JP2020048548A - 収穫装置 - Google Patents
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Abstract
Description
本様相によれば、トレイ搬送部の搬送動作に伴って刃部が収穫物の一部に接触し、自動で収穫物の一部を切断できるので、効率良く収穫が可能である。
収穫装置1は、図1,図2,図3のように、トレイ搬送部3と、持ち上げユニット4と、吸引部7と、押込部8と、外部搬送部10と、支持フレーム11と、制御部12(図14参照)を備えており、それぞれ着脱可能となっている。
栽培トレイ2は、図4,図5のように、トレイ本体部20と、保持部21を備えている。
トレイ本体部20は、図5のように、主要構成部材として、トレイ容器22と、蓋部23で構成されている。
トレイ容器22は、養液を収容可能な容器であり、上方に向けて開口した容器である。
蓋部23は、本体部24と、複数の取付孔25を備えている。
本体部24は、トレイ容器22の上部を覆う板状体である。
取付孔25は、本体部24を厚み方向に貫通した貫通孔であって栽培トレイ2の内外を連通させる連通孔であり、保持部21を取り付け可能となっている。
保持部21は、図5,図6のように、四角柱状の部材であり、中央に保持穴27と、スリット部28を備えている。
保持穴27は、図6(b)のように、天面(上面)から下方に向かって延び、底部29を有する有底穴である。
保持穴27は、開口面積が植物200の被収穫部201の断面積よりも小さい。
スリット部28は、底部29から底面(下面)に向かって切り欠かれた切り欠きである。具体的には、スリット部28は、図6(c)のように底面視「十」字状のスリットである。
トレイ搬送部3は、フレーム31,32が横方向Xに離間して設けられており、フレーム31,32の間にローラ30a,30bが設けられている。ローラ30a,30bは、縦方向Yに所定の間隔を空けて離間しており、載置ベルト33a,33bが懸架されている。
本実施形態のトレイ搬送部3は、載置ベルト33a,33bとして歯付きベルト(タイミングベルト)を使用したベルトコンベヤであり、栽培トレイ2の一部を載置して搬送可能となっている。
係合部34a,34bは、具体的には載置ベルト33a,33bの搬送面から直立したリブであり、載置ベルト33a,33bの延び方向に所定の間隔を空けて配されている。
搬送支持部35a,35bは、フレーム31,32に取り付けられ、栽培トレイ2を載置ベルト33a,33bに載置したときに載置ベルト33a,33bが脱落しないように載置ベルト33a,33bを支持する部位である。
搬送支持部35a,35bは、上面が潤滑面となっており、載置ベルト33a,33bを支持したまま滑らすことが可能となっている。
持ち上げ部5は、栽培トレイ2から各植物200の一部を上方に向かって持ち上げ可能な部位であって、切断部6で切断した植物200の被収穫部201を外部搬送部10に送る部位である。
持ち上げ部5は、図8のように、駆動部40と、軸部41a,41bと、フラップ部42を備えている。
駆動部40は、モータと減速機を内蔵するギヤードモータであり、回転軸に傘歯車44が接続されている。
軸部41a,41bは、フラップ部42を支持する棒状の支持部であり、長手方向の端部がフラップ部42に接続されている。
一方の軸部41aには、長手方向のフラップ部42とは反対側の端部に傘歯車44と対をなす傘歯車47が設けられている。
本体部43は、栽培トレイ2の搬送方向(第1搬送方向A)の上流側端部と下流側端部(軸部41a,41b側の端部)との間で段差があり、上流側端部から下流側端部に向けて、湾曲部55と、接続部56と、傾斜部57を備えている。
湾曲部55は、板状体が上流側端部から接続部56まで延び、中間部が曲面状に湾曲した部位である。
湾曲部55は、湾曲面が下方側に位置しており、上流側端面が接続部56に対して交差する方向であって上方側を向いている。
湾曲部55は、トレイ本体部20がつかえることを防止し、トレイ本体部20の浮きを防止する部位である。
接続部56は、湾曲部55と傾斜部57を接続する板状部位である。
傾斜部57は、接続部56から軸部41a,41bに向かって上り傾斜した板状部位である。
切り欠き部45は、本体部43の第1搬送方向Aの上流側端部から下流側端部側に向けて延び、上流側端部から傾斜部57の一部まで至った切り欠きであり、植物200の一部と係合する係合部でもある。
持ち上げ部5は、駆動部40を駆動することにより、傘歯車44に連動して傘歯車47が設けられた軸部41a,41bが回転し、フラップ部42が軸部41a,41bを中心に回転可能となっている。
回転刃部50,51は、円板状の円形刃であり、中心側から縁に向かって鋭利となっている。
回転刃部50,51は、図8のように、切り欠き部45から一部が露出し、中心部分が本体部43に対して軸支されており、本体部43と平行となる姿勢で回転可能となっている。また、回転刃部50,51の厚み方向は、本体部43の厚み方向と一致している。
回転刃部50,51は、本体部43に対して着脱可能に固定されている。
吸引ノズル70は、植物200の残滓物202を吸引する吸引口を有する部位である。吸引ノズル70の吸引口は、長方形状となっており、長辺が縦方向Yに延びており、短辺が横方向Xに延びている。
吸引タンク71は、吸引ノズル70から吸引した植物200の残滓物202を一時的に溜める貯留タンクである。
ホース部材72は、吸引ノズル70と吸引タンク71を繋ぐホースであり、屈曲可能となっている。
駆動モータ74は、モータと減速機を内蔵するギヤードモータであり、回転軸にギヤが接続され、当該ギヤが移動ベルト76と噛合している。
プーリ75a,75bは、歯付きプーリであり、プーリ75cはテンションプーリである。
移動ベルト76は、歯付ベルトであり、駆動モータ74の回転軸に設けられたギヤおよびプーリ75a,75bと噛合可能となっている。
本体部80は、横方向Xに延びた長尺状の部位であり、その長手方向の両端部に昇降機構82の昇降ベルト88a,88bが取り付けられている。
押圧部81a〜81eは、保持部21を栽培トレイ2内に向かって押圧する部位であり、本体部80の下面から下方に向けて突出した突出片である。押圧部81a〜81eは、横方向Xに所定の間隔を空けて並んでいる。
駆動モータ85は、モータと減速機を内蔵するギヤードモータであり、回転軸にギヤが接続されており、当該ギヤが連動ベルト86と噛合している。
連動ベルト86は、駆動モータ85の回転力を連結部材87のモータ側歯車部94に伝達する動力伝達部材であり、具体的には、歯付ベルトである。
連結部材87は、連動ベルト86の回転力を昇降ベルト88a,88bに伝達する動力伝達部材であり、連結本体93と、モータ側歯車部94と、昇降側歯車部95a,95bを備えている。
連結本体93は、横方向Xに延びた棒状部位である。
モータ側歯車部94は、連結本体93の長手方向の中間部に設けられ、連動ベルト86と噛合可能な部位である。
昇降側歯車部95a,95bは、連結本体93の長手方向の両端部に設けられ、昇降ベルト88a,88bと噛合可能な部位である。
昇降ベルト88a,88bは、連結部材87の昇降側歯車部95a,95bと連結され、連結部材87の回転力を本体部80に伝達し、本体部80を昇降させるベルトである。
昇降ベルト88a,88bは、昇降側歯車部95a,95bと昇降用歯車部89a,89bの間に懸架され、本体部80と一体的に取り付けられている。
外部搬送部10は、具体的には、ベルトコンベヤであり、図12のように、複数のローラ90a〜90dと、各ローラ90a〜90dを支持する一対のフレーム91a,91bと、各ローラ90a〜90dに懸架される搬送ベルト92と、外部搬送部10の角度を調節する角度調節手段96a,96bを備えている。
一のローラ90aは、駆動源をもった駆動ローラであり、具体的には、モータと減速機を内蔵するモータ内蔵ローラである。残りのローラ90b〜90dは、ローラ90aに追従して回転する従動ローラである。すなわち、外部搬送部10は、駆動ローラ90aの回転に伴って搬送ベルト92が懸架された従動ローラ90b〜90dが回転して搬送ベルト92が移動し、植物200の被収穫部201をローラ90a〜90dの並設方向に搬送可能となっている。
角度調節手段96a,96bは、搬送ベルト92の載置面の角度を調節する部材であり、角度調節溝97a〜97dを備えている。すなわち、外部搬送部10は、角度調節溝97a〜97dによってフレーム31,32に対して相対的に角度を変更可能となっている。
支持フレーム11は、図13のように、第1搬送方向Aから視たときに、下方に向かって開放した「コ」字状の部位であり、天面形成部100と、側面形成部101,102で構成されている。
吸引用移動溝103は、横方向Xに延びた溝であり、溝内にホース部材72を通過させることでホース部材72の移動方向を横方向Xに規制するものである。
側面形成部101,102は、天面形成部100の両端部から垂下した板状体である。側面形成部101,102は、吸引用支持部105a,105bと、吸引用貫通孔106a,106bと、フラップ用貫通孔107a,107bと、押込用規制溝108a,108bを備えている。
吸引用支持部105a,105bは、外側に向かって切り起こされた切り起こし部であり、吸引部7のプーリ75a,75bを回転可能に支持する部位である。
吸引用貫通孔106a,106bは、厚み方向に貫通した貫通孔であり、移動機構73の一部を挿通する挿通孔である。
フラップ用貫通孔107a,107bは、厚み方向に貫通した貫通孔であり、持ち上げ部5の軸部41a,41bの一部を挿通する挿通孔である。
押込用規制溝108a,108bは、厚み方向に貫通し、上下方向に延びる貫通溝であり、本体部80の端部近傍を挿通し、押込部8の移動方向を上下方向に規制する溝である。
制御部12は、主要構成部材として、CPU等の演算部、ROM、RAM、ハードディスク等の記憶部、及び入出力部を備えている。
栽培トレイ2は、図1のように、トレイ搬送部3の載置ベルト33a,33bに載置されて固定されており、第1搬送方向Aの両端面が上流側の係合部34a,34b及び下流側の係合部34a,34bと係合している。すなわち、栽培トレイ2は、第1搬送方向Aの上流側の係合部34a,34bと下流側の係合部34a,34bによって挟まれている。
外部搬送部10は、トレイ搬送部3の第1搬送方向Aに対する交差方向(本実施形態では、直交方向)に延びており、トレイ搬送部3を横切っている。すなわち、外部搬送部10とトレイ搬送部3の第1搬送方向Aは、平面視したときに交差(本実施形態では直交)している。
外部搬送部10は、トレイ搬送部3よりも高い位置にあり、トレイ搬送部3の栽培トレイ2の載置部分に対して段差を構成している。
持ち上げ部5のフラップ部42は、切断部6の回転刃部50,51を覆っており、図3のようにフラップ部42の下端部が栽培トレイ2の蓋部23の天面との間に僅かに隙間を空けて近接している。
また、回転刃部50,51は、平面視したときに、フラップ部42の切り欠き部45から露出している。
押込部8は、図1,図11のように、本体部80の中間部(本実施形態では端部近傍)が押込用規制溝108a,108bを通過しており、本体部80の両端部が側面形成部101,102から張り出している。そのため、本体部80は、押込用規制溝108a,108bにより移動方向が上下方向に規制されている。
吸引部7は、図1,図10のように、プーリ75a,75bが吸引用支持部105a,105bに回転可能に支持されており、プーリ75a,75b間を移動ベルト76が懸架している。また、移動ベルト76の中間部が吸引用貫通孔106a,106b(図13参照)を通過している。吸引部7のホース部材72は、中間部が天面形成部100の吸引用移動溝103を通過しており、吸引用移動溝103により移動方向が横方向Xに規制されている。すなわち、ホース部材72の端部に設けられた吸引ノズル70は、側面形成部101,102間を横方向Xに直線的に移動可能となっている。
栽培トレイ2上の植物200の露出部分がフラップ部42の切り欠き部45に位置し、図17のように、保持部21が回転刃部50,51に接触すると、フラップ部42の湾曲部55の底部58が栽培トレイ2と接触又は近接した状態で、回転刃部50,51が互いに反対方向に回転し、栽培トレイ2上の植物200の茎が回転刃部50,51で切断され、被収穫部201が切り離される。
そして、さらにトレイ搬送部3によって搬送され、図16(a),図16(b)のように、被収穫部201が傾斜部57に至り、切り欠き部45と係合すると、持ち上げ部5の駆動部40を駆動してフラップ部42を軸部41a,41bを中心に回転させ、外部搬送部10に植物200の被収穫部201を送る。
第2実施形態の持ち上げユニット121は、図19のように、持ち上げ部122と、切断部123と、軸支持部9a,9bを備えている。
直線刃部130は、幅をもち直線状に延びた板状刃であり、幅方向において一方の縁に向かって鋭利となっている。すなわち、直線刃部130は、片刃となっている。
直線刃部130は、切り欠き部125から刃が露出した状態で本体部43に対して固定されている。
切断部123の直線刃部130は、第1搬送方向Aに対する直交方向(幅方向)において切り欠き部125の片側の縁に設けられ、第1搬送方向Aに対して交差する方向に延びている。すなわち、直線刃部130は、第1搬送方向Aに対して傾斜している。また、直線刃部130の刃は、平面視したときに、フラップ部124の切り欠き部125から露出している。
図20(a),図20(b)から読み取れるように、栽培トレイ2上の植物200の露出部分がフラップ部124の切り欠き部125に位置し、保持部21が直線刃部130に接触すると、栽培トレイ2上の植物200の茎が直線刃部130で切断され、被収穫部201が切り離される。
栽培トレイ2上の植物200の茎が直線刃部130で切断されると、図21(a)のように、栽培トレイ2がトレイ搬送部3によって第1搬送方向Aに対する逆方向(第2搬送方向B)に僅かに搬送される。
そして、図21(b)のように、持ち上げ部122の駆動部40を駆動してフラップ部124を軸部41a,41bを中心に回転させ、外部搬送部10に植物200の被収穫部201を送る。
載置ベルト33a,33bの載置面の傾斜角度θは、3度以上20度以下であることが好ましい。
例えば、図25のように、栽培トレイ2の取付孔25が正三角形の頂点をなすように配置された千鳥状に配置させてもよい。すなわち、栽培トレイ2の取付孔25を結んだ形状が平面充填となるように、栽培トレイ2の取付孔25を設けてもよい。
この場合、横方向Xにおいて、各取付孔25に対応させてフラップ部124の切り欠き部125を設けることが好ましい。例えば、図25の場合、横方向Xに直線状に並んだ二列の各取付孔25a,25bに対応させて横方向Xにフラップ部124の切り欠き部125を設けることが好ましい。こうすることで、第1搬送方向Aにおいて、二列ずつ被収穫部201を収穫でき、栽培トレイ2一つの当たりの収穫動作を行う回数を減らすことができる。
また、上記した実施形態では、保持穴27は有底穴であったが、本発明はこれに限定されるものではない。保持穴27は貫通孔であってもよい。この場合、スリット部28を設けなくてもよい。
例えば、図27のように、保持穴27を貫通孔とし、さらに保持部21の内側面及び外側面がともにテーパー状とすることで、保持部21は、外側面の形状により取付孔25に対して楔状に挿入されて取付孔25から抜けにくくでき、内側面の形状により植物200の茎や根が保持穴27に挿入された状態において植物200の根が保持穴27内で束となってまとめることができる。
また、支持フレーム11の側面形成部101,102に第1搬送方向Aに対して交差する方向に光線が通過する光電センサー等の検知手段を設け、栽培トレイ2側に被収穫部201が落下していないかを検知手段によって検知してもよい。栽培トレイ2側に被収穫部201がある場合には、フラップ部42,124が回転しないように制御することが好ましい。
2 栽培トレイ
3 トレイ搬送部
4,121 持ち上げユニット
5,122 持ち上げ部
6,123 切断部
7 吸引部
8 押込部
10 外部搬送部
12 制御部
20 トレイ本体部
21 保持部
25 取付孔
27 保持穴
28 スリット部
41 軸部
42,124 フラップ部(回動部)
45,125 切り欠き部
50 第1回転刃部(刃部)
51 第2回転刃部(刃部)
55 湾曲部
130,150,151 直線刃部
200 植物(収穫物)
201 被収穫部
Claims (14)
- 収穫物が栽培された栽培トレイから前記収穫物の被収穫部を収穫する収穫装置であって、
前記収穫物の一部を切断する切断部と、持ち上げ部を有し、
前記持ち上げ部は、前記切断部で切断された収穫物を持ち上げて、前記被収穫部を外部に搬送する外部搬送部に送ることを特徴とする収穫装置。 - 前記持ち上げ部は、板状であって、切り欠き部を有し、前記切り欠き部が前記切断部で切断された収穫物と係合して持ち上げることを特徴とする請求項1に記載の収穫装置。
- 前記持ち上げ部は、軸部と、前記軸部を中心に回動する回動部を有し、前記回動部の回動に伴って前記切断部で切断された収穫物を持ち上げることを特徴とする請求項1又は2に記載の収穫装置。
- 前記持ち上げ部は、前記被収穫部を天地が逆転した姿勢で前記外部搬送部に送ることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の収穫装置。
- 前記栽培トレイを前記切断部に向かって搬送するトレイ搬送部を有し、
前記切断部は、刃部を有し、
前記刃部は、前記トレイ搬送部で前記栽培トレイが搬送されることによって、前記収穫物の一部と接触して切断することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の収穫装置。 - 前記栽培トレイを前記切断部に向かって第1搬送方向に搬送するトレイ搬送部を有し、
前記持ち上げ部は、前記第1搬送方向の上流側端部が湾曲しており、
前記栽培トレイは、上面が前記持ち上げ部の湾曲面と接触又は近接しながら、前記切断部に搬送されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の収穫装置。 - 前記栽培トレイは、上面が前記持ち上げ部の湾曲面と接触又は近接しながら、前記収穫物の一部が前記切断部で切断されることを特徴とする請求項6に記載の収穫装置。
- 前記栽培トレイは、トレイ本体部と、保持部を有し、
前記トレイ本体部は、取付孔を有し、
前記保持部は、前記収穫物の一部の周囲を囲繞するものであって、かつ、一部又は全部を前記取付孔に挿入して前記収穫物を前記トレイ本体部に取り付けることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載の収穫装置。 - 前記被収穫部から離反した前記保持部を前記取付孔から前記トレイ本体部の内部側に押し込む押込部を備えていることを特徴とする請求項8に記載の収穫装置。
- トレイ搬送部と、吸引部を有し、
前記トレイ搬送部は、前記栽培トレイを前記切断部に向かって第1搬送方向に搬送するものであり、
前記吸引部は、前記外部搬送部に送った前記切断部で切断された収穫物の前記栽培トレイ上の残滓物を吸引可能であって、前記第1搬送方向に対して交差する方向に移動可能であることを特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の収穫装置。 - 前記栽培トレイは、少なくとも2つの収穫物が間隔を空けて栽培されており、
少なくとも2つの切断部を有し、
前記2つの切断部は、それぞれが前記2つの収穫物の一部を略同時に切断可能であり、
前記持ち上げ部は、前記2つの切断部によって切断された前記2つの収穫物を同時に持ち上げて前記外部搬送部に送ることが可能であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかに記載の収穫装置。 - 前記栽培トレイを前記切断部に向かって第1搬送方向に搬送するトレイ搬送部を有し、
前記栽培トレイは、少なくとも2つの収穫物が前記第1搬送方向に間隔を空けて栽培されており、
前記トレイ搬送部は、前記切断部が前記2つの収穫物のうち前記第1搬送方向の下流側の収穫物の一部を切断した後に、前記栽培トレイを前記第1搬送方向とは逆方向に搬送する、請求項1乃至11のいずれかに記載の収穫装置。 - 収穫物が栽培された栽培トレイから前記収穫物の被収穫部を収穫する収穫装置であって、
持ち上げユニットと、前記栽培トレイを搬送するトレイ搬送部を有し、
前記持ち上げユニットは、前記収穫物の一部を切断する切断部と、前記切断部で切断された収穫物を持ち上げる持ち上げ部を有するものであり、
前記持ち上げ部は、板状であって、切り欠き部を有し、
前記持ち上げ部は、前記切り欠き部が前記切断部で切断された収穫物と係合して持ち上げて前記被収穫部を外部に搬送する外部搬送部に送るものであり、
前記切断部は、刃部を有し、
前記刃部は、少なくとも一部が前記切り欠き部から露出し、前記トレイ搬送部で前記栽培トレイが搬送されることによって、前記切り欠き部内で前記収穫物の一部と接触して切断することを特徴とする収穫装置。 - 収穫物が栽培された栽培トレイから前記収穫物の被収穫部を収穫する収穫装置であって、
制御部と、トレイ搬送部と、持ち上げ部と、切断部と、外部搬送部を有し、
前記制御部は、少なくとも前記トレイ搬送部と前記持ち上げ部を制御可能であり、
前記トレイ搬送部によって前記栽培トレイを前記切断部に向かって搬送し、前記切断部によって前記トレイ搬送部で搬送された前記収穫物の一部を切断し、さらに前記持ち上げ部によって前記被収穫部を前記外部搬送部に送る収穫動作を実行可能であることを特徴とする収穫装置。
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