本実施の形態では、ゲート４は、作業ステーション５３の後部に配されている。このため、搬送機構５２によって収容棚５１と作業ステーション５３との間を搬送される栽培ユニットＵは、必ずゲート４を通過する。
ゲート４には、１個の監視部２３が配されている。この監視部２３は、作業ステーション５３に横付けされた移載機５２２に載置されている栽培ユニットＵの画像を撮像する。なお、ゲート４に、作業ステーション５３に載置されている栽培ユニットＵの画像を撮像する監視部２３が配してあってもよい。

本実施の形態においては、ゲート４に配されている各種の植物処理部を用いて、栽培ユニットＵが搬送されている間に、栽培ユニットＵにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…に対する比較的短時間で終了する処理が、必要に応じて適宜に行なわれる。
以上のような植物栽培装置５においても、栽培ユニットＵにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…を効率よく栽培することができる。
また、ゲート４に配されている各種の植物処理部と同様の植物処理部は、収容棚５１に設ける必要がない。故に、収容棚５１を小型化することができる。

実施の形態 ３．
図８は、本発明の実施の形態３に係る植物処理装置１の構成を模式的に示す側面図である。以下の説明では、図８において矢印で示す上下、左右、及び前後を使用する。
本実施の形態の植物処理装置１及び植物栽培装置５は、実施の形態２の植物処理装置１及び植物栽培装置５と略同様の構成である。以下では、実施の形態２との差異について説明し、その他、実施の形態２に対応する部分には同一符号を付してそれらの説明を省略する。

本実施の形態における植物栽培装置５は、作業ステーション５３とは別個に搬入出ステーション５４を備えている。このため、第１の作業者が作業ステーション５３にて植物Ｐ，Ｐ，…の栽培に必要な作業を行なっている場合に、並行して第２の作業者が搬入出ステーション５４にて栽培ユニットＵを外部から植物栽培装置５へ搬入し、また、栽培ユニットＵを植物栽培装置５から外部へ搬出することが可能である。

棚集合体５１０，５１０は何れも６列の棚を有する。後側に位置する棚集合体５１０の右側方には、搬入出ステーション５４が並設されている。作業ステーション５３の後部と搬入出ステーション５４の前部とは前後方向に対向配置されている。
搬送機構５２は、収容棚５１の任意の収容位置にある棚と作業ステーション５３又は搬入出ステーション５４との間で栽培ユニットＵを搬送する。図８には、搬入出ステーション５４から移載機５２２の上面へ搬送される栽培ユニットＵが例示してある。

本実施の形態の植物処理装置１は、２個のゲート４，４を備える。各ゲート４の構成は同じである。なお、ゲート４，４夫々に配されている複数種類の植物処理部は、全て同じであってもよく、一部又は全部が異なっていてもよい。

ゲート４，４は、何れも、搬送機構５２による栽培ユニットＵの搬送経路に設けられている。一方のゲート４は、移載機５２２の前部に配されている。このゲート４に配されている監視部２３は、移載機５２２が作業ステーション５３に横付けされたときに、作業ステーション５３に載置されている栽培ユニットＵの画像を撮像する。他方のゲート４は、移載機５２２の後部に配されている。このゲート４に配されている監視部２３は、移載機５２２が搬入出ステーション５４に横付けされたときに、搬入出ステーション５４に載置されている栽培ユニットＵの画像を撮像する。

制御部１０は、栽培ユニットＵにて植栽されている植物Ｐ，Ｐ，…の状態又は育成段階等に応じて、搬送機構５２を制御し、栽培ユニットＵを作業ステーション５３又は搬入出ステーション５４へ振り分け移送する。
搬送機構５２によって収容棚５１と作業ステーション５３（又は搬入出ステーション５４）との間を搬送される栽培ユニットＵは、必ず前側（又は後側）のゲート４を通過する。
本実施の形態においては、ゲート４，４夫々に配されている各種の植物処理部を用いて、栽培ユニットＵが搬送されている間に、栽培ユニットＵに配されている植物Ｐ，Ｐ，…に対する比較的短時間で終了する処理が、必要に応じて適宜に行なわれる。

以上のような植物栽培装置５においても、栽培ユニットＵに配されている植物Ｐ，Ｐ，…を効率よく栽培することができる。
また、ゲート４，４に配されている各種の植物処理部と同様の植物処理部は、収容棚５１に設ける必要がない。故に、収容棚５１を小型化することができる。
なお、植物処理装置１が有するゲート４，４は、作業ステーション５３の後部及び搬入出ステーション５４の前部に１個ずつ配してあってもよい。
また、搬入出ステーション５４が存在しない場合、後側のゲート４を備えている必要はない。

更に、植物処理装置１がゲート４を１個だけ備えている場合には、移載機５２２の前後方向中央部にゲート４が配されていてもよい。この場合、ゲート４は２個の監視部２３，２３を備えており、各監視部２３が、作業ステーション５３又は搬入出ステーション５４に載置されている栽培ユニットＵの画像を撮像する。

なお、ゲート４に、栽培トレイＴに貯留されている培養水の状態を検出するセンサが配されていてもよい。このセンサは、培養水の電気伝導度、ｐＨ、又は溶存酸素量等を検出する。センサによる検出結果は制御部１０に与えられる。制御部１０は、与えられた検出結果に基づいて、灌水処理のタイミングを決定したり、灌水処理にて供給すべき培養水の成分を自動的に調整したりする。この結果、灌水処理を効率的に行なうことができる。また、栽培トレイＴに貯留されている培養水を好適な状態に保つことができる。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲と均等の意味及び特許請求の範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
また、本発明の効果がある限りにおいて、植物処理装置１又は植物栽培装置５に、実施の形態１〜３に開示されていない構成要素が含まれていてもよい。

１ 植物処理装置
１０ 制御部
２１ 給液部（植物処理部）
２２ 加振部（植物処理部）
２３ 監視部
４ ゲート
５ 植物栽培装置
５１ 収容棚
５２ 搬送機構
５３ 搬入出ステーション
５４ 作業ステーション

Claims (6)

1. 植物に対する異なる処理を行なうための複数種類の植物処理部を備える植物処理装置において、
   前記植物処理部が配されており、搬送されている前記植物が通過可能な門型になしてある配置部を備え、
   前記植物が搬送されている場合に、少なくとも１種類の前記植物処理部を用いて、前記植物に対する処理を行なうようにしてあることを特徴とする植物処理装置。
2. 前記植物処理部は、前記植物が前記配置部を通過する間に前記植物に対して液体を供給するための給液部であり、
   該給液部から供給すべき液体の量を制御する制御部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の植物処理装置。
3. 前記植物処理部は、前記植物が前記配置部を通過する間に前記植物を非接触で揺するための加振部であることを特徴とする請求項１又は２に記載の植物処理装置。
4. 前記配置部に配してあり、搬送されている前記植物又は該植物に対する処理状況を監視するための監視部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の植物処理装置。
5. 栽培すべき植物を収容する収容棚と、
   該収容棚へ、又は該収容棚から、前記植物を搬送する搬送機構と
   を備える植物栽培装置において、
   請求項１乃至４の何れか一項に記載の植物処理装置を備え、
   該植物処理装置が有する配置部は、前記搬送機構による前記植物の搬送経路に設けられていることを特徴とする植物栽培装置。
6. 前記植物を外部から搬入若しくは外部へ搬出するための搬入出ステーション、又は、前記植物の栽培に必要な作業を行なうための作業ステーションを更に備え、
   前記搬送機構は、前記搬入出ステーション又は前記作業ステーションと前記収容棚との間で前記植物を搬送するようにしてあることを特徴とする請求項５に記載の植物栽培装置。

Images