JP2023043302A

JP2023043302A - 植物栽培設備

Info

Publication number: JP2023043302A
Application number: JP2021150830A
Authority: JP
Inventors: 義明坂井; Yoshiaki Sakai; 和彦山本; Kazuhiko Yamamoto
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2021-09-16
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2023-03-29

Abstract

【課題】植物栽培設備において、収穫作業をはじめ各種作業を行い易くする。【解決手段】植物Ｐを栽培する栽培ベッド５を設け、栽培ベッド５に所定間隔で上下方向の誘引部材１７を設けた植物栽培設備において、植物Ｐの左右に植物支持枠２０を構成し、植物支持枠２０は、少なくとも植物Ｐの左右側それぞれに誘引フック１６部から上下方向に延びる縦フレーム２１を備える。また、植物支持枠２０は、複数の縦フレーム２１間に枝葉や果実を当接させる横フレーム２２を備える。【選択図】図２

Description

本発明は、植物栽培設備に関する。

植物栽培設備において、栽培ベッドの上側には、該栽培条に沿う誘引ワイヤを設け、栽培される植物の栽培株は、誘引ワイヤから垂れ下がる誘引紐により誘引支持される構成としている（特許文献１）。

特開２０１７－１５８５９８号公報

特許文献１によると、植物が生長して果実を収穫するにつれ、果実は段々上方に実るので誘引紐を下ろして果実位置を低くしながら収穫作業を行うことができる。しかしながら、植物の枝葉が栽培ベッドから通路側にはみ出るため通路移動しながらの各種作業がなし難い。

本発明は、各種作業を行い易くすることを課題とする。

かかる課題を解決するために、請求項１記載の発明は、植物Ｐを栽培する栽培ベッド５を設け、栽培ベッド５に所定間隔で上下方向の誘引部材１７を設けた植物栽培設備において、植物Ｐの左右に植物支持枠２０を構成し、植物支持枠２０は、少なくとも植物Ｐの左右側それぞれに誘引フック１６部から上下方向に延びる縦フレーム２１を備える。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、植物支持枠２０は、複数の縦フレーム２１間に枝葉や果実を当接させる横フレーム２２を備えている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、縦フレーム２１の上部において誘引部材１７を繰り出す誘引フック１６のリール部１６ａを支持する。

請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれか一に記載の発明において、前記縦フレーム２１は一対とし、一対の縦フレーム２１ａ，２１ｂの間隔は、上部側所定範囲は平行とし途中部から下方側は屈曲して斜め下がりとし上部側の間隔に比較して下部側ほど徐々に広く形成する。

請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一に記載の発明において、縦フレーム２１下端部を、栽培ベッド５の側部に並行状に設けられた廃液を流すガータ２３，２３に入り込ませて支持する。

請求項１又は請求項２に記載の発明によると、植物Ｐの枝葉は縦フレーム２１ａ，２１ｂや横フレーム２２に当接して通路側にはみ出ることを防止でき、通路側での各種作業を良好に行うことができる。

また、果実が枝葉から離間し易くなり果実の収穫作業を良好とする。特に収穫アームロボットによる収穫機の作業を容易化できる。

請求項３に記載の発明によると、請求項１又は請求項２に記載の効果に加え、縦フレーム２１の上部において誘引部材１７を繰り出すリール部１６ａを支持するから誘引部材１７と支持枠２０を一体で着脱できる。

請求項４に記載の発明によると、請求項１から請求項３の効果に加え、繁茂する枝葉に対応して当接支持し易い。

請求項５に記載の発明にようと、請求項１～請求項４に記載の効果に加え、構成を簡素化しつつ着脱が容易である。

本発明における実施の形態の植物栽培設備の概要図である。本発明における実施の形態の植物栽培設備一部の概要を示す側面図である。本発明における実施の形態の植物栽培設備一部の概要を示す正面図である。（Ａ）本発明における実施の形態の植物栽培設備一部の概要と収穫作業移動車の側面図、（Ｂ）その平面図である。本発明における実施の形態の植物栽培設備一部の概要と収穫作業移動車の側面図である。本発明における実施の形態の植物栽培設備一部の概要と収穫作業移動車の側面図である。（Ａ）、（Ｂ）本発明における実施の形態の収穫作業移動車の作業概要を示す側面図である。 (Ａ）、（Ｂ）本発明における実施の形態の収穫物収容ボックス及び果実ケース一例を示す正面図である。（Ａ）、（Ｂ）本発明における実施の形態の異なる収穫作業車の作業概要を示す側面図、（Ｃ）その平面図である。本発明における実施の形態の搬送コンベアの作用一例を示す平面図である。

本発明の実施の形態の温室設備について以下説明する。

図１は栽培施設の一例を示すものであり、この栽培施設は、暖房機や加湿機等により温度及び湿度等の室内環境が管理される温室である栽培室１と、該栽培室１に隣接する出荷室２とを備えている。前記栽培室１内の中央には作業者又は移動作業車とも呼ばれる作業移動車（作業台車）３あるいは防除作業車等が通過できるメイン通路４を設けており、このメイン通路４は、路面がコンクリートで構成されたコンクリート通路である。メイン通路４の両側の側方位置には、栽培ユニットとなる栽培ベッド５を多数列配置した作物を栽培するための栽培スペース６を構成している。尚、前記栽培ベッド５は培地となるロックウールで形成された栽培床部であり、出荷室２内の養液供給装置７から各栽培ベッド５へ養液が供給される構成となっている。

また、メイン通路４の両端には開閉扉を備える栽培室１への出入り口８を設け、一方の出入り口８を介して隣接する出荷室２へ行き来できる構成となっている。尚、他方の出入り口８は、栽培施設の屋外から出入りできる構成となっている。そして、作業移動車３をメイン通路４から各々の栽培ベッド５の間のサブ通路９に移動させ、該サブ通路９で栽培ベッド５に沿って作業移動車３を移動させながら栽培する植物に対する各種作業を行うことができる。サブ通路９は、各々の栽培ベッド５の左右間で前後方向に形成される通路となる。尚、作業移動車３は、サブ通路９上に敷設された温室全体を暖房する左右の暖房用管を走行用のレール１３として走行する。

前記出荷室２内には、前述した養液供給装置７と、収穫されたトマト等の収穫物（果実）を重量や大きさあるいは等級別に選別する選別装置１０とを備えている。尚、該選別装置１０が、栽培された作物を出荷前に処理する前処理装置となる。選別装置１０は、収穫物を搬送して選別する選別コンベア１１と、該選別コンベア１１の両側の側方に設けられた階級毎の収穫物収容部１２とを備えて構成され、選別コンベア１１から各収穫物収容部１２へ収穫物を供給して各階級に選別する構成となっている。尚、前記選別コンベア１１は、平面視でＬ字状に屈曲した構成となっている。また、各々の収穫物収容部１２には収穫物を収容する収容箱を設けて、この収容箱ごとに収穫物を出荷すればよい。

栽培ベッド５の上側には、該栽培条に沿う誘引ワイヤ１５を設け、栽培される植物Ｐの栽培株は、誘引ワイヤ１５から誘引フック１６を介して垂れ下がる誘引部材としての誘引紐１７により誘引される。尚、誘引フック１６は、誘引ワイヤ１５に吊り下げられる構成であり、リール部１６ａに巻き付けた誘引紐１７を適宜繰り出して下方に垂れ下がらせる周知の構成となっている。また、植物が所定の高さ（誘引フック１６の近く）まで成長した以降は、誘引フック１６から誘引紐１７を繰り出しながら、順次誘引紐１７を前記複数の栽培株の配列方向、すなわち栽培ベッド５の長手方向にずらせて植物の高さを低下させ、植物Ｐを継続的に栽培する。従って、例えばトマトを栽培する場合、トマトの茎ｃが栽培ベッド５から誘引紐１７を伝って伸長することになる。

前記植物Ｐの左右に植物支持枠２０を構成する。植物支持枠２０は、植物Ｐの左右側それぞれに前記誘引フック１６部から上下方向に延びる縦フレーム２１と、複数の縦フレーム２１間に梯子状に横フレーム２２を備えて構成されている。図例では前後一対の縦フレーム２１ａ，２１ｂとしている。したがって、植物Ｐの茎部は側面視で一対の縦フレーム２１ａ，２１ｂ間に位置し、枝葉は一対の縦フレーム２１ａ，２１ｂや横フレーム２２に当接して通路側にはみ出ることを防止している。なお果実は成長とともに縦フレーム２１ａ，２１ｂと横フレーム２２による枠部から出る傾向となり繁茂する枝葉はますます縦フレーム２１ａ，２１ａと横フレーム２２による枠部に当接する傾向となって両者は区分され易くなる。一対の縦フレーム２１ａ，２１ｂはその上端部が誘引フック１６に連結され下端部は栽培ベッド５に至る長さに設けられる。この縦フレーム２１は植物Ｐの左右側、すなわち栽培ベッド５を挟むように設けられる。以上のように植物Ｐの左右各前後方向には一対の縦フレーム２１ａ，２１ｂが備えられていて、これら一対の縦フレーム２１ａ，２１ｂの間に、梯子状に複数の横フレーム２２ａ，２２ｂ，２２ｃを構成し、植物Ｐの果実は出ずるも、枝葉はサブ通路９側にはみ出し得ないよう当接状態に保持し得る構成としている。

なお、植物支持枠２０を構成する前記一対の縦フレーム２１ａ，２１ｂの上部において誘引フック１６のリール部１６ａを挟持状に支持している。そして誘引フック１６の吊下げフック部１６ｂをもって誘引ワイヤ１５に支持させることで植物支持枠２０も一体に吊下げ状態に支持されるものである。

前記一対の縦フレーム２１ａ，２１ｂの間隔は、上部側所定範囲はほぼ平行に途中部から下方側は屈曲して斜め下がりとし上部側の間隔に比較して下部側ほど徐々に広く形成している。したがって、果実ｆの生育する下部側が広いため、果実ｆが茎葉と分離され易い。

植物支持枠２０の縦フレーム２１ａ，２１ｂ下端部及び最下段の横フレーム２２ｃは、栽培ベッド５の側部に並行状に設けられた廃液を流すガータ（溝）２３，２３に入り込ませてあり、もって下端部の支持構成としている。したがって、支持枠２０の着脱を容易化できる。

作業移動車３は、前後左右の走行車輪２５と、作業者が搭乗するステップ２６と、収穫アーム２７を備える収穫作業移動車としている。この収穫アーム２７は、駆動機構を内装した機構本体２８の上部において、縦軸回りに３６０度回動可能でかつ長さを伸縮制御可能な第１アーム２７ａと、この第１アーム２７ａに連結され昇降高さを変更制御できる第２アーム２７ｂと、トマト等の果実ｆを把持して収穫するハンド部２７ｃとからなる。第１アーム２７ａ、第２アーム２７ｂ及びハンド部２７ｃの作動を制御しながら果実ｆを収穫するが、その制御出力は、図外撮像カメラの撮像出力に基づく。すなわち、作業移動車３のステップ２６には、進行方向の前後一側又は両側に撮像カメラを備え、作業移動車３を移動させながら果実ｆの撮像データによって存在位置情報、着色情報を作業移動車制御部（図示せず）に送信できるよう構成している。制御部は、着色情報に基づいて収穫適期か否か判定し収穫適期の果実の位置情報に基づいて、収穫アーム２７に収穫指令信号を出力して、アーム回動、伸縮及び収穫作動を実行させることができる。

次いで、収穫果実を収納する収穫物収容ボックス３０について説明する。収穫物収容ボックス３０は多段の棚に構成され果実ケース３１，３１…を収容できる構成であり、空の果実ケース３１をセットしてサブ通路９に待機する収穫物収容ボックス３０を移動作業車３の前部に設けるフォークリフト部２９に載置して持上できる構成としている。

前記果実ケース３１は移動作業車３本体に対応する側の壁部を無くして果実導入口に形成され、さらにこの果実導入側がやや高く奥側が低い傾斜底面に形成され、もって収穫アーム２７による収穫果実ｆを受入れて奥側に転動し易く収容できるようになっている。

移動作業車３を前進し、サブ通路９に予め配置されている収容ボックス３０に接近し（図４）、フォークリフト部２９に載せて所定高さに保持する（図５）。移動作業車３を前進しながら収穫アーム２７で果実ｆを収穫し、最上段の果実ケース３１の果実導入口から果実ｆを収容する（図６）。最上段の果実ケース３１が満杯になると（図７（Ａ））、順次上昇して下段の果実ケース３１に収容できる（同（Ｂ））。

図８（Ａ）、（Ｂ）は、多段に設ける果実ケース３１の一例を示すもので、共に同一高さに左右複数の果実ケース３１を併設することによって、収穫果実ｆを一列に案内しながら収容することができ、収穫アーム２７と果実ケース３１との対応位置関係の制御を簡素化できる。また、果実ケース３１の果実導入口幅を異ならせることで、図８（Ａ）は球体果実に対応でき、図８（Ｂ）はキュウリなどの長物野菜等に対応できる。

図９は、収穫アーム２７Ａ，２７Ｂを車体の前後に配置して作業効率を図る場合の果実ケース３１への果実収納状況を示す。前側設置の収穫アーム２７Ａによる収穫果実ｆは直接果実ケース３１に供給し、後方設置の収穫アーム２７Ｂによる収穫果実ｆは車体に設ける搬送コンベア３２によって前方に移送し収容ボックス３０中段の果実ケース３１に供給する構成としている。このように構成すると、サブ通路９の左側又は右側の栽培ベッド５，５の植物Ｐに前後の収穫アーム２７Ａ又は収穫アーム２７Ｂを対応させて収穫作業することによって作業効率を向上できる。前側の収穫アーム２７Ａによる果実ケース３１への供給について、収穫アーム２７Ａで収穫把持される果実ｆ位置に最も近い位置にある果実ケース３１に供給するように構成すれば作業効率を向上できる。なお、各果実ケース３１又は収穫アーム２７Ａに満杯を検出できるセンサを設けることにより、過剰供給を防止し適切な果実供給を実現できる。なお、前記搬送コンベア３２を広幅に構成し、収穫アーム２７Ｂによる落下位置の相違によって待機する果実ケース３１への供給を異ならせて作業効率を向上できる（図１０）。

５栽培ベッド
１６誘引フック
１６ａリール部
１７誘引部材
２０植物支持枠
２１縦フレーム
２２横フレーム
２３ガータ
Ｐ植物
ｆ果実

Claims

植物（Ｐ）を栽培する栽培ベッド（５）を設け、栽培ベッド（５）に所定間隔で上下方向の誘引部材（１７）を設けた植物栽培設備において、植物（Ｐ）の左右に植物支持枠（２０）を構成し、植物支持枠（２０）は、少なくとも植物（Ｐ）の左右側それぞれに誘引フック（１６）部から上下方向に延びる縦フレーム（２１）を備えたことを特徴とする植物栽培設備。
植物支持枠（２０）は、複数の縦フレーム（２１）間に枝葉や果実を当接させる横フレーム（２２）を備えてなる請求項１に記載の植物栽培設備。
縦フレーム（２１）の上部において誘引部材（１７）を繰り出す誘引フック（１６）のリール部（１６ａ）を支持してなる請求項１又は請求項２に記載の植物栽培設備。
前記縦フレーム（２１）は一対とし、一対の縦フレーム（２１ａ，２１ｂ）の間隔は、上部側所定範囲は平行とし途中部から下方側は屈曲して斜め下がりとし上部側の間隔に比較して下部側ほど徐々に広く形成してなる請求項１から請求項３のいずれか一に記載の植物栽培設備。
縦フレーム（２１）下端部を、栽培ベッド（５）の側部に並行状に設けられた廃液を流すガータ（２３，２３）に入り込ませて支持してなる請求項１から請求項４のいずれか一に記載の植物栽培設備。