JPH07107857A - 接ぎ木装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】苗にダメージを与えずに、苗の切断、位置決
め、連結の一連の接ぎ木作業を自動化し、かつその信頼
性を向上する。 【構成】接ぎ木ヘッドに備えられた距離センサ17を苗2
に対して相対的に移動し、このときに検出される苗2 ま
での各距離から位置・姿勢認識手段により苗2 の位置及
び姿勢を認識し、この苗2 の位置及び姿勢に基づいて苗
2 をハンド機構21により保持する。この状態に、保持し
ている苗2 を切断機構25により切断することにより穂木
及び台木を作る。そして、穂木を保持し、かつこの穂木
を台木に位置決めして連結を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、植物等の接ぎ木を自動
的に行う接ぎ木装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】西瓜、メロンなどの苗の接ぎ木は、これ
ら苗を切断してそれぞれ品種の良い穂木と台木とを選択
し、その穂木を台木に対して連結している。このような
接ぎ木作業は、それぞれ姿勢の異なる各苗に応じて人間
の作業により１本づつ行われていたが、近年この接ぎ木
作業の自動化が行われている。

【０００３】このような接ぎ木装置では、接ぎ木すると
きに、それぞれ姿勢の異なる穂木と台木との位置決め、
つまりセンタリングを行い、この後に穂木と台木とを連
結することになる。

【０００４】ところが、穂木と台木とのセンタリングを
行う場合、例えば穂木をフックに引っ掛けるようなもの
がある。このような機構では、穂木の葉をフックにより
引っ掛けた場合、その植物にダメージを与えてしまい、
又、センタリングの信頼性も低下する。

【０００５】一方、接ぎ木を行う場合、トレイ上に苗を
格子状に配列するように植え、これら苗ごとに接ぎ木す
ることがあるが、各苗ごとに移動して位置決めすること
は困難であり、その接ぎ木作業は不可能である。

【０００６】又、苗をフックによる引っ掛けや挟持によ
り保持するが、これらフックや挟持機構では、その機構
が苗の回りに張り出してしまい、接ぎ木の供給が困難と
なる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】以上のように接ぎ木を
行う場合に植物にダメージを与えたり、又、それぞれ姿
勢の異なる穂木と台木との位置決めが困難であり、接ぎ
木作業に対する信頼性が低い。

【０００８】そこで本発明は、苗にダメージを与えず
に、苗の切断、位置決め、連結の一連の接ぎ木作業を自
動化し、かつその信頼性を向上できる接ぎ木装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】請求項１によれば、苗ま
での距離を計測する距離センサと、この距離センサを苗
に対して相対的に移動したときの苗までの距離から苗の
位置及び姿勢を認識する位置・姿勢認識手段と、この位
置・姿勢認識手段により認識された苗の位置及び姿勢に
基づいて苗を保持するハンド機構と、このハンド機構に
より保持している苗を切断する切断機構と、この切断機
構の切断により得られる穂木を保持し、かつこの穂木を
台木に位置決めして連結する接ぎ木機構とを備えて上記
目的を達成しようとする接ぎ木装置である。

【００１０】請求項２によれば、位置・姿勢認識手段
は、距離センサを苗に対してそれぞれ異なる少なくとも
２か所で走査し、これら走査したときの苗までの各距離
から苗の姿勢を認識するものである。

【００１１】請求項３によれば、ハンド機構は、真空吸
着により苗を吸着保持するものである。請求項４によれ
ば、ハンド機構は、２本の指の各先端部に真空吸着孔を
形成したものである。

【００１２】請求項５によれば、接ぎ木機構は、位置・
姿勢認識手段により認識された苗の位置及び姿勢に基づ
いて穂木の位置及び角度を調整する機能を有している。
請求項６によれば、マニプレータと、このマニプレータ
先端に設けられ苗の姿勢に基づいて苗を切断し、かつそ
の穂木を台木に連結する接ぎ木ヘッドと、マニプレータ
及び接ぎ木ヘッドを動作制御する制御手段とを備え、接
ぎ木ヘッドは、苗までの距離を計測する距離センサと、
苗を保持するハンド機構と、このハンド機構により保持
している苗を切断する切断機構と、この切断機構の切断
により得られる穂木を台木に位置決めして連結する接ぎ
木機構とを有し、制御手段は、距離センサを苗に対して
相対的に移動したときの検出距離から苗の位置及び姿勢
を認識する機能、この苗の位置及び姿勢に基づいてハン
ド機構を動作制御して苗を保持し、この状態に切断機構
を動作制御して苗を切断する機能、この切断により得ら
れる穂木を台木に位置決めして連結する機能を有して上
記目的を達成しようとする接ぎ木装置である。

【００１３】

【作用】請求項１によれば、距離センサを苗に対して相
対的に移動し、このときに検出される苗までの各距離か
ら位置・姿勢認識手段により苗の位置及び姿勢を認識
し、この苗の姿勢に基づいて苗をハンド機構により保持
する。この状態に、保持している苗を切断機構により切
断することにより穂木及び台木を作る。そして、穂木を
保持し、かつこの穂木を台木に位置決めして連結を行
う。

【００１４】この場合、請求項２によれば、位置・姿勢
認識手段は、距離センサを苗に対して例えば２か所で走
査し、これら走査したときの苗までの各距離から苗の姿
勢を認識している。

【００１５】又、請求項３によれば、ハンド機構は、苗
を真空吸着により吸着保持しており、具体的に請求項４
によれば、２本の指の各先端部に形成された真空吸着孔
により苗を吸着保持している。

【００１６】又、請求項５によれば、接ぎ木機構は、苗
の姿勢に基づいて穂木の位置及び角度を調整して台木と
連結している。請求項６によれば、マニプレータ及びの
マニプレータ先端に設けられた接ぎ木ヘッドを制御手段
により動作制御することにより、距離センサを苗に対し
て相対的に移動し、このときに検出される苗までの各距
離から苗の位置及び姿勢を認識し、この苗の位置及び姿
勢に基づいて苗をハンド機構により保持する。この状態
に、保持している苗を切断機構により切断することによ
り穂木及び台木を作る。そして、穂木を保持し、かつこ
の穂木を台木に位置決めして連結を行う。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
して説明する。図１は接ぎ木装置の構成図である。トレ
イ１には、複数の窪みが格子状に配列され、これら窪み
に苗２が植えられている。このトレイ１の隣接位置に
は、穂木と台木とを連結するための連結部品供給部３が
配置され、これにゴム製のクリップ４が収納されてい
る。

【００１８】一方、５関節のマニプレータ５が設けら
れ、このマニプレータ５の先端に接ぎ木ヘッド１０が連
結されている。この接ぎ木ヘッド１０は、苗２の姿勢に
基づいて苗２を切断し、かつその穂木を台木４に連結す
る機構を有している。

【００１９】図２はかかる接ぎ木ヘッド１０の正面構成
図であり、図３は側面構成図である。マニプレータ５の
先端と連結する連結板１１には、支持板１２が設けら
れ、これに案内レール１３が設けられるとともに水平支
持板１４が設けられ、この水平支持板１４にシリンダ１
５が上下方向に設けられている。

【００２０】このシリンダ１５には、支持板１６を介し
て距離センサ１７及びミラー１８が設けられている。こ
のうち距離センサ１７は、半導体レーザからレーザ光を
放射し、その反射光を受光してこの反射光の方向から三
角測量の原理に基づいて対象物、ここでは苗２までの距
離を測定する機能を有している。

【００２１】この場合、距離センサ１７は、ミラー１８
で反射させてレーザ光を放射し、その反射光をミラー１
８で反射して入射して苗２までの距離を測定するものと
なっている。

【００２２】なお、支持板１６は、介在部１９を介して
案内レール１３上に載っている。従って、距離センサ１
７及びミラー１８は、シリンダ１５の動作により一体化
して矢印（イ）方向に昇降するものとなっている。

【００２３】又、図３に示すように支持板１２には、シ
リンダ２０が設けられ、このシリンダ２０の可動部にハ
ンド機構２１が取り付けられている。これにより、ハン
ド機構２１は、シリンダ２０の動作により矢印（ロ）方
向に昇降するものとなっている。

【００２４】このハンド機構２１は、図４に示すように
Ｌ字形状の２本の各指２２、２３を所定間隔をおいて配
置したもので、各指２２、２３の先端部にはＶ字状の各
溝２２ａ、２３ａが形成され、かつこれら溝２２ａ、２
３ａに真空吸着孔２２ｂ、２３ｂが形成されている。す
なわち、各指２２、２３は、図５に示すようにその内部
に真空流路２２ｃ、２３ｃが形成され、これら真空流路
２２ｃ、２３ｃが図示しない真空装置に接続されてい
る。

【００２５】又、支持板１２にはシリンダ２４が傾斜し
て設けられ、その可動部先端にカッター２５が設けられ
ている。このシリンダ２４は、可動部を延ばした場合、
カッター２５の位置が、シリンダ２０によりハンド機構
２１を下降したときの位置と一致するように傾斜されて
いる。

【００２６】このシリンダ２４は、その動作によりカッ
ター２５を矢印（ハ）方向に昇降し、かつシリンダ２６
により矢印（ニ）方向に回動するものとなっている。
又、支持板１２にはシリンダ２７が傾斜して設けられ、
その可動部先端にチヤック２８が設けられている。この
チャック２８には一対のアーム２９が設けられ、チヤッ
ク２８の動作により各アーム２９が開閉するものとなっ
ている。

【００２７】又、シリンダ２７は、その動作によりチャ
ック２８を矢印（ホ）方向に移動し、かつシリング３０
の動作により矢印（ヘ）方向に回動するものとなってい
る。一方、制御部３１は、マニプレータ５を動作制御し
て接ぎ木ヘッド１０の位置姿勢を制御し、かつ接ぎ木ヘ
ッド１０における距離センサ１７を苗２に対してそれぞ
れ異なる２か所で走査したときの苗２までの各距離から
苗２の位置及び姿勢を認識する機能、この苗２の位置及
び姿勢に基づいてハンド機構２１を動作制御して苗２を
保持し、この状態に各シリンダ２４、２６を動作制御し
て苗２を切断する機能、この切断により得られる穂木を
台木に位置決めして連結する機能を有している。

【００２８】次に上記の如く構成された装置の作用につ
いて説明する。苗２を植えた複数の窪みを配列したトレ
イ１を所定の位置に配置するとともに、穂木と台木とを
連結するためのクリップ４を収納した連結部品供給部３
がトレイ１に隣接して配置される。なお、トレイ１に載
置されている複数の苗２は、予め穂木用と台木用との各
苗に分けられて配置されている。

【００２９】この状態に制御部３１のマニプレータ５及
び接ぎ木ヘッド１０に対する各動作制御により以下の動
作が行われる。マニプレータ５の動作により接ぎ木ヘッ
ド１０における距離センサ１７は、穂木用及び台木用の
各苗２に対してそれぞれ異なる各高さ位置で走査し、こ
のときの各苗２までの距離から苗２の位置及び姿勢を認
識する。

【００３０】すなわち、接ぎ木ヘッド１０では、図６に
示すようにシリンダ１５の動作により距離センサ１７が
下降する。この状態に接ぎ木ヘッド１０は、マニプレー
タ１０の動作によって図７に示すように距離センサ１７
を水平方向にそれぞれ異なる位置Ｚ１、Ｚ２で２回走査
する。

【００３１】この距離センサ１７は、走査中にレーザ光
を放射し、ミラー１８で反射させて苗２の方向に照射す
る。従って、距離センサ１７は、図８に示すように高さ
位置Ｚ１、Ｚ２でそれぞれ走査すると、各苗２と対応す
る位置ａ１、ｂ１及びａ２、ｂ２を通過したときに、苗
２からの反射光を受光する。このときの検出データは図
９に示すようにレベルの低下した値を示す。

【００３２】この場合、距離センサ１７は、苗２が図面
上左右に傾いていば、その傾き位置を検出し、かつ図面
の表裏方向に傾いていても苗２までの距離からその傾き
が検出される。

【００３３】このように距離センサ１７を走査させて穂
木用及び台木用の各苗２の各位置ａ１、ｂ１及びａ２、
ｂ２における各苗２までの各距離が検出されると、制御
部３０は、これら距離に基づいて穂木用及び台木用の各
苗２の位置及び姿勢を認識する。

【００３４】次にマニプレータ５の動作により接ぎ木ヘ
ッド１０は、連結部品供給部３の上方に配置される。こ
の状態に、シリンダ２７が動作してその可動軸が延び、
図１０に示すように一対のアーム２９が連結部品供給部
３に位置決めされる。

【００３５】次にチャック２８が動作して一対のアーム
２９が開閉し、連結部品供給部３に収納されているクリ
ップ４を把持する。このようにクリップ４を把持する
と、シリンダ２７の動作によりその可動軸は元の位置に
戻る。

【００３６】次に制御部３１は、先に認識した苗２の位
置に基づいてマニプレータ５を動作制御して接ぎ木ヘッ
ド１０の位置を台木用の苗２の上方に配置し、この後に
図１１に示すようにシリンダ２０を動作してその可動軸
を延ばす。これにより、ハンド機構２１が台木用の苗２
に向かって下降する。

【００３７】このとき、制御部３１は、先に認識した苗
２の位置及び姿勢に従ってマニプレータ５を動作制御
し、ハンド機構２１を台木用の苗２の位置及び姿勢に合
わせて位置決めする。図４はハンド機構２１を台木用の
苗２の位置及び姿勢に合わせて位置決めした状態を示
し、ハンド機構２１の各指２２、２３の各溝２２ａ、２
３ａに台木用の苗２が位置決めされる。

【００３８】この状態に、各真空吸着孔２２ｂ、２３ｂ
から吸入動作させると、台木用の苗２は各溝２２ａ、２
３ａに吸着される。次にハンド機構２１で台木用の苗２
を吸着している状態に、シリンダ２４が動作してその可
動軸が延びる。これにより、図１２に示すようにカッタ
ー２５は、台木用の苗２に向かって下降する。そして、
カッター２５が各指２２、２３との間に配置されると、
シリンダ２４は矢印（ニ）方向に回動し、台木用の苗２
が図４に示すように切断される。これにより、台木２ａ
が作られる。

【００３９】この台木用の苗２の切断が終了すると、ハ
ンド機構２１の一方の指２３の吸入が停止し、穂の部分
を他方の指２２で吸着した状態でマニプレータ５が移動
動作し、この穂の部分が捨てられる。

【００４０】次に制御部３１は、先に認識した穂木用の
苗２の位置に基づいてマニプレータ５を動作制御して接
ぎ木ヘッド１０の位置を穂木用の苗２の上方に配置し、
この後に上記同様図１１に示すようにシリンダ２０を動
作してその可動軸を延ばす。これにより、ハンド機構２
１が穂木用の苗２に向かって下降する。

【００４１】このとき、制御部３１は、先に認識した穂
木用の苗２の位置及び姿勢に従ってマニプレータ５を動
作制御し、ハンド機構２１を苗２の姿勢に合わせて位置
決めし、各真空吸着孔２２ｂ、２３ｂにより吸入動作し
て穂木用の苗２を各溝２２ａ、２３ａに吸着する。

【００４２】次にハンド機構２１で穂木用の苗２を吸着
している状態に、シリンダ２４が動作してその可動軸が
延び、シリンダ２４が矢印（ニ）方向に回動して穂木用
の苗２を切断する。これにより、ハンド機構２１の一方
の指２２に吸着されている部分が穂木２ｂとなる。

【００４３】この穂木用の苗２の切断が終了すると、ハ
ンド機構２１の一方の指２２は吸入を継続して穂木を保
持し、他方の指２３の吸引を停止する。次に穂木２ｂを
指２２で吸着した状態で、マニプレータ５は移動動作し
て穂木２ｂを台木２ａの上方に移動する。

【００４４】次に制御部３１は、先に認識した台木用の
苗２の姿勢に基づいてマニプレータ５及びハンド機構１
０を移動制御し、穂木２ｂと台木２ａとの位置決めを行
うとともに姿勢を合わせる。

【００４５】次にシリンダ２７の動作によりその可動軸
が延び、図１３に示すようにクリップ４を保持した各ア
ーム２９が下降する。これとともにシリンダ３０の動作
によりシリンダ２７を矢印（ヘ）方向に回動する。この
回動によりチャック２８の各アーム２９に保持されたク
リップ４は、穂木２ａと台木２ｂとの連結部に位置決め
される。

【００４６】この状態にチャック２８が動作して各アー
ム２８が開く。そうすると、クリップ４は、ゴム製の弾
性力により閉じ、穂木２ｂと台木２ａとを挟み、これら
穂木２ａと台木２ｂとを連結する。

【００４７】この結果、穂木２ａと台木２ｂとの一連の
接ぎ木作業が終了する。以下、上記同様に多数の苗２に
対する接ぎ木作業が行われる。このように上記一実施例
においては、距離センサ１７を穂木用及び台木用の各苗
２に対してそれぞれ異なる走査位置で移動し、このとき
の各苗２までの各距離から各苗２の位置及び姿勢を認識
し、これら苗２の位置及び姿勢に基づいて苗２をハンド
機構２１により吸着して保持し、この状態に各苗２をそ
れぞれ切断して穂木２ａ、台木２ｂを作り、この後に穂
木２ａを保持して台木２ｂに位置決めして連結するよう
にしたので、苗２を切断して穂木２ａ、台２ｂ木を作
り、これら穂木２ａと台木２ｂとを連結する一連の接ぎ
木作業を自動化できる。

【００４８】そのうえ、一連の接ぎ木作業において、非
接触の状態で苗２の位置及び姿勢を認識でき、又、苗２
の保持も吸着により行うことから、苗２に無理やり力を
加えることがなくなり、接ぎ木作業において苗２にダメ
ージを与えることがない。さらに苗２を吸着により保持
するので、苗２の切断、位置合わせ、連結の各作業が容
易となる。

【００４９】又、認識した苗２の位置及び姿勢に基づい
て穂木２ａと台木２ｂとの位置決めを行って連結するの
で、各苗２にダメージを与えないのに加えて接ぎ木作業
の信頼性を向上できる。

【００５０】又、ハンド機構２１は、Ｌ字形状の各指２
２、２３により構成されるので、真空吸着孔２２ｂ、２
３ｂの形成されている面と反対側面には、邪魔な出っ張
り部分がなく、こちら側からクリップ４を収納した連結
部品供給部３を供給できる。

【００５１】なお、本発明は、上記一実施例に限定され
るものでなくその要旨を変更しない範囲で変形してもよ
い。例えば、マニプレータ５は、５関節に限らず、多数
関節を有するもの、又他の構成のマニプレータを用いて
もよい。

【００５２】又、接ぎ木の対象は、西瓜、メロン、トマ
ト、さらには茄子等の苗に適用してもよい。又、苗２の
位置及び姿勢の認識は、距離センサ１７を２回走査して
いるが、複数回走査して認識するようにしてもよい。

【００５３】

【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、苗
にダメージを与えずに、苗の切断、位置決め、連結の一
連の接ぎ木作業を自動化し、かつその信頼性を向上でき
る接ぎ木装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる接ぎ木装置の一実施例を示す構
成図。

【図２】同装置における接ぎ木ヘッドの正面構成図。

【図３】同装置における接ぎ木ヘッドの側面構成図。

【図４】同接ぎ木ヘッドにおけるハンド機構の構成図。

【図５】同ハンド機構における指の構成図。

【図６】同装置における苗の位置及び姿勢測定の状態を
示す図。

【図７】苗までの距離測定を示す図。

【図８】距離センサの苗に対する走査を示す図。

【図９】距離センサの苗検出を示す図。

【図１０】クリップ保持を示す図。

【図１１】苗の保持状態を示す図。

【図１２】苗の切断状態を示す図。

【図１３】穂木と台木との連結を示す図。

【符号の説明】

２…苗、４…クリップ、５…マニプレータ、１０…接ぎ
木ヘッド、１５…シリンダ、１７…距離センサ、２０…
シリンダ、２１…ハンド機構、２２，２３…指、２２
ａ，２３ａ…溝、２２ｂ，２３ｂ…真空吸着孔、２４…
シリンダ、２５…カッター、２６…シリンダ、２７…シ
リンダ、２８…チャック、２９…アーム、３０…シリン
グ、３１…制御部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 苗までの距離を計測する距離センサと、 この距離センサを前記苗に対して相対的に移動したとき
   の検出距離から前記苗の位置及び姿勢を認識する位置・
   姿勢認識手段と、 この位置・姿勢認識手段により認識された前記苗の位置
   及び姿勢に基づいて前記苗を保持するハンド機構と、 このハンド機構により保持している前記苗を切断する切
   断機構と、 この切断機構の切断により得られる穂木を保持し、かつ
   この穂木を台木に位置決めして連結する接ぎ木機構と、
   を具備したことを特徴とする接ぎ木装置。
2. 【請求項２】 位置・姿勢認識手段は、距離センサを苗
   に対してそれぞれ異なる少なくとも２か所で走査し、こ
   れら走査したときの前記苗までの各距離から前記苗の位
   置及び姿勢を認識することを特徴とする請求項１記載の
   接ぎ木装置。
3. 【請求項３】 ハンド機構は、真空吸着により苗を吸着
   保持することを特徴とする請求項１記載の接ぎ木装置。
4. 【請求項４】 ハンド機構は、２本の指の各先端部に真
   空吸着孔を形成したことを特徴とする請求項１記載の接
   ぎ木装置。
5. 【請求項５】 接ぎ木機構は、位置・姿勢認識手段によ
   り認識された台木の姿勢に基づいて穂木の位置及び角度
   を調整する機能を有することを特徴とする請求項１記載
   の接ぎ木装置。
6. 【請求項６】 マニプレータと、このマニプレータ先端
   に設けられ苗の姿勢に基づいて前記苗を切断し、かつそ
   の穂木を台木に連結する接ぎ木ヘッドと、前記マニプレ
   ータ及び前記接ぎ木ヘッドを動作制御する制御手段とを
   備え、 前記接ぎ木ヘッドは、前記苗までの距離を計測する距離
   センサと、前記苗を保持するハンド機構と、このハンド
   機構により保持している前記苗を切断する切断機構と、
   この切断機構の切断により得られる穂木を台木に位置決
   めして連結する接ぎ木機構とを有し、 前記制御手段は、前記距離センサを前記苗に対して相対
   的に移動したときの検出距離から前記苗の位置及び姿勢
   を認識する機能、この苗の位置及び姿勢に基づいて前記
   ハンド機構を動作制御して前記苗を保持し、この状態に
   前記切断機構を動作制御して前記苗を切断する機能、こ
   の切断により得られる穂木を台木に位置決めして連結す
   る機能を有する、ことを特徴とする接ぎ木装置。