JP6076297B2

JP6076297B2 - 植物移植装置

Info

Publication number: JP6076297B2
Application number: JP2014131626A
Authority: JP
Inventors: 堤　一弘; 一弘堤; 豪伊藤
Original assignee: Tsubakimoto Chain Co
Current assignee: Tsubakimoto Chain Co
Priority date: 2014-06-26
Filing date: 2014-06-26
Publication date: 2017-02-08
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: JP2016007199A; EP3162191A1; US20170099783A1; WO2015198655A1; CN106470542A; EP3162191A4

Description

本発明は、植物ホルダから栽培用パレットに苗床を移植する植物移植装置に関する。

従来、間欠回転及び左右往復移動をして苗床を移送する苗床搬送コンベヤと、苗床搬送コンベヤの下方に並設し間欠回転して定植パネルを移送する定植パネル搬送コンベヤと、苗床搬送コンベヤの前端部の上方に位置して苗床搬送コンベヤ上の苗床の前端列の数個置きの床片をそれぞれ挟持し切離して前方へ移送する数個の移送開閉挟み具と、数個の移送開閉挟み具の前方に位置して移送開閉挟み具により移送した床片を挟持して下降し定植パネル搬送コンベヤ上の定植パネルの穴内に挿入して植付ける数個の挿入開閉挟み具と、苗床搬送コンベヤに連結して苗床搬送コンベヤを苗床の床片の幅づつ左右方向に間欠的に往復移動させる作動機構とから構成された水耕苗の自動定植装置が知られている（例えば特許文献１参照。）。

特開２０００−４６９９号公報

ところが、特許文献１の自動定植装置では、自動定植装置に苗床をセットする前工程として、苗床に播かれた植物の種を発芽させるために水が張られた育苗容器から苗床を取り出す工程を必要とするが、苗床はスポンジ状の素材等から形成され柔らかいことから、育苗容器から苗床を取り出す工程は自動化することが難しく、人間の手によって行う必要があるため、作業負担が大きく、また、人間に付着した汗や雑菌によって苗床が汚染され易いという問題があった。

また、挿入開閉挟み具によって苗床の１ブロックを上方から掴んで苗床をハンドリングすることから、挿入開閉挟み具によって苗床を掴む際に、苗床から横に張り出した植物の芽を挿入開閉挟み具によって傷つけてしまう恐れがあるという問題もある。

本発明は、これらの問題点を解決するものであり、簡素な構造かつ低コストで、迅速かつ安定した移植を実現し、植物の損傷を防止するとともに、自動化が容易な植物移植装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、上下方向に貫通するホルダ苗床保持部を水平方向に複数配置した植物ホルダから、上下方向に貫通するパレット苗床保持部を有した栽培用パレットに、苗床を移植するための植物移植装置であって、前記植物ホルダを保持するためのホルダ保持機構と、前記ホルダ保持機構によるホルダ保持位置の下方で、前記栽培用パレットを保持するためのパレット保持機構と、前記ホルダ苗床保持部に保持された苗床を下方に向けて引き下げ、前記パレット苗床保持部内に挿入するための引き下げ機構とを備えていることにより、前記課題を解決するものである。

本請求項１に記載の構成によれば、植物ホルダに保持された苗床を栽培用パレット内に移植するという構成を採用することにより、植物移植装置に対する苗床のセット時には、複数の苗床を保持した状態の植物ホルダを植物移植装置にセットすればよいため、柔らかい苗床を直接ハンドリングする必要がなく、苗床のハンドリング性を向上することができる。
これにより、植物移植装置に対して苗床をセットする前に行われる、育苗容器から苗床を取り出す工程についても、複数の苗床を保持した状態の植物ホルダを育苗容器から取り出せばよいため、自動化が容易になり、また、自動化が容易になることによって、人間に付着した汗や雑菌によって苗床が汚染されることを防止できる。
また、柔らかい苗床を上方から掴むことなく苗床を移送することにより、苗床から上方に伸び出た植物が傷つくことを防止できる。
また、苗床を引き下げることでパレット苗床保持部内に挿入するように構成することにより、植物の芽が苗床の上方から出て横に広がっている場合であっても、植物の芽がパレット苗床保持部と苗床との間に挟まれることを回避することができ、また、引き下げ機構の引き下げ部材を苗床の下側に接触させることで、苗床の上方から出た植物の芽を傷つけることや植物の芽が汚染されることを確実に回避することができる。

本請求項２に係る発明によれば、引き下げ機構が上下方向に移動可能な少なくとも１つの引き下げ部材を有し、引き下げ部材が苗床を把持する把持部を有することにより、移植対象となる苗床と当該苗床に隣接する苗床とが部分的に繋がっている場合や、引き下げ部材が苗床に正しく接触していない場合等であっても、苗床の引き下げ時に把持部によって苗床を把持して、確実な苗床の移植を実現することができる。また、把持部によって苗床の一部分を把持するように構成した場合には、苗床全体を変形させることなく、苗床の一部分を圧縮変形させるだけで済むため、安定した移植作業を実現することができるとともに、苗床に染み込ませた水等の液体が苗床外に漏れ出すことを抑制することができる。
本請求項３に記載の構成によれば、植物ホルダと栽培用パレットとを水平方向に相対的に移動させるための移動機構を備えていることにより、移動機構によってホルダ苗床保持部とパレット苗床保持部との水平方向の位置関係を調節することが可能であるため、植物ホルダおよび栽培用パレットのサイズやホルダ苗床保持部およびパレット苗床保持部の形成位置等の、植物ホルダおよび栽培用パレットの設計自由度を向上できる。

本発明の一実施形態に係る植物移植装置の初期状態を示す斜視図。植物ホルダを苗床引き落とし位置へ移動させた状態を示す斜視図。植物移植装置の正面図。苗床を示す説明図。植物ホルダを示す斜視図。苗床に植物ホルダを装着した状態を示す斜視図。植物ホルダの上面図および側面図。栽培用パレットを示す斜視図。栽培用パレットの上面図および側面図。ホルダ用テーブルを示す斜視図。爪部を開いた状態で引き下げ部材を示す斜視図。爪部を閉じた状態で引き下げ部材を示す斜視図。移植フローを示す説明図。

以下に、本発明の一実施形態である植物移植装置１００について、図面に基づいて説明する。

植物移植装置１００は、図１や図２に示すように、植物ホルダ１１０と、栽培用パレット１２０と、育苗容器（図示しない）と、ホルダ保持移動機構１３０と、パレット保持機構１４０と、引き下げ機構１５０と、植物ホルダ１１０を移動させるハンドリング機構（図示しない）と、ホルダ保持移動機構１３０やパレット保持機構１４０や引き下げ機構１５０等の各部を支持するフレーム１６０とを備え、植物ホルダ１１０によって保持された苗床Ｂを植物ホルダ１１０よりもサイズの大きい栽培用パレット１２０に移植するものである。

本実施形態における苗床Ｂは、ウレタン等から形成され、図４に示すように、種苗収容部Ｂ２を有した複数の苗床Ｂ１を縦横に連結して成るマット状の苗床Ｂであり、各苗床Ｂ１は、苗床Ｂの厚み方向に沿って延びる連結部Ｂ３によって、各苗床Ｂ１の各辺中央部で隣接する苗床Ｂ１に部分的に連結されている。なお、苗床Ｂ１の具体的態様は、上記に限定されず、如何なるものであってもよい。

植物ホルダ１１０は、金属等の強度のある材料から形成され、図５や図７に示すように、複数の上下貫通孔１１２ａを有した有孔板部１１２と、有孔板部１１２の下面に取り付けられた上下方向に延びる複数の保持ピン１１３とを有し、図６に示すように、複数の保持ピン１１３を苗床Ｂの切れ目に挿入することにより、苗床Ｂを保持するものである。複数の保持ピン１１３は、上下方向に見た場合に格子状に配置されており、これら複数の保持ピン１１３および複数の上下貫通孔１１２ａによって画定された空間が、上下方向に貫通し苗床Ｂを個別に保持可能な複数のホルダ苗床保持部１１１として機能する。

ホルダ苗床保持部１１１は、図７に示すように、上下方向に見た場合に、縦方向に第１ピッチＰ１および横方向に第３ピッチＰ３で、矩形格子状に配置されている。なお、本発明で言うところのピッチは、孔もしくは部材の中心間のピッチのことを意味している。

なお、植物ホルダ１１０の具体的態様は、上下方向に貫通するホルダ苗床保持部１１１を水平方向に複数配置したものであれば如何なるものでもよい。

栽培用パレット１２０は、合成樹脂等（主に発泡スチロール）から形成され、図８や図９に示すように、上下方向に貫通し苗床Ｂを保持する複数の丸孔状のパレット苗床保持部１２１を有している。パレット苗床保持部１２１は、下方から上方に向けて拡径する上方テーパ部１２１ａを栽培用パレット１２０の上面側に有している。

複数のパレット苗床保持部１２１は、図９に示すように、上下方向に見た場合に、六角格子状に配置されている。複数のパレット苗床保持部１２１のうち縦方向に隣接するパレット苗床保持部１２１間のピッチを第２ピッチＰ２とした場合、ホルダ苗床保持部１１１の第１ピッチＰ１およびパレット苗床保持部１２１の第２ピッチＰ２は、ｎＰ１＝ｍＰ２（ｎは１以上の整数、ｍは１以上の整数）の式を満足するように設定されている。これにより、縦方向において、１回の引き下げ動作で複数の苗床Ｂを纏めて移植することが可能であるため、迅速な移植を実現することができる。また、第２ピッチＰ２は、第１ピッチＰ１よりも大きい。

また、図９に示すように、複数のパレット苗床保持部１２１のうち横方向に隣接するパレット苗床保持部１２１間のピッチを第４ピッチＰ４とした場合、ホルダ苗床保持部１１１の第３ピッチＰ３およびパレット苗床保持部１２１の第４ピッチＰ４は、ｏＰ３＝ｐＰ４（ｏは１以上の整数、ｐは１以上の整数）の式を満足するように設定されている。これにより、横方向において、１回の引き下げ動作で複数の苗床Ｂを纏めて移植することが可能であるため、迅速な移植を実現することができる。また、第４ピッチＰ４は、第３ピッチＰ３よりも大きい。

育苗容器（図示しない）は、内部に水が張られ、複数の苗床Ｂを保持した状態の植物ホルダ１１０を収容し、苗床Ｂに播かれた植物の種を発芽させるための容器である。この育苗容器（図示しない）には、水密性が要求され、また、自動化用の取っ手等を設けてもよい。

ホルダ保持移動機構１３０は、植物ホルダ１１０を保持するとともに、植物ホルダ１１０を縦横方向に移動させるものである。ホルダ保持移動機構１３０は、図１や図２に示すように、植物ホルダ１１０に保持された苗床Ｂを載せるホルダ用テーブル１３１と、ホルダ用テーブル１３１を横方向に移動させる横方向直動アクチュエータ１３２と、ホルダ用テーブル１３１を縦方向に移動させる縦方向直動アクチュエータ１３３とを有している。

このように、植物ホルダ１１０と栽培用パレット１２０とを水平方向に相対的に移動させる移動機構を設けることにより、移動機構によってホルダ苗床保持部１１１とパレット苗床保持部１２１との水平方向の位置関係を調節することが可能であるため、植物ホルダ１１０および栽培用パレット１２０のサイズやホルダ苗床保持部１１１およびパレット苗床保持部１２１の形成位置等の、植物ホルダ１１０および栽培用パレット１２０の設計自由度を向上できる。なお、ホルダ保持移動機構１３０の具体的態様については、上記に限定されず、植物ホルダ１１０を保持し移動させるハンドアーム等、如何なるものでもよい。

ホルダ用テーブル１３１は、図１０に示すように、上下方向に貫通する複数のガイド孔１３１ｂを有した有孔板部１３１ａと、有孔板部１３１ａの四辺から立脚する枠部１３１ｃとを有している。ガイド孔１３１ｂは、苗床Ｂおよび引き下げ部材１５２の把持部材１５２ａ、１５２ｂが通過可能な大きさで形成されている。複数のガイド孔１３１ｂは、植物ホルダ１１０のホルダ苗床保持部１１１と同数および同一の配置態様で設けられている。このように、本実施形態のホルダ用テーブル１３１は、植物ホルダ１１０を保持する機能、および、移植対象の苗床Ｂに隣接する苗床Ｂが引き下げ動作に伴って移植対象の苗床Ｂに連れて引き下げられることを防止する共連れ防止機能も担っている。なお、ホルダ用テーブル１３１を設けることなく、横方向直動アクチュエータ１３２や縦方向直動アクチュエータ１３３によって植物ホルダ１１０を直接的に保持するように構成してもよい。また、ガイド孔１３１ｂの形状は、矩形状等の如何なるものでもよいが、円形状にした場合には、引き下げる苗床Ｂの動作が安定する。

パレット保持機構１４０は、図１３に示すように、ホルダ保持移動機構１３０によって保持された植物ホルダ１１０の下方において、栽培用パレット１２０を固定状態で保持するものであり、栽培用パレット１２０を載せるパレット用テーブル１４１を有している。パレット用テーブル１４１は、フレーム１６０に固定されている。

パレット用テーブル１４１は、図１３に示すように、上下方向に貫通する複数のガイド孔１４１ａを有している。これら複数のガイド孔１４１ａは、複数のパレット苗床保持部１２１と同数配置され、上下方向に見た場合に、複数のパレット苗床保持部１２１と同一の配置態様で配置されている。

引き下げ機構１５０は、ホルダ苗床保持部１１１に保持された苗床Ｂを下方に向けて引き下げ、パレット苗床保持部１２１内に挿入するものである。

引き下げ機構１５０は、図１〜図３に示すように、支持部１５１と、支持部１５１によって支持される複数の引き下げ部材１５２と、支持部１５１を横方向に移動させる横方向直動アクチュエータ１５３と、横方向直動アクチュエータ１５３を縦方向に移動させる縦方向直動アクチュエータ１５４とを有している。複数の引き下げ部材１５２は、横方向に一列に並べた状態で支持部１５１によって支持され、横方向直動アクチュエータ１５３および縦方向直動アクチュエータ１５４によって縦横方向に移動可能に支持される。

引き下げ部材１５２は、図３や図１１に示すように、苗床Ｂを把持する把持部を構成する第１把持部材１５２ａおよび第２把持部材１５２ｂと、支持台１５２ｄおよび回転駆動部１５２ｅを有したベース部１５２ｃと、ベース部１５２ｃを上下方向に沿って進退可能に駆動する直動アクチュエータから成る進退駆動部１５２ｆとを備え、回転駆動部１５２ｅによって所定の回転軸を中心として第１把持部材１５２ａと第２把持部材１５２ｂとを相対的に回転させることで、第１把持部材１５２ａに形成された第１爪部１５２ａ'と第２把持部材１５２ｂに形成された第２爪部１５２ｂ'とで苗床Ｂを把持するとともに、進退駆動部１５２ｆによってベース部１５２ｃ等を上下方向に進退駆動することで、把持した苗床Ｂを上下方向に移送するものである。

なお、本実施形態では、各引き下げ部材１５２がそれぞれ独立して動作可能（爪部の開閉動作、上下方向への進退駆動）であるように構成しているが、全ての引き下げ部材１５２が同時に同じ動作をするように構成する場合には、前述した回転駆動部１５２ｅや進退駆動部１５２ｆを、複数の引き下げ部材１５２に共通して設けてもよい。

また、本実施形態では、引き下げ部材１５２を複数設けたが、引き下げ部材１５２は、１つ以上設ければよい。
また、引き下げ部材１５２を、横方向におけるパレット苗床保持部１２１の個数（９つ）と同数（９つ）を一列に配置した場合には、支持部１５１を横方向に移動させる横方向直動アクチュエータ１５３を設ける必要はない。
更には、引き下げ部材１５２を複数のパレット苗床保持部１２１と同数配置し、上下方向に見た場合に、複数のパレット苗床保持部１２１と同一の配置態様で配置した場合、引き下げ部材１５２を水平方向に移動させる必要がないため、横方向直動アクチュエータ１５３および縦方向直動アクチュエータ１５４を設ける必要がなくなる。

ハンドリング機構（図示しない）は、植物ホルダ１１０をホルダ用テーブル１３１まで移動させホルダ用テーブル１３１にセットするものである。ハンドリング機構（図示しない）の具体的態様については、把持爪や支持アームを備えるもの等、如何なるものでもよい。

次に、本実施形態における苗床Ｂの移植フローについて、図１３に基づいて以下に説明する。

まず、移送対象となる苗床Ｂの下方に引き下げ部材１５２を移動させた後、引き下げ部材１５２を上方に向けて移動させ、引き下げ部材１５２の爪部１５２ａ'、１５２ｂ'によって苗床Ｂを把持する。

次に、苗床Ｂを把持した状態のまま、引き下げ部材１５２を下方に向けて移動させ、苗床Ｂをパレット苗床保持部１２１内に挿入する。

次に、爪部１５２ａ'、１５２ｂ'による苗床Ｂの把持を解除し、引き下げ部材１５２を下方に向けて退避させる。

このようにして得られた本実施形態の植物移植装置１００では、サイズが小さい植物ホルダ１１０を移動させることにより、サイズの大きい栽培用パレット１２０を移動させる場合と比較して、移動スペースを確保することが容易であるため、省スペース化を実現することができる。

また、引き下げ機構１５０が複数の引き下げ部材１５２を有していることにより、１回の引き下げ動作で複数の苗床Ｂを纏めて移植することが可能であるため、短時間での移植を実現できる。

また、植物ホルダ１１０をホルダ保持移動機構１３０まで移動させるハンドリング機構（図示しない）を設けることにより、ホルダ保持移動機構１３０への植物ホルダ１１０のセット時に人間の手が植物ホルダ１１０に直接触れることを回避し、人間に付着した汗や雑菌によって苗床Ｂが汚染されることを防止できる。

以上、本発明の実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行なうことが可能である。

例えば、上述した実施形態では、栽培用パレットが固定状態で設置され、植物ホルダおよび引き下げ機構を水平方向に移動させるものとして説明するが、具体的な実施形態はこれに限定されず、例えば、植物ホルダを固定状態で設置し、栽培用パレットおよび引き下げ機構を水平方向に移動させても構わない。
また、上述した実施形態では、引き下げ部材が苗床を把持する把持部（第１把持部材、第２把持部材）を有しているものとして説明したが、引き下げ部材に把持部を設けることなく、苗床に係合する係合部を引き下げ部材に設けてもよい。また、引き下げ部材に把持部を設ける場合、把持部の具体的態様は上記に限定されない。

１００・・・植物移植装置
１１０・・・植物ホルダ
１１１・・・ホルダ苗床保持部
１１２・・・有孔板部
１１２ａ・・・上下貫通孔
１２０・・・栽培用パレット
１２１・・・パレット苗床保持部
１２１ａ・・・上方テーパ部
１３０・・・ホルダ保持移動機構
１３１・・・ホルダ用テーブル
１３１ａ・・・有孔板部
１３１ｂ・・・ガイド孔
１３１ｃ・・・枠部
１３２・・・横方向直動アクチュエータ
１３３・・・縦方向直動アクチュエータ
１４０・・・パレット保持機構
１４１・・・パレット用テーブル
１４１ａ・・・ガイド孔
１５０・・・引き下げ機構
１５１・・・支持部
１５２・・・引き下げ部材
１５２ａ・・・第１把持部材
１５２ａ' ・・・第１爪部
１５２ｂ・・・第２把持部材
１５２ｂ' ・・・第２爪部
１５２ｃ・・・ベース部
１５２ｄ・・・支持台
１５２ｅ・・・回転駆動部
１５２ｆ・・・進退駆動部
１５３・・・横方向直動アクチュエータ
１５４・・・縦方向直動アクチュエータ
１６０・・・フレーム
Ｂ・・・苗床
Ｐ１・・・第１ピッチ（縦方向におけるホルダ苗床保持部間のピッチ）
Ｐ２・・・第２ピッチ（縦方向におけるパレット苗床保持部間のピッチ）
Ｐ３・・・第３ピッチ（横方向におけるホルダ苗床保持部間のピッチ）
Ｐ４・・・第４ピッチ（横方向におけるパレット苗床保持部間のピッチ）

Claims

上下方向に貫通するホルダ苗床保持部を水平方向に複数配置した植物ホルダから、上下方向に貫通するパレット苗床保持部を有した栽培用パレットに、苗床を移植するための植物移植装置であって、
前記植物ホルダを保持するためのホルダ保持機構と、
前記ホルダ保持機構によるホルダ保持位置の下方で、前記栽培用パレットを保持するためのパレット保持機構と、
前記ホルダ苗床保持部に保持された苗床を下方に向けて引き下げ、前記パレット苗床保持部内に挿入するための引き下げ機構と、
を備えていることを特徴とする植物移植装置。
前記引き下げ機構は、上下方向に移動可能な少なくとも１つの引き下げ部材を有し、
前記引き下げ部材は、前記苗床を把持する把持部を有することを特徴とする請求項１に記載の植物移植装置。
前記植物ホルダと前記栽培用パレットとを水平方向に相対的に移動させるための移動機構を更に備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の植物移植装置。