JP3380004B2 - 自動仮植システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、セルトレイにて育苗し
た、花卉や野菜等の苗を個々のポットに仮植し、該ポッ
トをカゴに装填するための自動仮植システムに関する。 【０００２】 【従来の技術】昨今、多数のセルを有するセルトレイに
て大量に育苗させる技術が多く採用されるようになり、
同一条件で、ほぼ生育状況も均等な苗を大量に育成させ
ることができるようになった。しかし、こうしてセルト
レイにて育成した苗も、出荷する時には、更に大きなビ
ニル製等のポットに一株ずつ仮植された状態となってい
なければならない。従来は、仮植用のポットに土入れす
る装置等は公知となっているものの、セルトレイから該
ポットに仮植する装置や、仮植されたポットを出荷用の
カゴに装填する装置は存在せず、従って、セルトレイの
各セルより苗を一株ずつ手で抜き取って、個々のポット
に仮植していたのであり、多大な労力を要した。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】従って、セルトレイよ
りポットへの仮植、更に仮植済みのポットを出荷用のカ
ゴに装填する一連の仮植作業を自動的に行う自動仮植シ
ステムが望まれるのである。また、特に花卉の場合、発
芽率が低く、生育速度もまちまちなので、同一のセルト
レイの中でも、セル毎に苗の生育状況を見て、仮植に適
するかどうかの選択を行わなければならない。この選択
工程を、仮植直前で、適切に行うことにより、無駄のな
い仮植が実現するのである。 【０００４】 【課題を解決するための手段】本発明は、以上の如き課
題を解決するために、次のような手段を用いるものであ
る。碁盤の目状に構成した育苗用セルそれぞれに育苗さ
れた苗を収容したセルトレイＴを順に搬送し、この搬送
方向と平行に仮植用のポットＰを搬送し、この搬送途中
に両搬送路を横断する仮植機構を配置し、該仮植機構に
てセルトレイＴより苗を個々のポットＰに仮植し、ポッ
ト搬送路終端にポット装填機構を配置してカゴＣに装填
する構成において、該セルトレイＴにて育苗される苗
を、仮植の為に把持してきた把持部材が、ポット搬送路
Ｙの仮植位置において停止しているポットＰの上方位置
に搬送されてきて停止すると、この把持されて来た苗を
画像センサー２が画像入力して画像信号を制御部１に送
信し、仮植前に画像処理し、個々の苗の生育状況を検出
し、生育の充分な苗のみを仮植するものである。 【０００５】 【作用】このような手段によって、セルトレイより個々
のポットへ苗が仮植され、更にカゴへの該ポットの装填
までの全工程が自動的に行われ、高能率的で労力のいら
ない仮植作業が実現できる。更にその工程中において、
仮植に適した苗のみを選択して仮植するので、カゴに装
填された仮植済みポットに、出荷に適しないポットか混
じるという事態を発生させることがない。 【０００６】 【実施例】本発明の構成の実施例を添付の図面を用いて
説明する。図１はポットＰを一列状に搬送する場合の自
動仮植システムの全体図、図２はポットＰを複数列状に
搬送する場合の自動仮植システムの全体図、図３はポッ
トを芯棒８にて保持した場合におけるポット供給構成を
示す図、図４は図３における芯棒８の部分拡大図、図５
はポットをガイドパイプ９にて保持した場合におけるポ
ット供給構成を示す図、図６は図５におけるガイドパイ
プ９の部分縦断面図である。 【０００７】自動仮植システムの構成について、まず、
図１の実施例より説明する。コンピューターによる制御
部１が設けられていて、該制御部１では、後記の画像セ
ンサー２によるセルトレイＴの画像信号を入力し、画像
処理して各セルの育苗状況を検出する工程と、セルトレ
イＴより個々のポットＰに苗を仮植する仮植ロボット３
の駆動制御と、仮植済みのポットＰをカゴＣに装填する
装填ロボット４の駆動制御を行う。 【０００８】碁盤目状にセルを有し、各セル内にて育苗
がなされたセルトレイＴが、セルトレイ搬送路Ｘを搬送
される。該セルトレイ搬送路Ｘの始端部には、仮植する
セルトレイＴ・Ｔ・・が積み上げられており、そこから
順次一枚ずつのセルトレイＴが搬送されていく。ところ
で、セルトレイＴにて育成される苗は、特に花卉の場
合、発芽率が低く、生育速度もまちまちなので、このよ
うに、仮植前に仮植できる程に生育した苗を選択する工
程が必要となる。そこで、その搬送途中において、前記
の画像センサー２が配置されており、セルトレイＴの一
枚分、或いは半分の画像信号を該制御部１に入力する。
そして、該制御部１にて画像処理されて、各セルの育苗
状況が判別され、仮植に適する程度に生育している苗の
みを選択して取り出し、後工程の仮植ロボット３にて仮
植する。 【０００９】該セルトレイ搬送路Ｘの終端部には、仮植
ロボット３が配設されており、該仮植ロボット３は、セ
ルトレイＴの進行方向と平行なレール３ａと該レール３
ａと直角方向に配して、レール３ａ上を摺動する仮植フ
レーム３ｂと、該仮植フレーム３ｂ上を往復摺動する把
持部材３ｃからなり、セルトレイＴは、仮植位置である
該仮植ロボット３の側方にて停止し、各セルより苗が一
つずつ該仮植ロボット３にて仮植される。 【００１０】即ち、レール３ａ上を仮植フレーム３ｂが
前後に摺動して、仮植すべきセルの列にセットされ、該
仮植フレーム３ｂにおいては、把持部材３ｃが左右に摺
動してセルトレイＴのセルより一株の苗を把持し、後記
のポット搬送路Ｙまで摺動し、該ポット搬送路Ｙ上を搬
送されるポットＰ内に把持した苗を植え付け、解放す
る。該仮植ロボット３による仮植は、前記の如く、制御
部１の制御信号に基づいて、仮植位置に停止するセルト
レイＴの前端列より順に、一つ一つのセルから苗を仮植
するのであるが、その際に、前記の画像センサー２にて
入力したセルの画像信号と照合して、育苗の充分でない
セルは飛ばして、或いは、その苗を把持して別の位置で
開放して排除し、生育が充分な苗のみを把持して仮植す
る。そして、仮植の済んだセルトレイＴは、一か所に集
積される。 【００１１】セルトレイＴより苗を仮植されるポットＰ
は、通常ビニル製のものであり、中に土が入れられ、苗
が植えつけられて、店頭で販売されるものである。この
ポットＰを搬送するポット搬送路Ｙは、前記のセルトレ
イ搬送路Ｘに並行しており、その始端部にはポットＰが
積み重ねられていて、ポットＰが一個一個分離されて搬
送されていく。 【００１２】ここで、搬送始端部のポット供給構造につ
いて、図３乃至図６より説明する。積み重ねられたポッ
トＰを一個一個分離するには、最下位置のポットＰを吸
引パッドにより真空吸引する方法が考えられるが、単に
積み重ねた状態のポットＰにおいてこの作業を行うと、
数個のポットＰが重なった状態のままで吸引されてしま
いがちになる。そこで、図３のように、積み重ねられた
ポットＰの各底に開口された底孔に、図４に示すよう
な、微小な突状体である係止部８ａ・８ａ・・・を輪切
り状に突設した芯棒８を貫通させ、各係止部８ａを各ポ
ットＰの底孔の上方に配置させておく。そして、最下位
置のポットＰの下方から吸引パッド７にて吸引すると、
最下位置のポットＰは該吸引パッド７に吸引され、その
直上部のポットＰは、吸引された最下位置のポットＰの
底孔上方に配置されていた係止部８ａに引っ掛かり、下
方に吸引されるのを妨げられる。こうして、最下位置の
ポットＰのみが分離され、吸引される。そして、それ以
後は、最下位置のポットＰの底孔の下方に係止部８ａが
配置されているが、微小な突状体であるので、吸引によ
り該係止部８ａが底孔を通過し、最下位置のポットＰが
吸引されるのである。 【００１３】また、図５のように、水平状で、取出し口
のみを湾曲させて下方に開口したガイドパイプ９内に積
み重ねたポットＰを保持するように構成することもでき
る。即ち、取出し口の上方では、該ガイドパイプ９の湾
曲部により、重ねられたポットＰが分離された状態とな
っており、取出し口の下方から吸引パッド７にて吸引す
ると、最下位置のポットＰのみが分離されて吸引され
る。更に該ガイドパイプ９の湾曲部における内側面に輪
切り状に微小な突状体である係止部９ａ・９ａ・・・を
突設すると、該係止部９ａが、個々のポットＰの上端縁
部に当接して、下層のポットＰが吸引されても、その上
層のポットＰが吸引されるのを妨げるので、一層確実に
ポットＰが分離されて吸引される。 【００１４】このようにして、ポットＰが一個ずつポッ
ト搬送路Ｙに供給されて搬送され、その搬送途中におい
て、土入れ装置５にて用土が充填され、更に孔開け装置
６にて、充填した用土の表面に、苗を植えつけるための
孔が穿孔される。そして、更に搬送されると、やがてセ
ルトレイ搬送路Ｘの仮植ロボット３配設位置の側方位置
である仮植位置にてポットＰの搬送が停止する。そし
て、停止しているポットＰに、前記の仮植ロボット３の
把持部材３ｃが、セルトレイＴから苗を一株ずつ搬送し
てきて、用土表面の孔に植えつける。こうして、一ポッ
トＰについての仮植が完了する。 【００１５】仮植されたポットＰは、ポット搬送路Ｙを
更に搬送され、次に、該ポット搬送路Ｙと、それに直交
するカゴ搬送路Ｚとの合流位置の手前で停止する。この
位置の側方には、装填ロボット４が配設されている。一
方、該ポットＰを収納する出荷用のカゴＣが、カゴ搬送
路Ｚの始端部に積み上げられており、一つずつ該カゴ搬
送路Ｚにて、該ポット搬送路Ｙとの合流位置に搬送され
て停止する。こうして停止したカゴＣに、その直前位置
にて停止した仮植済みポットＰを一つ一つ装填ロボット
４が装填するのである。装填ロボット４の構成は、仮植
ロボット３と同様であり、レール４ａ上を装填フレーム
４ｂが前後に摺動し、更に該装填フレーム４ｂにおい
て、仮植済みポットＰを把持する把持部材４ｃが左右に
摺動する。こうして、該ポットＰを一個ずつ把持部材４
ｃが把持して、停止しているカゴＣの目的位置に搬送
し、該ポットＰを解放して装填する。そして、カゴＣに
おけるポットＰの装填が満杯になれば、該カゴＣがポッ
ト搬送路Ｙの延長線上を搬送されていき、集積されるの
である。 【００１６】次に、図２に示した自動仮植システムの他
の実施例について説明する。制御部１は、図１と同様、
画像センサー２からの入力信号の画像処理、及び仮植ロ
ボット３と装填ロボット４の駆動制御を行うものであ
り、各搬送路の配置も同様に、セルトレイ搬送路Ｘとポ
ット搬送路Ｙが平行状に、カゴ搬送路Ｚが該ポット搬送
路Ｙに直交するように配設されている。 【００１７】セルトレイ搬送路Ｘに一枚ずつ供給され、
搬送されたセルトレイＴは、仮植ロボット３の側方位置
にて停止する。そして、仮植ロボット３が駆動して、該
セルトレイＴのセル苗を把持し、ポット搬送路Ｙへと搬
送するのであるが、本実施例においては、一株ずつ把持
するのでなく、効率を高めるため、セルトレイＴにおけ
るセルの横方向の一列分の半分が同時に把持部材３ｃ・
３ｃ・・・にて把持され、搬送される。この実施例で
は、セルトレイＴの横方向には八個のセルが形成されて
おり、従って、該仮植ロボット３にて同時に四株の苗が
把持され、ポット搬送路Ｙに搬送される。なお、セルト
レイＴの横方向一列分の数に応じて、把持する数が決ま
り、複数であれば限定するものではない。 【００１８】ポット搬送路Ｙにおいては、図１の実施例
と同様にポットＰが一個ずつ供給され、土入れ機５にて
土入れされ、孔開け機６にて植付孔が開けられて、該セ
ルトレイ搬送路Ｘの仮植ロボット３配設位置まで搬送さ
れて来ると、該ポットＰは、横方向に四個ずつ、即ち、
該仮植ロボット３にて一度に把持する苗の株数に配分さ
れて搬送され、仮植位置にて停止する。この横方向一列
におけるポットＰ同士の間隔は、後工程におけるカゴＣ
におけるポットＰの装填間隔に一致させているが、この
間隔は、セルトレイＴにおけるセル同士の間隔とは異な
り、幅が大きくなっている。従って、該仮植ロボット３
の仮植フレーム３ｂにおける把持部材３ｃ・３ｃ・・・
の摺動距離を相違させて、該把持部材３ｃ同士の間隔
が、ポット搬送路Ｙ上においては、セルトレイＴ上に比
して大きくなるようにしている。 【００１９】こうして、四株の苗を同時に把持してきた
把持部材３ｃ・３ｃ・・・が、ポット搬送路Ｙの仮植位
置において停止している横方向四個のポットＰ・Ｐ・・
・の上方位置に搬送されてきて、停止すると、この把持
されている四株の苗を画像センサー２が画像入力して画
像信号を制御部１に送信する。即ち、図１では、セルト
レイ搬送路Ｘにて搬送されるセルトレイＴの全体あるい
は半分を、仮植位置到達前に画像処理し、これに基づい
て、仮植ロボット３が一株ずつの苗を選択して仮植して
いたのであるが、本実施例では、仮植ロボット３にてポ
ット搬送路Ｙ上に搬送されてきた時点で、該セルトレイ
Ｔの横方向の半分の株数の苗を画像処理するのである。 【００２０】このような画像処理過程としたのは、ま
ず、図１の場合、画像処理するのがセルトレイＴの一枚
分或いは半分であって、全体のメモリー容量が多く必要
で、演算処理時間も長くなってしまうが、一方では、個
々のセルの画像処理に要する画素数が少なくなり、個々
のセルにおける苗の生育状況の判別精度が落ちる。これ
に対して図２の場合、画像処理するのはセルトレイＴの
横方向半分あるいは一列分の株数の苗であるので、全体
のメモリー容量も節約でき、演算処理時間も短縮され
る。そして、各苗に対する画素数が増え、即ち、一株の
苗に関する情報量が増すので、その生育状況の判別精度
が大きく向上する。更に、該仮植ロボット３の把持部材
３ｃにて把持された苗同士の間隔が、ポット搬送路Ｙ上
においては、該ポットＰの間隔に合わせて大きくなって
おり、即ち、苗と苗が横方向に分離されているので、苗
同士が近接しているために隣の苗の葉がかかっていて、
生育が充分でないにも関わらず、充分であるとして検知
されてしまうという事態がなくなり、一層、個々の苗の
生育状況の判別精度が増すのである。 【００２１】なお、仮植ロボット３の各把持部材３ｃ
は、独立して苗の把持解除することができ、四個の把持
部材３ｃ・３ｃ・・・が仮植を終えると、一旦、セルト
レイ搬送路Ｘ上に停止しているセルトレイＴの、今仮植
したばかりのセル上に復帰するものとし、更に、ポット
搬送路Ｙの平行状に配設された四列の搬送路部分は、個
々に独立して搬送停止することができるものとする。こ
のように構成することによって、もし、前記の如く画像
処理された結果、四株のうち一株でも生育不十分の苗が
あれば、その不良苗を把持する把持部材３ｃのみ、該苗
の把持を解除せずに、次に、四個の把持部材３ｃ・３ｃ
・・・が、セルトレイ搬送路Ｘ上に停止しているセルト
レイＴの、今、仮植用の苗を抜き取ったばかりのセル上
に復帰した時に、該不良苗を把持している把持部材３ｃ
が把持解除して、元のセルに該不良苗を戻すのであり、
その後、四個の把持部材３ｃ・３ｃ・・・が次の仮植す
べきセル上に移動するのである。 【００２２】一方、ポット搬送路Ｙの四列平行状の搬送
路部分においては、把持部材３ｃが不良苗を把持してき
た搬送路は、次の苗を該把持部材３ｃが把持してくるま
で搬送が停止され、残りの正常苗を仮植されたポットＰ
の搬送路は、次のポットＰを仮植位置に搬送する。この
ように、画像処理にて仮植不向きと判断された苗は、仮
植段階において、仮植停止されて元のセルに戻され、一
方、ポット搬送に関しては、仮植がなされた時のみ次の
ポットＰが仮植位置に搬送されるので、後工程のカゴＣ
に装填されたポットＰ中に欠株や生育不良の苗が混在し
ないのである。 【００２３】仮植を受けた横一列の四個のポットＰ・Ｐ
・・・は、再びポット搬送路Ｙ上を同一速度にて（横一
列の状態を保持したまま）搬送され、カゴ搬送路Ｚとの
合流位置の手前で停止する。該合流位置の側方には、装
填ロボット４が配設されており、レール４ａ上を装填フ
レーム４ｂが前後に摺動する構成となっていて、該装填
フレーム４ｂに四個の把持部材４ｃ・４ｃ・・・が固設
されている。そして、該装填フレーム４ｂを後方に摺動
して、停止している横一列四個のポットＰを同時に把持
部材４ｃ・４ｃ・・・にて把持し、次に装填フレーム４
ｂを前方に摺動して、カゴＣにおける一列分のポット装
填部に同時に仮植済みのポットＰを装填するのである。
このように、図２の装填ロボット４においては、把持部
材４ｃを装填フレーム４ｂにおいて摺動させる構造は不
要となる。なお、前記の如く、仮植段階で不良苗が見つ
かった場合、その搬送路のポットＰは、カゴ搬送路Ｚと
の合流位置手前に達するのが遅れるので、該把持部材４
ｃ・４ｃ・・・は、仮植済みのポットＰが四個全て該停
止位置に揃うのを確認してから、該ポットＰを把持しに
いくのである。こうして、全ポット装填部にポットＰが
装填されたカゴＣは、再びポット搬送路Ｙにて搬送さ
れ、集積される。 【００２４】図２の自動仮植システムは、図１の自動仮
植システムと比較して、一度に複数の苗をセルトレイＴ
からポットＰに仮植し、また、複数の仮植済みのポット
Ｐを一度にカゴＣに装填するので、作業能率が非常に高
い。また、仮植に適する苗の選別のための画像処理工程
においても、図１のものよりも、図２の方が処理時間も
少なく、しかも高精度である。このように、図２の自動
仮植システムは、図１のものに比して、高能率、高精度
の仮植作業を得られる。 【００２５】 【発明の効果】本発明は、以上のように構成したことに
より、次のような効果を奏するものである。第１に、自
動仮植システムを構成したので、セルトレイから個々の
ポットへの苗の仮植作業、及び仮植済みのポットを出荷
用のカゴに装填する作業が全て自動で行われ、従来人手
によっていた仮植作業における労力が大幅に低減される
のである。また、該自動仮植システムにおいて、仮植に
適する苗を画像処理にて選別して仮植するので、仮植済
みのポットを装填したカゴに、出荷に適しないポットが
混在するという事態がなくなり、作業効率が大幅に向上
するのである。 【００２６】第２に、セルトレイＴにて育苗される苗
を、仮植の為に把持してきた把持部材が、ポット搬送路
Ｙの仮植位置において停止しているポットＰの上方位置
に搬送されてきて停止すると、この把持されて来た苗を
画像センサー２が画像入力して画像信号を制御部１に送
信し、仮植前に画像処理し、個々の苗の生育状況を検出
し、生育の充分な苗のみを仮植するので、各苗に対する
画素数が増え、即ち、一株の苗に関する情報量が増すの
で、その生育状況の判別精度が大きく向上する。また、
画像センサー２の全体のメモリー容量も節約でき、演算
処理時間も短縮されるのである。

【図面の簡単な説明】 【図１】ポットＰを一列状に搬送する場合の自動仮植シ
ステムの全体図である。 【図２】ポットＰを複数列状に搬送する場合の自動仮植
システムの全体図である。 【図３】ポットを芯棒８にて保持した場合におけるポッ
ト供給構成を示す図である。 【図４】図３における芯棒８の部分拡大図である。 【図５】ポットをガイドパイプ９にて保持した場合にお
けるポット供給構成を示す図である。 【図６】図５におけるガイドパイプ９の部分縦断面図で
ある。 【符号の説明】 Ｔ セルトレイ Ｐ ポット Ｃ カゴ Ｘ セルトレイ搬送路 Ｙ ポット搬送路 Ｚ カゴ搬送路 １ 制御部 ２ 画像センサー ３ 仮植ロボット ３ａ レール ３ｂ 仮植フレーム ３ｃ 把持部材 ４ 装填ロボット ４ａ レール ４ｂ 装填フレーム ４ｃ 把持部材

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 碁盤の目状に構成した育苗用セルそれぞ
   れに育苗された苗を収容したセルトレイＴを順に搬送
   し、この搬送方向と平行に仮植用のポットＰを搬送し、
   この搬送途中に両搬送路を横断する仮植機構を配置し、
   該仮植機構にてセルトレイＴより苗を個々のポットＰに
   仮植し、ポット搬送路終端にポット装填機構を配置して
   カゴＣに装填する構成において、該セルトレイＴにて育
   苗される苗を、仮植の為に把持してきた把持部材が、ポ
   ット搬送路Ｙの仮植位置において停止しているポットＰ
   の上方位置に搬送されてきて停止すると、この把持され
   て来た苗を画像センサー２が画像入力して画像信号を制
   御部１に送信し、仮植前に画像処理し、個々の苗の生育
   状況を検出し、生育の充分な苗のみを仮植することを特
   徴とする自動仮植システム。