(57)【要約】      （修正有）【課題】通年で農作物を安定的に生産できる植物工場の自動収穫装置を提供する。【解決手段】植物工場の自動収穫装置５０は、栽培フレーム５２、複数の栽培水槽５４、軌道装置５６、複数の栽培板５８、機械アーム系６０、及び栄養溶液補充系を含む。複数の栽培水槽５４は第１の方向Ｘ１に沿って配列され、且つ栽培フレーム５２に設けられ、各栽培水槽５４は注入ヘッド及び排出ヘッドを含む。軌道装置５６は栽培フレーム５２に設けられ、且つ複数の栽培水槽５４に跨っている。複数の栽培板５８は、軌道装置５６に設けられ、且つ第２の方向Ｘ２に沿って配列されている。機械アーム系６０は、軌道装置５６の両側に設けられ、軌道装置５６から複数の栽培板５８を取り出し、或いは複数の栽培板５８を軌道装置５６に置く。栄養溶液補充系は、複数の栽培水槽５４の注入ヘッド及び排出ヘッドに連通し、栄養溶液を供給し、栄養溶液の濃度を調整する。【選択図】図１
0003200954.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
植物工場の自動収穫装置であって、
栽培フレームと、
第１の方向に沿って配列され、且つ前記栽培フレームに設けられた複数の栽培水槽であって、各栽培水槽が注入ヘッド及び排出ヘッドを含み、前記注入ヘッドが前記栽培水槽に栄養溶液を注入し、前記排出ヘッドが前記栽培水槽から前記栄養溶液を排出する、複数の栽培水槽と、
前記栽培フレームに設けられ、且つ前記複数の栽培水槽に跨っている軌道装置と、
前記軌道装置に設けられ、且つ前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って配列されている複数の栽培板と、
前記軌道装置の両側に設けられ、前記軌道装置から前記複数の栽培板を取り出し、或いは前記複数の栽培板を前記軌道装置に置く機械アーム系と、
前記複数の栽培水槽の注入ヘッド及び排出ヘッドに連通し、前記複数の栽培水槽に前記栄養溶液を供給し、前記栄養溶液の濃度を調整する栄養溶液補充系と、を含む、自動収穫装置。
【請求項２】
前記軌道装置は、スライドレール式のものである、請求項１に記載の自動収穫装置。
【請求項３】
各栽培水槽は、前記注入ヘッドの一端に設けられ、且つ前記栄養溶液が水平方向に沿って前記栽培水槽に流れ込むように前記栄養溶液を案内するＬ字形のエルボを含む、請求項１に記載の自動収穫装置。
【請求項４】
前記栄養溶液補充系は、前記複数の栽培水槽内の栄養溶液の濃度を検出する栄養溶液濃度検出装置を含む、請求項１に記載の自動収穫装置。
【請求項５】
前記栄養溶液補充系は、
前記複数の栽培水槽から排出された栄養溶液を受け入れる栄養溶液タンクと、
前記複数の栽培水槽に栄養溶液を供給するポンプと、をさらに含む、請求項１に記載の自動収穫装置。
【請求項６】
前記複数の栽培板は、隣接するように前記軌道装置に配列され、
前記機械アーム系は、前記複数の栽培板が前記複数の栽培水槽に対して前記第２の方向に沿って移動するように、新しい栽培板を前記軌道装置の一方側に押し込む、請求項１に記載の自動収穫装置。
【請求項７】
前記機械アーム系は、前記軌道装置の他方側から前記栽培板を取り出す、請求項６に記載の自動収穫装置。
【請求項８】
前記複数の栽培板には、植物を栽培する複数の栽培孔がそれぞれ形成されている、請求項１に記載の自動収穫装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、自動収穫装置に関し、特に通年で農作物を安定的に生産できる植物工場の自動収穫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
農業人口の高齢化に伴って、農業自動化の発展が社会高齢化及び農業生産人口の緩やかな減少の現状において確かに良い解決方法となった。各種の自動化設備による栽培技術は、確かに農作物の産量、品質及び環境保護に良い影響を与える。また、生産環境条件、農作部の需要及び市場ポジショニングに応じて農業自動化を導入して、経済的規模を有する効果的な生産モードに達するのは、未来のトレンドである。このため、植物工場は、農業課題を解決するための重要な手段となった。
【０００３】
従って、通年で農作物を安定的に生産できる植物工場の自動収穫装置が業界で求められている。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００４】
本考案は、上述した課題を鑑み、通年で農作物を安定的に生産できる植物工場の自動収穫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】
【０００５】
本考案の一の態様では、植物工場の自動収穫装置であって、栽培フレームと、第１の方向に沿って配列され、且つ前記栽培フレームに設けられた複数の栽培水槽であって、各栽培水槽が注入ヘッド及び排出ヘッドを含み、前記注入ヘッドが前記栽培水槽に栄養溶液を注入し、前記排出ヘッドが前記栽培水槽から前記栄養溶液を排出する、複数の栽培水槽と、前記栽培フレームに設けられ、且つ前記複数の栽培水槽に跨っている軌道装置と、前記軌道装置に設けられ、且つ前記第１の方向に垂直な第２の方向に沿って配列されている複数の栽培板と、前記軌道装置の両側に設けられ、前記軌道装置から前記複数の栽培板を取り出し、或いは前記複数の栽培板を前記軌道装置に置く機械アーム系と、前記複数の栽培水槽の注入ヘッド及び排出ヘッドに連通し、前記複数の栽培水槽に前記栄養溶液を供給し、前記栄養溶液の濃度を調整する栄養溶液補充系と、を含む、自動収穫装置を提供する。
【０００６】
この態様では、前記軌道装置は、スライドレール式のものである。
【０００７】
この態様では、各栽培水槽は、前記の注入ヘッドの一端に設けられ、且つ前記栄養溶液が水平方向に沿って前記栽培水槽に流れ込むように前記栄養溶液を案内するＬ字形のエルボを含む。
【０００８】
この態様では、前記栄養溶液補充系は、前記複数の栽培水槽内の栄養溶液の濃度を検出する栄養溶液濃度検出装置を含む。
【０００９】
この態様では、前記栄養溶液補充系は、前記複数の栽培水槽から排出された栄養溶液を受け入れる栄養溶液タンクと、前記複数の栽培水槽に栄養溶液を供給するポンプと、をさらに含む。
【００１０】
この態様では、前記複数の栽培板は、隣接するように前記軌道装置に配列され、前記機械アーム系は、前記複数の栽培板が前記複数の栽培水槽に対して前記第２の方向に沿って移動するように、新しい栽培板を前記軌道装置の一方側に押し込む。
【００１１】
この態様では、前記機械アーム系は、前記軌道装置の他方側から前記栽培板を取り出す。
【００１２】
この態様では、前記複数の栽培板には、植物を栽培する複数の栽培孔がそれぞれ形成されている。
【考案の効果】
【００１３】
従来技術に比べて、本考案に係る植物工場の自動収穫装置は、植物の成長周期に応じて、複数の栽培板を軌道装置に設置し、後続作業を行うため、機械アーム系により毎日育苗される栽培板を軌道装置の入口側に押し込み、軌道装置の出口側から収穫される栽培板を取り出す。また、本考案は、栄養溶液補充系により複数の栽培水槽における栄養溶液の濃度を検出し、複数の栽培水槽に栄養溶液を供給し、栄養溶液の濃度を調整する。これによって、成長周期及び異なる栄養溶液濃度が必要となる農作物に応じて植物工場の自動収穫装置を調整でき、通年で農作物を安定的に生産でき、植物工場の自動化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案の実施例に係る植物工場の自動収穫装置の外観を示す図である。
【図２】本考案の実施例に係る栽培フレーム及び栽培フレームに設けられた部材の外観を示す図である。
【図３】図２の栽培フレーム及び栽培フレームに設けられた部材の側面図である。
【図４】図２の栽培フレーム及び栽培フレームに設けられた部材の他の側面図である。
【図５】図２の栽培フレーム及び栽培フレームに設けられた部材の平面図である。
【図６】図４におけるＡ部分の拡大図である。
【図７】本考案の実施例に係る栽培水槽を示す図である。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
下記の実施例に言及される方向用語、例えば「上」、「下」、「左」、「右」、「前」又は「後」は、単なる図面を参考するための方向である。よって、用いられる方向用語は、説明するためのものであり、本考案を限定するものではない。図１乃至図５を参照する。図１は、本考案の実施例に係る植物工場の自動収穫装置５０の外観を示す図である。図２は、本考案の実施例に係る栽培フレーム５２及び栽培フレーム５２に設けられた部材の外観を示す図である。図３は、図２の栽培フレーム５２及び栽培フレーム５２に設けられた部材の側面図である。図４は、図２の栽培フレーム５２及び栽培フレーム５２に設けられた部材の他の側面図である。図５は、図２の栽培フレーム５２及び栽培フレーム５２に設けられた部材の平面図である。図１乃至図５に示すように、植物工場の自動収穫装置５０は、少なくとも１つの栽培フレーム５２、複数の栽培水槽５４、軌道装置５６、複数の栽培板５８、機械アーム系６０、及び栄養溶液補充系６２を含む。複数の栽培水槽５４は、第１の方向Ｘ１に沿って配列され、且つ栽培フレーム５２に設けられている。軌道装置５６は、栽培フレーム５２に設けられ、且つ複数の栽培水槽５４に跨っている。複数の栽培板５８は、軌道装置５６に設けられ、第１の方向Ｘ１に垂直な第２の方向Ｘ２に沿って配列され、複数の栽培板５８は、隣接するように軌道装置５６に配列されている。機械アーム系６０は、軌道装置５６の両側に設けられ、軌道装置５６から複数の栽培板５８を取り出し、或いは複数の栽培板５８を軌道装置５６に置く。図５に示すように、複数の栽培板５８には、植物を栽培する複数の栽培孔５８０がそれぞれ形成されている。本実施例では、本考案に係る機械アーム系６０は、第１のアーム６００及び第２のアーム６０２を含んでもよく、第１のアーム６００及び第２のアーム６０２は軌道装置５６の第２の方向Ｘ２において対向する両側にそれぞれ設けられ、第１のアーム６００は、複数の栽培板５８を軌道装置５６に置くためのものであり、第２のアーム６０２は、軌道装置５６から複数の栽培板５８を取り出すためのものである。また、好ましくは、図１に示すように、植物工場の自動収穫装置５０は複数の栽培フレーム５２を含み、複数の栽培フレーム５２は第１の方向Ｘ１に沿って互いに並列するように設けられているが、本考案に係る栽培フレーム５２の数はここに例示されるものに限定されない。
【００１６】
次に、図６及び図７を参照する。図６は、図４におけるＡ部分の拡大図である。図７は、本考案の実施例に係る栽培水槽５４を示す図である。各栽培水槽５４は、注入ヘッド５４０及び排出ヘッド５４２を含み、注入ヘッド５４０は栽培水槽５４に栄養溶液（図示せず）を注入し、排出ヘッド５４２は栽培水槽５４から栄養溶液を排出する、図３及び図４に示すように、栄養溶液補充系６２は、複数の栽培水槽５４の注入ヘッド５４０及び排出ヘッド５４２に連通し、複数の栽培水槽５４に栄養溶液を供給し、栄養溶液の濃度を調整する。
【００１７】
なお、図７に示すように、栽培水槽５４は、注入ヘッド５４０の一端に設けられ、且つ栄養溶液が水平方向Ｈ１に沿って栽培水槽５４に流れ込むように栄養溶液を案内するＬ字形エルボ５４４を含む。また、栽培水槽５４の両側壁５４６の間には垂直方向Ｖ１において第１の距離Ｌ１及び第２の距離Ｌ２が形成され、第１の距離Ｌ１は栽培水槽５４の両側壁５４６の上半に形成され、第２の距離Ｌ２は栽培水槽５４の両側壁５４６の下半に形成され、栽培水槽５４の第１の方向Ｘ１に沿う断面を植物の根の形状に合わせて余計な栄養溶液の消耗を低減する機能を有している。栽培水槽５４の両側壁５４６の配置はこれに限定されず、例えば、本考案では、栽培水槽５４の両側壁５４６間の距離が垂直方向Ｖ１に沿って徐々に増大し、即ち栽培水槽５４の両側壁５４６の距離が下から上まで徐々に拡大してもよい。
【００１８】
次に、図３及び図４を参照する。図３及び図４に示すように、栄養溶液補充系６２は、複数の栽培水槽５４から排出された栄養溶液を受け入れる栄養溶液タンク６２０、及び複数の栽培水槽５４に栄養溶液を供給するポンプ６２２を含む。栄養溶液補充系６２は、複数の栽培水槽５４内の栄養溶液の濃度を検出する栄養溶液濃度検出装置６２４をさらに含む。本実施例では、栄養溶液補充系６２が複数の栽培水槽５４に連通し、即ち栄養溶液タンク６２０内の栄養溶液の濃度が複数の栽培水槽５４内の栄養溶液の濃度と同じであるため、調整及び修理を便利にするように、栄養溶液濃度検出装置６２４を栄養溶液タンク６２０に設けている。
【００１９】
また、図４及び図６を参照する。植物工場の自動収穫装置５０の軌道装置５６は、第１のローラ群５６０、第２のローラ群５６２、第３のローラ群５６４、及び載置板を含む。第１のローラ群５６０及び第２のローラ群５６２は、栽培フレーム５２の第１の側５２０及び第１の側５２０に対向する第２の側５２２にそれぞれ設けられている。栽培板５８は、第１のローラ群５６０及び第２のローラ群５６２に跨って設けられている。第３のローラ群５６４は、第１のローラ群５６０と第２のローラ群５６２との真中に設けられ、載置板に支持力を提供し、載置板が複数の栽培板５８の重さにより変形することを回避する。
【００２０】
次に、本考案に係る植物工場の自動収穫装置５０の動作原理を紹介する。機械アーム系６０の第１のアーム６００は、複数の栽培板５８が前記複数の栽培水槽５４に対して第２の方向Ｘ２に沿って移動するように、新しい栽培板を軌道装置５６の入口側５６６に押し込む。機械アーム系６０の第２のアーム６０２は、軌道装置５６の出口側５６８から栽培板５８を取り出す。本考案では、機械アーム系６０により栽培板５６を置く、及び取り出す周期は、植物の成長周期に合わせてもよい。例えば、植物の育苗から収穫までの成長周期が２１日である場合、植物工場の自動収穫装置５０の軌道装置５６に最大で２１個の栽培板が配置される。１日目に、第１のアーム６００は、準備された新しい栽培板５８（即ち、育苗される栽培板５８）を軌道装置５６の入口側５６６に押し込む。そして、２日目に、第１のアーム６００は、新しい２番目の栽培板５８を軌道装置５６の入口側５６６に押し込み、１番目の栽培板５８を第２の方向Ｘ２に沿って所定の距離だけ押して、そして、３日目から２１日目に新しい栽培板５８を順次に押し込む。そして、２２日目に、２２番目の新しい栽培板５８を入れる際に、元の２１個の栽培板５８が軌道装置５６に隣接するように配列されているため、軌道装置５６に置いた元の２１個の栽培板５８が新しい２２番目の栽培板５８により押され、元の１番目の栽培板５８が軌道装置５６の出口側５６８から出されて、第２のアーム６０２が該１番目の栽培板５８を取り出す。同様に、次の毎日、機械アーム系６０は上述した処理を繰り返し、即ち第１のアーム６００は軌道装置５６の入口側５６６から新しい栽培板５８を押し込み、第２のアーム６０２は軌道装置５６の出口側５６８から押された栽培板５８を取り出す。上述したように、本実施例における植物の成長周期が２１日であるため、２２日目に出口側５６８に押された栽培板５８上の植物が成熟し、収穫することができるため、第２のアーム６０２は、後続の作業を行うように、軌道装置５６から収穫可能な栽培板５８を取り出し、植物工場の自動化を図ることができる。
【００２１】
従来技術に比べて、本考案に係る植物工場の自動収穫装置は、植物の成長周期に応じて、複数の栽培板を軌道装置に設置し、後続作業を行うため、機械アーム系により毎日育苗される栽培板を軌道装置の入口側に押し込み、軌道装置の出口側から収穫される栽培板を取り出す。また、本考案は、栄養溶液補充系により複数の栽培水槽における栄養溶液の濃度を検出し、複数の栽培水槽に栄養溶液を供給し、栄養溶液の濃度を調整する。これによって、成長周期及び異なる栄養溶液濃度が必要となる農作物に応じて植物工場の自動収穫装置を調整でき、通年で農作物を安定的に生産でき、植物工場の自動化を図ることができる。
【符号の説明】
【００２２】
５０        植物工場の自動収穫装置
５２        栽培フレーム
５２０      第１の側
５２２      第２の側
５４        栽培水槽
５４０      注入ヘッド
５４２      排出ヘッド
５４４      Ｌ字形エルボ
５４６      側壁
５６        軌道装置
５６０      第１のローラ群
５６２      第２のローラ群
５６４      第３のローラ群
５６６      入口側
５６８      出口側
５８        栽培板
５８０      栽培孔
６０        機械アーム系
６００      第１のアーム
６０２      第２のアーム
６２        栄養溶液補充系
６２０      タンク
６２２      ポンプ
６２４      栄養溶液濃度検出装置
Ｈ１        水平方向
Ｖ１        垂直方向
Ｘ１        第１の方向
Ｘ２        第２の方向
【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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