JP6880518B2 - 植物保持具、植物栽培システム - Google Patents
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Description
図1乃至図4を参照しつつ、本実施形態に係る植物栽培システム1の全体構成の一例について説明する。なお図1においては、図示の煩雑を避けるためにシステム全体の構成を概略的に示すだけとし、各部の詳細な構造については簡略化して模式的に示している。
積層栽培棚5には、複数段(この例では8段)の栽培棚5aが上下方向に多段で積層するよう配置されている。なお、「上下方向」は厳密な鉛直方向である必要はなく、実質的な鉛直方向であればよい。したがって、「上下方向」には鉛直方向に対して若干傾斜した方向も含まれる。また、積層栽培棚5における栽培棚5aの積み重ね方向は、上下方向に限定されるものではなく、上下方向に対して所定の角度で傾斜した方向としてもよい。
次に、植物栽培システム1における植物保持具3及び植物2の搬送順序の一例について説明する。搬入コンベア7は、この例では種子が播種されて発芽した状態の植物2を保持する植物保持具3(詳細は後述する)を、図示しないパレタイザからA段の後側から搬入供給する。また搬出コンベア8は、D段における各段の栽培棚5aの後側から、十分に生育した状態の植物2を保持した植物保持具3を搬出する。
次に、図5及び図6を用いて、搬送ロボット6の構成の一例について説明する。なお、図5及び図6においては積層栽培棚5の前側に配置される搬送ロボット6を斜視で示しており、X軸正の方向が右、X軸負の方向が左、Y軸正の方向が後、Y軸負の方向が前、Z軸正の方向が上、Z軸負の方向が下に対応する。また、積層栽培棚5の後側に配置される搬送ロボット6については、同じ構成のものをX軸、Y軸のそれぞれの正負方向を逆にしただけであるため、その図示を省略する。
搬送ロボット6は、植物保持具3及び植物2を一のレール4の端部から取り出して搬送し、他のレール4の端部へ押し込んで供給する。図5に示すように、搬送ロボット6は、基台16と、基台16上に設置された門型の支持枠17と、支持枠17に設けられたアクチュエータ30と、ハンド21とを有する。
図6に示すように、ハンド21は、ベース22と、一対のスライダ24と、一対の爪部材25と、駆動ブロック26とを有する。一対のスライダ24は、ベース22の前面下方部でX軸方向に延設された2対のレール部材23に対し、それらの延設方向に沿って摺動自在に嵌合されている。一対の爪部材25は、一対のスライダ24の下端にそれぞれ取り付けられ、X軸方向に略平行に配置されている。駆動ブロック26は、ベース22の前面上方部に設けられ、駆動機構(図示せず)を内蔵している。駆動機構は、例えばエアーコンプレッサ等の圧力源からの流体圧力でスライダ24を駆動し、一対の爪部材25をX軸方向に略平行な姿勢を保持しつつ互いに進退するように開閉させる。一対の爪部材25の先端の爪部28の内側には、植物保持具3の支持部35(後述の図7参照)を支持する溝部28aが形成されている。溝部28aは、Y軸方向から見た形状が支持部35の形状に対応した形状(この例では等脚台形状)となっている。また各溝部28aの内部において当該爪部材25の先端から所定距離の位置に、互いに対向し近接する方向で突出した一対のストッパピン28bが設けられている。なお、図示する例では各ストッパピン28bは円柱形状で形成されているが、他に多角柱形状で形成されてもよい(図示省略)。
次に、図7及び図8を用いて、植物保持具3の構成の一例について説明する。なお、図8(a)は、図7(a)中の矢視VIIIa−VIIIaでの左右方向直交断面を示しており、図8(b)は、図7(a)中の矢視VIIIb−VIIIbでの前後方向直交断面を示している。また、図7及び図8に示す方向は、実際に植物保持具3がレール4に支持されて使用される状態での方向を示す。
次に、図9を用いて、レール4の構成の一例について説明する。なお、図9に示す方向は、レール4が栽培棚5aに設置された状態での方向を示しており、図中では前後方向におけるレール4の直交断面で示している。
上記構成の植物栽培システム1は、播種、育苗、定植の工程を通じ、葉物野菜等の植物2を多数株まとめて大量に栽培することが可能である。その栽培工程では、栽培対象の植物2を1株ごとに植物保持具3で保持し、その植物保持具3をレール部40に沿って移動させることにより各工程段階に応じた環境に移行させて植物2を生育させる。このような植物栽培システム1では、例えば植物保持具3の本体部31に鉛直方向で貫通する穴部(この例の保持筒部32)が形成されており、その穴部の内部に充填された培地50に植物2の種子を播種した状態から生育を開始する。その種子が発芽し、幼根2eが培地50に根付いて穴部を下方へ貫通するとともに、幼芽2fが上方に生育することで最終的に植物保持具3の穴部が植物2の茎2aを外周から囲むように保持する。また上述したように、植物保持具3を支持するレール部40の下方に培養液48を貯留する水槽部47が設けられ、植物2はその培養液48に根2cを浸して吸収することで生育を促進する。
図10は、上記図8(a)中のA部を拡大して示している。この図10において、保持筒部32は、上述したように鉛直方向を軸方向とした内径部39を有し、本体部31を上下方向に貫通した筒形状部である。その上端開口部は本体部31の上面から突出せずに面一の状態で形成され、下端開口部は本体部31の下面から下方に所定の突出寸法t1で突出するよう形成されている。
次に、図12及び図13を参照し、植物保持具3との間の寸法配置関係の観点で見たレール4の端部における詳細な構成について説明する。図12は、レール4の端部における左右方向直交断面、つまり植物保持具3の搬送方向に沿った鉛直断面を表す図である。そのレール4としては、例えば積層栽培棚5のA段に設けられて育苗期間(又は播種期間)の状態にある植物保持具3を支持するレール4であって、特に植物保持具3を取り出す側の搬送方向端部(上記図4中のB部参照)を想定している。また、図13(a)は図12中の矢視XIIIa−XIIIaから見た前後方向直交断面を表しており、図13(b)は図12中の矢視XIIIb−XIIIbから見た前後方向直交断面を表している。なお、図示の煩雑を避けるために植物2の図示は省略している。
t2−Δt≦t1
→t2≦t1+Δt ・・・(式1)
となるよう上辺縁部47dの相対高さ位置(レール支持面45から下方の離間距離)を設定すればよい。このように水槽壁部47cを含めたレール4の設計寸法を設定することで、常に下端開口部39dに対する培養液48の水面との接触状態を確保できる。また給水速度については、培養液48の水位がレール支持面45より高くならないよう適宜調整すればよい。
t1≦t2 ・・・(式2)
となるよう上辺縁部47dの相対高さ位置(レール支持面45から下方の離間距離)を設定すればよい。
以上説明したように、本実施形態の植物栽培システム1は、植物保持具3が、鉛直方向を軸方向とした内径部39で植物2を保持する保持筒部32と、保持筒部32を支持する本体部31と、を有しており、保持筒部32は、その下端開口部39dが本体部31を支持する保持具支持面38より下方に突出している。
2 植物
3 植物保持具
4 レール
5 積層栽培棚
5a 栽培棚
6 搬送ロボット
7 搬入コンベア
8 搬出コンベア
15 光源
21 ハンド
31 本体部
32 保持筒部
33 誘導テーパ部
34 ガイド板部
35 支持部
36 最大幅方向寸法部分
37 平坦面
38 保持具支持面
39 内径部
39a 上端開口部
39b 直筒部
39c 小径部(小口部)
39d 下端開口部
39e 面取り部
40 レール部
45 レール支持面
47 水槽部
47c 水槽壁部
48 培養液
50 培地
Claims (1)
- 栽培対象の植物を保持する植物保持具と、
レール支持面で複数の前記植物保持具を搬送方向に沿って移動可能に支持するよう構成されたレール部と、
前記レール部の下方に配置され、上方が開放されて内部に培養液が貯留される水槽部と、
を有し、
前記植物保持具は、
鉛直方向を軸方向とした内径部で前記植物を保持する保持筒部と、
前記保持筒部を支持する本体部と、
を有し、
前記保持筒部は、
下端開口部が前記本体部を支持する保持具支持面より下方に突出しており、
前記水槽部は、
搬送方向の端部に位置する水槽壁部の上辺縁部が、前記植物保持具において前記保持具支持面から下方に向けた前記下端開口部の突出寸法以上、且つ、当該突出寸法と前記培養液において表面張力により水位が上昇する分の水位上昇寸法との合計寸法以下となる高低差で、前記レール支持面から下方に位置するよう配置されている
ことを特徴とする植物栽培システム。
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