WO2011125965A1

WO2011125965A1 - 水耕栽培装置

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Publication number: WO2011125965A1
Application number: PCT/JP2011/058495
Authority: WO
Inventors: 匡男嶋本
Original assignee: 有限会社シマテック
Priority date: 2010-04-06
Filing date: 2011-04-04
Publication date: 2011-10-13
Also published as: JP5916189B2; JPWO2011125965A1

Abstract

【課題】空間を有効利用でき、かつ自動化に好適な水耕栽培装置を提供すること。【解決手段】水耕栽培装置は、パレットに種を植えて第１の水槽に投入する種植え装置、照明装置、第１の水槽からパレットを取り出して育苗状態を検査し、苗が正常に育成しているパレットのみを第２の水槽に投入する選別、移送装置、第２の水槽からパレットを取り出す収穫装置、培養液調整装置、水耕栽培装置内の各装置の監視制御を行うと共にパレット毎に現在位置を把握して期間管理を行うコントローラーとを備える。パレットを水槽内において徐々に移動させながら育成するので、水槽の両端にパレット移送機構を設けることにより、種植えから収穫までの自動化が達成できる。また、中間段階で検査および移送を行うので、空間を有効に活用できる。

Description

水耕栽培装置

　本発明は、水耕栽培装置に関するものであり、特に、空間を有効利用でき、かつ自動化に好適な水耕栽培装置に関するものである。

　従来、培養液を溜めた水槽に植物の根を浸して栽培する水耕栽培装置において各種の水耕栽培技術が提案されている。下記特許文献１にはフロートを用いた水耕栽培装置の一例が開示されている。この水耕栽培装置は、植物の根への酸素の供給を阻害することなく植物の生育を促進でき、かつ安価で耐久性に優れた水耕栽培用フロートを用いている。水耕栽培用フロートは、植物ポットを培養液に浮遊させた状態で保持するためのフロートであって、浮遊マットと反射板とを備えており、浮遊マット上に反射板が載置されている。

特開２０００－３０００９５号公報

　前記したような従来の水耕栽培方法においては、下記のような問題点があった。
（１）大型のフロートを用いているので、種を植えた植物ポットのフロートへの移植や育成した植物の収穫等は全て人手による作業となり、手間がかかっていた。
（２）大型のフロートを使用した場合、植え替えが困難であるので、最初から育成した植物に必要な間隔を空けて種を植えた植物ポットを配置する必要があり、育苗段階では空間に無駄があった。
（３）移植した位置によって期限管理されているので、発芽しなかったポットについては収穫まで空きスペースとなり、無駄があった。
　本発明の目的は、前記のような従来技術の問題点を解決し、空間を有効利用でき、かつ自動化に好適な水耕栽培装置を提供することにある。

　本発明の水耕栽培装置は、水槽の上部に照明装置を配置し、培養液を溜めた前記水槽に植物の根を浸して栽培する水耕栽培装置において、パレットに種を植えて第１の前記水槽に投入する種植え装置と、前記第１の水槽からパレットを取り出して第２の前記水槽に投入する移送装置と、前記第２の水槽からパレットを取り出す収穫装置と、前記水槽から回収した前記培養液の量や水質を調整して再び前記水槽に注入する培養液調整装置と、水耕栽培装置内の各装置の監視制御を行うと共にパレット毎に現在位置を把握して期間管理を行うコントローラーとを備えたことを最も主要な特徴とする。

　また、上記した水耕栽培装置において、前記水槽には前記パレットを複数の列に整列させるためのガイドが設けられており、前記第２の水槽において移動方向と直角の方向に隣接する前記パレットの間隔が前記第１の水槽よりも広くなるように、前記第２の水槽のガイドは前記第１の水槽のガイドよりも幅が広くなっている点にも特徴がある。
　また、上記した水耕栽培装置において、前記移送装置は、前記第２の水槽に前記パレットと同じ外形のスペーサを投入可能に構成されている点にも特徴がある。また、上記した水耕栽培装置において、前記第１の水槽と前記第２の水槽は同じ形状であり、前記第１の水槽１個と前記第２の水槽２個が上下に重ねて配置されており、前記水槽の一端に前記種植え装置および前記収穫装置が配置され、前記一端と対向する前記水槽の他端に前記移送装置が配置されている点にも特徴がある。

　また、上記した水耕栽培装置において、前記収穫装置および前記移送装置はそれぞれパレットを把持して移送するロボットアームを備えている点にも特徴がある。また、上記した水耕栽培装置において、前記移送装置は、育苗状態を検査し、育苗が不良のパレットを除去する選別機能を備えている点にも特徴がある。
　また、上記した水耕栽培装置において、更に、前記第１の水槽の予め定められた中間位置において育苗状態を検査し、育苗が不良のパレットを除去する中間選別装置を備えている点にも特徴がある。また、上記した水耕栽培装置において、更に、前記収穫装置が配置された側の前記第２の水槽の端部に前記パレットの下方に伸びている根を切る根切り装置を備えている点にも特徴がある。

　本発明の水耕栽培装置には以下のような効果がある。
（１）植物を１つづつパレットに搭載して育成するので、個別に育成の検査や期限管理が可能である。
（２）パレットを水槽内において徐々に移動させながら育成するので、水槽の両端にパレット移送機構を設けることにより、種植えから収穫までの自動化が達成できる。
（３）必要に応じてスペーサーを用いてパレットの間隔を調整するので、空間を有効に活用できる。
（４）中間段階で検査および移送を行うので、空間を有効に活用できる。

図１は本発明の水耕栽培装置の構成を示すブロック図である。図２は本発明の水耕栽培装置において使用するパレットおよびスペーサの構成を示す平面図および断面図である。図３は本発明の水耕栽培装置において使用する水槽の構成を示す平面図および断面図である。図４は水槽におけるパレットおよびスペーサの配置例を示す平面図である。図５は本発明の水耕栽培装置における種植え装置の構成を示す平面図および断面図である。図６は本発明の水耕栽培装置における選別、移送装置の構成を示す平面図および断面図である。図７は本発明の水耕栽培装置におけるパレットの移送方法を示す断面図および平面図である。図８は本発明の水耕栽培装置における収穫装置の処理手順を示す説明図である。図９は本発明の水耕栽培装置における中間選別装置の構成を示す正面図および側面図である。図１０は本発明の水耕栽培装置における根切り装置の構成を示す平面図および側面図である。

　以下に、この発明の実施の形態を実施例によって、図面に基づき詳細に説明する。

　図１は本発明の水耕栽培装置の構成を示すブロック図である。本発明の水耕栽培装置は、複数の水槽２１、２３および各水槽２１、２３の上部に配置された照明装置２２、培養液調整装置３０、栽培室１７内部の空気の温度および湿度を調整する空調装置１３、種植え装置２０、選別、移送装置２５、収穫装置２７、包装装置２８、パレット洗浄装置２９、コントローラー１０を含んでいる。

　複数の水槽２１、２３は例えば上部が解放された深さが２０ｃｍ程度の直方体の箱であり、上下に３段積み重ねられ、例えば上段の（第１の）水槽２１において種から育苗を行い、育苗が良好なものは中、下段の（第２の）水槽２３に移送されて製品３１として出荷できるまで育成される。なお、中、下段の水槽２３においては苗が植わっているパレット１４の間にスペーサ２６を挿入してパレット１４の間隔を広げている。

　各水槽２１、２３の上部に配置された照明装置２２は蛍光灯あるいは発光ダイオードを用いた公知の照明装置である。培養液調整装置３０は、必要に応じて水３２や液体肥料３３を補充することによって、各水槽２１、２３を循環する培養液の量および肥料成分の濃度が所定の値になるように調整する。空調装置１３は栽培室１７内部の空気の温度および湿度を設定値に調整する。

　種植え装置２０は、パレット１４の中央の貫通孔４０にスポンジ１５を挿入し、更にスポンジの切り込みに種１６を挿入して水槽２１に投入する。選別、移送装置２５は、育苗用の水槽２１の終端に配置され、３次元方向に移動可能であり、かつパレット１４やスペーサ２６を把持できるロボットアーム８０を備えている。選別、移送装置２５は育苗を終えたパレットを水槽２１から１個づつ取り出し、検査位置に移送して検査を行い、苗が正常に成長しているパレット１４を中段あるいは下段の育成用の水槽２３に投入する。

　収穫装置２７は、育成用の水槽２３の終端に配置され、選別、移送装置２５と同様のロボットアームを備えている。収穫装置２７は、育成した植物が植わっているパレット１４を水槽２３から１個づつ取り出し、最終検査、茎（根）の切断、根およびスポンジのパレットからの分離、パレット、スペーサの分離回収等の作業を行う。このために、収穫装置２７はカメラ、茎のカッター、ベルトコンベア等を備えている。

　包装装置２８は、収穫装置２７からベルトコンベアによって移送されてきた植物を自動的に包装する。パレット洗浄装置２９は使用後のパレットおよびスペーサに付着した汚れや藻を洗浄する。なお、収穫装置２７からパレット洗浄装置への移送は自動でも手動でもよい。

　コントローラー１０は表示装置１１やキーボード１２を備えた周知のプログラム式コントローラーである。コントローラー１０は水耕栽培装置内の各装置の監視制御、気温、水温、水質、照明等の育成条件の管理、記録の他、パレット毎に種植えから収穫までの現在位置を把握して期間管理を行い、中間および最終検査および検査結果等の記録も行う。

　図２は本発明の水耕栽培装置において使用するパレットおよびスペーサの構成を示す平面図および断面図である。図２（ａ）に示すパレット１４は、概ね直方体の形状であり、中央に断面が正方形の貫通孔４０が設けられている。貫通孔４０は、垂直断面が逆台形状であり、下方ほど狭くすぼんでいる。パレット１４は上部から見ると一辺が１０ｃｍ程度の角が丸い正方形であり、上段４３の正方形に対して下段４２は水平断面が少し小さくなっており、段がついている。パレット１４は中空（あるいはむく）の遮光性のプラスティック製であり、水に浮く程度の重さである。

　図２（ｂ）に示すスポンジ１５は貫通孔４０よりもわずかに大きい直方体であり、遮光性の材質の方が好ましい。スポンジ１５には種を保持し、根が伸びるために中央に水平断面がＨ字状の切り込み４４が設けられている。スポンジ１５はパレット１４の貫通孔４０に押し込んで使用する。図２（ｃ）は、パレットにスポンジ１５を装着した状態を示す断面図である。種は切り込み４４の上部の位置４５に挿入される。

　図２（ｄ）に示すスペーサ２６は外形、材質はパレット１４と同一であるが、パレットにある貫通孔はない。図２（ｅ）に示すスペーサ２６ｂは（ｄ）のスペーサの下面に、隣接するパレットから延びた根同士が絡まるのを防止するための水平断面が十字状の板４６を設けたものである。板４６の幅はスペーサ２６ｂの下段（４２）と同じ幅であるが、スペーサ２６ｂの上段（４３）と同じ幅まで広げてもよい。但し、この場合には、スペーサ２６ｂの水槽への投入、取り出し時に板４７がパレットのガイドに掛らないように、ガイドに切り欠きを設けておく必要がある。板４６の長さはスペーサ２６ｂの下面と水槽の底面の距離よりもわずかに短くする。

　図３は本発明の水耕栽培装置において使用する水槽の構成を示す平面図および断面図である。複数の水槽２１、２３は例えば上部が解放され、深さが２０ｃｍ、幅数ｍ、長さ１０～２０ｍ程度のステンレス等の金属製の直方体の箱である。水槽２１、２３は例えば上下に３段積み重ねられ、例えば上段の水槽２１において種から育苗を行い、育苗が良好なものは中、下段の水槽２３に移送されて製品３１として出荷できるまで育成される。

　水槽２１には培養液の注入口５０、排水口５１が設けられており、一定の水深の培養液が培養液調整装置３０を介して循環している。ガイド５２はパレット１４あるいはスペーサ２６を１列に整列させて水槽２１内を移動させるためのものであり、ステンレス等の金属製の板により製造され、水槽２１の底面に固着される。

　ガイド５２は断面が「干」字状であり、垂直板、上水平板（５２）および下水平板５３によってパレット１４あるいはスペーサ２６の上段４３の部分を囲んでガイドする。図３中段の水槽は育苗用水槽２１あるいは育成用水槽２３として使用するものあり、隙間なくパレットを配置可能である。図３下段の水槽は育成用水槽２３として使用するものであり、ガイド５５は移動方向と直角の方向に隣接するパレットの間隔が第１の水槽２１よりも広くなるように、第１の水槽２１のガイド５２よりも幅が広く、例えばパレット１個分の幅がある。

　図４は水槽におけるパレットおよびスペーサの配置例を示す平面図である。育苗用の第１の水槽２１としては図３中段の水槽が使用され、種植えしたパレットを隙間なく配置するが、育成用の第２の水槽２３には植物を十分育成させるために隙間を開けてパレットを配置する必要がある。従って、中、下段の水槽２３においては苗が植わっているパレット１４の間にスペーサ２６を挿入してパレット１４の間隔を広げる。

　図４（ａ）は、図３中段の水槽を使用してパレット１４を前後左右とも１個おきに配置した例である。この場合にはパレット１個につき斜線を付したスペーサ３個が必要となる。なお、パレット１４が存在しない列も、照明による藻の繁殖を防ぐためにスペーサ２６で埋める必要がある。図４（ｂ）は、図３下段のパレット１個分の広いガイドを備えた水槽を使用してパレット１４を前後に１個おきに配置した例であり、図４（ａ）と同じ間隔となる。この場合にはパレット１個につきスペーサ１個で済む。

　図４（ｃ）は、図３中段の水槽を使用してパレット１４を前後に１個おきに配置し、かつ隣接する列でパレットの隣（真横）にスペーサがくるように交互に配置した例である。この場合には図４（ａ）よりも間隔は短くなるが、パレット１個につきスペーサ１個で済む。なお、（ａ）、（ｂ）の配置においても、隣接するパレットを含む列でパレットの隣にスペーサがくるように交互に配置してもよく、この方が間隔がより広くなる。また、更に間隔を空けたい場合にはパレット１４の間にスペーサを２個以上入れてもよい。

　図５は本発明の水耕栽培装置における種植え装置の構成を示す平面図（ｂ）および断面図（ｃ，ｄ，ｅ）である。種植え装置２０は、パレット供給装置６０、６１、ベルトコンベア６２、７１、スポンジ搭載ロボット６３、スポンジ供給テーブル６４、スポンジ押し込み装置６６、種埋め込み装置６７、スペーサ供給装置６９、７０、パレット押し出し装置６８、パレット行押し出し装置７３、７４、スロープ板７２からなる。

　パレット供給装置６０は洗浄済みのパレット１４を収納している容器６１からパレットを１個づつベルトコンベア６２上に押し出す。スポンジ搭載ロボット６３はスポンジ１５を上から掴むハンドを備え、スポンジ供給テーブル６４上に搭載されているスポンジ１５を１個摘み上げてコンベア上のパレットの貫通孔４０の中に半分程度押し込む。

　スポンジ押し込み装置６６は上下する棒によってスポンジ１５を貫通孔４０の中に所定の位置まで押し込む。種埋め込み装置６７は、植物の種１６を１粒づつスポンジ１５の切り込みの中に挿入すると共にスポンジ１５に水を供給してスポンジ１５を濡らす。

　スペーサ供給装置６９は洗浄済みのスペーサ２６を収納している容器７０からスペーサを１個づつベルトコンベア６２上に押し出す。なお、スペーサ供給装置６９は必須の装置ではなく、無くてもよいが、あればスペーサを挿入することにより育苗期間や育苗パレット数を調節することができる。

　パレット押し出し装置６８は種植えが完了したパレット１４またはスペーサ２６を１個づつスロープ板７２の方向に押し出す。スロープ板７２は水槽２１の短辺の上部に配置された水平部分と、水平部分と連続した傾斜部分からなり、傾斜部分の端部は水槽内まで延びている。水平部分にはパレット行押し出し装置７３と連結して水平方向に移動可能なガイド板７４および垂直方向に移動可能なガイド板７５が備えられており、通常は図５（ｃ）に示すように、パレット押し出し装置６８によって押し出されたパレット１４はこの２個のガイド板の間に１列に溜められる。

　スロープ板７２上に水槽１行分のパレット１４が溜まると、図５（ｂ、ｄ、ｅ）に示すように、ガイド板７５を上方に移動し、パレット行押し出し装置７３によってガイド板７４を介してパレット１４を水槽２１の方向に押し出す。パレット１４は水槽内の各ガイド５２と係合して移動する。

　図６は本発明の水耕栽培装置における選別、移送装置の構成を示す平面図および断面図である。また、図７は本発明の水耕栽培装置におけるパレットの移送方法を示す断面図および平面図である。選別、移送装置２５は、育苗用の水槽２１の終端に配置され、ロボットアーム８０、８１、検査用カメラ８３、垂直に固定された棒８５、スポンジ受け板８６、スポンジ回収箱８７、パレット回収箱８８、スペーサ供給装置８９を備えている。

　ロボットアーム８０は、３次元方向に移動可能であり、かつパレット１４やスペーサ２６を把持し回転できるロボットハンド９２を備えている。検査用カメラ８３は、コントローラー１０からの指示に基づいて葉および根の静止画像を撮影し、コントローラー１０に送信する。

　垂直に固定された棒８５は、パレット１４の貫通孔４０よりも細く、検査領域８４の上部に配置されている。ロボットアーム８０が未発芽あるいは育苗不良と判定されたパレット１４を把持したまま、上方に移動することによって、スポンジ１５を棒８５によってパレット１４から押し出して分離する。スポンジ１５はスポンジ受け板８６上を滑り、スポンジ回収箱８７の内部に落下する。

　スポンジを分離したパレット１４はロボットアーム８０によってパレット回収箱８８の上部まで移動され、ロボットアーム８０のロボットハンド９２を開くことによってパレット回収箱８８の内部に落下する。スペーサ供給装置８９は、ロボットアーム８０がスペーサ２６を把持できるように、所定の位置に洗浄済みのスペーサ２６を１個づつ供給する。

　選別、移送装置２５のボットアーム８０は育苗を終えたパレット１４を水槽２１から１個づつ取り出し、検査位置８４に移送してカメラ８３を使用して検査を行い、苗の葉や根が正常に成長しているか否か、即ち葉の大きさ、茎や根の長さがそれぞれ所定値以上であるか否かを判定する。そして、正常に成長しているパレット１４を中段あるいは下段の育成用の水槽２３に投入する。ロボットアーム８０は投入したパレット１４をロボットハンド９２の先端でパレット１個分だけ押し出す。また、必要に応じてスペーサ供給装置８９からスペーサ２６を取得し、育成用の水槽２３に投入して押し出す。

　図７に示すように、水槽２１、２３の端部においてはガイド５２が上部に傾斜しており、ガイド中を移動してきたパレット１４は端部に達するとストッパ５４に当たって止まる。端部においては、上水平板５２は切除されており、下水平板５３は水平に配置されているが、ロボットハンド９２がパレット１４の下段４２を把持して上方に移動できるように、列の両側の下水平板５３間の間隔が広くなっている。

　なお、水槽２１、２３の端部（短辺）にロボットハンド９２がおさまるパレット１個分程度の空間を空けておけば、ガイド５２、５３を上部に傾斜させなくても水槽内においてロボットハンド９２がパレット１４を把持することができる。

　図８は本発明の水耕栽培装置における収穫装置の処理手順を示す説明図である。収穫装置２７においては、図６、７に示したボットアーム８０と同一のロボットアームを使用して収穫作業を実行する。ロボットアームは水槽の終端（短辺）に配置され、更に最終検査位置、茎切断位置、パレット回収位置まで移動可能に構成する。

　収穫装置２７は、ロボットアームの他、最終検査用カメラ１００、回転刃１０２を備えたカッター１０１、製品１０８の移送用ベルトコンベア１０５、不良品排除用の回転板１０３、不良品回収箱１０７、スポンジ分離用の棒１１０、スポンジ回収箱１１１、パレット回収箱１１２、スペーサ回収箱１１３を備える。

　最終検査用カメラ１００は、コントローラー１０からの指示に基づいて葉の静止画像を撮影し、コントローラー１０に送信する。コントローラー１０は葉の大きさや色が所定の条件を満足しているか否かによって良品か不良品かを判定する。判定済みのパレット１４は例えば１３５度回転され、カッター１０１の回転刃１０２に茎を当てることによって茎を切断する。パレットを回転させるのは、切断時に葉を切らないようにするためと共に、根およびスポンジが落下しないようにするためである。

　茎から切断された植物である製品１０８は移送用ベルトコンベア１０５の上に落下し、包装装置２８へ移送される。なお、不良品と判定された場合には、茎の切断時に不良品排除用の回転板１０３を点線の位置まで回転させて、切り落とした不良品を不良品回収箱１０７に収納する。

　切断後のパレット１４はパレットの貫通孔４０よりも細いスポンジ分離用の棒１１０の下部まで移動してから元の方向に逆回転し、パレット１４を上方に移動することによって、スポンジ１５および根を棒１１０によってパレット１４から押し出して分離する。スポンジ１５および根はスポンジ回収箱１１１の内部に落下する。

　スポンジを分離したパレット１４はパレット回収箱１１２の上部まで移動され、ロボットアームのロボットハンドを開くことによってパレット回収箱１１２の内部に落下する。スペーサ２６の場合には、スペーサ回収箱１１３の上部まで移動され、ロボットアームのロボットハンドを開くことによってスペーサ回収箱１１３の内部に落下する。

　図９は本発明の水耕栽培装置の実施例２における中間選別装置の構成を示す正面図および側面図である。図９（ａ）は、本発明の水耕栽培装置における中間選別装置の構成を示す側面図、（ｂ）は正面図である。実施例１においては水槽の他端の折り返し位置において、選別、移送装置によって育苗不良のパレット１４を判定し、除外する例を開示したが、実施例２は、これに加えて、あるいはこれに代えて水槽の任意の中間位置において育苗不良のパレットを判定し、除外する中間選別装置を備えたものである。

　中間選別装置１２１は水槽の上部に固定されたレール１２０と勘合して水槽内のパレット移動方向と直角に直線的に移動可能に構成されている。駆動モーター１２２はコントローラー１０の制御に基づき、ワイヤーおよびプーリーを介して中間選別装置１２１を所望の位置に移動させる。中間選別装置本体１２１はパレット上部の静止画像を撮影するカメラ１２３およびパレット１４を把持し、移動させることが可能な伸縮するアーム１２４を備えており、アーム１２４の先端にはパレットを把持するためのハンド１２５が装着されている。中間選別装置の下部においては、アーム１２４によってパレットを把持するため、上水平板５２は切除されており、下水平板５３のみが配置されている。

　コントローラー１０は所定の周期で中間選別装置１２１を全ての列のパレット１４の上部に順に移動させ、カメラ１２３によって静止画像を取り込み、画像処理によって育苗が不良か否かを判定する。そして育苗不良と判定した場合には、アーム１２４を伸ばしてハンド１２５によってパレット１４を把持し、アームを縮めると共に中間選別装置１２１をパレット回収箱１２６の上部まで移動させ、ハンド１２５を開いてパレットをパレット回収箱１２６に落下させる。なお、パレットを除外した列については種植え装置２０によって追加のパレットを投入し、隙間を埋める。

　実施例２においては、水槽の任意の中間位置において育苗不良のパレットを判定し、除外するので、最適な中間位置で選別、除外が可能であると共に除外した分のパレットを新たに投入することができ、生産効率が向上する。なお、選別は中間選別装置１２１および最終の収穫装置のみで行い、選別、移送装置２５の機能を移送のみに限定してもよい。また、中間選別装置１２１に、パレットとスポンジを分離する選別、移送装置２５の機能と同様の機能を追加してもよい。

　図１０は本発明の水耕栽培装置における実施例２の根切り装置の構成を示す平面図および側面図である。実施例１の図７、８に示したパレットの移送方法および収穫装置においては、根が付いたまま、パレット１４を水槽２１から収穫装置２７に移送する例を開示したが、野菜の種類によっては隣接する野菜の根が絡み合い、水槽から取り出すことが困難になる場合がある。

　実施例２の根切り装置１３０は水槽の端部内側あるいは水槽の端部外側の近傍において根を切る装置である。根切り装置１３０は上部に水平に回転する２つの丸い切り刃１３２を備えており、水槽２１の端部側面に設置されたレール１３１に沿って、水槽端部と平行に移動可能に構成されている。切り刃の垂直方向の位置は水槽端部まで来たパレット１４の下端よりも僅かに下方に配置されている。

　根切り装置１３０は切り刃１３２を回転させながら、レール１３１の一端から他端まで移動することによって、水槽端部まで来たパレット１４の根１３７を切断する。切断された根は水槽端部内側に配置されたカゴ１３５内に収納される。なお、水槽２１の端部近傍には水槽内の水位より僅かに高い仕切り板１３６が設けられており、仕切り板１３６と水槽端部側面との間には培養液は入らないようになっている。

　但し、仕切り板を無くし、根切り装置１３０を防水構造として水中で根を切るか、あるいは根切り装置１３０が培養液に浸からないように、水槽端部のパレット１４の位置をより高くしてもよい。この場合にはカゴ１３５は水槽中に沈めておく。更に、水槽端部の位置を仕切り版１３６の位置にして水槽２１の端部外側近傍において根を切るようにしてもよい。この場合には根は水槽の外側に落下するので下方にカゴ１３５を置いておけばよい。

　なお、隣接する野菜の根が絡み合っている場合には切断した根が落下せず、パレット１４や根切り装置１３０の移動が妨げられる恐れがある。そこで切断した根を確実に分離するために、根切り装置１３０に、更に列方向に隣接する（後続する）パレットとの間の根を切断するための回転する第２の切り刃を設けてもよい。第２の切り刃は例えば切り刃１３２の内側（水槽端部と反対側）に切り刃１３２と直角に、かつ水槽端部側面と平行に配置する。

　以上、実施例について説明したが、本発明には以下のような変形例も考えられる。移動したパレットが逆方向に戻らないように、パレット投入位置の近傍のガイド５２の側面に一方向のみ機能するストッパーあるいは摩擦によって移動を抑制する制動板を設けてもよい。

　実施例においては最初の水槽２１への投入はパレット行押し出し装置７３によって行う例を開示したが、水槽を上下に重ねて配置する場合には収穫装置のロボットアーム８０をパレット行押し出し装置７３の下方に配置する必要がある。そこで、最初の水槽２１への投入も、収穫装置のロボットアーム８０によって行うようにしてもよい。更に、種植え装置２０のスポンジの挿入、種の植え付けもロボットアームによってパレットを把持した状態で行うことも可能である。

　ロボットアーム８０は直交する３軸にそって直線移動するユニットを組み合わせた構成のものを使用する例を開示したが、更に、ロボットアーム８０を垂直軸を中心として回転可能に構成してもよい。このようにすれば、ロボットアームの水槽と反対側に各装置あるいは次段の水槽を配置可能となり、選別、移送装置や収穫装置における各装置の配置の自由度が高くなると共に、水槽の短辺の幅内に全ての装置を配置することも可能となる。

　実施例においては水槽の両端にロボットアームを配置する例を開示したが、水槽の一端にパレットを復路の列へ折り返す移送機構を設け、パレットが水槽内を往復するようにすることにより、水槽の他端のみにロボットアームを設けて、種植え装置の一部、選別、移送装置、収穫装置を全て集約した栽培装置を構成してもよい。この場合にはロボットアームが１台で済み、かつ検査用カメラ（８３、１００）、スポンジ分離用の棒（８５、１１０）、スポンジ回収箱（８７、１０７）、パレット回収箱（８８、１１２）等を共用できる。

　本発明は、任意の場所における野菜や観賞用植物等の任意の植物の水耕栽培に適用可能である。

１０…コントローラー
１１…表示装置
１２…キーボード
１３…空調装置
１４…パレット
１５…スポンジ
１６…種
１７…栽培室
２０…種植え装置
２１、２３…水槽
２２…照明装置
２５…選別、移送装置
２６…スペーサ
２７…収穫装置
２８…包装装置
２９…パレット洗浄装置
３０…培養液調整装置
３１…製品

Claims

　水槽の上部に照明装置を配置し、培養液を溜めた前記水槽に植物の根を浸して栽培する水耕栽培装置において、
　パレットに種を植えて第１の前記水槽に投入する種植え装置と、
　前記第１の水槽からパレットを取り出して第２の前記水槽に投入する移送装置と、
　前記第２の水槽からパレットを取り出す収穫装置と、
　前記水槽から回収した前記培養液の量や水質を調整して再び前記水槽に注入する培養液調整装置と、
　水耕栽培装置内の各装置の監視制御を行うと共にパレット毎に現在位置を把握して期間管理を行うコントローラーと
を備えたことを特徴とする水耕栽培装置。
　前記水槽には前記パレットを複数の列に整列させるためのガイドが設けられており、前記第２の水槽において移動方向と直角の方向に隣接する前記パレットの間隔が前記第１の水槽よりも広くなるように、前記第２の水槽のガイドは前記第１の水槽のガイドよりも幅が広くなっていることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
　前記移送装置は、前記第２の水槽に前記パレットと同じ外形のスペーサを投入可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
　前記第１の水槽と前記第２の水槽は同じ形状であり、前記第１の水槽１個と前記第２の水槽２個が上下に重ねて配置されており、前記水槽の一端に前記種植え装置および前記収穫装置が配置され、前記一端と対向する前記水槽の他端に前記移送装置が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
　前記収穫装置および前記移送装置はそれぞれパレットを把持して移送するロボットアームを備えていることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
　前記移送装置は、育苗状態を検査し、育苗が不良のパレットを除去する選別機能を備えていることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
　更に、前記第１の水槽の予め定められた中間位置において育苗状態を検査し、育苗が不良のパレットを除去する中間選別装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。
　更に、前記収穫装置が配置された側の前記第２の水槽の端部に前記パレットの下方に伸びている根を切る根切り装置を備えていることを特徴とする請求項１に記載の水耕栽培装置。