JP2014132847A - 植物栽培装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】設備の複雑化を抑制し、構成部材への悪影響を防止するとともに、葉面への散布を任意のタイミングや回数で自動的に行うことが可能であり、生産効率を向上することができる植物栽培装置を提供すること。
【解決手段】栽培トレイ110を格納する複数の栽培棚121と、栽培トレイ110の搬送を行う移送手段130と、植物の葉面に散布用液状体を散布する散布手段140とを備え、散布手段140は栽培トレイ110の搬送経路上あるいは搬送先に配置され、区画された空間を形成する隔離部材141と、空間の内部に向けて散布用液状体を散布する散布ノズル143とを備えたこと。
【選択図】図1
【解決手段】栽培トレイ110を格納する複数の栽培棚121と、栽培トレイ110の搬送を行う移送手段130と、植物の葉面に散布用液状体を散布する散布手段140とを備え、散布手段140は栽培トレイ110の搬送経路上あるいは搬送先に配置され、区画された空間を形成する隔離部材141と、空間の内部に向けて散布用液状体を散布する散布ノズル143とを備えたこと。
【選択図】図1
Description
本発明は、植物を保持する栽培トレイと、栽培トレイを格納する複数の栽培棚と、栽培トレイの搬送を行う移送手段と、前記栽培トレイに保持された植物の葉面に散布用液状体を散布する散布手段とを備えた植物栽培装置に関し、例えば、人工的な環境下で植物栽培の自動化を行う植物工場等に用いられる植物栽培装置に関するものである。
従来、植物を保持する栽培トレイと、栽培トレイを格納する複数の栽培棚と、栽培トレイの搬送を行う移送手段とを備え、養分等の含まれた栽培液を栽培トレイに対して自動的に供給する灌水機構が設けられている植物栽培装置は公知である(例えば、特許文献1等参照)。
この、特許文献1(特開2000−209970号公報)で公知の植物栽培装置は、植物の葉面側から農薬や成長を促進する成分等を自動的に散布することは考慮されていない。
この、特許文献1(特開2000−209970号公報)で公知の植物栽培装置は、植物の葉面側から農薬や成長を促進する成分等を自動的に散布することは考慮されていない。
一方、灌水、あるいは、農薬や成長を促進する成分等を植物の葉面側から散布する散布手段を設けた植物栽培装置は公知である(例えば、特許文献2、3等参照)。
特許文献2(特開平7−327497号公報)で公知の植物栽培装置は、複数の栽培棚(棚段15)に対応した複数の散布手段(スプリンクラー52)が設けられており、該散布手段が植物の葉面側から灌水するように構成されている。
特許文献3(特開平10−215701号公報)で公知の植物栽培装置は、植物を保持する栽培トレイ(搬送台21、121)が無端搬送装置によって搬送され、その経路上の1箇所に配置された散布手段(農薬噴射室29、農薬噴射装置69)によって植物の葉面に農薬を自動的に散布するように構成されている。
また、植物の葉面に散布し光合成を促進、あるいは、光合成によって生成される物質の合成を促進する散布用組成物が公知である(例えば特許文献4等参照)。
しかしながら、特許文献4では植物栽培装置に関しては一切考慮されておらず、その散布方法は特定されていない。
特許文献2(特開平7−327497号公報)で公知の植物栽培装置は、複数の栽培棚(棚段15)に対応した複数の散布手段(スプリンクラー52)が設けられており、該散布手段が植物の葉面側から灌水するように構成されている。
特許文献3(特開平10−215701号公報)で公知の植物栽培装置は、植物を保持する栽培トレイ(搬送台21、121)が無端搬送装置によって搬送され、その経路上の1箇所に配置された散布手段(農薬噴射室29、農薬噴射装置69)によって植物の葉面に農薬を自動的に散布するように構成されている。
また、植物の葉面に散布し光合成を促進、あるいは、光合成によって生成される物質の合成を促進する散布用組成物が公知である(例えば特許文献4等参照)。
しかしながら、特許文献4では植物栽培装置に関しては一切考慮されておらず、その散布方法は特定されていない。
特許文献1のような公知の植物栽培装置においては、前述のよう植物の葉面側から農薬や特許文献4のような組成物等を自動的に散布することは考慮されておらず、必要に応じて作業者が適宜のタイミングで手作業によって葉面に散布しなければならないという問題があった。
特許文献2のような公知の植物栽培装置においては、散布手段を多数配置する必要があり、このための配管等の設備が複雑となるという問題があった。
また、植物栽培装置全体に散布された液体が飛散するため、植物栽培装置の各部の構成部材が汚損したり腐食する等の悪影響を与えるおそれがあった。
さらに、灌水として液体を散布することから、成長を促進する成分や農薬等を葉面に散布する場合は、通常の灌水にそれらの成分を混合するしかないため、成長を促進する成分や農薬等の散布と灌水とを異なるタイミングで行うことができないという問題があった。
特許文献2のような公知の植物栽培装置においては、散布手段を多数配置する必要があり、このための配管等の設備が複雑となるという問題があった。
また、植物栽培装置全体に散布された液体が飛散するため、植物栽培装置の各部の構成部材が汚損したり腐食する等の悪影響を与えるおそれがあった。
さらに、灌水として液体を散布することから、成長を促進する成分や農薬等を葉面に散布する場合は、通常の灌水にそれらの成分を混合するしかないため、成長を促進する成分や農薬等の散布と灌水とを異なるタイミングで行うことができないという問題があった。
成長を促進する成分や農薬等の葉面への散布と灌水とを、それぞれ独立した任意のタイミングで行うために、同様の散布手段を別系統でもう1つ配置することも考えられ、また、特許文献1のような灌水手段を有する公知の植物栽培装置に、成長を促進する成分や農薬等の散布のために特許文献2のような散布手段を配置することも考えられるが、配管等の設備の複雑化や、構成部材への悪影響の問題は回避できない。
特許文献3のような公知の植物栽培装置においては、栽培トレイが無端搬送装置によって搬送されるため、成長を促進する成分や農薬等の葉面への散布のタイミングが灌水や作業等の他の処理と同期し、また、散布の回数のみを増やすためには散布手段を経路上の別の位置に増設する必要があり、他の処理とは異なる任意のタイミングや回数で散布を行うことが困難であるという問題があった。
また、このような構成を、特許文献1あるいは特許文献2のような公知の植物栽培装置には適用することはできなかった。
また、このような構成を、特許文献1あるいは特許文献2のような公知の植物栽培装置には適用することはできなかった。
本発明は、これらの問題点を解決するものであり、設備の複雑化を抑制し、構成部材への悪影響を防止するとともに、葉面への散布を任意のタイミングや回数で自動的に行うことが可能であり、生産効率を向上することができる植物栽培装置を提供することを目的とするものである。
本請求項1に係る発明は、植物を保持する栽培トレイと、前記栽培トレイを格納する複数の栽培棚と、前記栽培トレイの搬送を行う移送手段と、前記栽培トレイに保持された植物の葉面に散布用液状体を散布する散布手段とを備えた植物栽培装置であって、前記散布手段は、前記移送手段による前記栽培トレイの搬送経路上あるいは搬送先に配置されるとともに、前記栽培トレイの上方に区画された空間を形成する隔離部材と、前記隔離部材で形成された空間の内部に向けて散布用液状体を散布する散布ノズルとを備えたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項2に係る発明は、請求項1に係る植物栽培装置の構成に加え、前記植物栽培装置は、前記栽培トレイに灌水する自動灌水手段を備え、前記自動灌水手段は、前記移送手段による前記栽培トレイの搬送経路上あるいは搬送先で、かつ、前記散布手段の近傍に配置されたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項3に係る発明は、請求項2に係る植物栽培装置の構成に加え、前記自動灌水手段が、灌水用の液体を供給する灌水配管を備え、前記散布ノズルが、前記灌水配管から切換弁を介して接続されたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに係る植物栽培装置の構成に加え、前記複数の栽培棚が、水平方向および垂直方向に整列して配置され、前記移送手段が、水平方向および垂直方向に移動可能な移動テーブルと、前記栽培棚と移動テーブルとの間で栽培トレイを移載する移載機構とを備えたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項3に係る発明は、請求項2に係る植物栽培装置の構成に加え、前記自動灌水手段が、灌水用の液体を供給する灌水配管を備え、前記散布ノズルが、前記灌水配管から切換弁を介して接続されたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項4に係る発明は、請求項1乃至請求項3のいずれかに係る植物栽培装置の構成に加え、前記複数の栽培棚が、水平方向および垂直方向に整列して配置され、前記移送手段が、水平方向および垂直方向に移動可能な移動テーブルと、前記栽培棚と移動テーブルとの間で栽培トレイを移載する移載機構とを備えたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項5に係る発明は、請求項4に係る植物栽培装置の構成に加え、前記散布手段が、前記複数の栽培棚のうちの少なくとも1箇所に配置されたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項6に係る発明は、請求項5に係る植物栽培装置の構成に加え、前記散布手段が配置された栽培棚が、他の作業も行う作業ステーションとして構成されていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項7に係る発明は、請求項4に係る植物栽培装置の構成に加え、前記散布手段が、前記移送手段の移動テーブル上に配置されたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項8に係る発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに係る植物栽培装置の構成に加え、前記移送手段が、前記栽培トレイを水平に搬送する搬送コンベヤを備え、前記散布手段が、前記搬送コンベヤ上に配置されたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項9に係る発明は、請求項8に係る植物栽培装置の構成に加え、前記複数の栽培棚が、移動可能に設けられ、前記移送手段が、前記複数の栽培棚を移動させることで栽培トレイの搬送を行うように構成され、前記散布手段が、前記複数の栽培棚の移動経路上あるいは移動先に配置されたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項10に係る発明は、請求項1乃至請求項9のいずれかに係る植物栽培装置の構成に加え、前記植物栽培装置は、前記栽培トレイに保持された植物に光を当てる照明手段を備え、前記散布ノズルは、前記栽培トレイに保持された植物の光合成を促進、あるいは、光合成によって生成される物質の合成を促進する成分を含む散布用液状体を散布するものであることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項6に係る発明は、請求項5に係る植物栽培装置の構成に加え、前記散布手段が配置された栽培棚が、他の作業も行う作業ステーションとして構成されていることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項7に係る発明は、請求項4に係る植物栽培装置の構成に加え、前記散布手段が、前記移送手段の移動テーブル上に配置されたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項8に係る発明は、請求項1乃至請求項4のいずれかに係る植物栽培装置の構成に加え、前記移送手段が、前記栽培トレイを水平に搬送する搬送コンベヤを備え、前記散布手段が、前記搬送コンベヤ上に配置されたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項9に係る発明は、請求項8に係る植物栽培装置の構成に加え、前記複数の栽培棚が、移動可能に設けられ、前記移送手段が、前記複数の栽培棚を移動させることで栽培トレイの搬送を行うように構成され、前記散布手段が、前記複数の栽培棚の移動経路上あるいは移動先に配置されたことにより、前記課題を解決するものである。
本請求項10に係る発明は、請求項1乃至請求項9のいずれかに係る植物栽培装置の構成に加え、前記植物栽培装置は、前記栽培トレイに保持された植物に光を当てる照明手段を備え、前記散布ノズルは、前記栽培トレイに保持された植物の光合成を促進、あるいは、光合成によって生成される物質の合成を促進する成分を含む散布用液状体を散布するものであることにより、前記課題を解決するものである。
本請求項1に係る植物栽培装置によれば、移送手段によって栽培トレイを散布手段に搬送することで、灌水等の他の作業や処理と独立した任意のタイミングで植物の葉面側から農薬や成長を促進する成分等を自動的に散布することが可能となるとともに、散布手段を特定の場所のみに限定的に配置することが可能となり、設備の複雑化を抑制することができる。
また、栽培トレイの上方に区画された空間を形成する隔離部材を備えることで、散布した液状体によって植物栽培装置の各部の構成部材が汚損したり腐食する等の悪影響が防止される。
さらに、散布手段が栽培トレイの搬送経路上あるいは搬送先に配置されることで、植物栽培装置の設備全体の中での配置の自由度が大きくなり、植物栽培装置の各部の構成部材に与える液状体の飛散の影響や、設備全体のサイズや配置等への影響を少なくして最適な設計を行うことができる。
また、栽培トレイの上方に区画された空間を形成する隔離部材を備えることで、散布した液状体によって植物栽培装置の各部の構成部材が汚損したり腐食する等の悪影響が防止される。
さらに、散布手段が栽培トレイの搬送経路上あるいは搬送先に配置されることで、植物栽培装置の設備全体の中での配置の自由度が大きくなり、植物栽培装置の各部の構成部材に与える液状体の飛散の影響や、設備全体のサイズや配置等への影響を少なくして最適な設計を行うことができる。
本請求項2に記載の構成によれば、散布手段を自動灌水手段の近傍に配置することにより、葉面散布用の液状体と灌水用の栽培液を同一の特定の箇所でのみ扱うことが可能となり、植物栽培装置の各部の構成部材が汚損したり腐食する等の悪影響をさらに充分に防止することが可能となる。
本請求項3に記載の構成によれば、散布ノズルが灌水配管から切換弁を介して接続されるため、さらに設備の複雑化を抑制することができる。
本請求項4に記載の構成によれば、複数の栽培棚が水平方向および垂直方向に整列して配置されることにより、多数の栽培トレイを効率良く格納して植物を栽培することが可能なため、空間あたりの生産効率が向上するとともに、移送手段が水平方向および垂直方向に移動可能な移動テーブルと、栽培棚と移動テーブルとの間で栽培トレイを移載する移載機構とを備えたことにより、植物の成長に応じて任意の栽培トレイを任意のタイミングで自動灌水手段や散布手段に搬送して灌水や葉面散布用の液状体の散布を行うことが可能となる。
本請求項3に記載の構成によれば、散布ノズルが灌水配管から切換弁を介して接続されるため、さらに設備の複雑化を抑制することができる。
本請求項4に記載の構成によれば、複数の栽培棚が水平方向および垂直方向に整列して配置されることにより、多数の栽培トレイを効率良く格納して植物を栽培することが可能なため、空間あたりの生産効率が向上するとともに、移送手段が水平方向および垂直方向に移動可能な移動テーブルと、栽培棚と移動テーブルとの間で栽培トレイを移載する移載機構とを備えたことにより、植物の成長に応じて任意の栽培トレイを任意のタイミングで自動灌水手段や散布手段に搬送して灌水や葉面散布用の液状体の散布を行うことが可能となる。
本請求項5に記載の構成によれば、散布手段が複数の栽培棚のうちの少なくとも1箇所に配置されていることにより、特殊なステーションを設けることなく設備を共通化でき、さらに設備の複雑化を抑制することができる。
本請求項6に記載の構成によれば、散布手段が配置された栽培棚が、搬入搬出等の他の作業を行う作業ステーションであることにより、散布手段を配置するための栽培棚を別途設ける必要がなく、さらに設備の複雑化を抑制することができる。
本請求項7に記載の構成によれば、散布手段が移送手段の移動テーブル上に配置されたことにより、散布手段の配置のための専用のスペースが不要となり、空間あたりの生産効率がさらに向上する。
本請求項8に記載の構成によれば、散布手段が栽培トレイを水平に搬送する搬送コンベヤ上に配置されたことにより、散布手段の配置のための専用のスペースが不要となり、空間あたりの生産効率がさらに向上する。
本請求項9に記載の構成によれば、移送手段が複数の栽培棚を移動させることで栽培トレイの搬送を行うように構成され、散布手段が複数の栽培棚の移動経路上あるいは移動先に配置されたことにより、設備全体がさらに簡略化され、さらに設備の複雑化を抑制することができる。
本請求項10に記載の構成によれば、照明手段を備え、栽培トレイに保持された植物の光合成によって生成される物質の合成を促進する成分を含む散布用液状体を散布することにより、植物の成長がより促進され生産効率を高めることができる。
すなわち、散布用液状体を葉面に散布することにより、アミノ酸と糖が存在することで効率的に光合成が行われ、酵素が存在することで光合成が著しく促進される。
このことで、照明手段の光量に対して成長を促進することが可能、あるいは、照明手段の光量を落として最適な育成条件とすることが可能となり、エネルギーあたりの生産効率が向上する。
本請求項6に記載の構成によれば、散布手段が配置された栽培棚が、搬入搬出等の他の作業を行う作業ステーションであることにより、散布手段を配置するための栽培棚を別途設ける必要がなく、さらに設備の複雑化を抑制することができる。
本請求項7に記載の構成によれば、散布手段が移送手段の移動テーブル上に配置されたことにより、散布手段の配置のための専用のスペースが不要となり、空間あたりの生産効率がさらに向上する。
本請求項8に記載の構成によれば、散布手段が栽培トレイを水平に搬送する搬送コンベヤ上に配置されたことにより、散布手段の配置のための専用のスペースが不要となり、空間あたりの生産効率がさらに向上する。
本請求項9に記載の構成によれば、移送手段が複数の栽培棚を移動させることで栽培トレイの搬送を行うように構成され、散布手段が複数の栽培棚の移動経路上あるいは移動先に配置されたことにより、設備全体がさらに簡略化され、さらに設備の複雑化を抑制することができる。
本請求項10に記載の構成によれば、照明手段を備え、栽培トレイに保持された植物の光合成によって生成される物質の合成を促進する成分を含む散布用液状体を散布することにより、植物の成長がより促進され生産効率を高めることができる。
すなわち、散布用液状体を葉面に散布することにより、アミノ酸と糖が存在することで効率的に光合成が行われ、酵素が存在することで光合成が著しく促進される。
このことで、照明手段の光量に対して成長を促進することが可能、あるいは、照明手段の光量を落として最適な育成条件とすることが可能となり、エネルギーあたりの生産効率が向上する。
本発明の植物栽培装置は、植物を保持する栽培トレイと、栽培トレイを格納する複数の栽培棚と、栽培トレイの搬送を行う移送手段と、栽培トレイに保持された植物の葉面に散布用液状体を散布する散布手段とを備えた植物栽培装置であって、散布手段は、移送手段による栽培トレイの搬送経路上あるいは搬送先に配置されるとともに、栽培トレイの上方に区画された空間を形成する隔離部材と、隔離部材で形成された空間の内部に向けて散布用液状体を散布する散布ノズルとを備え、設備の複雑化を抑制し、構成部材への悪影響を防止するとともに、葉面への散布を任意のタイミングや回数で自動的に行うことが可能であり、生産効率を向上することができるものであれば、その具体的な構成はいかなるものであってもよい。
栽培トレイは、植物を直接あるいはウレタン等の培地により保持するものでも、植物株を支持した栽培ポット等を保持するものであってもよい。
また、栽培トレイには土壌等の栽培床や栽培液が保持されていてもよく、下方に植物の根が露出するものであってもよい。
また、栽培棚は固定的に配置されていてもよく、栽培トレイの移送手段とは別に栽培棚自体が移動可能に設けられていてもよく、栽培棚の移動手段が栽培トレイの搬送を行う移送手段を兼ねていてもよい。
なお、以降の説明に用いる全ての図は簡略化されたものであり、実際の配置、形状、寸法比率等を表すものではない。
栽培トレイは、植物を直接あるいはウレタン等の培地により保持するものでも、植物株を支持した栽培ポット等を保持するものであってもよい。
また、栽培トレイには土壌等の栽培床や栽培液が保持されていてもよく、下方に植物の根が露出するものであってもよい。
また、栽培棚は固定的に配置されていてもよく、栽培トレイの移送手段とは別に栽培棚自体が移動可能に設けられていてもよく、栽培棚の移動手段が栽培トレイの搬送を行う移送手段を兼ねていてもよい。
なお、以降の説明に用いる全ての図は簡略化されたものであり、実際の配置、形状、寸法比率等を表すものではない。
本発明の第1実施形態に係る植物栽培装置について、図1乃至図4に基づいて説明する。
本実施形態に係る植物栽培装置100は、複数の栽培棚121が水平方向および垂直方向に多数整列して配置された2基の栽培ラック120に、植物Pを保持する栽培トレイ110を格納して栽培するものである。
2基の栽培ラック120は平行に間隔を開けて設置され、2基の栽培ラック120の間には移送手段130が設けられている。
移送手段130は、2基の栽培ラック120の間の床面に設けられた走行レール134と、該走行レール134上を水平方向に走行可能な昇降ガイド135と、該昇降ガイド135に沿って垂直方向に移動可能な移動テーブル131とを有している。
本実施形態に係る植物栽培装置100は、複数の栽培棚121が水平方向および垂直方向に多数整列して配置された2基の栽培ラック120に、植物Pを保持する栽培トレイ110を格納して栽培するものである。
2基の栽培ラック120は平行に間隔を開けて設置され、2基の栽培ラック120の間には移送手段130が設けられている。
移送手段130は、2基の栽培ラック120の間の床面に設けられた走行レール134と、該走行レール134上を水平方向に走行可能な昇降ガイド135と、該昇降ガイド135に沿って垂直方向に移動可能な移動テーブル131とを有している。
植物Pを保持する栽培トレイ110は、該移送手段130によって、任意のタイミングで搬送され、任意の栽培棚121への格納、あるいは、任意の栽培棚121からの取り出しが可能に構成されている。
移送手段130の昇降ガイド135、移動テーブル131の移動機構、移動テーブル131と栽培棚121との間での栽培トレイ110の移送のための機構等は、公知のものが採用され、栽培トレイ110の搬送を行うことが可能なものであれば、いかなる構成のものであってもよい。
移送手段130の昇降ガイド135、移動テーブル131の移動機構、移動テーブル131と栽培棚121との間での栽培トレイ110の移送のための機構等は、公知のものが採用され、栽培トレイ110の搬送を行うことが可能なものであれば、いかなる構成のものであってもよい。
一方の栽培ラック120の最端部の最下段の栽培棚は、作業ステーション101として構成されており、該作業ステーション101には、自動灌水手段150、散布手段140が設けられるとともに、移動テーブル131と反対側から栽培トレイ110を出し入れ可能として、搬入搬出ステーションを兼ねるように構成されている。
なお、本実施形態では、作業ステーション101の上方には他の栽培棚121が配置されていないが、この空間に他の栽培棚121が配置されてもよい。
また、作業ステーション101の位置も、移動テーブル131の移動範囲内であれば他の設備との配置関係に応じて任意に設計可能であり、適宜の位置の栽培棚121の内のいずれか1つ、あるいは、複数が作業ステーション101として構成されていてもよい。
また、作業ステーション101を、自動灌水手段150、散布手段140、搬出入ステーション等の機能毎に別の位置に設けるようにしてもよい。
なお、本実施形態では、作業ステーション101の上方には他の栽培棚121が配置されていないが、この空間に他の栽培棚121が配置されてもよい。
また、作業ステーション101の位置も、移動テーブル131の移動範囲内であれば他の設備との配置関係に応じて任意に設計可能であり、適宜の位置の栽培棚121の内のいずれか1つ、あるいは、複数が作業ステーション101として構成されていてもよい。
また、作業ステーション101を、自動灌水手段150、散布手段140、搬出入ステーション等の機能毎に別の位置に設けるようにしてもよい。
作業ステーション101には、図3、図4に示すように、植物Pを保持する栽培トレイ110を移動テーブル131側及びその反対側から搬入搬出可能な作業テーブル102と、散布手段140および自動灌水手段150が設けられている。
散布手段140は、作業テーブル102上に搬入された栽培トレイ110の上方に区画された空間を形成する隔離部材141と、該空間の内部に向けて散布用液状体を散布する散布ノズル143と、搬入される栽培トレイ110を上方から観察する光学センサ144とを有している。
隔離部材141は、作業テーブル102の4つの側方及び上方を外部と遮断するように設けられており、該隔離部材141の植物Pを保持する栽培トレイ110が搬入搬出される面は、植物Pに損傷を与えずに通過可能となるように、柔軟な材質あるいはすだれ状の材質で形成され適宜の高さ、幅の隔離幕142で構成されている。
散布手段140は、作業テーブル102上に搬入された栽培トレイ110の上方に区画された空間を形成する隔離部材141と、該空間の内部に向けて散布用液状体を散布する散布ノズル143と、搬入される栽培トレイ110を上方から観察する光学センサ144とを有している。
隔離部材141は、作業テーブル102の4つの側方及び上方を外部と遮断するように設けられており、該隔離部材141の植物Pを保持する栽培トレイ110が搬入搬出される面は、植物Pに損傷を与えずに通過可能となるように、柔軟な材質あるいはすだれ状の材質で形成され適宜の高さ、幅の隔離幕142で構成されている。
自動灌水手段150は、栽培トレイ110に対して灌水すべき栽培液を供給する灌水ノズル153と、外部から灌水ノズル153まで栽培液を供給する灌水配管151と、配管途中に設けられた切換弁152とを有している。
散布ノズル143は、灌水配管151の途中に設けられた切換弁152に接続されており、植物の葉面に散布される散布用液状体は、外部から切換弁152まで灌水配管151を介して供給される。
本実施形態では、散布ノズル143が隔離部材141の内部空間の上方に、灌水ノズル153が隔離部材141の内部空間の下方及び上方に設けられているが、これらの配置は栽培される植物Pの種類や設備の状況に応じて、その位置や数等は適宜に設計可能である。
また、配管は散布ノズル143に対して独立して設けてもよく、配置等も適宜設計可能である。
散布ノズル143は、灌水配管151の途中に設けられた切換弁152に接続されており、植物の葉面に散布される散布用液状体は、外部から切換弁152まで灌水配管151を介して供給される。
本実施形態では、散布ノズル143が隔離部材141の内部空間の上方に、灌水ノズル153が隔離部材141の内部空間の下方及び上方に設けられているが、これらの配置は栽培される植物Pの種類や設備の状況に応じて、その位置や数等は適宜に設計可能である。
また、配管は散布ノズル143に対して独立して設けてもよく、配置等も適宜設計可能である。
以上のように構成された植物栽培装置100の動作について説明する。
栽培すべき植物Pを保持した栽培トレイ110は、作業ステーション101から搬入されて、移送手段130により作業ステーション101から所定の栽培棚121に搬送されて格納される。
複数の栽培棚121は、上下方向のサイズの異なるものが配置されており、また、植物Pの成長段階に応じた照明設備が備えられ、栽培すべき植物Pを保持した栽培トレイ110は、植物Pの成長に応じて移送手段130により適宜の栽培棚121に移し替えられる。
栽培トレイ110は、適宜のタイミングで栽培棚121から移送手段130によって作業ステーション101に搬送され、作業ステーション101に設けられた灌水手段150によって灌水作業が行われ、その後、元の栽培棚121あるいは、成長に応じた他の栽培棚121に搬送される。
栽培すべき植物Pを保持した栽培トレイ110は、作業ステーション101から搬入されて、移送手段130により作業ステーション101から所定の栽培棚121に搬送されて格納される。
複数の栽培棚121は、上下方向のサイズの異なるものが配置されており、また、植物Pの成長段階に応じた照明設備が備えられ、栽培すべき植物Pを保持した栽培トレイ110は、植物Pの成長に応じて移送手段130により適宜の栽培棚121に移し替えられる。
栽培トレイ110は、適宜のタイミングで栽培棚121から移送手段130によって作業ステーション101に搬送され、作業ステーション101に設けられた灌水手段150によって灌水作業が行われ、その後、元の栽培棚121あるいは、成長に応じた他の栽培棚121に搬送される。
植物Pの葉面に散布用液状体を散布する場合も、前述の灌水作業と同様に、適宜のタイミングで栽培棚121から移送手段130によって作業ステーション101に搬送され、作業ステーション101に設けられた散布手段143によって散布作業が行われ、その後、元の栽培棚121あるいは、成長に応じた他の栽培棚121に搬送される。
そして、植物Pの植物栽培装置100による栽培が完了すると、栽培トレイ110は移送手段130により作業ステーション101に搬送され、作業ステーション101から搬出される。
そして、植物Pの植物栽培装置100による栽培が完了すると、栽培トレイ110は移送手段130により作業ステーション101に搬送され、作業ステーション101から搬出される。
これらの一連の作業はすべて、栽培トレイ110毎に個別のIDを付与することで、制御装置(図示せず)によって管理され、栽培される植物Pの種類に応じた最適な作業手順、灌水、葉面への散布のタイミングや頻度で、全て自動的に行われる。
その際、栽培トレイ110に、付与された個別のIDを光学的に検出可能に表示し、作業ステーション101に設けられた光学センサ144によって作業ステーション101に搬入される栽培トレイ110を確認することで、より確実な制御を行うことが可能となる。
その際、栽培トレイ110に、付与された個別のIDを光学的に検出可能に表示し、作業ステーション101に設けられた光学センサ144によって作業ステーション101に搬入される栽培トレイ110を確認することで、より確実な制御を行うことが可能となる。
以上のように、灌水作業、散布作業を作業ステーション101においてすべて行うことで、灌水手段150、散布手段140を必要最小限の設備で行うことが可能となり、栽培棚121にそれらの設備を配置する必要がなく、設備全体のサイズや全体の設備構成の配置等への影響を少なくして最適な設計を行うことができる。
また、栽培トレイ110の上方に区画された空間を形成する隔離部材141を設けることで、散布ノズル143から散布される葉面散布用の液状体や、灌水ノズル153から供給される灌水用の栽培液の飛散が防止され、植物栽培装置の各部の構成部材が汚損したり腐食する等の悪影響を防止することが可能となる。
さらに、移送手段130によって栽培トレイ110を任意のタイミングで適宜搬送することが可能なため、搬入作業、灌水作業、移し替え作業、散布作業、搬出作業等の各作業を、それぞれ独立した任意のタイミングで行うことが可能となる。
また、栽培トレイ110の上方に区画された空間を形成する隔離部材141を設けることで、散布ノズル143から散布される葉面散布用の液状体や、灌水ノズル153から供給される灌水用の栽培液の飛散が防止され、植物栽培装置の各部の構成部材が汚損したり腐食する等の悪影響を防止することが可能となる。
さらに、移送手段130によって栽培トレイ110を任意のタイミングで適宜搬送することが可能なため、搬入作業、灌水作業、移し替え作業、散布作業、搬出作業等の各作業を、それぞれ独立した任意のタイミングで行うことが可能となる。
本発明の第2実施形態に係る植物栽培装置の散布手段240について、図5に基づいて説明する。
本実施形態に係る植物栽培装置の散布手段240は、移動テーブル231に設けられている、すなわち、移動テーブル231に、栽培トレイ210の上方に区画された空間を形成する隔離部材241が設けられ、その空間内部に散布ノズル(図示せず)が設けられ、隔離部材241の上方に光学センサ244が設けられたものである。
散布手段240以外の構成は、作業ステーションにおける灌水手段との配管の共用を除いて前述の第1実施形態と同様である。
本実施形態に係る植物栽培装置の散布手段240は、移動テーブル231に設けられている、すなわち、移動テーブル231に、栽培トレイ210の上方に区画された空間を形成する隔離部材241が設けられ、その空間内部に散布ノズル(図示せず)が設けられ、隔離部材241の上方に光学センサ244が設けられたものである。
散布手段240以外の構成は、作業ステーションにおける灌水手段との配管の共用を除いて前述の第1実施形態と同様である。
本実施形態によれば、散布作業時は栽培トレイ210を作業ステーションまで搬送する必要がないため、迅速に散布作業を行うことが可能となるため、散布作業の頻度を多くするような栽培法が必要な場合でも適用でき、より効率の良い栽培を行うことが可能となる。
なお、移動テーブル231には、栽培トレイ210がいずれの側からも搬入されるため、光学センサ244は両側に設けられている。
なお、移動テーブル231には、栽培トレイ210がいずれの側からも搬入されるため、光学センサ244は両側に設けられている。
本発明の第3実施形態に係る植物栽培装置の散布手段340について、図6、図7に基づいて説明する。
本実施形態に係る植物栽培装置の散布手段340は、移送手段として栽培トレイ310を水平方向に連続的に搬送する搬送コンベヤ333を備えたものに適用される。
散布手段340は、搬送コンベヤ333の所定の箇所に設けられており、栽培トレイ310の上方に区画された空間を形成する隔離部材341と、その空間内部に設けられた散布ノズル343と、隔離部材341の上方に設けられた光学センサ344とを有している。
隔離部材341は、栽培トレイ310の搬送方向の長さが、栽培トレイ310より短く構成されており、栽培トレイ310が停止せずに連続的に搬送されながら通過するように構成されている。
本実施形態に係る植物栽培装置の散布手段340は、移送手段として栽培トレイ310を水平方向に連続的に搬送する搬送コンベヤ333を備えたものに適用される。
散布手段340は、搬送コンベヤ333の所定の箇所に設けられており、栽培トレイ310の上方に区画された空間を形成する隔離部材341と、その空間内部に設けられた散布ノズル343と、隔離部材341の上方に設けられた光学センサ344とを有している。
隔離部材341は、栽培トレイ310の搬送方向の長さが、栽培トレイ310より短く構成されており、栽培トレイ310が停止せずに連続的に搬送されながら通過するように構成されている。
隔離部材341の植物Pを保持する栽培トレイ310が搬入搬出される面は、植物Pに損傷を与えずに通過可能となるように、柔軟な材質あるいはすだれ状の材質で形成され適宜の高さ、幅の隔離幕342で構成されている。
また、隔離部材341で形成される空間内部には灌水ノズル353が設けられており、灌水作業も行えるように構成されている。
なお、散布手段と灌水手段の配管等は、第1実施形態と同様に、切換弁等を使用して共用しても独立して設けてもよく、ノズルや配管の配置等も適宜設計可能である。
また、隔離部材341で形成される空間内部には灌水ノズル353が設けられており、灌水作業も行えるように構成されている。
なお、散布手段と灌水手段の配管等は、第1実施形態と同様に、切換弁等を使用して共用しても独立して設けてもよく、ノズルや配管の配置等も適宜設計可能である。
本実施形態によれば、水平方向に多くの栽培棚等が配置され移送手段が栽培トレイの水平搬送主体となる植物栽培装置において、灌水手段、散布手段を必要最小限の設備で行うことが可能となり、設備全体のサイズや全体の設備構成の配置等への影響を少なくして最適な設計を行うことができる。
また連続搬送中に灌水作業や散布作業を行うことができるため、作業効率が向上する。
なお、栽培トレイが栽培棚を兼ね、栽培も連続搬送中に行うように構成された植物栽培装置に適用されてもよく、搬送経路が垂直方向を含むもの、あるいは、栽培棚が垂直循環するもので、その搬送経路あるいは循環経路上に隔離部材の構成やノズルや配管等の配置を適宜に変更した散布手段、灌水手段を設けてもよい。
また連続搬送中に灌水作業や散布作業を行うことができるため、作業効率が向上する。
なお、栽培トレイが栽培棚を兼ね、栽培も連続搬送中に行うように構成された植物栽培装置に適用されてもよく、搬送経路が垂直方向を含むもの、あるいは、栽培棚が垂直循環するもので、その搬送経路あるいは循環経路上に隔離部材の構成やノズルや配管等の配置を適宜に変更した散布手段、灌水手段を設けてもよい。
以上のように構成された、本発明の植物栽培装置の各実施形態によれば、設備の複雑化を抑制し、構成部材への悪影響を防止するとともに、葉面への散布を任意のタイミングや回数で自動的に行うことが可能であり、生産効率を向上することができる。
なお、前述の各実施形態は、栽培トレイ110、210、310に植物Pを複数保持しているが、単一の株を保持するものであってもよく、その形状も、いわゆる「トレイ」の形状に限定されるものではなく、植物Pを保持できるものであればいかなるものであってもよい。
また、各栽培棚121の上方には照明手段が適宜設けられ、該照明手段が植物体に照射する光量をコントロール可能に構成することで、最適な育成条件と省エネルギーを両立させることが可能となる。
なお、前述の各実施形態は、栽培トレイ110、210、310に植物Pを複数保持しているが、単一の株を保持するものであってもよく、その形状も、いわゆる「トレイ」の形状に限定されるものではなく、植物Pを保持できるものであればいかなるものであってもよい。
また、各栽培棚121の上方には照明手段が適宜設けられ、該照明手段が植物体に照射する光量をコントロール可能に構成することで、最適な育成条件と省エネルギーを両立させることが可能となる。
100 ・・・ 植物栽培装置
101 ・・・ 作業ステーション
102 ・・・ 作業テーブル
110、210、310 ・・・ 栽培トレイ
120 ・・・ 栽培ラック
121、221 ・・・ 栽培棚
130 ・・・ 移送手段
131、231 ・・・ 移動テーブル
333 ・・・ 搬送コンベヤ
134 ・・・ 走行レール
135 ・・・ 昇降ガイド
140、240、340 ・・・ 散布手段
141、241、341 ・・・ 隔離部材
142、 342 ・・・ 隔離幕
143、 343 ・・・ 散布ノズル
144、244、344 ・・・ 光学センサ
150 ・・・ 自動灌水手段
151 ・・・ 灌水配管
152 ・・・ 切換弁
153、 353 ・・・ 灌水ノズル
P ・・・ 植物
101 ・・・ 作業ステーション
102 ・・・ 作業テーブル
110、210、310 ・・・ 栽培トレイ
120 ・・・ 栽培ラック
121、221 ・・・ 栽培棚
130 ・・・ 移送手段
131、231 ・・・ 移動テーブル
333 ・・・ 搬送コンベヤ
134 ・・・ 走行レール
135 ・・・ 昇降ガイド
140、240、340 ・・・ 散布手段
141、241、341 ・・・ 隔離部材
142、 342 ・・・ 隔離幕
143、 343 ・・・ 散布ノズル
144、244、344 ・・・ 光学センサ
150 ・・・ 自動灌水手段
151 ・・・ 灌水配管
152 ・・・ 切換弁
153、 353 ・・・ 灌水ノズル
P ・・・ 植物
Claims (10)
- 植物を保持する栽培トレイと、前記栽培トレイを格納する複数の栽培棚と、前記栽培トレイの搬送を行う移送手段と、前記栽培トレイに保持された植物の葉面に散布用液状体を散布する散布手段とを備えた植物栽培装置であって、
前記散布手段は、前記移送手段による前記栽培トレイの搬送経路上あるいは搬送先に配置されるとともに、前記栽培トレイの上方に区画された空間を形成する隔離部材と、前記隔離部材で形成された空間の内部に向けて散布用液状体を散布する散布ノズルとを備えたことを特徴とする植物栽培装置。 - 前記植物栽培装置は、前記栽培トレイに灌水する自動灌水手段を備え、
前記自動灌水手段は、前記移送手段による前記栽培トレイの搬送経路上あるいは搬送先で、かつ、前記散布手段の近傍に配置されたことを特徴とする請求項1に記載の植物栽培装置。 - 前記自動灌水手段が、灌水用の液体を供給する灌水配管を備え、
前記散布ノズルが、前記灌水配管から切換弁を介して接続されたことを特徴とする請求項2に記載の植物栽培装置。 - 前記複数の栽培棚が、水平方向および垂直方向に整列して配置され、
前記移送手段が、水平方向および垂直方向に移動可能な移動テーブルと、前記栽培棚と移動テーブルとの間で栽培トレイを移載する移載機構とを備えたことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の植物栽培装置。 - 前記散布手段が、前記複数の栽培棚のうちの少なくとも1箇所に配置されたことを特徴とする請求項4に記載の植物栽培装置。
- 前記散布手段が配置された栽培棚が、他の作業も行う作業ステーションとして構成されていることを特徴とする請求項5に記載の植物栽培装置。
- 前記散布手段が、前記移送手段の移動テーブル上に配置されたことを特徴とする請求項4に記載の植物栽培装置。
- 前記移送手段が、前記栽培トレイを水平に搬送する搬送コンベヤを備え、
前記散布手段が、前記搬送コンベヤ上に配置されたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の植物栽培装置。 - 前記複数の栽培棚が、移動可能に設けられ、
前記移送手段が、前記複数の栽培棚を移動させることで栽培トレイの搬送を行うように構成され、
前記散布手段が、前記複数の栽培棚の移動経路上あるいは移動先に配置されたことを特徴とする請求項8に記載の植物栽培装置。 - 前記植物栽培装置は、前記栽培トレイに保持された植物に光を当てる照明手段を備え、
前記散布ノズルは、前記栽培トレイに保持された植物の光合成を促進、あるいは、光合成によって生成される物質の合成を促進する成分を含む散布用液状体を散布するものであることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれかに記載の植物栽培装置。
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