JP7405396B2 - 移植装置 - Google Patents

Description

本発明は、移植装置に関する。

近年、屋内等のコントロールされた環境下に植物を育成する植物工場が発展を遂げており、安全で安定的な食料の供給、環境の保全が期待されている。植物工場において利用される各種装置も更なる発展、改良が期待されている。特許文献１は苗床把持ユニット、特許文献２は移植ハンドを開示している。特許文献３は、栽培トレイから植物株を個別に把持移動可能なハンドリング機構を備えた植物栽培装置を開示している。

特開２０１６－００７６８６号公報 特開２０１８－０６８２３４号公報 特開２０１２－１２０４５５号公報

従来から提供されている各種装置は、一般的に構造及び動作が複雑であり、装置の製造コスト及び植物の育成コストの上昇等を招くとともに、その動作が植物の苗に悪影響を及ぼす懸念がある。

本発明は、簡易な構成でありながら、効率的に苗を育成するのに寄与し得る技術に関する。

本発明の一態様は、苗が植え付けられた苗床片を移植する移植装置であって、苗床片を保持する保持部と、前記保持部から露出した前記苗床片の一部を、両側から圧縮しながら把持する把持装置と、把持された前記一部の側から前記苗床片を押圧して当該苗床片を前記保持部から押し出す押出装置と、を備える。

本発明の一態様において、前記把持装置は、前記保持部の下面から露出した前記一部を把持し、前記押出装置は、前記保持部の下方から前記苗床片を押圧する。

本発明の一態様において、前記把持装置は、前記苗床片の二つの側面を近づけるように挟み込む、対向した一組の把持爪を有する。

本発明の一態様において、前記把持爪は、前記側面に接触する円弧形状の接触面を有する。

本発明の一態様において、前記押出装置は、前記苗床片の下面を押圧する複数の長尺状の棒状部材を有する。

本発明の一態様において、前記保持部から押し出された前記苗床片を把持して取り出す取出し装置と、前記取出し装置を駆動して前記苗床片を別の場所に移動させる移動装置と、を更に備える。

本発明によれば、把持装置が保持部から露出した苗床片の一部を圧縮し、当該一部の側から苗床片を押圧して苗床片を押し出すため、苗床片を保持部から円滑に押し出すことができ、移植作業の効率が悪化するのを防止することができる。

図１は、本発明に係る移植装置の一実施形態の斜視図。 図２は、図１に示した移植装置の正面図。 図３は、図１に示した移植装置の上面図。 図４は、押出し装置の斜視図。 図５は、図４の押出し装置の正面図。 図６は、図４の押出し装置の上面図。 図７は、第１工程における把持装置を斜め下から見た斜視図。 図８は、第２工程における把持装置を斜め下から見た斜視図。 図９は、図８の工程における把持装置を下面から見た下面図。 図１０は、第３工程における把持装置を斜め下から見た斜視図。 図１１は、図１０の工程における把持装置を下面から見た下面図。 図１２は、他の押出し装置の斜視図。 図１３は、図１２の押出し装置の正面図。 図１４は、図１２の押出し装置の上面図。

以下、図面を用いて、本発明に移植装置の具体的な実施の形態について詳述する。

図１は、本発明に係る移植装置の一実施形態の斜視図を示している。図２は、図１の移植装置の正面図、図３は、図１の移植装置の上面図を示している。本実施形態の移植装置１は、環境がコントロールされた植物工場などの設備において植物を育成するため、所定の栽培用パネル（第１の栽培用パネル）に埋め込まれた複数の植物の苗を、さらに苗の間隔を広げた他の栽培用パネル（第２の栽培用パネル）に移植するための装置である。

すなわち、第１の栽培用パネルにおいて苗が成長するにつれ、苗同士の間隔が十分でなくなるため苗の育成に支障が生じ得る。そこで、第１の栽培用パネルにおいて苗を植える穴の間隔よりも広い穴の間隔を有する第２の栽培用パネルを用意し、第１の栽培用パネルから第２の栽培用パネルへ苗を移し替える、すなわち移植する必要がある。

実施形態の移植装置１は、フレーム２と、動力装置３と、押出装置４と、引込装置５と、苗床片の保持部を有する苗保持装置６と、取出し装置７と、移動装置８と、操作パネル９とを備える。フレーム２は移植装置１の全体の骨格を構成し、実際の使用状態では中身を覆うパネルが設置される。本図は中身を見せるためパネルを取り外した状態を示している。動力装置３は、移植装置１を駆動させるための動力（電力）を供給する。

押出装置４は、後述する苗保持装置６に保持された苗床片Ｃ（図３等参照）を上方に押し出すための装置である。引込装置５は、苗保持装置６に保持された苗床片Ｃを下方に引き込むための装置である。取出し装置７は、押出装置４によって苗保持装置６から押し出された苗床片Ｃを把持して引き上げながら取り出すための装置である。移動装置８は、取出し装置７によって取り出された苗床片Ｃを図３の矢印Ａ方向に移動させるための装置である。操作パネル９は操作者が移植装置１操作するための装置である。

苗床片Ｃは個別の苗が埋め込まれた片であり、種が植え込まれた図示せぬ苗床シートを分割することにより作成されるものである。一般的に、苗床シートから分割された個別の苗床片Ｃは、図示せぬ第１の栽培用パネルの穴に配置され、種が発芽し、苗が所定の大きさになるまで育成する。ここで言う第１の栽培用パネルの穴に配置された苗床片は、本例では苗保持装置６の第１の保持部６２（図７等参照）に保持された苗床片Ｃに相当する。苗床シート、苗床片は、例えばポリウレタンフォーム等により構成されたものが用いられるが、特にその種類は限定されない。

第１の保持部６２に保持された苗床片Ｃは、取出し装置７によって引き上げられ、移動装置８が、矢印Ａ方向（図３）に苗保持装置６とともに苗床片Ｃを動かし、苗保持装置６の第２の保持部６４（図３参照）に載置する。第２の保持部６４は、苗床片Ｃを新たに配置する第２の栽培用パネルに設けられた穴に相当する。すなわち、本例では、苗保持装置６の両端の第１の保持部６２、第２の保持部６４が、実用上使用される第１の栽培用パネルの穴と第２の栽培用パネルの穴に相当する。これらのパネルは本例での移植装置１では使用されていない。すなわち、移植装置１は試験用の装置（プロトタイプ）であるとも言えるが、後述する通り、本発明のポイントは本例においても盛り込まれている。

移植装置１の各種部材はステンレス等の金属よって構成されるが、その材料は特に限定されない。また各種部材の構造、形状、位置関係なども特に限定されるものではない。

図４～６は、苗保持装置６の下方に配置された押出装置４を示す。押出装置４は、後述するように把持装置１０によって把持された苗床片Ｃの一部（図７～図１１参照）の側から苗床片Ｃを押圧して、苗床片Ｃを第１の保持部６２から押し出す。本例では、把持装置１０は、第１の保持部６２の下面から露出した一部を把持し、押出装置４は、第１の保持部６２の下方から苗床片Ｃを押圧することにより、苗床片Ｃを上方へ移動させる。

押出装置４は、駆動部４１と、支持部４３と、苗床片Ｃの下面を押圧する複数の長尺状の棒状部材４５を有する。駆動部４１は支持部４３、棒状部材４５を上下方向に駆動する。支持部４３は棒状部材４５の根元を支持する。棒状部材４５は、上昇時にその先端が苗床片Ｃの下面に接触して、苗床片Ｃを上方に押圧する。

図７～図１１は、苗保持装置６の下方に配置された把持装置１０を示す。把持装置１０は、苗保持装置６の保持部（第１の保持部６２）から露出した苗床片Ｃの一部を、両側から圧縮しながら把持する役割を果たす。本例では、把持装置１０は、第１の保持部６２の下面から露出した苗床片Ｃの一部を両側から把持する。

把持装置１０は、把持爪駆動部１１と、対向した一組の把持爪１３を有しており、把持爪駆動部１１は一組の把持爪１３を接近または離間させるように駆動する。一組の把持爪１３が苗床片Ｃの両側から互いに接近することにより苗床片Ｃを挟み込むが、このとき苗床片Ｃを圧縮し、二つの側面を近づけ、苗床片Ｃを径方向に縮める。

図７は、第１工程における把持装置１０を示し、この状態では、把持装置１０の把持爪１３は苗床片Ｃの下面から離れている。図８、図９は、第２工程における把持装置１０を示しており、図７の状態から把持爪駆動部１１、把持爪１３が上方に移動し、把持爪１３が苗保持装置６の下面に隣接している。

図１０、図１１は、第３工程における把持装置１０を示し、図８、図９の状態から、把持爪駆動部１１が一組の把持爪１３を駆動し、第１の保持部６２の下面から露出した苗床片Ｃの一部を両側から把持する。一組の把持爪１３が苗床片Ｃの両側から互いに接近することにより苗床片Ｃを挟み込むが、このとき苗床片Ｃを圧縮し、二つの側面を近づけ、苗床片Ｃを径方向に縮める。

把持爪１３は、苗床片Ｃの側面に接触する円弧形状の接触面１３ａを有する。苗床片Ｃの圧縮時に二つの接触面１３ａが近づくことにより、苗床片Ｃの断面が略円形状となって、断面の径方向に縮む。この状態で図１０の破線で示すように、駆動部４１によって矢印Ｂ方向に上昇した棒状部材４５の先端が苗床片Ｃの下面に接触して、苗床片Ｃを上方に押圧する。

ポリウレタンフォーム等の弾性のある素材により構成された苗床片Ｃは穴により形成された第１の保持部６２に挿入されており、挿入された部分は断面の径方向に押圧され縮んでいる。一方、苗床片Ｃの第１の保持部６２から露出した部分は径方向に拡がる傾向を示す。苗床片Ｃが把持爪１３により圧縮されていない場合、たとえ押出装置４が第１の保持部６２の下方から苗床片Ｃを押圧しても、拡がった部分が第１の保持部６２と干渉し、苗床片Ｃを円滑に上方へ移動させることが困難となり、円滑な移植作業が妨げられる可能性がある。

本実施形態では、図１０、図１１に示すように第１の保持部６２の下面から露出した苗床片Ｃの部分が把持装置１０によって径方向に圧縮されており、第１の保持部６２を形成する穴の径に近い大きさとなっている。このため、押出装置４が第１の保持部６２の下方から苗床片Ｃを押圧した時、苗床片Ｃを第１の保持部６２から円滑に押し出すことができ、移植作業の効率が悪化するのを防止することができる。

特に本実施形態では、苗床片Ｃの圧縮時に二つの接触面１３ａが近づくことにより、苗床片Ｃの断面が略円形状となって、断面の径方向に縮む。第１の保持部６２は栽培用パネルの穴に相当する部分であり、栽培用パネルの穴は円形状に形成されたものが多い。二つの接触面１３ａの作用により、苗床片Ｃの断面が一般的な栽培用パネルの穴と同じ略円形状となるため、苗床片を栽培用パネルの穴から押し出す場合も、円滑に押し出すことができる。ただし、把持装置１０、把持爪１３等の形状、位置等は特に限定されない。

更に移植装置１は、図７～図１１の工程の後に第１の保持部６２から押し出された苗床片Ｃを把持して取り出す取出し装置７と、取出し装置７を駆動して苗床片Ｃを別の場所に移動させる移動装置８とを備えている。取出し装置７は、レール形状の移動装置８に水平移動可能に支持されている。取出し装置７は苗保持装置６の上方に配置され、取出し爪７１を有している（図２、図３参照）。取出し爪７１は第１の保持部６２から押し出された苗床片Ｃの両側を把持して上方に取り出す。苗床片Ｃを取り出した後、移動装置８が駆動し、苗床片Ｃを把持した取出し装置７を図３の矢印Ａ方向に移動させ、上述した別の場所である第２の保持部６４の位置まで苗床片Ｃを移動させる。

この後、苗保持装置６の下方に配置された引込装置５が上方に移動し、第２の保持部６４を通過して苗床片Ｃを把持し、下方に引き込んで苗床片Ｃを第２の保持部６４に配置する。引込装置５はクランプピンの形状を有しているが、その形状は特に限定されない。

第２の保持部６４は、苗床片Ｃを新たに配置する第２の栽培用パネルに設けられた穴に相当する。上述した一連の作業により、移植装置１は苗床片Ｃを第１の保持部６２から第２の保持部６４へ移植する。この作業は、実用場面では苗床片Ｃを第１の栽培用パネルの穴から第２の栽培用パネルの穴へ移植する作業に相当する。本例の移植装置１は試験に用いることを主眼としているため、苗保持装置６を用いているが、説明した一連の構成は実用の移植装置においても利用することができる。すなわち、移植装置１は、苗床片Ｃを第１の保持部６２に相当する穴が複数配列された栽培用パネル（第１の栽培用パネル）から第２の保持部６４に相当する穴が複数配列された栽培用パネル（第２の栽培用パネル）に移植する作業に適用可能であることは言うまでもない。

図１２～図１４は、押出装置４の他の例を示す。図４～図６の押出装置は、６本の単純な棒状形態の棒状部材４５を有しているが、図１２～図１４の押出装置４は、断面半円形状の２本の棒状部材４７を有している。ただし、押出装置４、棒状部材等の形状、位置等は特に限定されない。

上述の説明では、移植装置１は、ある程度育成した植物の苗の苗床片を、一つの栽培用パネル（第１の栽培用パネル）から他の栽培用パネル（第２の栽培用パネル）に移し替える作業に用いている。しかしながら、移植装置１はこのような作業のみならず、最初に種が植え込まれたウレタンフォームの如き苗床シートから分割された苗床片を、栽培用パネルに移し替える作業にも利用され、本明細書における「移植」はこのような２つの作業を含む意味である。

尚、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。

本発明によれば、苗床片を保持部から円滑に押し出すことができる移植装置が提供され、移植作業の効率が悪化するのを防止することができるため、移植装置の利用が促進される。

１ 移植装置
２ フレーム
３ 動力装置
４ 押出装置
５ 引込装置
６ 苗保持装置
７ 取出し装置
８ 移動装置
９ 操作パネル
１０ 把持装置
１１ 把持爪駆動部
１３ 把持爪
１３ａ 接触面
４１ 駆動部
４３ 支持部
４５ 棒状部材
４７ 棒状部材
６２ 第１の保持部
６４ 第２の保持部
７１ 取出し爪

Claims (6)

1. 苗が植え付けられた苗床片を移植する移植装置であって、
   苗床片を保持する保持部と、
   前記保持部から露出した前記苗床片の一部を、両側から圧縮しながら把持する把持装置と、
   把持された前記一部の側から前記苗床片を押圧して当該苗床片を前記保持部から押し出す押出装置と、
   を備える移植装置。
2. 請求項１に記載の移植装置であって、
   前記把持装置は、前記保持部の下面から露出した前記一部を把持し、
   前記押出装置は、前記保持部の下方から前記苗床片を押圧する、
   移植装置。
3. 請求項１または２に記載の移植装置であって、
   前記把持装置は、前記苗床片の二つの側面を近づけるように挟み込む、対向した一組の把持爪を有する、
   移植装置。
4. 請求項３に記載の移植装置であって、
   前記把持爪は、前記側面に接触する円弧形状の接触面を有する、
   移植装置。
5. 請求項２に記載の移植装置であって、
   前記押出装置は、前記苗床片の下面を押圧する複数の長尺状の棒状部材を有する、
   移植装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載の移植装置であって、
   前記保持部から押し出された前記苗床片を把持して取り出す取出し装置と、
   前記取出し装置を駆動して前記苗床片を別の場所に移動させる移動装置と、
   を更に備える移植装置。

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