(57)【要約】【課題】培地からの種子の横溢を防止し、植物の栽培費用を削減することができる播種装置を提供する。【解決手段】両ハンド２１、２１の接近によって拡開した培地１０のスリット１１に光源６からの光を照射し、撮像部４によってスリット１１を撮像する。制御部は撮像されたスリット１１の面積を演算し、種子を確実に入れることができる面積となるまで、スリット１１を拡開させる。そのため種子はスリット１１に確実に投入され、培地１０から横溢しない。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
培地に貫通形成したスリットに播種する播種手段と、前記培地を搬送する搬送手段とを備える播種装置において、
前記スリットの長手方向における前記培地の両側にそれぞれ配置してあり、前記培地に接離する接離手段を備え、
前記接離手段の接近後、前記播種手段によって一又は複数の種子を前記スリットに投入するようにしてあること
を特徴とする播種装置。
【請求項２】
前記スリットの貫通方向一側に配置してあり、前記培地を照射する光源と、
前記貫通方向他側に配置してあり、前記接離手段の押圧によって拡開した前記スリットを撮像する撮像手段と、
該撮像手段によって撮像された前記スリットの開口面積を演算する演算手段と、
前記播種手段による播種の前に、前記開口面積が所定値以下であるか否かを判断する判断手段と、
該判断手段にて前記開口面積が所定値以下でないと判断された場合に、前記接離手段を離反させる手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載の播種装置。
【請求項３】
前記撮像手段によって撮像された前記スリットが所定位置にあるか否かを判断する位置判断手段と、
該位置判断手段にて前記スリットが所定位置にないと判断された場合に、前記搬送手段を駆動させる手段と
を備えることを特徴とする請求項２に記載の播種装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は培地に種子を播く播種装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
植物栽培において、吸水性に優れた素材（例えばウレタンマット）を培地とすることは、養分を含む水を培地に容易に吸収させて、発芽及び育苗の効率性を向上させることができることから一般に行われている。培地には播種を行うが、予め一面に切込み設けた培地を使用し、拡開した切込みに種子を入れる播種装置が以前より提案されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
特許文献１に記載の播種装置においては、培地の上面に切込みを設けてあり、培地の下側に設けたローラの上を培地が移動する。培地はローラにて、上面側が突出するように湾曲し、切込みは拡開する。ローラに対向する位置において、培地の上方に種子を供給するホッパを設けてある。ローラの上を培地が通過する時、ホッパから供給された種子が拡開した切込みに入り込み、播種が効率的に行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】実開昭６４−２６９０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし前記播種装置は切込みを設けていない培地の部分にもホッパから種子が供給されるので、培地から多数の種子が横溢する。またホッパからは連続的に種子が供給され、拡開した切込みに所定数（育苗に適した数）を超過した数の種子が入り込む。近年では発芽率の高さから、吸水性の高い資材又は肥料等をコーティングした種子、いわゆるコーティング種子を播種することがある。コーティング種子はコーティングを行っていない種子に比べて高価であり、コーティング種子が培地から横溢した場合、植物栽培に要する費用は増大する。また一つの切込みに育苗に適した数を超過した数の種子が入り込むと生育不良を引き起こすおそれがある。
【０００６】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、培地からの種子の横溢を防止して、植物の栽培費用を削減することができ、また生育不良を防止することができる播種装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る播種装置は、培地に貫通形成したスリットに播種する播種手段と、前記培地を搬送する搬送手段とを備える播種装置において、前記スリットの長手方向における前記培地の両側にそれぞれ配置してあり、前記培地に接離する接離手段を備え、前記接離手段の接近後、前記播種手段によって一又は複数の種子を前記スリットに投入するようにしてあることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、種子を確実に入れることができる面積となるまで、スリットを拡開させて、種子を供給する。また所定数を超過しない数の種子をスリットに供給する。
【０００９】
本発明に係る播種装置は、前記スリットの貫通方向一側に配置してあり、前記培地を照射する光源と、前記貫通方向他側に配置してあり、前記接離手段の押圧によって拡開した前記スリットを撮像する撮像手段と、該撮像手段によって撮像された前記スリットの開口面積を演算する演算手段と、前記播種手段による播種の前に、前記開口面積が所定値以下であるか否かを判断する判断手段と、該判断手段にて前記開口面積が所定値以下でないと判断された場合に、前記接離手段を離反させる手段とを備えることを特徴とする。
【００１０】
本発明においては、接離手段の接近によって拡開した培地のスリットに光源からの光を照射し、培地を挟んで光源の反対側に位置する撮像手段によってスリットを撮像し、撮像されたスリットの開口面積を演算する。そして接近した接離手段をある程度離反させて、スリットに入れた種子がスリットを通過しない程度まで前記開口面積を小さくする。
【００１１】
本発明に係る播種装置は、前記撮像手段によって撮像された前記スリットが所定位置にあるか否かを判断する位置判断手段と、該位置判断手段にて前記スリットが所定位置にないと判断された場合に、前記搬送手段を駆動させる手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、スリットを予め定めた位置に配し、播種手段から供給される種子が確実にスリットに入るようにする。
【発明の効果】
【００１３】
接離手段の接近によって種子を確実に入れることができる面積となるまで、スリットを拡開させるので、供給された種子はスリットに確実に投入され、培地からの種子の横溢を防止することができる。また所定数を超過しない数の種子をスリットに供給し、生育不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】播種装置を示す模式的側面図である。
【図２】コンベヤ及び培地を示す模式的斜視図である。
【図３】図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線にて切断した模式的断面図である。
【図４】把持部を略示する平面図である。
【図５】播種装置における制御部を略示するブロック図である。
【図６】播種装置による播種作業を説明する説明図である。
【図７】制御部によって実行される播種処理を示すフローチャートである。
【図８】位置調整処理を説明する説明図である。
【図９】位置調整処理を示すフローチャートである。
【図１０】培地を挟持する他の構成を略示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下本発明を実施の形態に係る播種装置を示す図面に基づいて詳述する。図１は播種装置を示す模式的側面図、図２はコンベヤ及び培地を示す模式的斜視図、図３は図２に示すＩＩＩ−ＩＩＩ線にて切断した模式的断面図である。
播種装置は培地１０を搬送するコンベヤ１を備えており、該コンベヤ１は搬送台１ａを備えている。該搬送台１ａ上に、物体を載置して移動する複数の移動板１ｂ、１ｂ、・・・、１ｂが設けてある。該移動板１ｂは透光性部材からなる。図２及び図３に示すように、搬送台１ａは、後述する光源の上側に位置する部分に開口を備える。
【００１６】
前記移動板１ｂ上には直方体状をなす培地１０が搬送方向に沿って複数並設されている。培地１０は吸水性に優れた部材、例えば発泡性のポリウレタンのシートからなり、培地１０の中央部には上下に貫通した平面視線分状のスリット１１が設けてある。スリット１１は、培地１０の並設方向に直交する方向に延びている。複数の培地１０、１０、・・・、１０は隣接しており、隣接する培地１０、１０、・・・、１０の側面の上下端部が連なっている。上下端部は、並設方向に引っ張ることによって、容易に分離する。
【００１７】
コンベヤ１の下方に光源６が設けてあり、コンベヤ１の上方には、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)及びレンズ等を有する撮像部４が設けてある。撮像部４及び光源６は一の培地１０に上下からそれぞれ対向している。光源６からの光は搬送台１ａの開口を通って、移動板１ｂを通過し、更に一の培地１０のスリット１１を通過する。光源６からの光はスリット１１から撮像部４に入り、スリット１１による開口部分を撮像することができる。
【００１８】
コンベヤ１の上方に播種を行う播種部５が設けてある。播種部５は種子を貯留する貯留容器５０と、該貯留容器５０から下方に突出しており、種子を培地１０に案内する案内管５２とを備える。案内管５２の先端部は、一の培地１０に隣接した他の培地１０の直上に位置する。なお他の培地１０は、コンベヤ１の搬送方向（図１の矢印参照）における一の培地１０の下手側に位置する。案内管５２における貯留容器５０との接続部分に種子の供給を調整する電磁弁５１が設けてあり、該電磁弁５１の開閉及びコンベヤ１の搬送によって種子を一つ又は複数ずつ各培地１０、１０、・・・、１０に供給することができる。供給する種子の数は栽培する品種に応じて適宜決定される。
【００１９】
コンベヤ１の上方に培地１０を把持する把持部２が設けてある。把持部２は、培地１０の並設方向に沿って往復動可能なシリンダ駆動部３に連結しており、シリンダ駆動部３の駆動によって把持部２は前記並設方向に沿って往復移動する。
【００２０】
図４は把持部２を略示する平面図である。図４Ａは二つのハンド２１、２１が離反した状態を示す図、図４Ｂは二つのハンド２１、２１が接近した状態を示す図である。把持部２は矩形のベース板２０を備えており、該ベース板２０の一端部における二つの角部分に、ベース板２０に直角な方向を軸長方向とした二つの枢軸２４がそれぞれ設けてある。該枢軸２４は、平面視Ｌ形をなす支持部材２３の角部分に連結している。支持部材２３の一端部はベース板２０の一端部から突出しており、支持部材２３の他端部はベース板２０の幅方向外向きに突出している。支持部材２３の一端部に培地１０を挟持するハンド２１、２１が支持してある。ハンド２１、２１はベース板２０の長手方向に沿って突出している。二つのハンド２１、２１は対向しており、各ハンド２１、２１の先端部における互いに対向する部分に、培地１０に接触する把持板２２、２２が設けてある。
【００２１】
ベース板２０の他端部にボールねじ機構２７が設けてある。該ボールねじ機構２７は、ベース板２０の長手方向に沿って延びる雄ねじ２７ａと、該雄ねじ２７ａに転動体（不図示）を介して連結したナット部２７ｂと、雄ねじ２７ａの端部に連結したモータ２７ｃとを備える。
【００２２】
支持部材２３の他端部及びナット部２７ｂは連結部材２６を介して連結している。連結部材２６は平面視コの字状をなす。連結部材２６の両端部及び二つの支持部材２３、２３の他端部は、ベース板２０に直角な方向を軸長方向とした回動可能な連結軸２５、２５を介して、それぞれ枢動可能に連結している。
【００２３】
連結部材２６はナット部２７ｂに連結している。図４Ｂの矢印にて示すように、モータ２７ｃの一方向への回転によってナット部２７ｂは連結部材２６側に移動し、支持部材２３は枢軸２４を支点にして回転し、ハンド２１、２１の先端部は互いに接近する。モータ２７ｃの逆方向への回転によってナット部２７ｂはモータ２７ｃ側に移動し、支持部材２３は枢軸２４を支点にして回転し、ハンド２１、２１の先端部は互いに離れる。
【００２４】
播種装置は制御部８０を備える。図５は播種装置における制御部８０を略示するブロック図である。制御部８０はＣＰＵ (Central Processing Unit) ８１、ＲＡＭ (Random Access Memory) ８２、書換可能な記憶部８３及び入出力インタフェース（入出力Ｉ／Ｆ）８４を備える。ＣＰＵ８１は、記憶部８３に記憶した制御プログラムをＲＡＭ８２に読出して実行し、播種処理を実行する。記憶部８３には、閾値Ａ並びに全培地１０への種子の投入回数Ｋが予め記憶してある。また制御部８０は入出力Ｉ／Ｆ８４を介してコンベヤ１、把持部２、シリンダ駆動部３及び播種部５に信号を出力し、撮像部４から撮像データを取込む。
【００２５】
次に制御部８０によって実行される播種処理について説明する。図６は播種装置による播種作業を説明する説明図、図７は制御部８０によって実行される播種処理を示すフローチャートである。なお図６Ｂ及び図６Ｃにおいて、スリット１１内に付した斜線は光源６からの光がスリット１１を通過している状態を示す。播種処理の実行前にハンド２１、２１は互いに離反している。二つの把持板２２、２２は、スリット１１に沿う方向において、撮像部４の直下に位置する培地１０の上部分両側に対向しており、培地１０に接触していない（図６Ａ参照）。また播種部５の電磁弁５１は閉じており、光源６は点灯している。
【００２６】
制御部８０はコンベヤ１に駆動信号を出力する（ステップＳ１）。コンベヤ１は培地１０を搬送し、一の培地１０を撮像部４の直下となるように位置させる。次に制御部８０は把持部２に接近信号を出力する（ステップＳ２）。図６Ｂの矢印にて示すように、把持部２はモータ２７ｃを回転させて、両ハンド２１、２１を接近させる。把持板２２、２２が培地１０の両側を押圧し、スリット１１が拡開する。そして制御部８０は後述する位置調整処理を実行する（ステップＳ３）。制御部８０は撮像部４から撮像データを取込み、拡開したスリット１１（開口）の面積を演算する（ステップＳ４）。なお下方に配置した光源６からの光が開口を通過するので、制御部８０は、撮像データに示された領域の内、光量の強い領域を開口を示す領域として認識することができる。
【００２７】
次に制御部８０は把持部２に離反信号を出力する（ステップＳ５）。図６Ｃの矢印にて示すように、把持部２はモータ２７ｃを回転させて、把持板２２、２２間距離を若干長くする。このとき開口面積は図６Ａに示す面積よりも若干小さくなる。
【００２８】
制御部８０は撮像部４から撮像データを取込み、開口面積を演算し、開口面積が閾値Ａよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ６）。開口面積が閾値Ａよりも小さくない場合（ステップＳ６：ＮＯ）、制御部８０は処理を処理をステップＳ５に戻す。開口面積が閾値Ａよりも小さい場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、コンベヤ１及びシリンダ駆動部３に駆動信号を出力する（ステップＳ７）。
【００２９】
図６Ｄの矢印にて示すように、シリンダ駆動部３はハンド２１、２１を案内管５２の下側に移動させ、コンベヤ１は把持板２２に把持された培地１０を案内管５２下端部の直下の位置まで移動させる。このとき培地１０は把持板２２によって挟持された状態を維持する。次に制御部８０は播種部５に種子投入信号を出力する（ステップＳ８）。播種部５は電磁弁５１を開き、単一の種子が供給される。図６Ｅに示すように、種子は案内管５２を通って、開口に入る。なおステップＳ５において、開口面積は小さくなっている。そのため開口に入った種子は開口の内側面に接触して係止され、開口内に留まる。
【００３０】
制御部８０は種子を投入した回数をインクリメントし、記憶部８３に記憶する（ステップＳ９）。制御部８０は把持部２に復帰信号を出力する（ステップＳ１０）。図６Ｆの矢印にて示すように、把持部２はモータ２７ｃを回転させて、両ハンド２１、２１を培地１０から離反させる。把持板２２、２２は培地１０に接触しない状態まで培地１０から離反する。そして制御部８０はシリンダ駆動部３に復帰信号を出力する（ステップＳ１１）。図６Ｆの矢印にて示すように、シリンダ駆動部３は、把持板２２、２２が撮像部４の直下に位置するまで、両ハンド２１、２１を移動させる。ハンド２１、２１は図６Ａにて示す状態に戻る。
【００３１】
制御部８０は記憶部８３にアクセスして、種子を投入した回数が投入回数Ｋ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。種子を投入した回数が投入回数Ｋ以上でない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）、制御部８０は処理をステップＳ１に戻す。種子を投入した回数が投入回数Ｋ以上である場合、制御部８０は処理を終了する。
【００３２】
次に位置調整処理について説明する。図８は位置調整処理を説明する説明図、図９は位置調整処理を示すフローチャートである。
制御部８０は、撮像部４にて撮像した画像からスリット１１による開口の中心位置を演算する（ステップＳ３１）。演算は例えば以下のような手順で実行される。開口の左右端及び上下端を認識し、左右端を結ぶ線分及び上下端を結ぶ線分の交点を中心位置とする。具体的には、前記交点上の一の画素又は前記交点及び交点周辺の画素群を中心位置として演算し、求める（図８Ａ参照）。
【００３３】
次に制御部８０は、予め定めた中心線上に中心位置が有るか否か判断する（ステップＳ３２）。予め定めた中心線上に中心位置が有る場合（ステップＳ３２：ＹＥＳ）、制御部８０はステップＳ４に処理を戻す。予め定めた中心線上に中心位置が無い場合（ステップＳ３２：ＮＯ）、中心位置及び中心線間の偏倚量δを演算する（ステップＳ３３、図８Ａ参照）。
【００３４】
次に制御部８０は、求めた偏倚量δに基づいて培地１０の移動量及び移動方向を求めて、コンベヤ１及びシリンダ駆動部３に駆動信号を出力する（ステップＳ３４）。培地１０は中心線上に中心位置が存在するように移動する（図８Ｂ参照）。そして制御部８０はステップＳ３１に処理を戻す。
【００３５】
なお中心線は、中心線上に中心位置が有る場合、案内管５２の直下に培地１０のスリット１１が位置するように設定されている。
【００３６】
実施の形態に係る播種装置にあっては、両ハンド２１、２１の接近によって拡開した培地１０のスリット１１（開口）に光源６からの光を照射し、撮像部４によってスリット１１を撮像する。制御部８０は撮像された開口の面積を演算し、種子を確実に入れることができる面積となるまで、スリット１１を拡開させる。そのため供給された種子はスリット１１に確実に投入され、種子は培地１０から横溢しない。また所定数を超過しない数の種子をスリット１１に供給し、生育不良を防止することができる。
【００３７】
また接近したハンド２１、２１を若干離反させて開口面積を小さくする。そのため開口に供給した種子は開口の内側面に接触して係止され、落下せず、種子を開口内に確実に保持することができる。また把持板２２、２２は培地１０の上部分に対向しているので、ハンド２１、２１が若干離反した場合、スリット１１の下部分は上部分よりも開口面積が小さくなる。種子はスリット１１の上部分を通過することはできても、下部分を通過することは難しく、種子の落下を防止することができる。コーティング種子のような高価な種子を培地１０に播く場合、確実にスリット１１に投入されることから、植物の栽培に要する費用を削減し、効率的な植物生産を実現することができる。
【００３８】
また位置調整処理によって、スリット１１の位置を予め定めた中心線上に位置させることで、培地１０が案内管５２の下側に移動した場合に、スリット１１による開口は案内管５２の下端部の直下に位置し、播種部５から供給された種子が確実にスリット１１に入る。
【００３９】
上述した播種処理では培地１０及び把持部２を、撮像部４の下側から案内管５２下端部の下側まで移動させているが、撮像部４による撮像後に案内管５２を撮像部４の下方に移動させて、種子を供給してもよい。なおコンベヤ１の移動は定量移動であり、撮像部４及び案内管５２下端部間の距離を、一回の移動量としてコンベヤ１に予め設定してある。コンベヤ１は駆動信号の入力によって、培地１０を前記移動量だけ移動させる。
【００４０】
なお実施の形態におけるスリット１１は把持部２に把持されていない状態で平面視線分状をなすが、スリット１１の形状は線分状に限定されない。例えばスリット１１を複数の線分状が交差した十字状、Ｔ状又はＨ状に形成し、一の線分状の長手方向両側から培地１０を把持して拡開するようにしてもよい。すなわちスリット１１は少なくとも平面視線分状をなす貫通した孔を含む孔を意味する。
【００４１】
培地１０を挟持する構成は把持部２に限定されない。図１０は培地１０を挟持する他の構成を略示する模式図である。図１０Ａは二つのローラによって培地１０を挟持している状態を示す図、図１０Ｂは二つの弾性チューブによって培地１０を挟持している状態を示す図である。なおスリット１１内に付した斜線は光源６からの光がスリット１１を通過している状態を示す。
【００４２】
図１０Ａに示すように、撮像部４の直下に位置する培地１０の両側にローラ９１、９１をそれぞれ配置し、ローラ９１、９１を接近させて培地１０を挟持してもよい。また多数のローラ９１、９１、・・・、９１を培地１０の両側にそれぞれ並設し、両側のローラ９１、９１、・・・、９１を培地１０に接触させてスリット１１を拡開し且つ培地１０を搬送してもよい。図１０Ｂに示すように、撮像部４の直下に位置する培地１０の両側にチューブ９２、９２をそれぞれ配置し、チューブ９２、９２を膨らませて培地１０を挟持してもよい。
【００４３】
今回開示した実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、特許請求の範囲内での全ての変更及び特許請求の範囲と均等の範囲が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００４４】
１  コンベヤ（搬送手段）
２  把持部（接離手段）
４  撮像部（撮像手段）
５  播種部（播種手段）
６  光源
１０  培地
１１  スリット
８０  制御部（演算手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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