JP6493358B2 - 移植ハンド - Google Patents

Description

本発明は、苗を移植する移植装置が備える移植ハンドに関する。

従来から、特許文献１に記載の移植装置が知られている。この移植装置は、例えば水耕栽培される苗等が植え付けられたスポンジ状の苗床片をチャック（把持）するチャックアーム（移植ハンド）を備え、チャックアームが定植パネルに支持される苗床片を育用パネルに設けられた穴に上方から挿入することで移植する。通常、こうした苗床片においては苗の根の一部が苗床片の下面から外方へ広がるように延びているため、外方へ広がった苗の根を育用パネルの穴に案内しながら苗を移植する必要がある。そこで、特許文献１の移植装置は、育用パネルの穴を介して苗の根を下方から吸引する吸引装置を備えている。すなわち、吸引装置により苗の根を引き揃えつつ、チャックアームが苗床片を育用パネルに挿入して苗を移植する。

特開２０００−１６６４０８号公報

ところで、特許文献１の移植装置においては、チャックアームが苗床片を育用パネルに移植する際、外方へ広がった苗の根を引き揃えるために吸引装置が育用パネルの穴から吸引し続ける。そのため、苗床片の下面から外方へは広がらずに苗床片の真下に向けて延びた根の部分も含めて、苗の根全体が吸引装置の吸引によって下方に引っ張り続けられるため、苗を移植する際に苗の根に大きく負荷がかかる虞がある。

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、苗を移植する際に苗の根にかかる負荷を低減できる移植ハンド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は、苗を移植する移植装置が備える移植ハンドであって、前記苗が植え付けられた苗床片を把持可能な一対のアームを備え、前記アームは、下方に向けて気体を噴出するための噴出口を有し、前記噴出口は、前記アームにより挟み込まれた前記苗床片の外周を囲うように設けられている。

この構成によれば、アームが苗床片を把持した状態で噴出口から気体が噴出されると、噴出された気体が苗床片に沿って下方へ流れる。このとき、噴出口から噴出される気体は、苗床片の下面から延びる苗の根のうち苗床片から外方に向けて広がる一部の根に対して作用する。そして、苗床片から外方に広がる苗の根は、噴出された気体によって、苗床片の下方に向けて吹き寄せられる。すなわち、苗の根全体に気体を吹き付けることなく苗の根を下方に向けて引き揃えることができる。したがって、苗を移植する際に苗の根にかかる負荷を低減できる。

上記移植ハンドにおいて、前記アームは、下方に向けて延びる複数の爪を有し、前記爪が前記苗床片を挟み込むことで前記苗床片を把持することが好ましい。
この構成によれば、例えば、移植先のパネルに設けられた穴に対して苗床片を上方から挿入して移植するような場合において、下方に延びる爪をその穴に挿入させることで、苗床片をスムーズに穴に挿入することができる。

上記移植ハンドにおいて、前記爪は、一対の前記アームにおいて互いに対向するように二本ずつ設けられ、前記アームが前記苗床片を把持する際に、前記アームが延びる方向において前記苗床片の端部寄りとなる部分と接触するように設けられていることが好ましい。

この構成によれば、通常、苗は苗床片の中央部分に植え付けられているため、アームが苗床片を把持する際には、苗を避けるように爪が苗床片に接触する。すなわち、爪が接触することによって苗が傷ついてしまう虞を低減できる。

上記移植ハンドにおいて、前記爪は、前記苗の移植先のパネルに設けられた穴の縁に対応するように面取りされた面取り部を有していることが好ましい。
この構成によれば、例えば、移植先のパネルに設けられた穴に対して苗床片を上方から挿入して移植するような場合において、爪に面取り部が設けられていない構成と比較して、爪が穴の縁と接触してしまう虞を低減できる。

上記移植ハンドにおいて、前記アームは、上下方向に亘って延びる凹部を有し、前記凹部は、一対の前記アームにおいて互いに対向するように設けられ、前記アームが前記苗床片を把持する際に、前記アームが延びる方向において前記苗床片の中央部分と対応する位置に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、通常、苗は苗床片の中央部分に植え付けられているため、アームが苗床片を把持する際には、凹部により苗を避けるようにアームが苗床片に接触する。すなわち、アームが接触することによって苗が傷ついてしまう虞を低減できる。

本発明によれば、苗を移植する際に苗の根にかかる負荷を低減できる。

移植ハンドを備える移植装置の一実施形態を模式的に示す正面図。 把持部の斜視図。 移植ハンドの上面図。 図３における４−４線矢視断面図。 移植ハンドが苗床片を把持しているときの断面図。 移植ハンドが苗床片を第２パネルの穴に挿入しているときの断面図。 移植ハンドの変形例を示す上面図。

以下、移植ハンド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、苗床片Ｎを把持する把持部２０と、把持部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、奥行方向Ｘ及び上下方向Ｚに沿ってＬ字状に屈曲する金具３６を介して把持部２０が取り付けられている。すなわち、把持部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、把持部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、把持部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に沿って移動自在とされている。

図２に示すように、把持部２０は、苗床片Ｎを把持可能な一対のアーム４１を有する移植ハンド４０と、移植ハンド４０を駆動させる駆動部２１とを有している。駆動部２１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スライダー３５と把持部２０とを固定する金具３６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２１は、移植ハンド４０に駆動力を伝達する板状の伝達部材２２を介してそれぞれのアーム４１と接続されている。そして、駆動部２１は、一対のアーム４１が幅方向Ｙにおいて対称的に移動するようにアーム４１同士の距離を変化させる。すなわち、移植ハンド４０は、駆動部２１がアーム４１同士の距離を小さくするようにアームの位置を変位させることで苗床片Ｎを把持する。なお、駆動部２１から延びる伝達部材２２は、図示しないねじによってアーム４１とねじ止めされている。

移植ハンド４０を構成するアーム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２２と接続される接続部４２と、接続部４２において駆動部２１が位置する側とは反対側となる端面４３の下部から延びるように設けられる延伸部４４とを有している。なお、本実施形態におけるアーム４１は、接続部４２及び延伸部４４が互いにねじ止めされて構成されているが、接続部４２及び延伸部４４が一体的に形成される構成でもよい。

アーム４１を構成する延伸部４４は、その下面４５から下方に向けて延びる複数の爪４６を有している。本実施形態における爪４６は、一対のアーム４１において互いに対向するように二本ずつ設けられ、各アーム４１において奥行方向Ｘで重なるように設けられている。また、爪４６は、延伸部４４において、アーム４１の延びる方向である奥行方向Ｘにおいて接続部４２が位置する基端側とは反対側の先端側寄りとなる位置に設けられている。また、爪４６は、一対のアーム４１を構成するそれぞれの延伸部４４において互いに対向する面である内側面４７と、爪４６同士の互いに対向する面とが連続するように延びている。また、爪４６は、角柱状に設けられ、第２パネル１６において円形状に開口する穴１９の縁に対応するように面取りされた面取り部４８を有している。そして、一対のアーム４１は、幅方向Ｙにおいて対向する爪４６同士で苗床片Ｎを挟み込むことで苗床片Ｎを把持する。

ここで、苗Ｓを移植する移植ハンド４０としては、苗Ｓに極力負荷をかけないように苗床片Ｎを把持することが好ましい。通常、こうした苗床片Ｎにおいては、その中央部分に苗Ｓが植え付けられている。そのため、本実施形態における移植ハンド４０は、アーム４１が苗床片Ｎを把持する際に、爪４６が奥行方向Ｘにおいて苗床片Ｎの端部寄りとなる部分と接触するように構成されている。

また、アーム４１は、延伸部４４において爪４６が設けられるその先端側寄りとなる位置に、上下方向Ｚにおいて延伸部４４の上面４９から下面４５に亘って延びる凹部５０を有している。凹部５０は、幅方向Ｙにおいて内側面４７から凹むように設けられている。

また、凹部５０は、奥行方向Ｘにおいて二本の爪４６の間となる位置に設けられ、一対のアーム４１において互いに対向するように設けられている。すなわち、凹部５０は、アーム４１が苗床片Ｎを把持する際に、奥行方向Ｘにおいて苗床片Ｎの中央部分と対応する位置に設けられている。上述したように、通常、こうした苗床片Ｎにおいてはその中央部分に苗Ｓが植え付けられているため、苗床片Ｎの上面においてその中央部分から苗Ｓの芽が延びている。要するに、凹部５０は、アーム４１が苗床片Ｎを把持する際に、アーム４１が苗Ｓの芽を挟み込まないようにするために設けられている。まとめると、アーム４１は、爪４６及び凹部５０により、苗Ｓにかかる負荷を低減しつつ苗床片Ｎを把持することが可能とされている。

図３及び図４に示すように、移植ハンド４０が有するアーム４１の延伸部４４には、例えば空気などの気体を噴出するための噴出口５１が設けられている。噴出口５１は、延伸部４４の下面４５に開口し、上面視した場合にアーム４１の爪４６及び凹部５０を囲うように略Ｕ字状に延びる細いスリットとして設けられている。ここで、本実施形態における苗床片Ｎは、直方体状をなしているため、上面視すると矩形状をなしている。そのため、本実施形態における噴出口５１は、アーム４１が苗床片Ｎを把持した状態において上面視すると、苗床片Ｎよりも一回り大きな矩形状をなすように設けられている。すなわち、噴出口５１は、アーム４１が苗床片Ｎを把持する際にその苗床片Ｎの外周を囲うように設けられている。

また、アーム４１の延伸部４４には、噴出口５１から噴出する気体を供給するための供給口５２がそれぞれ設けられている。供給口５２は、延伸部４４の上面４９において二つずつ開口し、延伸部４４内に設けられた気体流路５３を介して噴出口５１と連続している。なお、この気体流路５３も、アーム４１を上面視した際に、噴出口５１と同様に略Ｕ字状をなすように設けられている。供給口５２には、図示しないチューブが接続され、チューブを介して気体が供給される。そして、供給口５２を通じて供給された気体は、噴出口５１から下方に向けて噴出される。噴出口５１は、供給口５２に対し、その開口が小さく形成されることで、気体の流れる流路として抵抗が高くなるように構成されている。そのため、供給口５２から供給される気体は、延伸部４４内で加圧されたうえで噴出口５１から噴出される。

次に、上記のように構成された移植ハンド４０の作用について説明する。
図５に示すように、移植ハンド４０が苗Ｓを移植する際、アーム４１の爪４６が苗床片Ｎを上方から挟み込んで把持する。このとき、苗床片Ｎは、爪４６の接触に伴って弾性変形する。また、アーム４１の延伸部４４に設けられた噴出口５１からは、供給口５２から供給される気体Ａが下方に向けて噴出している。噴出口５１から噴出される気体Ａは、苗床片Ｎの外周面に沿うようにして下方へ流れる。この気体Ａは、苗床片Ｎの下面から延びる苗Ｓの根Ｎｅのうち苗床片Ｎから外方に広がる一部の根Ｎｅに作用する。すなわち、上下方向Ｚにおいて苗床片Ｎを射影した領域を領域Ｒとすると、この領域Ｒよりも外側にはみ出る苗Ｓの根に対して、気体Ａが吹き付けられる。そして、気体Ａが吹き付けられた苗Ｓの根Ｎｅは、領域Ｒ内に収まるように下方に向けて吹き寄せられる。具体的には、図５において二点鎖線で示すように、領域Ｒよりも外側にはみ出る苗Ｓの根Ｎｅが、気体Ａが吹き付けられることで領域Ｒ内に収まるように吹き寄せられる。要するに、噴出口５１から噴出する気体Ａは、所謂エアカーテンの役割を有し、苗Ｓの根Ｎｅが領域Ｒ外へはみ出さないように苗Ｓの根Ｎｅを下方に向けて引き揃える。

図６に示すように、アーム４１に把持される苗床片Ｎは、爪４６とともに第２パネル１６の穴１９に上方から挿入される。このとき、苗床片Ｎの下面から延びる苗Ｓの根Ｎｅが下方に向けて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４０は、苗床片Ｎを穴１９に挿入した後、アーム４１同士の距離が大きくなるように変位して苗床片Ｎの把持を解除する。アーム４１による苗床片Ｎの把持が解除されると、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。なお、苗Ｓを移植する際、アーム４１の爪４６が第２パネル１６の穴１９の縁に接触することがある。この場合、角柱状をなす爪４６には、穴１９の縁に対応するように面取りされた面取り部４８が設けられているため、苗Ｓを移植する際に爪４６が穴１９の縁に接触する虞が低減される。

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）アーム４１が苗床片Ｎを把持した状態で噴出口５１から気体Ａが噴出されると、噴出された気体Ａが苗床片Ｎに沿って下方へ流れる。このとき、噴出口５１から噴出される気体Ａは、苗床片Ｎの下面から延びる苗Ｓの根Ｎｅのうち苗床片Ｎから外方に向けて広がる一部の根Ｎｅに対して作用する。そして、苗床片Ｎから外方に広がる苗Ｓの根Ｎｅは、噴出された気体Ａによって、苗床片Ｎの下方に向けて吹き寄せられる。すなわち、苗Ｓの根Ｎｅ全体に気体Ａを吹き付けることなく苗Ｓの根Ｎｅを下方に向けて引き揃えることができる。したがって、苗Ｓを移植する際に苗Ｓの根Ｎｅにかかる負荷を低減できる。

（２）移植先の第２パネル１６に設けられた穴１９に対して苗床片Ｎを上方から挿入して苗Ｓを移植する際、アーム４１の先端から下方に延びる爪４６をその穴１９に挿入させることで、苗床片Ｎをスムーズに穴１９に挿入することができる。

（３）爪４６は、アーム４１が苗床片Ｎを把持する際に、奥行方向Ｘにおいて苗床片Ｎの端部寄りとなる部分と接触するように設けられている。通常、苗Ｓは苗床片Ｎの中央部分に植え付けられているため、アーム４１が苗床片Ｎを把持する際には、苗Ｓを避けるように爪４６が苗床片Ｎに接触する。すなわち、爪４６が接触することによって苗Ｓが傷ついてしまう虞を低減できる。

（４）第２パネル１６の穴１９の縁に対応するように面取りされた面取り部４８が爪４６に設けられている。そのため、第２パネル１６に設けられた穴１９に対して苗床片Ｎを上方から挿入して苗Ｓを移植する場合、爪４６に面取り部４８が設けられていない構成と比較して、爪４６が穴１９の縁に接触してしまう虞を低減できる。

（５）凹部５０は、アーム４１が苗床片Ｎを把持する際に、奥行方向Ｘにおいて苗床片Ｎの中央部分と対応する位置に設けられている。通常、苗Ｓは苗床片Ｎの中央部分に植え付けられているため、アーム４１が苗床片Ｎを把持する際には、凹部５０により苗Ｓを避けるようにアーム４１が苗床片Ｎに接触する。すなわち、アーム４１が接触することによって苗Ｓが傷ついてしまう虞を低減できる。

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。
・爪４６は、円柱状に設けられていてもよい。この場合、面取り部４８は不要となる。

・爪４６は、各アーム４１において三本以上設けられていてもよいし、一本でもよい。
・爪４６は、一対のアーム４１において幅方向Ｙで互いに対向するように設けられていなくともよい。各アーム４１に設けられる爪４６は、奥行方向Ｘで互い違いになるように設けられてもよい。

・爪４６は、それぞれのアーム４１において奥行方向Ｘで重なるように設けられていなくともよい。
・アーム４１に爪４６を設けず、アーム４１の延伸部４４によって苗床片Ｎを挟み込む構成でもよい。

・図７に示すように、噴出口５１は、苗床片Ｎの外周を囲うように延びる細いスリットに限らず、苗床片Ｎの外周を囲うように間隔をあけて開口する複数の細孔で構成されていてもよい。

・噴出口５１から噴出される気体Ａは、空気以外でもよい。
・アーム４１が把持する苗床片Ｎは、例えば球形状であってもよい。この場合、アーム４１が有する噴出口５１は、上面視した場合に苗床片Ｎを囲うべく円形状をなすように設けられることが好ましい。

１１…移植装置、１９…穴、４０…移植ハンド、４１…アーム、４６…爪、４８…面取り部、５０…凹部、５１…噴出口、Ａ…気体、Ｎ…苗床片、Ｎｅ…根、Ｓ…苗。

Claims (5)

1. 苗を移植する移植装置が備える移植ハンドであって、
   前記苗が植え付けられた苗床片を把持可能な一対のアームを備え、
   前記アームは、下方に向けて気体を噴出するための噴出口を有し、
   前記噴出口は、上面視した場合に前記アームにより挟み込まれた前記苗床片の外周を囲うように設けられており、
   前記噴出口から噴出した前記気体は、上下方向において前記苗床片を射影した領域よりも外側にはみ出る前記苗の根に対して、当該根を前記領域内に吹き寄せるように吹き付けられる移植ハンド。
   
2. 前記アームは、下方に向けて延びる複数の爪を有し、前記爪が前記苗床片を挟み込むことで前記苗床片を把持する請求項１に記載の移植ハンド。
3. 前記爪は、一対の前記アームにおいて互いに対向するように二本ずつ設けられ、前記アームが前記苗床片を把持する際に、前記アームが延びる方向において前記苗床片の端部寄りとなる部分と接触するように設けられている請求項２に記載の移植ハンド。
4. 前記爪は、前記苗の移植先のパネルに設けられた穴の縁に対応するように面取りされた面取り部を有している請求項２又は請求項３に記載の移植ハンド。
5. 前記アームは、上下方向に亘って延びる凹部を有し、
   前記凹部は、一対の前記アームにおいて互いに対向するように設けられ、前記アームが前記苗床片を把持する際に、前記アームが延びる方向において前記苗床片の中央部分と対応する位置に設けられている請求項１乃至請求項４のうち何れか一項に記載の移植ハンド。

Images