(57)【要約】【課題】人工授粉のための作業を単純化し、植物に傷をつけることなく効率を向上させる振動受粉装置を提供すること。【解決手段】植物に振動を与える加振手段１１０を駆動する駆動手段１２０を有する振動受粉装置１００において、加振手段１１０が植物に直接接触せず空気振動を発生させる振動板１１１と、該振動板１１１に振動を与える電磁アクチュエータ１１２とを備え、駆動手段１２０が、電磁アクチュエータ１１２を電気信号により駆動する駆動信号発生手段１２１を備えていること。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
植物に振動を与える加振手段と、該加振手段を駆動する駆動手段とを有する振動受粉装置において、
前記加振手段が、植物に直接接触せず空気振動を発生させる振動板と、該振動板に振動を与える電磁アクチュエータとを備え、
前記駆動手段が、前記電磁アクチュエータを電気信号により駆動する駆動信号発生手段を備えていることを特徴とする振動受粉装置。
【請求項２】
前記加振手段が、移動可能な台車に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の振動受粉装置。
【請求項３】
前記加振手段が、前記振動板の空気振動を発生させる方向を可変とする方向変更手段を有していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の振動受粉装置。
【請求項４】
前記駆動手段が、環境センサと、該環境センサの信号を処理して前記駆動信号発生手段、方向変更手段および台車の移動の少なくとも一つを制御する制御手段を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の振動受粉装置。
【請求項５】
前記環境センサが、加振手段とともに移動可能な台車に設けられていることを特徴とする請求項４に記載の振動受粉装置。
【請求項６】
前記環境センサが、撮像手段を含み、
前記制御手段が、前記撮像手段によって植物の花の位置を判定して前記方向変更手段および台車の移動の少なくとも一つを制御することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の振動受粉装置。
【請求項７】
前記環境センサが、温度センサおよび湿度センサを含み、
前記制御手段が、前記温度センサおよび湿度センサによって植物の受粉に最適な振幅および振動数を判定して駆動信号発生手段を制御することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれかに記載の振動受粉装置。
【請求項８】
前記加振手段が、複数設けられていることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の振動受粉装置。
【請求項９】
前記加振手段が、振動板の振動を増幅あるいは指向性を高める反射手段あるいは共鳴手段を有することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の振動受粉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、植物に振動を与える加振手段と、該加振手段を駆動する駆動手段とを有する振動受粉装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、果樹類やトマト、ナス、ピーマン等の果実を収穫する植物の栽培において、確実に着果させるため人工授粉が行われている。
この人工授粉は、花一つ一つに対して人手で行う方法では、その成果は確実ではあるものの非常に手間がかかり効率が悪い。
【０００３】
そこで、人工授粉を効率的に行うために、加振手段によって植物に振動を与えて花粉を散らし、花の雌ずいの柱頭に付着させる振動受粉装置が知られている。
これらの振動受粉装置は、手持ち式の加振手段を直接植物に接触させて振動を与えたり、ワイヤ等を植物に固定しワイヤに振動を与えて植物に振動を与えたりしている（例えば、特許文献１、２等参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２８９１０５号公報（全頁、全図）
【特許文献２】特開２００２−１１２６５３号公報（全頁、全図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、これらの公知の振動受粉装置では、ある程度の効率化は図れるものの、前者の手持ち式の加振手段によれば、人工授粉の際に植物の一株一株に対して直接接触させるための作業が発生し、後者のワイヤ等を植物に固定するものによれば、植物の一株一株に対して直接ワイヤを固定するための作業が発生し、依然として手間がかかり効率が悪いものであった。
【０００６】
また、直接植物に接触させることにより植物に傷をつける虞もあり、加振作業あるいはワイヤを固定する作業には細心の注意を払う必要があり、作業効率を上げることが困難であった。
【０００７】
本発明は、前述したような従来技術の問題を解決するものであって、すなわち、本発明の目的は、人工授粉のための作業を単純化し、植物に傷をつけることなく効率を向上させる振動受粉装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本請求項１に係る発明は、植物に振動を与える加振手段と、該加振手段を駆動する駆動手段とを有する振動受粉装置において、前記加振手段が、植物に直接接触せず空気振動を発生させる振動板と、該振動板に振動を与える電磁アクチュエータとを備え、前記駆動手段が、前記電磁アクチュエータを電気信号により駆動する駆動信号発生手段を備えていることにより、前記課題を解決するものである。
【０００９】
本請求項２に係る発明は、請求項１に記載された振動受粉装置の構成に加えて、前記加振手段が、移動可能な台車に設けられていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１０】
本請求項３に係る発明は、請求項１または請求項２に記載された振動受粉装置の構成に加えて、前記加振手段が、前記振動板の空気振動を発生させる方向を可変とする方向変更手段を有していることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１１】
本請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載された振動受粉装置の構成に加えて、前記駆動手段が、環境センサと、該環境センサの信号を処理して前記駆動信号発生手段、方向変更手段および台車の移動の少なくとも一つを制御する制御手段を有していることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１２】
本請求項５に係る発明は、請求項４に記載された振動受粉装置の構成に加えて、前記環境センサが、加振手段とともに移動可能な台車に設けられていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１３】
本請求項６に係る発明は、請求項４または請求項５に記載された振動受粉装置の構成に加えて、前記環境センサが、撮像手段を含み、前記制御手段が、前記撮像手段によって植物の花の位置を判定して前記方向変更手段および台車の移動の少なくとも一つを制御することにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１４】
本請求項７に係る発明は、請求項４乃至請求項６のいずれかに記載された振動受粉装置の構成に加えて、前記環境センサが、温度センサおよび湿度センサを含み、前記制御手段が、前記温度センサおよび湿度センサによって植物の受粉に最適な振幅および振動数を判定して駆動信号発生手段を制御することにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１５】
本請求項８に係る発明は、請求項１乃至請求項７のいずれかに記載された振動受粉装置の構成に加えて、前記加振手段が、複数設けられていることにより、前記課題をさらに解決するものである。
【００１６】
本請求項９に係る発明は、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載された振動受粉装置の構成に加えて、前記加振手段が、振動板の振動を増幅あるいは指向性を高める反射手段あるいは共鳴手段を有することにより、前記課題をさらに解決するものである。
【発明の効果】
【００１７】
本請求項１に係る発明の振動受粉装置は、植物に振動を与える加振手段と、該加振手段を駆動する駆動手段とを有する振動受粉装置において、加振手段が植物に直接接触せず空気振動を発生させる振動板と該振動板に振動を与える電磁アクチュエータとを備え、駆動手段が電磁アクチュエータを電気信号により駆動する駆動信号発生手段を備えていることにより、植物の一株一株に対して直接接触させるための作業がなくなるため、作業量が大幅に減少して効率を向上することができる。
【００１８】
また、直接植物に接触することがなく、植物の株全体ではなく花位置付近のみを振動させることができるため、植物に傷をつけることはなく、加振作業を効率良く素早く行うことができ、作業速度を上げて効率を向上することができる。
【００１９】
本請求項２に係る発明の振動受粉装置は、請求項１に係る振動受粉装置が奏する効果に加えて、加振手段が移動可能な台車に設けられていることにより、多数の植物に対して自動的に移動しながら人工授粉を行うことができ、効率を向上することができる。
【００２０】
本請求項３に係る発明の振動受粉装置は、請求項１または請求項２に係る振動受粉装置が奏する効果に加えて、加振手段が振動板の空気振動を発生させる方向を可変とする方向変更手段を有していることにより、多数の植物の花の位置が異なっていても正確に花付近を振動させることができるため、さらに植物に傷をつけることはなく、加振作業を効率良く素早く行うことができ、作業速度を上げて効率を向上することができる。
【００２１】
本請求項４に係る発明の振動受粉装置は、請求項１乃至請求項３のいずれかに係る振動受粉装置が奏する効果に加えて、駆動手段が、環境センサと、該環境センサの信号を処理して駆動信号発生手段、方向変更手段および台車の移動の少なくとも一つを制御する制御手段を有していることにより、植物や周辺環境の状況に応じた最適な振動を最適な位置に加えることができ、さらに効率を向上することができる。
【００２２】
本請求項５に係る発明の振動受粉装置は、請求項４に係る振動受粉装置が奏する効果に加えて、環境センサが加振手段とともに移動可能な台車に設けられていることにより、加振すべき植物株に近い位置で植物や周辺環境の状況を検知することができ、さらに効率を向上することができる。
【００２３】
本請求項６に係る発明の振動受粉装置は、請求項４または請求項５に係る振動受粉装置が奏する効果に加えて、環境センサが、撮像手段を含み、制御手段が撮像手段によって植物の花の位置を判定して方向変更手段および台車の移動の少なくとも一つを制御することにより、さらに正確に花の位置を特定して最適な振動を最適な位置に加えることができ、さらに効率を向上することができる。
【００２４】
本請求項７に係る発明の振動受粉装置は、請求項４乃至請求項６のいずれかに係る振動受粉装置が奏する効果に加えて、環境センサが、温度センサおよび湿度センサを含み、前記制御手段が、温度センサおよび湿度センサによって植物の受粉に最適な振幅および振動数を判定して駆動信号発生手段を制御することにより、さらに最適な振動を加えることができ、さらに効率を向上することができる。
【００２５】
本請求項８に係る発明の振動受粉装置は、請求項１乃至請求項７のいずれかに係る振動受粉装置が奏する効果に加えて、加振手段が複数設けられていることにより、一度に複数の植物の花に振動を与えたり、複数の加振手段からの共振で加振力を向上したりすることができ、さらに作業速度を上げて効率を向上することができる。
【００２６】
本請求項９に係る発明の振動受粉装置は、請求項１乃至請求項８のいずれかに係る振動受粉装置が奏する効果に加えて、加振手段が、振動板の振動を増幅あるいは指向性を高める反射手段あるいは共鳴手段を有することにより、加振力を向上したり指向性を高めたりすることができるため、さらに作業速度を上げて効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の振動受粉装置の説明図。
【図２】本発明の振動受粉装置の加振手段の変形例の説明図。
【図３】本発明の第１実施例である振動受粉装置の斜視図。
【図４】本発明の第２実施例である振動受粉装置の斜視図。
【図５】本発明の第３実施例である振動受粉装置の斜視図。
【図６】本発明の第３実施例である振動受粉装置のブロック図。
【図７】本発明の振動受粉装置の加振手段の第２変形例の説明図。
【図８】本発明の振動受粉装置の加振手段の第３変形例の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の振動受粉装置は、植物に振動を与える加振手段と、該加振手段を駆動する駆動手段とを有する振動受粉装置において、加振手段が植物に直接接触せず空気振動を発生させる振動板と該振動板に振動を与える電磁アクチュエータとを備え、駆動手段が電磁アクチュエータを電気信号により駆動する駆動信号発生手段を備え、人工授粉のための作業を単純化し、植物に傷をつけることなく効率を向上させるものであれば、その具体的な実施態様は如何なるものであっても何ら構わない。
【００２９】
すなわち、本発明の振動受粉装置は、栽培される植物の近傍に設けられるものであれば、いかなる植物の近傍であっても、また、路地、ハウス、建物内等のいかなる環境に設けられても良い。
【００３０】
また、本発明の振動受粉装置に用いる振動板および電磁アクチュエータは、振動板によって空気振動を発生できるものであればいかなる形状のものであっても良く、一般的ないわゆるスピーカーユニットであっても良い。
【００３１】
以下に、本発明の実施例である振動受粉装置について図面に基づいて説明する。
本発明の振動受粉装置１００は、図１に模式的に示すように、植物Ｐに直接接触せず空気振動を発生させる加振手段１１０と該加振手段１１０を駆動する駆動手段１２０からなり、植物Ｐの花Ｆに空気振動によって間接的に振動を与えるように構成されている。
【００３２】
加振手段１１０は、空気振動を発生させる振動板１１１と、該振動板１１１に振動を与える電磁アクチュエータ１１２からなり、駆動手段１２０は駆動信号発生手段１２１を備え、電磁アクチュエータ１１２が駆動信号発生手段１２１からの電気信号をによって駆動されることにより振動板１１１が振動して空気振動が発生する。
【００３３】
なお、加振手段１１０は、図２（ａ）に示すように、植物Ｐを挟んで対向する位置に反射板１１３設け、より効率的に空気振動を植物Ｐに与えるようにしても良い。
また、図２（ｂ）に示すように、２つの振動板１１１ａ、１１１ｂおよび電磁アクチュエータ１１２ａ、１１２ｂを反対方向に向けて同時に駆動して、両方向の植物に同時に振動を与えるようにしても良い。
さらに、図２（ｃ）に示すように、２つの振動板１１１ａ、１１１ｂおよび電磁アクチュエータ１１２ａ、１１２ｂを同一の植物Ｐに指向させ指向方向の交点での加振力が増大するようにしても良い。
【実施例１】
【００３４】
本発明の第１実施例である振動受粉装置２００は、図３に示すように、複数の植物Ｐ対して直接接触せず空気振動を発生させる加振手段２１０が固定台２３０に固定されて設けられ、植物Ｐを挟んで対向する位置に反射板２１３が設けられており、人工授粉時に駆動手段２２０によって加振手段２１０が駆動されて空気振動を発生させ、植物Ｐの花に空気振動によって間接的に振動を与えるように構成されている。
【００３５】
加振手段２１０から発生する空気振動は、植物Ｐの花が効果的に振動する振幅、振動数に設定され、当該振動により花粉を散らし、花の雌ずいの柱頭に付着させることで確実に受精させて着果させることができる。
このことにより、固定台２３０に加振手段２１０を設置する作業のみで人工授粉を行うことができ、作業が単純化され、植物に傷をつけることなく、作業効率を向上させる事ができる。
また、植物Ｐを挟んで対向する位置に反射板２１３が設けられていることにより、植物Ｐを振動させる加振力が向上するとともに、空気振動による周囲への騒音の漏洩が低減する。
【実施例２】
【００３６】
本発明の第２実施例である振動受粉装置３００は、図４に示すように、複数の植物Ｐ対して直接接触せず空気振動を発生させる加振手段３１０が走行台車３３１に固定されて設けられ、該走行台車３３１は、複数の植物Ｐの列の側方に沿って設けられた走行レール３３２上を移動可能に構成されている。
【００３７】
人工授粉時には走行台車３３１が走行レール３３２を移動しながら、加振手段３１０が駆動されて空気振動を発生させ、植物Ｐの花に空気振動によって間接的に振動を与えるように構成されている。
加振手段３１０から発生する空気振動の振幅、振動数および走行台車３３１の移動速度は、植物Ｐの花が効果的に振動するように設定されることで、当該振動により花粉を散らし、花の雌ずいの柱頭に付着させることで確実に受精させて着果させることができる。
このことにより、植物Ｐを栽培する栽培地が広くても、走行レール３３２を設置することで、すべての植物に対して走行台車３３１を走行させて人工授粉を行うことができ、作業が単純化され、植物に傷をつけることなく、作業効率を向上させる事ができる。
【００３８】
また、加振手段３１０が植物Ｐの直近を通過可能なため、植物Ｐの花により効果的に空気振動が伝わり、さらに確実に受精させて着果させることができる。
なお、本実施例では加振手段３１０を走行方向に複数個並べており、このことで、広い範囲に存在する植物を同時に加振することができるため、走行台車３３１の走行速度を向上させることができ、さらに作業効率が向上する。
また、複数の加振手段３１０を、前述した配置例のように、指向方向の交点での加振力が増大するよう配置にしても良い。
【実施例３】
【００３９】
本発明の第３実施例である振動受粉装置４００は、図５に示すように、複数の植物Ｐ対して直接接触せず空気振動を発生させる加振手段４１０が走行台車４３１に固定されて設けられ、該走行台車４３１は、複数の植物Ｐの列の側方に沿って設けられた走行レール４３２上を移動可能に構成されている。
また、走行台車４３１には撮像手段、温度センサ、湿度センサ等の環境センサ４２２が設けられており、走行台車４３１の位置近辺の環境情報を検出するように構成されている。
【００４０】
駆動手段４２０は、図６に示すように、制御手段４２３が環境センサ４２２の検出した環境情報を受けて駆動信号発生手段４２１を制御することにより、加振手段４１０から発生する空気振動の振幅、振動数を最適とするものである。
また、図示していないが、制御手段４２３が走行台車４３１の移動・停止や走行速度を制御しても良い。
【００４１】
人工授粉時には走行台車４３１が走行レール４３２を移動しながら、環境センサ４２２によって検知された環境情報に応じて走行台車４３１の走行や加振手段４１０が制御されて、植物Ｐの花に空気振動によって間接的に振動を与えるように構成されている。
【００４２】
例えば、環境センサ４２２が撮像手段の場合、複数の植物Ｐの間隔が、図５に示すように、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３と不等間隔であっても、加振手段４１０から発生する空気振動の振幅や走行台車４３１の移動速度を可変とすることで、植物Ｐの花が効果的に振動するように制御でき、当該振動により花粉を散らし、花の雌ずいの柱頭に付着させることで確実に受精させて着果させることができる。
また、植物Ｐの花の位置を検出して、加振手段４１０の指向する方向を制御しても良い。
【００４３】
環境センサ４２２が温度センサや湿度センサの場合、温度や湿度に応じて花粉が有効に飛散する振動数や振幅が変化するため、加振手段４１０から発生する空気振動の振幅、振動数を制御することでその検出結果によりこのことにより、当該振動により花粉を散らし、花の雌ずいの柱頭に付着させることで確実に受精させて着果させることができる。
【００４４】
なお、加振手段はより指向性を向上させるため、図７に示すように、振動板１１１の前方にホーン状の指向板１１４を設けても良い。
また、加振手段が空気振動を与える効率を向上させるため、図８に示すように、ダクト１１６および開口部１１７を除いて密封された共鳴箱１１５に、振動板１１１と電磁アクチュエータ１１２を振動板１１１が開口部１１７を塞ぐように収容しても良い。
【００４５】
以上述べたように、本発明によれば、植物の一株一株に対して直接接触させるための作業がなくなるため、作業量が大幅に減少して効率を向上することができるとともに、直接植物に接触することがなく、植物の株全体ではなく花位置付近のみを振動させることができるため、植物に傷をつけることはなく、加振作業を効率良く素早く行うことができ、作業速度を上げて効率を向上することができるなど、その効果は甚大である。
【００４６】
なお、上記実施例では、固定台２３０や走行レール３３２、４３２を地面（床面）に設けているが、これらを上方に設けても良い。
また、送風装置等を併用して、花粉を循環させて受粉をより確実にしても良く、植物の大きさが小さい場合には、植物と加振手段をともにカバー等で覆って、空気振動の漏洩をさらに少なすることで、植物を振動させる加振力を向上し周囲への騒音の漏洩を低減しても良い。
【符号の説明】
【００４７】
１００、２００、３００、４００  ・・・振動受粉装置
１１０、２１０、３１０、４１０  ・・・加振手段
１１１、                ４１１  ・・・振動板
１１２、                ４１２  ・・・電磁アクチュエータ
１１３、２１３                  ・・・反射板
１１４                          ・・・指向板
１１５                          ・・・共鳴箱
１１６                          ・・・ダクト
１１７                          ・・・開口部
１２０、２２０、        ４２０  ・・・駆動手段
１２１、                ４２１  ・・・駆動信号発生手段
４２２  ・・・環境センサ
４２３  ・・・制御手段
２３０                  ・・・固定台
３３１、４３１  ・・・走行台車
３３２、４３２  ・・・走行レール
Ｐ                            ・・・植物
Ｆ                            ・・・花
【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】
2011147377.tif 000007
【図６】
2011147377.tif 000008
【図７】
2011147377.tif 000009
【図８】
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