JP6421156B2 - 移植ハンドユニット - Google Patents

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Description

本発明は、例えば植物の苗を移植する際に用いる移植ハンドユニットに関する。
従来から、例えば特許文献1に記載の水耕苗の移植装置が知られている。この移植装置では、ウレタンブロック(苗床片)に植え付けられた植物の苗を育成パネル等の移植先の穴に移植する際、一対の挟持板(移植ハンド)が中苗(苗の茎部分)を挟持して穴の上方から下降することにより、ウレタンブロックが穴内に挿入されるようにしている。また、その際には、挟持板の内側に垂直に止着された導水管の噴出口から下方に向けて水を噴出させることで、ウレタンブロックの下面から外方へ広がるように延びている苗の根の先端を筆の穂先のように尖らせ、これにより移植時に苗の根が移植先の穴の周縁に引っ掛かることを抑制可能としている。
特開2004−242652号公報
ところで、苗の根は、移植する段階では、ウレタンブロックの下面から外方へ放射状に広がるように延びていることが多い。そのため、一対の対向する挟持板の内側にそれぞれ設けられた導水管の噴出口から水を下方に向けて噴射する構成では、ウレタンブロックの下面から外方へ放射状に広がった根の全体に水を行き渡らせることが難しく、所望どおりに苗の根の全体を揃えて移植先の穴内に挿入できない虞があった。
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、移植時に苗床片の下面から外方へ広がるように延びている苗の根の全体を揃えて移植先の穴内に挿入することができる移植ハンドユニットを提供することにある。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する移植ハンドユニットは、苗を移植する移植装置が備える移植ハンドユニットであって、前記苗が植え付けられた苗床片を挟持可能に設けられ、挟持した前記苗床片を移植する第1ハンドと、前記第1ハンドにより挟持された前記苗床片の下面から外方へ広がるように延びる前記苗の根を引き揃えるべく、前記苗の前記根を挟み込むようにして前記苗の前記根に接触可能な第2ハンドと、を備え、前記第1ハンドと前記第2ハンドは上下方向において相対移動可能に構成されている。
この構成によれば、第1ハンドに挟持された苗床片の下面から外方へ広がるように延びている苗の根の根元を第2ハンドが挟み込み、第1ハンドと第2ハンドが上下方向において互いに離れるように相対移動することで、苗床片に対して第2ハンドが苗の根の根元から根の先端に向けて移動する。すなわち、第2ハンドが苗床片に対して苗の根を扱くように根元から先端に移動するため、苗の根が引き揃えられる。したがって、移植時に苗床片の下面から外方へ広がるように延びている苗の根の全体を揃えて移植先の穴内に挿入することができる。
上記移植ハンドユニットにおいては、前記第2ハンドが上下方向において移動可能に構成されていることが好ましい。
この構成によれば、例えば、移植ハンドユニットが移植装置に対して上下方向に移動可能に取り付けられる場合に、第1ハンドを上下方向に移動させる機構を設けずとも、第2ハンドが上下方向において移動する機構を設けるだけで、苗の根を引き揃えて苗を移植することができる。すなわち、第1ハンド及び第2ハンドが上下方向において相対的に移動する機構を簡略化できる。
上記移植ハンドユニットにおいては、前記第1ハンドが上下方向において移動可能に構成されていることが好ましい。
この構成によれば、例えば、移植ハンドユニットが移植装置に対して上下方向に移動しないように固定されて取り付けられる場合に、第2ハンドを上下方向において移動させる機構を設けずとも、第1ハンドが上下方向において移動する機構を設けるだけで苗の根を引き揃えて苗を移植することができる。すなわち、第1ハンド及び第2ハンドが上下方向において相対的に移動する機構を簡略化できる。
上記移植ハンドユニットにおいては、前記第1ハンド及び前記第2ハンドがそれぞれ上下方向において移動可能に構成されていることが好ましい。
この構成によれば、第1ハンド及び第2ハンドがそれぞれ独立して上下に移動可能なため、移植ハンドユニットが移植装置に対して上下方向に移動可能に取り付けられる場合であっても上下方向に移動しないように固定されて取り付けられる場合であっても、苗の根を引き揃えて苗を移植することができる。すなわち、移植装置に対する取り付け方において汎用性の高い構成とすることができる。
上記移植ハンドユニットにおいて、前記第2ハンドは、前記苗の前記根を挟み込む際に前記苗の前記根を束ねるように包囲する包囲部を有していることが好ましい。
この構成によれば、包囲部が苗の根を包囲することで、大きな負荷をかけることなく苗の根を引き揃えることができる。
本発明によれば、移植時に苗床片の下面から外方へ広がるように延びている苗の根の全体を揃えて移植先の穴内に挿入することができる。
移植ハンドユニットを備える移植装置の一実施形態を模式的に示す正面図。 移植ハンドユニットの斜視図。 第1ハンド及び第2ハンドの斜視図。 第2ハンドが苗の根を扱くときの斜視図。 第2ハンドにより苗の根が引き揃えられた状態の斜視図。 根が引き揃えられた苗を移植するときの斜視図。 苗を第2パネルの穴に挿入するときの斜視図。
以下、移植ハンドユニットを備える移植装置の一実施形態について図を参照して説明する。
図1に示すように、移植装置11は、植物の苗Sを移植する移植機構12と、苗Sを搬送する搬送機構13とを備えている。なお、本実施形態における移植装置11は、例えばウレタンなどで構成されたスポンジ状のブロックである苗床片Nに植え付けられた苗Sを苗床片Nごと移植する装置である。
搬送機構13は、移植前の苗Sが複数載置された第1パネル14を搬送する第1搬送部15と、苗Sの移植先である第2パネル16を搬送する第2搬送部17とを有している。第1パネル14は、トレイ状に設けられ、その底壁に上下方向Zに貫通する複数の溝18を有している。そして、第1パネル14に載置される苗Sは、溝18を介して苗床片Nの下面から苗Sの根Neが下方に延びている。一方、第2パネル16は、板状に設けられ、その上面から下面に亘って上下方向Zに貫通する複数の穴19を有している。すなわち、移植機構12は、第1パネル14に載置された苗床片Nを第2パネル16の穴19に挿入することで、第1パネル14から第2パネル16へ苗Sを移植する。なお、第2パネル16に設けられる穴19は、円形状に開口している。
第1搬送部15及び第2搬送部17は、例えばコンベヤなどで構成され、互いに隣り合うように配置されている。また、第1搬送部15及び第2搬送部17は、それぞれ第1パネル14及び第2パネル16を互いにすれ違う方向に搬送している。なお、第1搬送部15及び第2搬送部17は、それぞれ第1パネル14及び第2パネル16を互いに同一の方向に搬送する構成でもよい。ここで、本実施形態においては、搬送機構13が第1パネル14及び第2パネル16を搬送する方向と沿う方向を奥行方向Xと呼称する。
移植機構12は、苗Sを移植するためのハンドを有する移植ハンドユニット20と、移植ハンドユニット20を移動させる移動機構30とを有している。移動機構30は、奥行方向X及び上下方向Zと交差する幅方向Yにおいて搬送機構13を挟み込むように配置される一対のフレーム31と、搬送機構13を跨ぐように一対のフレーム31に架設される第1レール部32と、第1レール部32に対して移動可能に取り付けられる第1スライダー33とを有している。また、移動機構30は、第1スライダー33に対して第1レール部32が位置する側とは反対側に取り付けられる第2レール部34と、第2レール部34に対して移動可能に取り付けられる第2スライダー35とを有している。第1レール部32は幅方向Yに沿って延び、第1スライダー33は第1レール部32に沿って幅方向Yに移動可能とされている。また、第2レール部34は上下方向Zに延び、第2スライダー35は第2レール部34に沿って上下方向Zに移動可能とされている。
そして、この第2スライダー35には、移植ハンドユニット20が取り付けられている。すなわち、移植ハンドユニット20は、第2レール部34及び第2スライダー35によって上下方向Zに移動可能とされている。また、移植ハンドユニット20は、第1レール部32及び第1スライダー33によって、第2レール部34及び第2スライダー35とともに幅方向Yに移動可能とされている。まとめると、移植ハンドユニット20は、搬送機構13の上方において、移動機構30により幅方向Y及び上下方向Zに沿って移動可能とされている。
図2に示すように、移植ハンドユニット20は、苗床片Nを挟持可能な第1ハンド40と、第1ハンド40により挟持された苗床片Nから下方に延びる苗Sの根Neを挟み込み可能な第2ハンド50とを備えている。そして、移植ハンドユニット20は、第1ハンド40及び第2ハンド50を支持する支持板21を有している。支持板21は、上下方向Zに延びるように設けられ、第2レール部34と対向するその背面側が第2スライダー35に取り付けられている。支持板21には、奥行方向Xにおいて背面とは反対側となる前面に、第1取付部60を介して第1ハンド40が取り付けられている。第1取付部60は、支持板21の下端寄りとなる位置から奥行方向Xに沿って延びる複数本(本実施形態では4本)のロッド61と、上下方向Z及び奥行方向Xに沿ってL字状に屈曲して延びる金具62とで構成されている。この金具62は、上下方向Zに沿って延びる部分が支持板21から延びるロッド61の先端に取り付けられ、奥行方向Xに沿って延びる部分が第1ハンド40に取り付けられている。すなわち、本実施形態において、第1ハンド40は、支持板21に固定されている。
また、支持板21の前面には、第1ハンド40及び第2ハンド50を上下方向Zにおいて相対移動可能とする昇降機構22が取り付けられている。昇降機構22は、上下方向Zに沿って延びるガイドレール部23と、ガイドレール部23に対して移動可能に取り付けられる移動体24とを有している。ガイドレール部23は、上下方向Zにおいて支持板21の略全長に亘って設けられ、その下端部分が第1取付部60のロッド61と金具62とにより囲まれた空間を通るように延びている。そして、ガイドレール部23に沿って上下方向Zに移動可能な移動体24には、第2取付部70を介して第2ハンド50が取り付けられている。すなわち、本実施形態において、第2ハンド50は、支持板21に対して上下方向Zに移動可能とされている。
第2取付部70は、移動体24に固定される固定板71と、固定板71と連結される連結板72と、連結板72に取り付けられる位置決め部材73と、位置決め部材73によって位置決めされた状態で連結板72に取り付けられる金具74とで構成されている。金具74は、上下方向Z及び奥行方向Xに沿ってL字状に屈曲するように延び、上下方向Zに延びる部分が位置決め部材73を介して連結板72に取り付けられ、奥行方向Xに沿って延びる部分が第2ハンド50に取り付けられている。そして、第2ハンド50は、支持板21に取り付けられた昇降機構22により上下に移動することで、支持板21に固定された第1ハンド40に対して上下方向Zに相対移動する。
図3に示すように、第1ハンド40は、苗床片Nを挟持するための一対の挟持アーム41と、挟持アーム41を駆動させるための駆動部42とを有している。駆動部42は、例えばアクチュエーターなどで構成され、その上面には、第1取付部60を構成する金具62が図示しないねじにより取り付けられている。また、駆動部42は、板状の伝達部材43を介してそれぞれの挟持アーム41と接続されている。伝達部材43は、図示しないねじによって挟持アーム41とねじ止めされ、駆動部42が位置する側となる基端側を支点にして回動可能に設けられている。そして、駆動部42は、一対の挟持アーム41が幅方向Yにおいて対称的に移動するように挟持アーム41の先端同士の距離を変化させる。すなわち、第1ハンド40は、挟持アーム41が開閉可能に構成され、駆動部42が挟持アーム41の先端同士の距離を小さくするように挟持アーム41が閉じた状態となることで、苗床片Nを挟持する。なお、図3における第1ハンド40は、挟持アーム41が開いた状態となっている。
第1ハンド40を構成する挟持アーム41は、奥行方向Xに沿って延びるように設けられ、伝達部材43と接続される接続部44と、接続部44において駆動部42が位置する側とは反対側となる端面の下部から延びるように設けられる延伸部45と、延伸部45の下面に取り付けられ、苗床片Nを把持可能な把持部46とを有している。把持部46は、延伸部45から奥行方向Xに沿って延びた後に下方に向けてL字状に屈曲するように設けられている。そして、第1ハンド40は、把持部46において下方に向けて延びる部分が苗床片Nに接触することで、苗床片Nを挟持する。なお、本実施形態においては、接続部44と延伸部45が一体的に設けられているが、それぞれ別部材として設けられてもよい。
第2ハンド50は、第1ハンド40が挟持する苗床片Nの下面から延びる苗Sの根Neを引き揃えるべく、苗Sの根Neを挟み込むようにして苗Sの根Neに接触する接触アーム51と、接触アーム51を駆動させるための駆動部52とを有している。駆動部52は、例えばアクチュエーターなどで構成され、その上面には、第2取付部70を構成する金具74が図示しないねじにより取り付けられている。また、駆動部52は、板状の伝達部材53を介してそれぞれの接触アーム51と接続されている。ここで、第2ハンド50の駆動部52及び伝達部材53は、第1ハンド40の駆動部42及び伝達部材43と同様の構成及び機能を有する。すなわち、第2ハンド50は、接触アーム51が開閉可能に構成され、駆動部52が接触アーム51の先端同士の距離を小さくするように接触アーム51が閉じた状態となることで、苗床片Nの下面から延びる苗Sの根Neに接触する。なお、図3における第2ハンド50は、接触アーム51が開いた状態となっている。
第2ハンド50を構成する接触アーム51は、奥行方向Xに沿って延びるように設けられ、伝達部材53と接続される接続部54と、接続部54において駆動部52が位置する側とは反対側となる端面の下部から延びるように設けられる延伸部55と、延伸部55の下面に取り付けられ、苗Sの根Neと接触可能な接触部56とを有している。接触部56は、延伸部55から奥行方向Xに沿って延び、その先端部57が上下方向Zにおいて第1ハンド40の把持部46と重なる位置に設けられている。
接触部56の先端部57は、第2ハンド50が閉じた状態である場合に、互いに一部分同士が上下方向Zにおいて重なるように幅方向Yにおいて幅広に設けられている。この先端部57には、第2ハンド50が苗Sの根Neを挟み込む際に、その苗Sの根Neを束ねるように苗Sの根Neをガイドするガイド部58が設けられている。ガイド部58は、幅方向Yにおいて互いに対向するように接触部56に設けられ、接触部56の先端部57をL字状に切り欠くように設けられている。そして、互いに対向するガイド部58は、先端部57の一部分同士が上下方向Zにおいて重なることで、苗Sの根Neを包囲する包囲部59を形成する(図4参照)。すなわち、第2ハンド50は、苗Sの根Neを束ねるように包囲する包囲部59を有している。
次に、上記のように構成された移植ハンドユニットの作用について説明する。
図4に示すように、移植ハンドユニット20が苗Sを移植する際、第1ハンド40の把持部46が苗床片Nを上方から挟み込んで把持する。第1ハンド40に挟持される苗床片Nは、把持部46の接触に伴って弾性変形する。そして、第2ハンド50が、第1ハンド40により挟持される苗床片Nの下面から延びる苗Sの根Neを挟み込むようにして、苗Sの根Neに接触する。このとき、第2ハンド50は、苗Sの根Neにおいてその根元を挟み込むべく、上下方向Zにおいて苗床片Nの直下となる位置で接触アーム51が閉じる。そして、苗床片Nの下面から延びる苗Sの根Neは、接触部56の先端部57に設けられたガイド部58により形成された包囲部59によって包囲され、その根元が包囲部59により束ねられた状態となる。
図5に示すように、第2ハンド50により苗Sの根Neの根元が束ねられると、第1ハンド40及び第2ハンド50が上下方向Zにおいて互いに離れるように相対移動する。具体的には、苗Sの根Neを挟み込む第2ハンド50が昇降機構22により下方に移動する。このとき、第1ハンド40により挟持される苗床片Nに対して第2ハンドが下方に移動することで、包囲部59が苗Sの根Neを包囲した状態のまま苗Sの根Neの根元から先端に向けて移動する。すなわち、第2ハンドが苗Sの根Neを扱くように苗Sの根元から先端にかけて移動する。そのため、苗Sの根Neが第2ハンド50により引き揃えられる。そして、苗Sの根Neが引き揃えられた苗床片Nは、移動機構30によって移植ハンドユニット20とともに苗Sの移植先である第2パネル16の穴19の直上となる位置に向けて移動する。
図6に示すように、苗床片Nが第2パネル16の穴19の直上となる位置に移動すると、苗Sの根Neを束ねていた第2ハンド50の接触アーム51が開くことで、第2ハンド50が苗Sの根Neに対して非接触となる。そして、苗Sの根Neに対して非接触となった第2ハンド50は、接触アーム51が開いた状態のまま昇降機構22により第1ハンド40とほぼ同じ高さ位置となるように上方に向けて移動する。
図7に示すように、第2ハンド50が第1ハンド40とほぼ同じ高さ位置に移動した後、移植ハンドユニット20が移動機構30により下方に移動することで苗床片Nを挟持する第1ハンド40も下方に移動し、第1ハンド40の把持部46とともに苗床片Nを第2パネル16の穴19に上方から挿入する。このとき、苗床片Nの下面から延びる苗Sの根Neは第2ハンド50により予め引き揃えられているため、苗床片Nを穴19に挿入する際に苗Sの根Neが穴19の縁に接触する虞が低減される。そして、移植ハンドユニット20は、苗床片Nを穴19に挿入した後、第1ハンド40の挟持アーム41が開くことで、第1ハンド40が苗床片Nに対して非接触となり、苗床片Nの挟持を解除する。第1ハンド40による苗床片Nの挟持が解除されると、苗床片Nは、穴19内において苗床片N自身の復元力により元の形状に復帰し、第2パネル16に保持される。
上記の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)第1ハンド40に挟持された苗床片Nの下面から外方へ広がるように延びている苗Sの根Neの根元を第2ハンド50が挟み込み、第1ハンド40と第2ハンド50が上下方向Zにおいて互いに離れるように相対移動することで、苗床片Nに対して第2ハンド50が苗Sの根Neの根元から根Neの先端に向けて移動する。すなわち、第2ハンド50が苗床片Nに対して苗Sの根Neを扱くように根元から先端に移動するため、苗Sの根Neが引き揃えられる。したがって、移植時に苗床片Nの下面から外方へ広がるように延びている苗Sの根Neの全体を揃えて移植先の穴19内に挿入することができる。
(2)第2ハンド50が上下方向Zにおいて移動可能に構成されている。そのため、移植ハンドユニット20が移植装置11に対して上下方向Zに移動可能に取り付けられる場合に、第1ハンド40を上下方向Zに移動させる機構を設けずとも、第2ハンド50が上下方向Zにおいて移動する機構を設けるだけで、苗Sの根Neを引き揃えて苗Sを移植することができる。すなわち、第1ハンド40及び第2ハンド50が上下方向Zにおいて相対的に移動する機構を簡略化できる。
(3)第2ハンドが苗Sの根Neを挟み込む際に、包囲部59が苗Sの根Neを包囲することで、大きな負荷をかけることなく苗Sの根Neを引き揃えることができる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。また、以下の変更例は、適宜組み合わせてもよい。
・移植ハンドユニット20は、第2ハンド50が上下方向Zに移動可能な構成に替えて、第1ハンド40が上下方向Zに移動可能な構成としてもよい。この変更例によれば、上記実施形態における(1)及び(3)の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
(4)移植ハンドユニット20が移植装置11に対して上下方向Zに移動しないように固定されて取り付けられる場合に、第2ハンド50を上下方向Zにおいて移動させる機構を設けずとも、第1ハンド40が上下方向Zにおいて移動する機構を設けるだけで苗Sの根Neを引き揃えて苗Sを移植することができる。すなわち、第1ハンド40及び第2ハンド50が上下方向Zにおいて相対的に移動する機構を簡略化できる。
・移植ハンドユニット20は、第1ハンド40及び第2ハンド50がそれぞれ上下方向Zにおいて移動可能に構成されていてもよい。この変更例によれば、上記実施形態における(1)及び(3)の効果に加えて以下の効果を得ることができる。
(5)第1ハンド40及び第2ハンド50がそれぞれ独立して上下に移動可能なため、移植ハンドユニット20が移植装置11に対して上下方向Zに移動可能に取り付けられる場合であっても上下方向Zに移動しないように固定されて取り付けられる場合であっても、苗Sの根Neを引き揃えて苗Sを移植することができる。すなわち、移植装置11に対する取り付け方において汎用性の高い構成とすることができる。
・第2ハンド50に包囲部59を設けなくともよい。この場合、第2ハンド50が苗Sの根Neを挟み込む際に苗Sの根Neにかかる負担を低減するために、第2ハンド50の接触アーム51のうち少なくとも先端部57は弾性変形可能な軟らかい材質で構成されることが好ましい。また、第2ハンド50が苗Sの根Neを扱くように移動する際に苗Sの根Neにかかる負担を低減するために、第2ハンド50の接触アーム51のうち少なくとも先端部57はすべり性のよい材質で構成されることが好ましい。
・第2ハンド50が有するガイド部58は、例えば円弧状に設けられていてもよい。
・第1ハンド40は、伝達部材43の端部を軸に回動することで開閉する構成に限らず、挟持アーム41が幅方向Yに沿ってスライドするように移動することで開閉する構成としてもよい。また、第2ハンド50についても同様である。
・第1ハンド40の把持部46は、必ずしも下方に向かって屈曲する必要はなく、単に奥行方向Xに沿って延びるだけの構成でもよい。この場合、把持部46は、苗床片Nの上端を把持することが好ましい。
11…移植装置、20…移植ハンドユニット、40…第1ハンド、50…第2ハンド、59…包囲部、N…苗床片、Ne…根、S…苗、Z…上下方向。

Claims (5)

  1. 苗を移植する移植装置が備える移植ハンドユニットであって、
    前記苗が植え付けられた苗床片を挟持可能に設けられ、挟持した前記苗床片を移植する第1ハンドと、
    前記第1ハンドにより挟持された前記苗床片の下面から外方へ広がるように延びる前記苗の根を引き揃えるべく、前記苗の前記根を挟み込むようにして前記苗の前記根に接触可能な第2ハンドと、を備え、
    前記第1ハンドと前記第2ハンドは上下方向において相対移動可能に構成されている移植ハンドユニット。
  2. 前記第2ハンドが上下方向において移動可能に構成されている請求項1に記載の移植ハンドユニット。
  3. 前記第1ハンドが上下方向において移動可能に構成されている請求項1に記載の移植ハンドユニット。
  4. 前記第1ハンド及び前記第2ハンドがそれぞれ上下方向において移動可能に構成されている請求項1に記載の移植ハンドユニット。
  5. 前記第2ハンドは、前記苗の前記根を挟み込む際に前記苗の前記根を束ねるように包囲する包囲部を有している請求項1乃至請求項4のうち何れか一項に記載の移植ハンドユニット。
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