JPH04341104A

JPH04341104A - 苗の分割移植装置

Info

Publication number: JPH04341104A
Application number: JP11334191A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Konase; 淳木名瀬; Yuichi Ikeda; 裕一池田
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1991-05-17
Filing date: 1991-05-17
Publication date: 1992-11-27

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、植物工場等に
おいて用いられる苗の分割移植装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本出願により特願平２−２２１２７号明
細書に記載されているような苗の分割移植装置が提案さ
れている。この分割移植装置は、レ−ザ光を利用した認
識装置により苗の形状を認識し、認識結果に基づいて苗
の所定の高さの位置に把持機構（グリッパ）及び切断機
構（カッタ）を導く。そして、分割移植装置は把持機構
により苗を把持しながら切断機構を駆動して苗を切断す
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の分割移植装置においては、切断機構は苗を任意
の位置で切断することが可能である。しかし、切断機構
は、苗の延びる方向にかかわらず、予め決められた姿勢
でのみ使用されていた。そして、苗毎に茎の延びる方向
が異なっていても切断機構の姿勢は一定であり、茎の切
断面の角度や大きさにばらつきがあった。このため、移
植の際の着床率を十分に上げることは困難だった。また
、植物の種類が替った場合に切断角度をその植物の種類
毎に変更することはできなかった。

【０００４】つまり、苗を分割移植する場合、切断角度
に応じて切断面積が変る。そして、切断面積が変れば、
苗の組織と培地との接触面積も変る。さらに、この接触
面積の大きさに応じて、分割された苗が新しい培地にな
じむ時間や期間、および、苗にかわわるストレスが変化
する。

【０００５】苗に加わるストレスを小さくするためには
、切断面積を小さくした方がよい。しかし、苗を新しい
培地へ素早くなじませるためには、切断面積をある程度
大きくした方がよい。したがって、苗の着床率を高める
ためには、分割移植される植物の種類毎に切断角度を設
定することが有効である。そして、着床率が最も高くな
るような切断角度を選ぶことが必要である。

【０００６】本発明の目的とするところは、苗の延びる
方向にかかわらず、苗の種類に適した角度で苗を切断で
き、着床率を高めることが可能な苗の分割移植装置を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】上記目的を達
成するために本発明は、植物の苗を分割移植する苗の分
割移植装置において、苗を把持する把持機構と、把持さ
れた苗を切断する切断機構と、把持機構と切断機構とを
少なくとも５自由度で移動させて苗と切断機構との位置
及び姿勢を調節する移動機構と、苗の形状を基にして切
断位置を判断し、この切断位置における苗の伸びる方向
を算出し、切断機構の苗に対する角度が所定の値に保た
れるよう移動機構を制御する制御部とを具備したことに
ある。こうすることによって本発明は、苗の延びる方向
にかかわらず苗の種類に適した角度で苗を切断でき、着
床率を向上できるようにしたことにある。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図４に基づ
いて説明する。

【０００９】図１は本発明の一実施例の要部を示すもの
で、図中の１は苗の分割移植装置である。この移植装置
１は、移動機構としてのロボット２、このロボット２の
先端に設けられた把持機構としてのグリッパ３、および
、このグリッパ３の近傍に設けられた切断機構としての
カッタ４を備えている。

【００１０】ロボット２は順次積載された第１〜第３の
直動部５、６、７を備えている。そして、これら直動部
５〜７により直動機構部８が構成されており、ロボット
２は、各直動部５〜７を互いに直交するｘ、ｙ、ｚの３
軸方向に任意に進退させる。

【００１１】上記直動機構部８の先端には、第１〜第３
の３つの回転部９、１０、１１により構成される回転機
構部１２が連結されている。各回転部９〜１１は順次連
結されており、これらのうち第１の回転部９は直動機構
部８のｙ軸を中心としてα方向に回動する。さらに、第
２の回転部１０は、上記ｙ軸と直交する軸を中心として
β方向に回動し、第３の回転部１１は、第２の回転部の
回転軸と直交する軸を中心としてγ方向に回動する。

【００１２】つまり、ロボット２は６自由度を持ってお
り、回転機構部１２に連結されたグリッパ３とカッタ４
とを６軸方向に位置決めする。そして、グリッパ３とカ
ッタ４とは各直動部５〜７により位置を調節され、回転
部９〜１１により姿勢を調節される。

【００１３】前記グリッパ３は例えばピンセット式のも
のであり、図示しない駆動機構により駆動されて自由に
開閉する。また、前記カッタ４は、グリッパ３の下部に
摺動自在に配置されている。さらに、カッタ４は進退可
能に設けられており、例えばカッタ４の非使用時には後
退して退避する。また、グリッパ３とカッタ４とは、直
動部５〜７および回転部９〜１１の駆動に伴って一体に
移動する。

【００１４】そして、グリッパ３が、例えば図３や図４
に示すように茎１３から側方へ葉１４…を延ばした苗１
５を把持し、カッタ４が苗１５の、グリッパ３により把
持された部分よりも幾分下の部分を切断する。

【００１５】また、ロボット２は制御部１６と接続され
ている。この制御部１６はロボット２を制御するもので
あり、グリッパ３およびカッタ４の位置や姿勢を決定す
るための演算を行えるよう構成されている。グリッパ３
とカッタ４の駆動制御を制御部１６により行うことも可
能である。つぎに、苗の分割移植の手順を説明する。

【００１６】まず、認識装置（図示しない）の認識結果
に基づいて苗１５の茎１３上に切断位置が決められたの
ち、図３に示すように、切断位置Ｐにおける切断角度ψ
が求められる。さらに、切断位置Ｐの座標（ｐｘ　、ｐ
ｙ　、ｐｚ　）と、切断位置Ｐにおける茎１３の単位方
向ベクトル（以下の［数１］に示す）とが求められる。

【００１７】

【数１】このとき、例えば、カッタ４がｘｙ平面内でｙ軸方向に
先端を向けた姿勢を基準として座標の原点が決められる
。

【００１８】カッタ４に固有な座標系が図２に示すよう
にカッタ４の切断部位に設定され、この座標系は以下の
［数２］に示すようにｘ、ｙ、ｚ軸方向に延びる各単位
ベクトルによって表される。

【００１９】

【数２】 α、β、γの各方向に変位するカッタ４の固有の座標系
は、以下の［数３］のように表される。

【００２０】

【数３】

【００２１】茎１２を角度ψで切断することが目的であ
れば、カッタ４の姿勢についての制限が減り、カッタ４
の姿勢の自由度は２で十分であると考えられる。そして
、α＝０とすると、［数３］は以下の［数４］のように
なる。

【００２２】

【数４】

【００２３】ここで、切断角度はψであるため、茎１３
の単位方向ベクトルと、カッタ４の固有の座標系におけ
るｙ軸方向の単位ベクトルとの内積が以下の［数５］の
ように表される。

【００２４】

【数５】したがって、角度βが以下の［数６］ように導かれる。

【００２５】

【数６】

【００２６】また、カッタ４の固有の座標系におけるｘ
軸方向の単位ベクトルを、ｙ軸方向の単位ベクトルと切
断位置Ｐにおける茎１３の単位方向ベクトルとが成す平
面に対して垂直に向けると、以下の［数７］が得られる
。

【００２７】

【数７】そして、［数６］において得られたβを［数７］に代入
すればγを求めることができる。上述のように、角度α
、β、γが求められ、これらの角度α、β、γを基にし
て、ｘ、ｙ、ｚ軸の単位ベクトル（［数２］に記載され
たベクトル）が定まる。

【００２８】また、ロボット２の手首部の座標をＰｗ　
（ｗｘ　、ｗｙ　、ｗｚ　）とすると、以下の［数８］
により、上記座標Ｐｗ　が求められ、茎１３を角度ψで
切断するためのカッタ４の位置が求められる。

【００２９】

【数８】ここで、［数８］中のｌは、図１中に示すようにカッタ
４の、回転中心（β方向）と切断部位との間のｙ軸方向
についての距離を表している。

【００３０】カッタ４の位置と姿勢に関する指令が制御
部１６からロボット２へ発せられる。そして、グリッパ
３が制御部１６の指令に基づいて駆動され、苗１５の茎
１３を把持する。そして、カッタ４が制御部１６の指令
に基づいて駆動され、苗１５が所定の切断位置Ｐを所定
の切断角度ψで切断される。

【００３１】こののち、カッタ４が退避し、ロボット２
の直動機構部８が駆動され、苗１５はグリッパ３により
把持されたまま所定の移植位置へ搬送されて培地に移植
される。

【００３２】上述のような分割移植装置１においては、
苗１５を任意の角度で切断することができる。さらに、
切断角度ψは、茎１３の延びる方向に影響されずに決定
される。したがって、苗１５の種類に適した角度で苗１
５を切断でき、移植の際の着床率を向上できる。なお、
本実施例では、ロボット２が直動機構部８を備えており
、ロボット２の形式は直交形であるが、直交形以外の形
式のロボットを採用してもよい。

【００３３】また、本実施例では６自由度を持つロボッ
ト２が採用されているが、カッタ４の位置および姿勢を
調整できれば、例えば５自由度のロボットを採用しても
よい。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、植物の苗
を分割移植する苗の分割移植装置において、苗を把持す
る把持機構と、把持された苗を切断する切断機構と、把
持機構と切断機構とを少なくとも５自由度で移動させて
苗と切断機構との位置及び姿勢を調節する移動機構と、
苗の形状を基にして切断位置を判断し、この切断位置に
おける苗の伸びる方向を算出し、切断機構の苗に対する
角度が所定の値に保たれるよう移動機構を制御する制御
部とを備えたものである。したがって本発明は、苗の延
びる方向にかかわらず苗の種類に適した角度で苗を切断
でき、着床率を向上できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部を示す概略構成図。

【図２】グリッパとカッタ、及びこれらの周辺を示す拡
大図。

【図３】苗の切断角度を示す説明図。

【図４】茎の単位方向ベクトルを示す説明図。

【符号の説明】

１…分割移植装置、２…ロボット（移動機構）、３…グ
リッパ（把持機構）、４…カッタ（切断機構）、１６…
制御部。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　植物の苗を分割移植する苗の分割移植
装置において、上記苗を把持する把持機構と、把持され
た上記苗を切断する切断機構と、上記把持機構と上記切
断機構とを少なくとも５自由度で移動させて上記苗と上
記切断機構との位置及び姿勢を調節する移動機構と、上
記苗の形状を基にして切断位置を判断し、この切断位置
における上記苗の伸びる方向を算出し、上記切断機構の
上記苗に対する角度が所定の値に保たれるよう上記移動
機構を制御する制御部とを具備したことを特徴とする苗
の分割移植装置。