JP5791337B2 - 植物栽培装置 - Google Patents
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Description
そして、本発明の他の目的は、さらに、格納位置が不適正位置である栽培トレーの格納位置を矯正するための作業性を向上させる植物栽培装置を提供することである。
本発明の他の目的は、さらに、格納位置検出手段の位置の設定を容易化する植物栽培装置を提供することである。
本発明の他の目的は、さらに、格納位置検出手段との接触による植物の損傷の発生を抑制する植物栽培装置を提供することである。
本発明の他の目的は、さらに、メンテナンス作業を容易化する植物栽培装置を提供することである。
植物栽培装置が移載機を制御する制御装置を備え、制御装置が前記接触センサと、格納位置が適正位置であるか、または不適正位置であるかを判定する格納位置判定手段とを有し、制御装置が、格納位置判定手段により格納位置が不適正位置であると判定されたときに、移動方向での移載機の移動を停止することにより、格納位置が不適正位置であることが検出された際には、移載機が停止するので、不適正位置にある栽培トレーの特定が容易になって、不適正位置にある栽培トレーの格納位置を矯正して適正位置に直すための作業性を向上させることができる。
係合部が、トレー本体よりも搬出方向に突出しており、被接触部位は、飛出し位置にある栽培トレーの係合部であることにより、接触センサの検知部が、栽培棚に格納されている栽培トレーにおいて最も搬出方向に位置する係合部に当接するので、正規位置からの飛出し量が小さい段階で、飛出し位置を検出することができ、飛出し位置の検出精度を向上させることができる。
移載機が移動方向で移載位置を占めるとき、可動係合部と飛出し位置にある栽培トレーとが、可動係合部がトレー本体に下方から当接してトレー本体を栽培棚から持ち上げる位置関係にあることにより、接触センサにより飛出し位置にある栽培トレーが検出されたときに、移載機の移動動が停止されるので、栽培トレーが飛出し位置にある場合に、トレー本体と可動係合部との衝突により、栽培トレーが持ち上げられることで発生し得る、トレー本体から培養液などの栽培水や培地がこぼれることを防止することができる。
検知部が、移載方向で搬出方向とは反対の方向である搬入方向での先端を有し、適正位置における飛出し位置との境界位置を、移載動作を行う可動係合部とトレー本体とが接する格納位置であるとするとき、移載機における移載方向での先端の位置が、格納位置が境界位置であるときに先端が係合部と接する位置に設定されていることにより、接触センサの検知部の先端の位置を、格納位置での境界位置にあるときに、先端と係合部とが接する位置とすればよいので、先端の位置の設定を容易化することができる。
検知部の表面がゴム状弾性を有する弾性材料から形成されているか、または検知部が可撓性を有することにより、植物に一部が栽培トレーからはみ出している場合、検知部が植物のはみ出し部分に接触したとしても、検知部の表面が弾性材料から形成され、または検知部が可撓性を有するので、検知部が植物に接触する際の衝撃が緩和されて、検知部との接触による植物の損傷の発生を抑制できる。
移動方向が上下方向であり、検知部が、上下方向に可撓性を有する弾性薄板により構成されていることにより、植物に一部が栽培トレーからはみ出している場合、検知部が植物のはみ出し部分に接触したとしても、検知部が上下方向に扁平であるので、検知部が植物に接触する際の衝撃が分散されること、しかも、検知部が可撓性を有するので前記衝撃が緩和されることから、検知部との接触による植物の損傷の発生を抑制することができる。
前記接触センサが、スナップアクション式のリミットスイッチであることにより、収納位置検出手段がスナップアクション式のリミットスイッチであるので、検出精度が栽培水の付着や水分の結露などの栽培環境の影響を受けにくく、収納位置検出手段のメンテナンス作業が容易化されて、植物栽培装置のメンテナンス作業を容易化することができ、また検知部による植物との接触および栽培トレーとの接触の区別を容易に設定できるので、検出精度が、栽培されている植物による影響を受けにくくなって、収納位置の検出精度を向上させことができる。
本発明の植物栽培装置は、ビニールハウスや建物などの屋内および屋外のいずれに設置されるものであってもよい。
本発明の植物栽培装置の栽培トレーは、栽培対象である植物を植えられた培地が収容されている容器を保持するもののほかに、培地を直接保持するものでもよく、また、植えられた植物を保持可能な部材であれば、いかなる形状または構造のものであってもよい。
図1を参照すると、本発明の実施例である植物栽培装置100は、設置部としての平面状の床101に設置される立体型植物栽培装置である。
図2を併せて参照すると、植物栽培装置100は、栽培対象である植物(図示されず)を保持可能な複数の栽培トレー110と、植物が保持された栽培トレー110が格納される複数の栽培棚Sを備える棚ユニット120と、栽培トレー110を自動的に搬送するとともに任意の栽培棚Sに対して自動的に移載方向A1で搬入出を行う移送装置Tと、後述するリミットスイッチ180(図3も参照)を含む検出部162(図8参照)の検出信号に応じて移送装置Tを制御する制御装置160(図1に模式的に示されている。)と、植物栽培装置100の運転・停止スイッチを有するとともに操作者により操作される制御盤B(図1に模式的に示されている。)とを備える。
トレー本体111は、プランター102が載置される底壁112(図4,図5も参照。なお図4ではプランター102が省略されている。)と、格納状態の栽培トレー110(すなわち、栽培棚Sに格納されている栽培トレー110)において、移載方向A1で対向する1対の側壁113と、水平面上で移載方向A1に直交する直交方向A2で対向する別の1対の側壁114(図4,図5も参照)とを有する。
各フック117は、下方に向かって開放しているとともに移載方向A1(すなわち、搬出方向および搬入方向)で、係合ロッド147と係合可能である。
また、搬出方向は、移載方向A1のうちで、栽培トレー110が栽培棚Sから搬出される方向であり、搬入方向は、搬出方向とは反対方向であって、栽培トレー110が栽培棚Sに搬入される方向である。
棚ユニット120は、複数の栽培棚Sを有する1以上の所定ブロック数の、本実施例では複数としての2つの第1,第2棚列ブロック121,122を有する。
移載方向A1で互いに対向して配置されている第1,第2棚列ブロック121,122のそれぞれは、1以上の、本実施例では複数としての6つの栽培棚列Cから構成されている。
ここで、栽培水は、培養液のほかに、肥料を含有していない水などを含み、植物の生育に必要な液体を意味する。
そして、スプロケット133が、制御装置160により制御される駆動部材134により駆動されることで、移載機140が、各栽培棚Sに対する栽培トレー110の搬入出が可能となるように予め設定された移載位置Q(図6参照)で停止可能に上下に移動する。
案内レール139は、床101および枠体123の上部にそれぞれ設けられた直線状の第1,第2案内レール139b,139aにより構成される。そして、水平移動経路は直交方向A2に一直線状に延びている。
一方の係合ロッド147は、第1棚列ブロック121に属する栽培棚Sに格納されている栽培トレー110のフック117と係合可能であり、他方の係合ロッド147は、第2棚列ブロック122に属する栽培棚Sに格納されている栽培トレー110のフック117と係合可能である。
各係合ロッド147は、その両端部で1対のチェーン伝動機構152がそれぞれ有する無端のチェーン153に直交方向A2に平行な状態で結合されている。そして、各係合ロッド147は、チェーン153の走行に伴って、直交方向A2に平行な状態で、かつ、各チェーン伝動機構152が有する複数のスプロケットのうちの特定のスプロケット154により移動方向が変更されて移載方向A1および上下方向で往復運動する。
それゆえ、スプロケット154は、係合ロッド147の移動方向を変更する移動方向変更部材を構成する回転部材である。
より具体的には、各係合ロッド147は、スプロケット154の周りで上方に移動する過程で、フック117との係合開始を行って係合状態になり、該係合状態で移載方向A1に移動して、移載動作を行う。
また、各係合ロッド147は、スプロケット154の周りで下方に移動する過程でフック117との係合解除を行って係合解除状態になり、該係合解除状態で移載方向A1に移動する。
各栽培棚Sにおける格納状態の栽培トレー110の位置である格納位置Pは、フック117と係合ロッド147とが係合可能となる適正位置Pnと、該適正位置Pn以外の位置(すなわち、フック117と係合ロッド147とが係合可能でない位置)である不適正位置としての飛出し位置Pa(図7参照)とに分けられる。
なお、図6には、搬入方向で前記ストッパ当接している栽培トレー110が二点鎖線で示されている。
具体的には、移載位置Qを占める移載機140において、フック117との係合状態にあるときの係合ロッド147の最上部は、格納状態での栽培トレー110のトレー本体111の底壁112の下面よりも上方に位置する。
したがって、飛出し位置Paにある栽培トレー110には、図7に二点鎖線で示されるように、スプロケット154により下方から上方に移動する係合ロッド147が底壁112に下方から当接するために、栽培トレー110の移載機140側の部分が持ち上げられた状態で、栽培トレー110が傾斜し、栽培トレー110に収容されている培地や栽培液がこぼれることがある。
検出部161は、移載棚145に対する係合ロッド147の位置を検出する移載用位置検出手段162と、上下方向および水平移動方向での移載機140の位置を検出する搬送用位置検出手段163と、栽培トレー110の格納位置Pを検出する格納位置検出手段としてリミットスイッチ180(以下、「スイッチ180」という。)とを含む。
制御盤Bから出力される操作信号には、移載機140を各格納棚Sに対応する移載位置Q(図6参照)に移動させるための移載位置指定信号が含まれる。
スイッチ180は、1列の栽培棚列Cに対して、1以上である設定数、本実施例では複数である2つ設けられる。したがって、移載機140には、第1,第2棚列ブロック121,122のそれぞれの栽培棚列Cに対応して、4つのスイッチ180である1対のスイッチ181および1対のスイッチ182が設けられる。
このため、1つの栽培棚列Cにおける栽培トレー110のフック117と接触可能な1対のスイッチ181,182が直交方向で離隔して設けられている。そして、各スイッチ181,182は、移載機140において、移載方向A1で栽培棚Sに最も近い部分である各フレーム142,143の端部寄りに位置する(図2も参照)。
両上部スイッチ181は、第1フレーム142に設けられるとともに該第1フレーム142に対して上方に離隔して、しかも上下方向で同じ位置に配置され、両下部スイッチ182は、第2フレーム143に設けられるとともに該第2フレーム143に対して下方に離隔して、しかも上下方向で同じ位置に配置される。
これにより、隣接する栽培棚列C同士における各栽培トレー110の格納位置Pが適正位置Pnであるが飛出し位置Paであるのかを、1回の上下方向での移動により検出できるので、格納位置Pの検査の作業性を向上させることができる。
検知レバー185は、可撓性および弾性を有するともに栽培トレー110に接触する接触部186と、センサ本体188に移動可能に支持されるとともに接触部186と結合される支持部187とを有する。支持部187は、接触部186よりも大きな剛性を有し、栽培トレー110との接触時に接触部186に作用する接触押圧力による接触部186の動きをセンサ本体188に伝達する。
また、接触部186の弾性による可撓性は、前記接触押圧力の作用による検知レバー185の動きによりスイッチ181,182が作動する程度に設定される一方、移載機140の初稿移動の際に、移載機140と一体に上下方向に移動しているスイッチ181,182の接触部186が、栽培トレー110からはみ出している植物と接触部186との接触に起因して、植物に発生し得る損傷を抑制する観点から設定されている。
植物に対するこのような損傷の発生抑制効果は、移動している接触部186からの植物への衝撃が、接触部186での可撓性により緩和されることによる。
適正位置Pnの1つの位置であるこの境界位置Pn1は、係合ロッド147とトレー本体111とが、移載動作を行うための係合ロッド147の移動軌跡とトレー本体111との接点で接触する位置であり、係合ロッド147がトレー本体111と接触した場合に、移動する係合ロッド147が栽培トレー110の格納位置Pを変更させない位置である。
移載制御手段172は、移載用位置検出手段162により検出される係合ロッド147の位置に基づいて移載機140の移載用駆動部材151(図3参照)を制御することにより、係合ロッド147の停止位置を制御する。
搬送制御手段173は、搬送用位置検出手段163の検出結果に基づいて、搬送機構130の昇降部131の駆動部材134および水平移動部136(図2参照)を制御することにより、水平移動方向および上下方向での移載機140の位置を制御する。
植物栽培装置100において、栽培棚列Cを構成する複数の栽培棚Sの配列方向である上下方向に移動可能な移載機140係合ロッド147が、栽培トレー110のフック117との係合状態で、栽培棚Sと移載棚145との間で栽培トレー110を移載する移載動作を行うことで、任意の栽培棚Sに対する栽培トレー110の搬入出を効率よく行うことができる。
しかも、栽培トレー110の格納位置Pの検出は、任意の栽培棚Sに対する栽培トレー110の搬入出を行うための移載機140の移動を利用して行われるので、格納位置Pを検査するための作業が、移載機140による搬入出とは別個に行われる場合に比べて、栽培トレー110の格納位置Pの管理を容易化することができる。
さらに、スイッチ181,182が、格納位置Pが飛出し位置Paであるときに、栽培トレー110のフック117に接触する検知レバー185を有する。
この構成により、格納位置検出手段が栽培トレー110との接触を検出する接触センサであるので、栽培トレー110で栽培されている植物に起因する誤検出(例えば、格納位置検出手段が光電センサである場合と比べて、栽培トレー110からのはみ出した植物がスイッチ181,182を覆うことによる誤検出。)が発生しにくいこと、植物栽培装置100での栽培環境の影響(例えば、格納位置検出手段が光電センサである場合と比べて、接触センサに対する栽培水の付着や水分の結露の影響。)を受けにくいこと、および、適正位置Pnからの僅かに外れた飛出し位置Paの検出が容易であることから、格納位置検出手段による格納位置Pの検出精度を向上させることができる。
この構成により、格納位置Pが飛出し位置Paであることが検出された際には、移載機140が停止するので、飛出し位置Paにある栽培トレー110の特定が容易になって、飛出し位置Paにある栽培トレー110の格納位置Pを矯正して適正位置Pnに直すための作業性を向上させることができる。
この構造により、スイッチ181,182により飛出し位置Paにある栽培トレー110が検出されたときに、移載機140の初稿移動が停止されるので、栽培トレー110が飛出し位置Paにある場合に、トレー本体111と係合ロッド147との衝突により、栽培トレー110が持ち上げられて、栽培トレー110が傾斜することで発生し得る、トレー本体111から培養液などの栽培水や培地がこぼれることを防止することができる。
この構成により、検知レバー185の先端186aの位置を、格納位置Pでの境界位置Pn1にあるときに、先端186aとフック117とが接する位置とすればよいので、先端186aの位置の設定を容易化することができる。
検知レバー185の接触部186が可撓性を有することにより、植物に一部が栽培トレー110からはみ出している場合、接触部186が植物のはみ出し部分に接触したとしても、接触部186が可撓性を有するので、接触部186が植物に接触する際の衝撃が緩和されて、接触部186との接触による植物の損傷の発生を抑制できる。
スイッチ180の検知レバー185の別の例として、図9に示されるように、接触部286および支持部187を有する検知レバー285において、検知レバー285の接触部286が、可撓性および弾性を有する金属製の棒状の芯材286bと、植物と接触する可能性がある範囲で芯材286bを被覆する被覆層286cとにより構成されていてもよい。検知レバー285の表面286sを形成する被覆層266cは、ゴム状弾性を有する弾性材料(例えば、ゴム)により形成され、ここでは芯材286bの全体を被覆しているが、その先端286e側から芯材286bの一部を被覆していてもよい。
このように、検知レバー285の接触部286の表面286sがゴム状弾性を有する弾性材料から形成されていることにより、植物に一部が栽培トレー110(図2参照)からはみ出している場合、接触部286が植物のはみ出し部分に接触したとしても、接触部286の表面286sが弾性材料から形成されているので、接触部286が植物に接触する際の衝撃が緩和されて、接触部286との接触による植物の損傷の発生を抑制できる。
このように、検知レバー385の接触部386が、上下方向に可撓性を有する弾性薄板により構成されていることにより、植物に一部が栽培トレー110からはみ出している場合、検知部が植物のはみ出し部分に接触したとしても、接触部386が上下方向に扁平であるので、接触部386が植物に接触する際の衝撃が分散されること、しかも、接触部386が可撓性を有するので前記衝撃が緩和されることから、接触部386との接触による植物の損傷の発生を抑制することができる。
栽培トレー110の係合部は、格納状態の栽培トレー110において、移載方向A1で移載機140側のみのフック117で構成されてもよい。また、フック117は、直交方向A2に並んだ複数の部材により構成されてもよい。
可動係合部は、1つの係合ロッド147により構成されてもよい。
1つの栽培棚列Cを構成する前記所定数の栽培棚Sの配列方向は、水平方向であってもよい。
係合ロッド147を駆動する移載用駆動部材は、チェーン伝動機構152以外の伝動機構または電動モータ以外のアクチュエータを有していてもよい。
110・・・栽培トレー
111・・・トレー本体
117・・・フック
120・・・棚ユニット
130・・・搬送機構
140・・・移載機
145・・・移載棚
147・・・係合ロッド
160・・・制御装置
174・・・格納位置判定手段
180〜182・・・リミットスイッチ
185・・・検知レバー
186・・・接触部
186a・・・先端
A1 ・・・移載方向
A2 ・・・直交方向、
S ・・・栽培棚
T ・・・移送装置
P ・・・格納位置
Pn ・・・適正位置
Pn1・・・境界位置
Pa ・・・飛出し位置
Q ・・・移載位置
Claims (8)
- 栽培対象である植物を保持するトレー本体および前記トレー本体に設けられた係合部を有する複数の栽培トレーと、前記栽培トレーが格納される複数の栽培棚が配列方向に配置されて構成される栽培棚列と、前記配列方向に平行な移動方向に移動可能であるとともに前記栽培棚に対して移載方向で前記栽培トレーの搬入出を行う移載機とを備え、前記移載機が、前記栽培トレーを載置可能な移載棚と、前記移載方向に移動可能であるとともに前記係合部との係合状態で前記栽培棚と前記移載棚との間で前記栽培トレーを移載する移載動作を行う可動係合部とを有する植物栽培装置において、
前記移載機に設けられるとともに前記移動方向での前記移載機の移動時に前記栽培トレーにおける被接触部位との接触を検出する接触センサを備え、
前記接触センサが、前記栽培棚に格納されている前記栽培トレーの位置である格納位置が、前記係合部と前記可動係合部とが係合可能な適正位置であるときに栽培トレーと接触することがなく、該適正位置よりも前記移載方向で前記移載棚に向かう搬出方向に飛び出している飛出し位置としての不適正位置であるときに前記被接触部位に接触する検知部を有していることを特徴とする植物栽培装置。 - 前記移載機を制御する制御装置を備え、
前記制御装置が前記接触センサと、前記格納位置が前記適正位置であるか、または前記不適正位置であるかを判定する格納位置判定手段とを有し、
前記制御装置が、前記格納位置判定手段により前記格納位置が前記不適正位置であると判定されたときに、前記移動方向での前記移載機の移動を停止することを特徴とする請求項1記載の植物栽培装置。 - 前記係合部が、前記トレー本体よりも前記搬出方向に突出しており、
前記被接触部位は、前記飛出し位置にある前記栽培トレーの前記係合部であることを特徴とする請求項2に記載の植物栽培装置。 - 前記移載機が前記移動方向で移載位置を占めるとき、前記可動係合部と前記飛出し位置にある前記栽培トレーとが、前記可動係合部が前記トレー本体に下方から当接して前記トレー本体を前記栽培棚から持ち上げる位置関係にあることを特徴とする請求項3に記載の植物栽培装置。
- 前記検知部が、前記移載方向で前記搬出方向とは反対の方向である搬入方向での先端を有し、
前記適正位置における前記不適正位置との境界位置を、前記移載動作を行う前記可動係合部と前記トレー本体とが接する前記格納位置であるとするとき、前記移載機における前記移載方向での前記先端の位置が、前記格納位置が前記境界位置であるときに前記先端が前記係合部と接する位置に設定されていることを特徴とする請求項4に記載の植物栽培装置。 - 前記検知部の表面がゴム状弾性を有する弾性材料から形成されているか、または前記検知部が可撓性を有することを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の植物栽培装置。
- 前記移動方向が上下方向であり、
前記検知部が、上下方向に可撓性を有する弾性薄板により構成されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1つに記載の植物栽培装置。 - 前記接触センサが、スナップアクション式のリミットスイッチであることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1つに記載の植物栽培装置。
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