JPH0343020A - 芝生生育環境制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は芝生生育環境制御装置に関し、とくにコルフ場
・テニスコート・競技場等のスポーツ施設、工場構内の
造園部分、公園、ビル屋上等の芝生の維持管理とそれら
設備の緑化に適する芝生生育環境制御装置に関する。

【従来の技術】

芝生は土壌や空気等の環境条件の変化に対して鋭敏に反
応し、生育条件が一定の範囲から外れると葉を緑色に保
つことが出来ない。一般に四季を通じて芝の葉を緑色に
維持するのは困難である。 従来は芝の葉を枯れさせる様な環境の変化を緩和するこ
とができなかったが、それは自然環境の変化に常時追随
する様な屋外人工環境を作るのが実際上不可能であるこ
と、芝生の管理が管理者の経験に頼っていること、自然
環境の変化を緩和する適当な緩和手段がないことなどに
よる。

【発明が解決しようとする課題】

従来の芝生管理技術には、ｕｌに四季を通じて緑色に維
持することが困難であるだけでなく、熟練管理者に依存
しているので管理者の養成に長年月を要し、さらに予期
し得なかった自然条件の発生や人為的誤りの虞があるの
で信頼性の高い管理をするのは必ずしも容易ではない等
の欠点があった。 これらの欠点を一定限度内で解決することは自動化によ
って可能であると期待されるが、信頼性の高い自動式の
芝生生育環境制御装置は未だに実現されていない。 従って、本発明の目的は信頼性が高い自動式芝生生育環
境制御装置を提供するにある。

【課題を解決するための手段】

第１図の実施例を参照するに、本発明による芝生生育環
境制御装置は、芝生生育環境の諸元を測定する測定器に
結合された測定手段６０、前記諸元を操作量だけ変化さ
せる操作手段、前記諸元の目標値を設定する設定手段７
０、及び前記測定手段からの測定値と前記設定手段の設
定値との差に基づき芝生生育に最適な前記諸元の操作量
に相当する出力信号を算出する制御手段８０を備え、前
記制御手段８０の出力信号に応じて前記操作手段を操作
してなる構成を用いる。 ここに諸元とは大気、土壌、芝等の物理量や化学量その
他の変化する量をいう。第１図の実施例における測定手
段６０の場合には、芝生の状態を測定するための色彩色
差計・葉緑素計・放射温度計、大気及び気象条件を測定
するための日射計・温度計・湿度計・風向風速計・雨量
計、並びに土壌状態を測定するための温度計・水分計・
水素イオン濃度ｐＨ計・抵抗計等により芝生生育環境の
諸元を測定し、測定結果を測定手段６０の出力とする。 この実施例の操作手段には、土壌加熱・冷却装置７１、
人工投光装置７２、送風装置７３、散水装置７４、及び
施肥装置７５が設けられる。また制御手段８０は、コン
ピュータ５０、土壌加熱・冷却用熱交換ｆｆ１Ｑの算出
回路５１、照射方向Ｓ・照射ｆｆ１Ｌの算出回路５２、
送風量Ｖ・方向Ｒの算出回路５３、散水ｆｆ１ｌ・範囲
Ａの算出回路５４、及び施肥ｆｆ１Ｂの算出回路５５を
有する。上記算出回路５１−５５はコンピュータ５０の
ソフトウェアによって構成することができる。

【作用】

第３図の流れ図を参照して作用を説明する。制御が開始
されるとステップａで設定手段７０上に芝生生育環境の
諸元の目標値を設定する。設定される目標値の種類は測
定手段６０に結合された測定器の種類に対応する。ステ
ップｂで制御手段８ｏ上に管理目標値と実測値との許容
偏差ΔＡｉを入力する。 好ましくは、許容偏差ΔＡｉをコンピュータ５０のメモ
リーに書込む。次に、ステップｃＳｄ、及びｅにおいて
土壌に関する諸元の測定値、大気に関する諸元の測定値
、及び芝に関する諸元の測定値をそれぞれ制御手段８０
に入力する。制御手段８ｏはステップｆにおいて各諸元
測定値と上記管理目標値との偏差ΔＮｉを計算する。 制御手段８０はステップｇにおいて上記各諸元測定値の
管理目標値からの偏差ΔＮｉが上記許容偏差ΔＡｉを超
えているか否かを判断する。例えば土壌温度の測定値が
その管理目標値から許容偏差以上離れている場合には、
制御がステップｈに進み、算出回路５１によりその検出
された土壌温度偏差を緩和するのに最適な土壌加熱・冷
却熱ｆｆ１Ｑを算出する。ステップｉでその熱ｆｆ１Ｑ
に相当する信号を土壌加熱・冷却装置７１に加え土壌に
対して熱量Ｑの授受を行なう。 上記最適熱ＵｔＱの決定は、従来管理者の長年の経験に
頼ってなされていた。上記構成の本発明によれば、制御
手段８０により、必要に応じ熟練者の経験知識及び他の
諸元の測定値をも総合的に考慮した手法を以て合理的に
しかも短時間で自動的に上記最適熱ｆｆ１Ｑを定めるこ
とができる。さらに土壌加熱・冷却装置７１は、測定手
段６０及び制御手段８０のフィードバック制御下におい
て上記最適熱量Ｑの授受を確実に行ない土壌温度を所要
の目標値に保つ。即ち、高信頼度を有する土壌温度の自
動制御が実現される。 芝生の過熱・土壌水分の過剰その他の制御手段８０に予
め組込んだ所定条件が検出された場合には、制御がステ
ップｊＳｋに進み送風ｆｆ１Ｖ及び送風方向Ｒの最適値
を算出回路５３によって算出する。ステップｍでその送
ｆｆ１ｆｆｉＶ及び送風方向Ｒに相当する信号を送風装
置７３に加え、芝生表面に所用の風量・風速で送風し、
芝温度や土壌水分その他所窓の芝生生育環境を自動的に
最適に保つ。 土壌の乾燥・芝生の肥料不足その他の制御手段８０に予
め組込んだ所定条件が検出された場合には、制御がステ
ップｎ、ｏ、ｐに進み放水Ｑｌ及び散水範囲への最適値
を算出回路５４によって算出すると共に施肥量Ｂの最適
値を算出回路５４．５５によって算出する。ステップｑ
でその散水量１１散水範囲Ａ１及び施肥ｆｆ１Ｂに相当
する信号を散水装置７４及び施肥装置７５に加え土壌へ
の給水及び芝生への施肥を行ない、土壌の水分や芝生の
栄養その他所定の芝生生育環境を自動的に最適に保つ。 日照不足その他の制御手段８０に予め組込んだ所定条件
が検出された場合には、制御がステップｒ及びＳに進み
人工照射量Ｓ及び人工照射方向りの最適値を算出回路５
２によって算出する。ステップｔでその人工照射量Ｓ及
び人工照射方向りに相当する信号を人工投光装置７２に
加えて人工投光、例えば人工太陽光の照射を行ない、日
照その他所定の芝生生育環境を自動的に最適に保つ。 図示例では必要に応じ許容偏差ΔＡｉの変更をステップ
Ｕで行ない、制御の中断をステップＶで行なう。 以上の説明では芝生生育環境に対する操作として土壌の
加熱・冷却、送風、散水、施肥、人工投光を用いたが、
本発明はこれらの操作に限定されるものではない。また
第３図の流れ図では上記の操作が順次行なわれるとして
いるが、所定の芝生生育環境条件が発生する毎に各種操
作を選択的に個別に行なうようにしてもよい。 こうして本発明の目的である「信頼性が高い自動式芝生
生育環境制御装置」の提供が達成される。

【実施例】

第２図の実施例について説明する。芝４６が生育してい
る土壌の温度、水分量、水素イオン濃度、電気伝導率（
抵抗）を計測するため、土壌内に温度計１、水分計２、
ｐＨ計３、抵抗計４を芝生の被制御面積に応じて適当数
だけ適宜配置する。芝４６の表面の色、葉の葉緑素置、
表面温度等の生育状態を計測するため、色彩色差計６、
葉緑素計７、放射温度計８を芝生に対向させて適宜配置
する。 大気及び気象条件として芝への日射量、芝附近の気温、
雨量、風向、風速等を監視するため、日射計９、温度計
１０、湿度計１１．雨量計１２及び風向風速計１３を適
当に配置する。図示例の計測器１−４及び６−１３は測
定対象の諸元の測定値を電気的出力計測信号として発生
するものとし、それらの計測値信号を制御手段であるコ
ンピュータ５０に入力する。 コンピュータ５０は以下に説明する制御をする能力を有
するものであれば足り、例えば適当なマイクロコンピュ
ータを使用することができる。上記計測器ｌ−４及び６
−１３の出力がアナログ信号である場合には、アナログ
−ディジタル変換回路をコンピュータ５０に設ける。上
記計ｌ１ＩＩＩ器１−４及び６−１３の測定対象である
諸元、例えば温度、水分、湿度等の管理目標値をコンピ
ュータ５０のメモリーに書込んで設定する。 第３図の流れ図を参照して先に説明した方式の制御をす
るプログラムをコンピュータ５０に記憶させる。従って
、芝生の生育環境の上記諸元の各時点における計測値と
予め設定された管理目標値との偏差に基づいて所要の諸
元に対する操作売がコンピュータ５０によって算出され
、それらの操作星に対応する信号が土壌温度′ｌ；制御
對１４、故水景：１：す御盤Ｚ７、施肥星制御盤３２、
送風量４、−制御盤３９及び人工投光量制御盤４２に出
力される。各１，１仰盤は、芝生の管理・保全用の各種
機械を作動させて上記諸元に操作を加える。操作されて
変化した諸元を上記計測器によって絶えず監視してコン
ピュータ５０の制御系にフィードバックする。こうして
芝生生育環境が最適に自動制御される。 図示実施例における諸元操作のための制御装置を説明す
る。 （Ａ）土壌温度制御 芝が生育している土壌の温度は、土壌中に配管した冷媒
送給管２５、冷媒復帰管２６内に流れる冷媒と土壌との
間の熱交換によって制御する。冷媒の一例は蓄熱槽２０
に蓄えられた冷水又は温水であり、熱ポンプ１６で大気
と熱交換を行ない所要温度に維持される。図示例では、
コンピュータ５０において冷媒の温度を選択し、土壌温
度制御盤１４を介して冷媒温度信号が冷媒コントローラ
１５に加えられ、このコントローラ１５が熱ポンプ１６
の運転モード及び−次循環ポンプ１７を制御して冷媒の
’＋ｌｉＥ　＋ｎを、ｉｉｌ　５３する。 土壌加熱・冷却熱ＱＱに相当するコンピュータ５０から
の信号は、土壌温度制御盤１４を介してモータコントロ
ーラ１８に加えられる。このコントローラ１８は二次循
環ポンプ１９の回転数を調節する。その調節により、蓄
熱槽２０から冷媒送給管２５及び冷媒復帰管２６へ送ら
れる冷媒の流量、従って土壌加熱・冷却熱量Ｑが制御さ
れる。両管２５．２６内の冷媒と土壌との間の熱交換に
より土壌の温度がコンピュータ５０に設定された目標値
に保たれる。 交換された熱量は、二次循環ポンプ１９の出口に取付け
られた温度計２３と冷媒復帰管２６の土壌からの出口に
取付けられた温度計２４との間の温度差及び冷媒復帰管
２６上の流量計２１の出力からコンピュータ５０により
算出することができる。この流量に関する信号は、コン
ピュータ５０における上記制御系のフィードバック信号
として使うことができる。 冷媒から土壌へ熱の授受が行なわれているときは、三方
弁２２を矢印（イ）方向に開は冷媒を蓄熱槽２０と土壌
との間に循環させる。上記熱の授受がないときは、三方
弁２２を矢印（ロ）の方向に開き冷媒を蓄熱槽２０を介
することなく両管２５．２Ｇ内で循環させでもよい。 （Ｂ）散水量制御 コンピュータ５０からの散水ｆｆ１ｌと散水範囲へに相
当する信号は、散水量制御盤２７を介して散水ポンプ２
９のモータコントローラ２８に送られる。散水ポンプ２
９は、貯水槽３１内の水を散水用スプリンクラ３８へ送
り芝生に散水する。スプリンクラ３８は設置位置を中心
として３６０６回転しながら全周囲に散水し、その散水
ｍ■はモータコントローラ２８による散水ポンプｚ９の
回転速度調節によって制御される。散水範囲Ａは例えば
散水すべきスプリンクラ３８の位置及び数を選択するこ
とにより制御される。散水系に設けられた流量計３０か
らのフィードバック信号を含むフィードバック制御によ
りコンピュータ５０は散水量■を設定目標値に制御する
。 （Ｃ）施肥量制御 コンピュータ５０からの施肥ｆｆ１Ｂに相当する信号を
受信した施肥量制御盤３２は、モータコントロラ３３を
介して薬液ポンプ３４を作動させ、肥料タンク３６内の
肥料を散水管中に設けられた混合器３７へ送る。散水用
の水と混合器３７で混合された肥料はスプリンクラ３８
より芝へ施肥される。スプリンクラ３８は設置位置を中
心として３６０°回転しながら全周囲に散水するので、
スプリンクラ３８により散布される肥料の施肥ｆｔＢは
、モータコントローラ３３による薬液ポンプ３４の回転
速度調節によって制御される。薬液ポンプ３４の吐出口
に設けられた流量計３５からのフィードバック信号を含
むフィードバック制御によりコンピュータ５０は施肥ｍ
Ｂを設定値に自動制御する。 （Ｄ）送ｆｆ１．ｆｆｉ制御 コンピュータ５０からの送風ｆｆ１Ｖ及び送風方向Ｒに
相当する信号を受信した送風最制御盤３９は、モータコ
ントローラ４０を介して送風機４１を作動させ、芝４６
からなる芝生に沿った空気流を発生させる。 送風機４１を設置位置における中心の回りに３６０゜回
転可能に取付け、送風方向Ｒを送風機４１の向きの調節
により制御する。送風ｍＶは、モータコントローラ４０
による送風機４１の回転速度調節によって制御する。送
風中の送風機４１の向きを変えることにより、送風を続
けながら送風方向Ｒを連続的又は間欠的に変えてもよい
。 （Ｅ）人工投光量制御 コンピュータ５０からの人工照射ｆｉｓ及び人工照射方
向りに相当する信号を受信した人工投光量制御盤４２は
、好ましくは人工太陽光源からなる光源４４へ供給され
る電力を調節することにより照射量Ｓを制御する。光源
４４は、設置位置を中心として３６０°回転できる電動
雲台４３に搭載されるので、雲台４３の向きを調節して
照射方向りを制御することができる。人工投光は、必要
に応じ雲台４３を回転させながら行なってもよい。

【発明の効果】

以上詳細に説明したように本発明の芝生生育環境制御装
置は、芝生生育環境の諸元を測定する測定器に結合され
た測定手段、前記諸元を操作量だけ変化させる操作手段
、前記諸元の目標値を設定する設定手段、及び前記測定
手段からのＩＩＩ＋１定値と前記設定手段の設定値との
差に基づき芝生生育に最適の前記諸元の操作量に相当す
る出力信号を算出する制御手段を備え、前記制御手段の
出力信号に応じて前記操作手段を操作してなる構成を用
いるので次の効果を奏する。 （イ）環境の変化の影響を緩和し、例えば四季を通じて
芝生を緑色に保つことができる。 （ロ）芝生生育環境を快適に保ち、病虫害に対する芝生
の抵抗力を高めることができる。 （ハ）芝生の管理を無人化し省力化を図ることができる
。 （ニ）熟練した管理者の必要性を少なくし経済的な管理
を可能にする。 （ホ）管理の自動化により人為的誤りを未然に防止し管
理の信頼性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は構成を示す図式的ブロック図、第２図は一実施
例の説明図、第３図は動作の流れ図である。 １　、１０．２３．２４・・・温度計、　２・・・水分
計、　３・・・ｐＨ計、　４・・・抵抗計、　６・・・
色彩色差計、　７・・・葉緑素計、　８・・・放射温度
計、　９・・・日射計、１１・・・湿度計、　１２・・
・雨量計、　１３・・・風向風速計、１４・・・土壌温
度制御盤、　１５・・・熱ポンプコントローラ、　１６
・・・熱ポンプ、　　１７・・・−次循環ポンプ、１８
．２８．３３．４０・・・モータコントローラ、　１９
・・・二次循環ポンプ、　２０・・・蓄熱槽、　２１．
３０．３５・・・流量計。 ２２・・・三方弁、　２５・・・冷媒供給管、　２６・
・・冷媒復帰管、　２７・・・散水量制御盤、　２９・
・・散水ポンプ、３１・・・貯水槽、３２・・・施肥量
制御盤、　３４・・・薬液ポンプ、　３６・・・肥料タ
ンク、　３７・・・混合器、　３８・・・スプリンクラ
、　３９・・・送風量制御盤、　４１・・・送風機、　
４２・・・人工投光量制御盤、　４３・・・電動雲台、
４４・・・光源、４６・・・芝、５０・・・コンピュー
タ、６０・・・測定手段、　７０・・・設定手段、　　
７１・・・土壌加熱・冷却装置、　７２・・・人工投光
装置、　７３・・・送風装置、　７４・・・散水装置、
　７５・・・施肥装置、８ｏ・・・制御手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 芝生生育環境の諸元を測定する測定器に結合された測定
   手段、前記諸元を操作量だけ変化させるする操作手段、
   前記諸元の目標値を設定する設定手段、及び前記測定手
   段からの測定値と前記設定手段の設定値との差に基づき
   芝生生育に最適の前記諸元の操作量に相当する出力信号
   を算出する制御手段を備え、前記制御手段の出力信号に
   応じて前記操作手段を操作してなる芝生生育環境制御装
   置。