JP2017136022A - 種子ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微細種子であっても確実に一粒ずつ種子をピックアップさせることができるようにした種子ピックアップ装置を提供する。【解決手段】複数の種子を収容するホッパー２と、当該ホッパー２の下端部分から突出可能に設けられたピン３１と、当該ピン３１の先端で種子を吸引させる吸引ポンプと、当該ピン３１の先端に吸引された種子をピックアップするようにした種子ピックアップ装置１にいて、前記ホッパー２を振動させる振動装置９を設けるようにする。そして、ピン３１を突出させる前に振動装置９を停止させ、ピン３１をホッパー２のガイド部２３に収納させた状態で振動装置９を駆動させるようにする。【選択図】図５

Description

本発明は、種子を収容するホッパーの中から一粒ずつ種子をピックアップできるようにした種子ピックアップ装置に関するものであり、より詳しくは、一粒の種子をピックアップするための細いピンを昇降させてその先端部分に種子を吸着して載せられるようにした種子ピックアップ装置に関するものである。

従来より、種子を収容したホッパーの中から一粒ずつだけ種子をピックアップできるようにした種子ピックアップ装置が提案されている。

例えば、下記の特許文献１などには、図６に示すように、複数の種子を収容する逆円錐状のホッパー１１と、そのホッパー１１の底部から昇降可能に設けられたピン１２と、そのピン１２の先端側に載せられた一粒の種子を上方からピックアップする吸着ノズル１３とを有する種子ピックアップ装置であって、そのピン１２に中央に設けられた吸引口１４に種子を吸引させた状態で上方に突出させ、その状態で、上から下降してきた吸着ノズル１３に種子を受け渡すようにしたものである。このように構成すれば、複数の種子を収容したホッパー１１の中からピン１２の上に確実に一粒ずつ種子を載せて取り出すことができるようになる。

特開２００４−２４２５７３号公報 特開平１０−２１０８１１号公報 特開平１１−２６６６１１号公報

しかしながら、このような種子ピックアップ装置においても、次のような問題がある。

すなわち、上述の特許文献に記載されるような種子ピックアップ装置は、例えば、キュウリやカボチャなどの比較的大きい種子をピックアップするようにしたものであるが、１ｍｌ当たり数千から数万個という非常に小さな微細種子をピックアップさせるものではない。このため、このような微細種子を同様にホッパーの中に収容してピックアップさせようとした場合、ホッパーの内側壁面との摩擦や湿気などによってホッパーの壁面で塊状の付着（ブリッジ）を起こさせてしまい、ピンを突出させても種子をピックアップさせることができなくなってしまうといった問題があった。

そこで、本発明は上記課題に着目してなされたもので、微細種子であっても確実に一粒ずつ種子をピックアップさせることができるようにした種子ピックアップ装置を提供することを目的とする。

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、複数の種子を収容するホッパーと、当該ホッパーの下端部分から突出可能に設けられたピンと、当該ピンの先端で種子を吸引させる吸引ポンプと、当該ピンの先端に吸引された種子をピックアップするようにした種子ピックアップ装置において、前記ホッパーを振動させる振動装置を設けるようにしたものである。

このように構成すれば、ホッパーを振動させるために、微細種子がブリッジを起こさせるようなことがなくなり、確実に微細種子をホッパーの下端側まで落下させることができるようになる。

また、このような発明において、ホッパーの下端側にホッパーと一体的に設けられたガイド部の内部を通ってピンを突出可能に設けるようにする。

このように構成すれば、ホッパーを振動させた場合であってもピンがガイド部の内部に挿入された状態でホッパーの穴部から突出されるようになるため、ピンを一旦抜いてホッパーの穴部に再び挿入する際の位置合わせなどが不要になる。

さらに、振動装置でホッパーを振動させる場合、ピンを突出させる前に振動を停止させるようにする。

このように構成すれば、ピンの突出中にホッパーとともにピンが振動するようなことがなくなり、ピンの先端に載せられた種子が落下するようなことがなくなる。また、ピンを最上位まで突出させて種子を受け渡す際に、その種子の受け渡し位置を固定することができ、確実に種子を受け渡すことができるようになる。

また、前記ピンの先端に種子が載置されたか否かを検出する検出センサーを設け、当該検出センサーによって種子が検出されなかった場合、再度ピンをホッパーの下端側まで下降させて、振動後に再びピンを突出させるようにする。

このように構成すれば、種子がピンの先端部分に載っていない場合に、早めにリトライすることができるとともに、種子を受け渡した際に次の種子をピックアップさせることができるようになる。

本発明によれば、複数の種子を収容するホッパーと、当該ホッパーの下端部分から突出可能に設けられたピンと、当該ピンの先端で種子を吸引させる吸引ポンプと、当該ピンの先端に吸引された種子をピックアップするようにした種子ピックアップ装置において、前記ホッパーを振動させる振動装置を設けるようにしたので、ホッパーの振動により微細種子がホッパーの内側でブリッジを起こすようなことがなくなり、確実に微細種子をホッパーの下端側まで落下させることができるようになる。

本発明の一実施の形態を示す種子ピックアップ装置の概略図 同形態におけるピックアップ機構を示す図（ピンを収容させた状態図） 同形態におけるピックアップ機構を示す図（ピンを突出させた状態図） 同形態におけるピンや吸着ノズルの動作例を示す図 同形態における動作例を示すフローチャートを示す図 従来例における種子ピックアップ装置を示す図

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

この実施の形態における種子ピックアップ装置１は、タバコの種子などのような微細な種子をホッパー２から一粒ずつ取り出してシャーレ８に等間隔に並べられるようにしたものであって、図１に示すように、種子を収容するホッパー２と、このホッパー２から種子を一粒ずつピン３１の先端部分に載せた状態で上方にピックアップさせるピックアップ機構３と、このピン３１の先端部分にピックアップされた種子をシャーレ８側に受け渡す受渡装置６とを備えるものであって、特徴的に、種子をピックアップする前にホッパー２を振動装置９で振動させて壁面でのブリッジを防止させるようにしたものである。以下、本実施の形態について詳細に説明する。

まず、ホッパー２は、図２などに示すように、漸次下方側に向けて内幅が狭くなるような逆円錐形状をなすものであって、その内側に種子を収容できるような形状となっている。このホッパー２の下端部分には、ピン３１を突出可能に収容できるようにした穴部２２が形成されており、その穴部２２からピン３１を突出させて先端部分に種子を吸着させられるようになっている。この穴部２２には、さらに下方側に続く導通路２４を有するガイド部２３が設けられており、ピン３１を昇降させる際には、このガイド部２３の導通路２４に沿って上下方向にスライドさせられるようになっている。そして、このように構成されたホッパー２の外周部分に形成されたフランジ部２５を、リング状のベース部２６の上に着脱可能に載せるようにするとともに、そのベース部２６に接触可能に設けられた振動装置９でベース部２６を介して振動させるようにしている。

種子ピックアップ装置１は、このホッパー２の穴部２２から突出可能に設けられるピン３１と、そのピン３１を昇降させる昇降装置４と、そのピン３１の先端に種子を吸着させる吸引ポンプとを備えて構成されている。このピン３１は、外径約０．３ｍｍ程度、内径約０．２ｍｍ程度の中空状に構成されており、その先端部分に種子を吸着させられるようになっている。このピン３１は、図２や図３に示すように、先端部分にカム４１を取り付けたモーター４２を回転させることによって昇降させるようになっており、ピン３１の先端部分を最下点に位置させた場合（図２の状態）にガイド部２３の範囲内となり、かつ、最上点に位置させた場合（図３の状態）では、その先端部分がセンサー５の検出位置となるようにしている。このピン３１には、図示しない吸引ポンプがチューブ３２を介して接続されており、比較的弱い吸引力でピン３１の先端から常時空気を吸引して種子を吸着させられるようにしている。

センサー５は、ピン３１の先端部分に種子が吸着されているか否かを検出できるようにしたものであって、ここでは、透過型の光センサーによって種子の有無を検出できるようにしている。このセンサー５で種子の有無を検出する際、ピン３１が最上位まで位置した状態で（図３の状態）種子が先端部分に吸着されていれば光が遮断されて「種子有り」と検出され、一方、ピン３１が最上位まで位置した状態で種子が存在していない場合は、光が受光素子側まで透過して「種子無し」と検出される。

受渡装置６は、図１や図４に示すように、吸着ノズル６１をピン３１の先端部の近傍まで下降させて種子を受け取り、その後、その種子を上方および側方に移動させてシャーレ８の所定位置まで搬送して落下させるように構成される。この吸着ノズル６１は、ピン３１と同様に種子を先端部分で吸着出来るように構成されており、図示しない吸引ポンプを用いてピン３１における吸引力よりも相対的に強い力で種子を吸引させるようになっている。この吸着ノズル６１は、搬送機構６２を用いて上下方向に種子をピックアップし、アーム６３に沿った方向に水平移動させた後、所定の位置で下降させて種子をシャーレ８の上に落下させるように制御される。この種子を落下させる際には、吸着ノズル６１の吸引を停止させ、吐き出し側に軽くエアーを供給することによって種子を落下させる。このとき、シャーレ８は、ガイド６４に載せられた状態でアーム６３と垂直方向に移動できるようになっており、制御部７によって種子の落下位置を決めて等間隔に種子をシャーレ８上に並べられるようにしている。

制御部７は、このような種子ピックアップ装置１や受渡装置６や、後述するホッパー２を振動させる振動装置９などを制御するものであって、図示しない駆動機構を用いて吸着ノズル６１やピン３１などを制御するとともに、種子の受け渡しや種子の落下位置の制御、あるいは、ピン３１の昇降などを制御する。

このような構成において、本実施の形態では、ホッパー２を振動させる振動装置９が設けられる。この振動装置９は、ホッパー２を着脱可能に載置するベース部２６を振動させることによって、その振動をベース部２６からホッパー２に伝達させるようにしたものであって、これによってホッパー２の内部で生じたブリッジを崩して種子を穴部２２まで落下させるようにしている。ここで振動装置９としては、モーターの駆動によって周期的な振動を加えるようにしたものや、ハンマーなどで激力を加えるようにしたものなどを用いることができるが、ここでは種子の飛散を防止するためにモーターの駆動によって微細な振動を加えられるような構成を用いるものとする。この振動は制御部７によって制御され、ピン３１が穴部２２から突出している状態では振動を停止させるとともに、ピン３１の先端部がガイド部２３に収容されている状態で振動させるようにしている。

次に、このように構成された種子ピックアップ装置１の動作について、図５のフローチャートを用いて説明する。

まず、最初にホッパー２の導通路２４にピン３１を挿入するとともに、ホッパー２のフランジ部２５をベース部２６に載せるようにする。このとき、ピン３１の先端部はホッパー２の下方のガイド部２３に位置した状態となっている（図２の状態）。

この状態で動作を開始させると、まず、制御部７によって振動装置９が駆動され、ホッパー２が振動するようになる（ステップＳ１）。すると、その振動によって微細な種子が穴部２２まで落下してくるようになる。

そして、一定時間（例えば、０．５秒程度）振動させた後（ステップＳ２）、制御部７によってその振動を停止させて（ステップＳ３）、ピン３１を穴部２２から突出させる（ステップＳ４）。すると、吸引ポンプの吸引力によってピン３１の先端部に一粒の種子が吸引され、その状態で先端部分が最上位まで移動するようになる。このとき、振動装置９の振動が停止された状態となっているため、その振動がピン３１に伝わることがなく、ピン３１の先端部分に吸着された種子が落下するようなことがなくなる。

そして、ピン３１が最上位まできたとき（図３の状態）、センサー５によって「種子有り」が検知されると（ステップＳ５）、図４に示すように受渡装置６の吸着ノズル６１を下降させ（ステップＳ６）、ピン３１の先端部の種子を受け取る。このとき、吸着ノズル６１の吸引力はピン３１の吸引力よりも強くなっているため、種子をピン３１の先端部分から受け取ることができるようになるとともに、振動も停止されているため、先端部分が振れることがなくなり、確実に先端位置を合わせて種子を受け取ることができるようになる。そして、その受け取った種子を上方に運ぶとともに、アーム６３に沿って水平方向に移動させて、所定の位置でシャーレ８の上に落下させる（ステップＳ７）。このとき、シャーレ８は制御装置によって紙面の前後方向に移動するようになっており、先に種子が落下した位置から所定距離だけ移動するようになる。

一方、このように種子を受け取った場合や、突出させたピン３１の上に種子を載置させることができなかった場合、センサー５によって「種子無し」が検知され（ステップＳ５：Ｎｏ）、制御部７によってピン３１を再び下降させて（ステップＳ８）、先端部分をガイド部２３まで下降させる。そして、再び振動装置９を駆動させて（ステップＳ１）、種子を穴部２２まで落下させた後、再びピン３１を突出させる（ステップＳ４）。このとき、ピン３１の先端部がガイド部２３の内部に収容されているため、一旦そのピン３１を抜いて振動させる場合と比べて、穴部２２の位置とピン３１の先端部の位置決めを行う必要がなくなり、確実にピン３１をガイド部２３に沿って上下方向にスライドさせることができるようになる。

そして、あらかじめ設定した量の播種を行うまで動作を繰り返し、種子をシャーレ８に規則正しく整列させた状態で培養させるようにする。

このように上記実施の形態によれば、複数の種子を収容するホッパー２と、当該ホッパー２の下端部分から突出可能に設けられたピン３１と、当該ピン３１の先端で種子を吸引させる吸引ポンプと、当該ピン３１の先端に吸引された種子をピックアップするようにした種子ピックアップ装置１にいて、前記ホッパー２を振動させる振動装置９を設けるようにしたので、ホッパー２の振動により、微細種子がホッパー２の内側でブリッジを起こすようなことがなくなり、確実に微細種子をホッパー２の下端側まで落下させることができるようになる。

また、ホッパー２の下端側にホッパー２と一体的に設けられたガイド部２３の内部を通ってピン３１を突出可能に設けるようにしたので、ホッパー２を振動させた場合であってもピン３１がガイド部２３の内部に位置してホッパー２の下端部分の穴部２２から突出でき、ピン３１をホッパー２の下端部分の穴部２２に挿入する際の位置合わせをする必要がなくなる。

さらに、振動装置９でホッパー２を振動させる場合、ピン３１を突出させる前に振動を停止させるようにしたので、ピン３１の突出中にホッパー２とともにピン３１が振動するようなことがなくなり、ピン３１の先端に載せられた種子が落下するようなことがなくなる。また、ピン３１を最上位まで突出させて種子を受け渡す際に、その種子の受け渡し位置を固定することができ、確実に種子を受け渡すことができるようになる。

また、前記ピン３１の先端に種子が載置されたか否かを検出するセンサー５を設け、当該センサー５によって種子が検出されなかった場合、再度ピン３１をホッパー２の下端側まで下降させて、振動後に再びピン３１を突出させるようにしたので、種子がピン３１の先端に載っていない場合に、早めにリトライすることができるため、迅速に種子をピックアップさせることができるようになる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく種々の態様で実施することができる。

例えば、上記実施の形態では、タバコの種子などのような微細種子を扱う場合を例に挙げて説明したが、比較的大きな種子を扱う場合についても同様の構成を適用することができる。

また、上記実施の形態では、ホッパー２から種子をピックアップさせてシャーレ８に並べる場合を例に挙げて説明したが、播種機に同様の構成を用いて圃場などに種子を植えるようにしてもよい。

さらに、上記実施の形態では、ピン３１を昇降させる場合にカム４１を回転させてピン３１を昇降させるようにしているが、モーターやエアシリンダなどを用いてピン３１を昇降させるようにしてもよい。

１・・・種子ピックアップ装置
２・・・ホッパー
２２・・・穴部
２３・・・ガイド部
２４・・・導通路
２５・・・フランジ部
２６・・・ベース部
３・・・ピックアップ機構
３１・・・ピン
３２・・・吸引ポンプ
４・・・昇降装置
４１・・・カム
４２・・・モーター
５・・・センサー
６・・・受渡装置
６１・・・吸着ノズル
６２・・・搬送機構
６３・・・アーム
６４・・・ガイド
７・・・制御部
８・・・シャーレ
９・・・振動装置

Claims (4)

1. 複数の種子を収容するホッパーと、
   当該ホッパーの下端部分から突出可能に設けられたピンと、
   当該ピンの先端で種子を吸引させる吸引ポンプと、
   当該ピンの先端に吸引された種子をピックアップするようにした種子ピックアップ装置において、
   前記ホッパーを振動させる振動装置を設けたことを特徴とする種子ピックアップ装置。
2. 前記ピンが、ホッパーの下端側にホッパーと一体的に設けられたガイド部の内部を通って突出可能に設けられるものである請求項１に記載の種子ピックアップ装置。
3. 前記振動装置でホッパーを振動させる場合、ピンを突出させる前に振動を停止させるようにしたものである請求項１に記載の種子ピックアップ装置。
4. 前記ピンの先端に種子が載置されたか否かを検出する検出センサーを設け、
   当該検出センサーによって種子が検出されなかった場合、再度ピンをホッパーの下端側まで下降させて、振動後に再びピンを突出させるようにした請求項１に記載の種子ピックアップ装置。

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