JP6998931B2

JP6998931B2 - 播種装置

Info

Publication number: JP6998931B2
Application number: JP2019230160A
Authority: JP
Inventors: 泰至相佐; 弘樹井波; 尚小野
Original assignee: Tanaka Seimitsu Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tanaka Seimitsu Kogyo Co Ltd
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2022-01-18
Anticipated expiration: 2036-02-26
Also published as: JP2020058372A; JP6637336B2; JP2016163570A

Description

この発明は育苗を行う栽培地へ種を供給する播種装置に関し、特に、栽培地の播種孔に一粒の種を確実に蒔くことのできる、水耕栽培等に使用して好適な播種装置に関する。

特許文献１には図１３に示される様に１粒ずつの種を栽培地の播種孔に蒔くことを課題とする播種装置が開示された。図１３に示される播種装置では、播種本体８１は、真空室８１ａと種吸着板８１ｂと播種補助板８１ｃとから構成されている。種吸着板８１ｂ上に種を入れ、真空装置３１ｄで真空室８１ａを減圧しながら、播種本体８１を左右揺動装置６１および前後揺動装置７１で揺動すると、一粒ずつの種が種吸着板８１ｂの各孔に吸着される。その後、播種本体８１を前後揺動装置７１で１８０°回転し、かつ栽培地２１１を昇降装置２３１を用いて上昇させ、播種補助板８１ｃと栽培地２１１とを近接させる。そして、真空装置３１ｄの作動を停止して、種吸着板８１ｂに吸着されていた種を播種補助板８１ｃを介して栽培地２１１の播種孔の中に落下させる。播種が終ると、播種本体８１は再び１８０°回転されて元の状態に戻され、一方栽培地はコンベア装置２２１により他の位置へ搬送され、新しい栽培地と交換される。

特開２０００－１０６７１６公報

しかしながら、特許文献１に開示された播種装置では、次のような問題があった。すなわち、播種本体８１を左右揺動装置６１および前後揺動装置７１で揺動することによって一粒ずつの種を種吸着板８１ｂの各孔に吸着させるというやり方では、偶然性に依存し、種吸着板８１ｂの各孔に入る種の個数は一粒となったり複数個となったりする可能性があり、種吸着板８１ｂの各孔に１粒ずつ種を確実に供給することが現実には難しく、確実性がないという問題があった。
そのためその対策としてサイズの異なる多数の種を予めコーティングして均一な球状にするという処理が必要であった。しかしその様な事前処理を行うこと自体生産性を低下させる要因であった。

本発明は、以上の従来技術における問題に鑑み、１粒ずつの種を効率よく確実に栽培地の播種孔に蒔くことのできる播種装置を提供することにある。

すなわち本発明の播種装置は、栽培地に開けられた複数の孔の中に播種するための播種装置であって、接種アームと、前記接種アームに種を吸着させるための吸着手段と、前記接種アームに吸着させる種を収納する種供給手段とよりなり、前記種供給手段は種収納容器を備え、前記種収納容器にはその内側に下方から上方にらせん状又は直線状に連続する種搬送ラインが設けられ、前記種搬送ラインには前記接種アームの前記吸着手段によって一粒の種を吸着する種吸着ポイントが設けられ、その種吸着ポイントに種を一粒づつ姿勢制御する種ポケットが設けられることを特徴とする。

本発明の播種装置によれば、種吸着ポイントの種ポケットに種を一粒づつ姿勢制御して前記接種アームによって種を一粒ずつ吸着させることができ、栽培地の孔に一粒ずつの種を入れることができる。

本発明の実施の形態に係る播種装置の全体構成図である。本発明の実施の形態に係る播種装置の他の全体構成図である。本発明の実施の形態に係る播種装置の部分拡大図である。図４（ａ）は本発明の実施の形態に係る播種装置の部分拡大図であり、図４（ｂ）は本発明の実施の形態に係る播種装置の他の部分拡大図であり、図４（ｃ）は本発明の実施の形態に係る播種装置のさらに他の部分拡大図である。本発明の実施の形態に係る播種装置の部分斜視図である。本発明の実施の形態に係る播種装置の一部拡大図である。本発明の実施の形態に係る播種装置を用いた播種プロセスのフローチャートである。本発明の他の実施の形態に係る播種装置の部分斜視図である。本発明の他の実施の形態に係る播種装置の（ａ）他の部分斜視図、（ｂ）部分拡大斜視図である。本発明の他の実施の形態に係る播種装置のさらに他の部分斜視図である。本発明の他の実施の形態に係る播種装置の部分断面図である。（ａ）本発明の他の実施の形態に係る播種装置の部分斜視図、（ｂ）本発明の他の実施の形態に係る播種装置の他の部分斜視図、（ｃ）図１２（ａ）に相当する部分平面図、（ｄ）図１２（ｂ）に相当する部分平面図、（ｅ）本発明の他の実施の形態に係る播種装置の模式説明図である。従来技術の説明図である。

以下に、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。まず、図１、図２を参照して、本発明の全体構成を説明する。

図１、図２に示されるように、種搬送ベース１上に配置される栽培地２に設けられた複数の孔３の中に播種するための播種装置４は、接種アーム５と、接種アーム５に種を吸着させるための吸着手段と、接種アーム５に吸着させる種を収納する種供給手段６とを備える。
接種アーム５は電動アクチュエータ７によって移動される旋回アクチュエータ８で駆動される旋回アーム９を備える。
種供給手段６は種収納容器１０及びその種収納容器１０に付設されるレーザセンサ１１を備える。
図３に示す様に種収納容器１０にはその内側に下方から上方にらせん状に連続して種１２を搬送する種搬送ライン１３が設けられ、種搬送ライン１３の種収納容器１０上部開口部付近には種吸着ポイント１４が設けられる。

本発明の播種装置４では、接種アーム５の吸着手段によって一粒の種１２を吸着する種吸着ポイント１４には種１２を一粒づつ姿勢制御する種ポケット１５が設けられる。
図４（ａ）～（ｃ）に示されるように本実施の形態では種ポケット１５は種搬送ライン１３に沿って種吸着ポイント１４に配設された落下防止ガイド１６及び種搬送ライン１３上に配設される種ポケット形成部材１７によって形成される。この落下防止ガイド１６及び種搬送ライン１３及び種ポケット形成部材１７によって形成される種ポケット１５は例えば０．５ｍｍ厚、１．０ｍｍ幅、３．０ｍｍ長さの種１２を基準として、その近傍の大きさの種１２が収納可能に設定される。

本発明の播種装置４では、この種ポケット１５に同じ向きに姿勢制御して収納された一粒の種１２のみが栽培地２の予め設定された孔３に運ばれて収納される。例えば０．５ｍｍ厚、１．０ｍｍ幅、３．０ｍｍ長さの種１２を基準として、その近傍の大きさの種１２が選別されて播種される。
この種ポケット１５を形成する落下防止ガイド１６及び種ポケット形成部材１７は着脱可能に、かつ位置修正可能にされて、異なる大きさや形状の落下防止ガイド１６及び種ポケット形成部材１７を種吸着ポイント１４に装着することによって、異なる品種の種１２の播種を行うことができるように可変とされている。

図５に示す様に種収納容器１０は捩り振動手段としての捩り振動パーツフィーダ１８を用いてなり、この捩り振動パーツフィーダ１８を用いてなる種収納容器１０が捩り振動することによって、種搬送ライン１３上を播種の対象となる種１２が搬送される。
この捩り振動パーツフィーダ１８は、基台１９上に板バネ２０が傾斜配置され、この板バネ２０の上端側に振動パーツフィーダ１８すなわち種収納容器１０の下端側が接続されている。板バネ２０は種収納容器１０の周方向に沿って同じ向きへ傾斜するようにして複数箇所に設けられている。これら板バネ２０に近接配置される電磁石（図示せず）を交流駆動することにより、基台１９に対して種収納容器１０に捩り振動が発生する。この振動により、種収納容器１０内に投入された種１２は、種収納容器１０の側壁１０ａの内側に形成された螺旋トラックである種搬送ライン１３を伝って上方（矢印２１の向き）へ送られる。

図３に示す様に種搬送ライン１３はだんだん狭くなるように形成されて、その結果、その種搬送ライン１３に沿う線上の距離で種吸着ポイント１４に近い位置Ａと遠い位置Ｂの２点の関係で、近い位置Ａの種搬送ライン１３の幅が遠い位置Ｂの種搬送ライン１３の幅よりも狭い２点ABを備え、近い位置Ａでは種搬送ライン１３は播種対象となる種１２の１粒大程度の幅にされている。
播種の対象となる種１２は同一品種であってもそのサイズは均一ではない。しかし栽培地２の予め設定された孔３には可能な限り均一な種１２を選別して播種する必要がある。
本実施の形態の播種装置４では近い位置Ａの種搬送ライン１３の幅が遠い位置Ｂの種搬送ライン１３の幅よりも狭い２点を備える結果、近い位置Ａを通過することができる大きさの種１２のみが播種の対象となる。また、これにより種の方向が一定となり、１粒のみが、種ポケットに収納される（＝１粒づつ姿勢制御する）ので、吸着パッドが十分密着できない部分を吸着したり、複数粒同時に吸着する事がないので、確実に吸着する事ができる。
更に、吸着パッドは先端をゴム材としたり、又はゴム、スプリングなどを介して固定することにより、種に弾性的に接触するようにすることで、種の大きさが選別後にわずかにばらついたとしても、確実に吸着することができる。

この種搬送ライン１３は可変部材２２の位置を調整することによって幅が可変とされる。これにより近い位置Ａを通過することができる種１２の大きさを変更して異なる品種の種１２の選別を行うことが可能となる。
接種アーム５の吸着手段である種吸着先端パッド２３は減圧吸引及び空気吹き出し可能にされてなる。これにより、種吸着先端パッド２３による減圧時の圧力で種１２の有無、種別、適否を検知する検知手段が構成される。すなわち種吸着先端パッド２３による減圧吸引時に検知される圧力が過剰な場合には、種１２がない又は種１２が小さい若しくは欠損している場合であることが判別される。また種ポケット１５に収納された種１２が小さい種で種吸着先端パッド２３に吸着できない場合もある。その様な場合には種吸着先端パッド２３から空気を吹き出すことによって種ポケット１５を掃除し、空にして種吸着先端パッド２３はスタンバイ位置に戻る。

レーザセンサ１１は捩り振動パーツフィーダ１８による加振のタイミングを検知するために種吸着ポイント１４にレーザーを照射し、種吸着ポイント１４からの反射レーザー光検知する。
このレーザセンサ１１におけるレーザー光照射反射量検知結果に基づき種吸着ポイント１４における種１２の有無が判別され、種吸着ポイント１４に種１２がないタイミングで捩り振動パーツフィーダ１８による加振が行われ、種搬送ライン１３上を種１２が送給される。

以上の本発明の播種装置４を用いた播種プロセスについて図７のフローチャートを用いて説明する。
種１２が供給された種収納容器１０は、捩り振動し、それによってらせん状の種搬送ライン１３上を種１２が搬送され、種吸着ポイント１４（種ポケット１５）へと種１２を到達させる。
播種装置４の種吸着ポイント１４には常時、レーザセンサ１１からレーザーが照射され、レーザセンサ１１におけるレーザー光照射反射量検知結果の数値が一定以上か否かの判断が行われる。これは具体的には照射された照射量とレーザセンサ１１における反射量検知結果から検知した反射量との差を用いることによって行う。

前記演算によって得られた値が定めた値以下であった場合には、種収納容器１０は捩り振動パーツフィーダ１８により加振を行い、種１２を搬送して、再び種１２を種吸着ポイント１４へ到達させる。
得られた値が定めた値以上であった場合には、播種装置４は、接種アーム５に取り付けられた種吸着先端パッド２３を下降させる。
そして、種吸着ポイント１４まで下げられた種吸着先端パッド２３によって減圧吸引することで、種１２を吸着させて、吸引圧が一定範囲にあるか否かの判断を行う。これは具体的には、あらかじめ定めておいた所望の種１２を吸着させたときの吸引圧と、減圧吸引した結果、得られた吸引圧とを比較することにより行う。
前記吸引圧が一定範囲にない場合には、種吸着先端パッド２３から空気を吹き出し、種ポケット１５部分を空にして、接種アーム５を上昇させスタンバイ位置へと戻る。そして、種吸着ポイント１４へ再び、種１２を到達させた後、同様の判断を行う。
前記吸引圧が一定範囲にある場合には、接種アーム５は旋回して、種１２を栽培地の予め設定された孔３の位置へ運び、孔３へ種１２を投入する。

以下に、図８～図１２を参照して、本発明の他の実施の形態を詳細に説明する。図８、図９に示す様に本実施の形態では種収納容器１０は種搬送ライン部品１３ａに、種搬送ライン部品１３ａとは別体の可変部材２２ａを組み付けて形成される。
この様に種搬送ライン部品１３ａと可変部材２２ａとを組み付けた状態で、種ポケット１５までの種搬送ライン１３は、種１２の下面を支えて種１２を搬送する載置面１３ｂは種搬送ライン部品１３ａによって形成され、種搬送ライン１３に沿って種１２の側部を支える側壁面２２ｂが可変部材２２ａによって形成される。したがって同一の種搬送ライン部品１３ａを用いて、可変部材２２ａの形状・寸法を種々設定することによって多様な種類の種１２の選別搬送を可能にすることができる。
図１０、図１１に示す様に種搬送ライン部品１３ａは例えばアルミ合金を用いてそれ自体は一体構造を有する。一方、図１２（ａ）～（ｄ）に示す様に可変部材２２ａは種の種類、必要な種の大きさ等の仕様に応じて樹脂を用いて例えば３Ｄプリンタによって造型される。

図１２（ａ）（ｃ）に示す可変部材２２ａは狭小な種の搬送ライン１３を形成する形状を有し、寸法の小さな種を均一に取り扱うことを可能とされている。また図１２（ｂ）（ｄ）に示す可変部材２２ａは比較的幅の大きな種の搬送ライン１３を形成する形状を有し、寸法の大きな種を均一に取り扱うことを可能とされている。

図１２（ｅ）に示す様に２個の種１２ａ、１２ｂが偶発的に積層された状態で種搬送ライン１３上を搬送されるということが生じることがたびたびあることが経験的に明らかにされた。この種の重なりは、種の大小に関わりなく発生する。この場合に、種搬送ライン１３に選別すべき種１２ｂの大きさに対応した位置に小型種トラップ１３ｄを設けることによって、小型種トラップ１３ｄの下を搬送される種１２ｂと種１２ａとが区別され、小型種トラップ１３ｄの上を搬送される種１２ａは種収納容器１０が捩り振動することによって振り落とされ、小型種トラップ１３ｄの下を搬送される種１２ｂが選別すべき種として選別される。

この種トラップ１３ｄは側壁面２２ｂから載置面１３ｂ上方に突出する態様で可変部材２２ａと一体に形成され、したがって種トラップ１３ｄは種搬送ライン１３に沿って、種搬送ライン１３の載置面１３ｂ上方にＴ＜Ｓ＜２Ｔとなる位置に設けられる。
Ｔ：選別すべき種１２ｂの厚さ
Ｓ：種搬送ライン１３の種載置面と種トラップ１３ｄ下面との間隔

４・・・播種装置、１２・・・種、１０・・・種収納容器、１３・・・種搬送ライン、１４・・・種吸着ポイント、１５・・・種ポケット、１１・・・レーザセンサ、１８・・・捩り振動パーツフィーダ、５・・・接種アーム、２３・・・種吸着先端パッド、３・・・孔。

Claims

栽培地に開けられた複数の孔の中に播種するための播種装置であって、接種アームと、前記接種アームに種を吸着させるための吸着手段と、前記接種アームに吸着させる種を収納する種供給手段とよりなり、前記種供給手段は種収納容器を備え、前記種収納容器に設けられた種搬送ラインには前記接種アームの前記吸着手段によって一粒の種を吸着する種吸着ポイントが設けられると共に前記種吸着ポイントに種を一粒づつ姿勢制御する種ポケットが設けられ、前記種ポケットは、前記種搬送ラインに沿って前記種吸着ポイントに配設された落下防止ガイド及び前記種搬送ライン上に配設される種ポケット形成部材によって形成され、この種ポケットは、前記落下防止ガイド及び前記種ポケット形成部材が着脱可能及び位置修正可能にされて可変にされてなることを特徴とする播種装置。
栽培地に開けられた複数の孔の中に播種するための播種装置であって、接種アームと、前記接種アームに種を吸着させるための吸着手段と、前記接種アームに吸着させる種を収納する種供給手段とよりなり、前記種供給手段は種収納容器を備え、前記種収納容器にはその内側に下方から上方にらせん状又は直線状に連続する種搬送ラインが設けられ、前記種搬送ラインには前記接種アームの前記吸着手段によって一粒の種を吸着する種吸着ポイントが設けられると共に前記種吸着ポイントには種を一粒づつ姿勢制御する種ポケットが設けられ、前記種ポケットは、前記種搬送ラインに沿って前記種吸着ポイントに配設された落下防止ガイド及び前記種搬送ライン上に配設される種ポケット形成部材によって形成され、この種ポケットは、前記落下防止ガイド及び前記種ポケット形成部材が着脱可能及び位置修正可能にされて可変にされてなることを特徴とする播種装置。
種搬送ラインに沿って、種搬送ライン上方にＴ＜Ｓ＜２Ｔとなる位置に種トラップを設けることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の播種装置。
Ｔ：選別すべき種１２ｂの厚さ
Ｓ：種搬送ライン１３の種載置面と種トラップ１３ｄ下面との間隔