JPH059258U

JPH059258U - 植物栽培工場

Info

Publication number: JPH059258U
Application number: JP068217U
Authority: JP
Inventors: 盛謙二藤
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd
Current assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd
Priority date: 1991-07-31
Filing date: 1991-07-31
Publication date: 1993-02-09

Abstract

(57)【要約】［目的］栽培室内に無駄なスペースを作ることなく
必要最小限のスペースに有効に養液栽培装置を配置し
て、最大効率良い無人化栽培を行う。［構成］多層に設ける平面円形状の養液栽培室
（５）内に、移動式養液栽培装置（１２）を放射状に複
数配設すると共に、該養液栽培装置（１２）の上方に移
動自在に作業用ロボット（２０）を吊下支持させる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は野菜などを養液栽培するようにした植物栽培工場に関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種養液栽培工場にあって栽培密度を高める手段の１つに、平面円形状の養液栽培室内に放射状に養液栽培装置を配設して、隣接する栽培装置間に無駄なスペースが生じないように配慮されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし乍ら、上述の如き手段にあっても、定植や収穫作業を行うために栽培装置間の間隙を大とした作業通路を形成せざるを得ず、まだ無駄なスペース残存させている。また栽培条件の１つである炭酸ガスの効果的濃度を1000ppm に維持する管理が行われている条件下にあって、作業者が作業を行う場合にはその都度濃度が下げられるため、その分生育速度が低下して生産性が悪化するなどの問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

したがって本考案は、多層に設ける平面円形状の養液栽培室内に、移動式養液栽培装置を放射状に複数配設すると共に、該養液栽培装置の上方に移動自在に作業用ロボットを吊下支持させて、栽培室内に無駄なスペースを必要とさせることなく上方より吊下げる作業用ロボットによって効果的に定植や収穫作業を無人で行うもので、またこの場合栽培条件を変化させることがないため、植物の生育速度を一定維持させることが可能となって生産性及び管理面での向上を図るものである。

【０００５】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳述する。図１は栽培室内の説明図、図２は全体の外観斜視図、図３は同断面説明図を示し、図中（１）は植物栽培工場を構成する円筒形タワー、（２）は前記タワー（１）の地上１階部に設ける荷受・出荷室、（３）は前記タワー（１）の地下１階部に設ける調整加工室及び冷蔵保管室などを有する処理設備室、（４）は前記タワー（１）の地下２階部に設けて機械室及び地下タンクなどを有する機械設備室、（５）は前記タワー（１）の２階以上の各フロア（５ａ）に設ける養液栽培室、（６）は前記タワー（１）の最上階に設けてレストラン及び休憩室などを有する福利厚生室であり、今前記タワー（１）の最上階の外壁直径をＤ₁ 、最上階より地上２階部までの外壁直径をＤ₂ 、内壁直径をｄ、またタワー（１）の地上高さをＨ₁ 、地下高さをＨ₂ とするとき、例えばＤ₁=５０ｍ、Ｄ₂=４５ｍ、ｄ= ４０ｍ、Ｈ₁=８０ｍ、Ｈ₂=１０ｍに形成する。

【０００６】また前記養液栽培室（５）は、タワー（１）の２階以上の各フロア（５ａ）の環状内壁（７ａ）と環状外壁（７ｂ）との間の平面輪形空間部に形成されると共に、前記内壁（７ａ）中心内側には各隔壁（７ｃ）で仕切られた育苗室（８）・空調及びポンプ配管室（９）・資材室（１０ａ）・コントロール室（１０ｂ）・エレベータ室（１１）などを配備させている。

【０００７】図４乃至図５にも示す如く、前記栽培室（５）には二次元株間制御形移動式養液栽培装置（１２）を設けるもので、該装置（１２）は建物の建造コスト、照明・空調の設備コスト及び運転コストなどを低減するために、作物の生育速度を確保する程度に栽培密度を上げ、無駄なスペースが生じないように構成されたものであり、各フロア（５ａ）毎の栽培室（５）の中心側より外側に向け、放射状にポリエチレンフィルム（１３）に養液（Ｂ）を入れる発泡スチロール性の養液栽培ベッド（１４）を等間隔に３６０度設ける。（例えば略５００基／階）

【０００８】また、各栽培ベッド（１４）には、栽培パネル（１５）に定植される栽培作物の例えばサラダナ（Ａ）の株間を時間とともに拡大させながら外側へ移動させるパネル搬送装置（１６）を設けるもので、前記ベッド（１４）に略平行に配設するパネル搬送チェン（１７）と、該チェン（１７）に支持するシリンダ（１８）のピストンロッド（１８ａ）先端に取付けるＬ形状のパネル係合枠（１９）とを搬送装置（１６）は備え、前記ピストンロッド（１８ａ）の伸張時係合枠（１９）を栽培パネル（１５）に係合させて、パネル（１５）間の間隔を外側程順次大とさせるように前記チェン（１７）でもってパネル（１５）を適宜移動させて、サラダナ（Ａ）が成長しても栽培密度を略一定に維持させるように構成している。

【０００９】さらに、前記栽培ベッド（１４）上方には定植や収穫など多目的作業を行う吊下形移動式の作業用ロボット（２０）を設けるもので、前記栽培室（５）内の内壁（７ａ）と外壁（７ｂ）近傍に配設する環状の内外レール（２１ａ）（２１ｂ）にトロリー（２２）を介して垂直フレーム（２３）及び水平状の案内レール（２４）を円周方向に移動自在に支持すると共に、前記案内レール（２４）にトロリー（２５）を介して前記栽培ベッド（１４）に沿う放射方向にロボット（２０）を移動自在に支持して、各トロリー（２２）（２５）の駆動用モータ（２６）（２７）を動作させて、前記ロボット（２０）の各栽培ベッド（１４）位置までの移動と、ベッド（１４）上の各作業位置までの移動を行わしめるように構成している。

【００１０】またさらに、前記ロボット（２０）は作業用コンピュータを内蔵するロボット本体（２０ａ）と作業腕であるアタッチメント（２０ｂ）とからなり、作業内容に応じたアタッチメント（２０ｂ）を選択的に装着することにより多目的作業を可能とさせるもので、栽培ベッド（１４）の内径側では定植作業を、また外周側では収穫作業をそれぞれ行わせるように構成したものである。

【００１１】また、前記内外レール（２１ａ）（２１ｂ）間の３６０°１箇所に、天井からフレーム（２８）によって吊下げる半径方向の直線レール（２１ｃ）を付設して、前記内壁（７ａ）の出入口（１１ａ）を介して案内レール（２４）とともにロボット（２０）を前記エレベータ室（１１）のロボット昇降用エレベータ（２９）まで搬入させて、各フロア（５ａ）への移動を可能とさせるもので、図６に示す如く、前記案内レール（２４）は、垂直フレーム（２３）に基端を連結する内外径側のレール本体（２４ａ）に対し、折畳み可能にレール分離体（２４ｂ）を連設させ、前記エレベータ（２９）への搬入時にあっては、平面視レール分離体（２４ｂ）を各レール本体（２４ａ）側に略１８０°折畳み収納するように構成している。つまりレール本体（２４ａ）と分離体（２４ｂ）とは蝶番（３０）を介し折畳み可能に連結すると共に、レール本体（２４ａ）側に支軸（３１）を介し固定支持するシリンダ（３２）のピストンロッド（３３）先端を中介リンク（３４）を介して分離体（２４ｂ）の固定アーム（３５）に連結させて、前記ピストンロッド（３３）の伸張時、蝶番（３０）を中心として分離体（２４ｂ）を略１８０°回転させて、レール本体（２４ａ）側方に二つ折れ状態に分離体（２４ｂ）を折畳みするように構成したものである。

【００１２】さらに、図７に示す如く、前記内外レール（２１ａ）（２１ｂ）と直線レール（２１ｃ）との交差部には回動レール（２１ｄ）を付設して、前記案内レール（２４）を移動させるトロリー（２２）の移動方向を変更させるもので、内外壁（７ａ）（７ｂ）の固定ブラケット（３６）に減速ギヤケース（３７）及び回動軸（３８）を介して前記回動レール（２１ｄ）を吊下げ支持し、前記ギヤケース（３７）に固設するレール方向変換用モータ（３９）の駆動でもって各回動レール（２１ｄ）を内外レール（２１ａ）（２１ｂ）に略沿わせる状態とするとき、案内レール（２４）を円周方向に移動可能とする一方、各回動レール（２１ｄ）を前記直線レール（２１ｃ）とエレベータ用搬送レール（２１ｅ）に略沿わせる状態とさせるとき、エレベータ室（１１）への出入を可能とするように構成したものである。

【００１３】またさらに、前記トロリー（２２）の下部中央に回動受部材（４０）を介してシリンダ（４１）の基端を水平回動自在に取付けると共に、該シリンダ（４１）のピストンロッド（４１ａ）先端に前記フレーム（２３）を固設させて、前記回動レール（２１ｄ）の方向変換時には案内レール（２４）の現状姿勢を維持させると共に、案内レール（２４）の上下高さの適宜調節を前記シリンダ（４１）でもって行うように構成している。

【００１４】また各栽培室（５）には、太陽光と熱を遮断した人工光源である照明ランプ（４２）を設けて、該ランプ（４２）による光環境の完全制御でもって栽培環境（光強度、温度、湿度など）も安定させて、栽培作物の周年生産、安定生産を可能とするように構成している。例えば照明設備として、高圧ナトリウムランプ９４０Ｗ、安定器を夫々約１００個／階に使用し、照度は１８Ｋｌｘとすると共に、光源からの照射光をムダなく利用するため、アルミニウム蒸着フィルムを天井、及び周壁に貼り、その反射率を高める。

【００１５】さらに、前記空調及びポンプ配管室（９）における空調装置（９ａ）は、照明ランプからの放熱量を考慮すると、冷房を主体とするもので（例えば冷房能力約２５ｋｗ）、空調負荷を小さくするためには、外界から貫流熱量を小さくする必要があり、壁の外面に使用する被覆材には耐候性が、また材料そのものには断熱性が要求されるため、両面を亜鉛引鋼板で内部に硬質ウレタンフォームを入れた厚さ２２mmの被覆材で、熱貫通率0.76Ｋｃａｌ／ｍ² ｈ℃などを使用する。

【００１６】またさらに、栽培作物はコンピュータによる複合制御によって栽培条件を最適に維持させるもので、計測されるクローズチェンバによる生長データ（光合成速度）及び環境データ（光強度、温度、湿度、炭酸ガス濃度）及び養液データ（養液量、ｐＨ、ＥＣ、溶存酸素量）などをコンピュータに入力し、栽培条件を最適化すべく各機器を自動的に作動させるものである。

【００１７】本実施例は上記の如く構成するものにして、作物が生育に必要な栄養素（チッソ、リン酸、カリ等）を必要量だけバランス良く配合した養液を作物の根に吸収させて作物を生育させるもので、建物の建造コスト、照明、空調の設備コスト及び運転コストなどを低減するために、作物の生長速度が確保できる程度に栽培密度を上げ、必要最小限のスペースでロボット（２０）を用いて最大効率良く、作物の栽培を無人化で行うようにしたものである。

【００１８】而してこのような栽培装置（１２）における栽培条件をサラダナを例にとって以下に示す。

【００１９】サラダナの光合成速度と１日の積算光合成量の温度依存性をみると、生育温度２０℃の状態でそれぞれが最大となる。また光合成速度の炭酸ガス依存性をみると、日長（日照時間）が２４時間の場合、炭酸ガス濃度の効果は1000ppm で最大となる。さらに光合成速度の日長依存性をみると、日長が増加するに従い低下していくが１日の積算光合成量は日長とともに増加する。従って日長（日照時間）が２４時間の場合にも最も生長が促進される。またさらに、光合成速度の光強度依存性をみると、光飽和点２０Ｋｌｘ以下と低い。

【００２０】このようなサラダナの生長特性から栽培条件を以下のように設定する。（１）温度２０℃、養液温度２０度、日長２４時間、炭酸ガス濃度1000ppm （２）湿度８０〜８５％（３）照度１８Ｋｌｘ（４）養液のＥＣ 1.1〜1.3 ms/cm （５）養液のｐＨ 5.6〜6.8

【００２１】そしてこの場合の生産能力は以下のようになる。（１）苗を１００ｇまで生育させるのに必要な日数約５日（２）一日の収穫量６００ｇ／基、３００kg／階（３）一日の全収穫量 5.4t 、年間全収穫量 1971t

【００２２】

【考案の効果】

以上実施例からも明らかなように本考案は、多層に設ける平面円形状の養液栽培室（５）内に、移動式養液栽培装置（１２）を放射状に複数配設すると共に、該養液栽培装置（１２）の上方に移動自在に作業用ロボット（２０）を吊下支持させたものであるから、栽培室（５）内に無駄なスペースを作ることなく、必要最小限のスペースに有効に栽培装置（１２）を配置して、上方より吊下げる作業用ロボット（２０）によって効果的に定植や収穫など多目的作業を無人で行って作物の最大効率良い栽培が行われるもので、しかもこの場合栽培条件を変化させることがないため、植物の生育速度を一定維持させることが可能となって生産性及び管理面での向上も図れるなど顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】栽培室の断面説明図である。

【図２】全体の外観説明図である。

【図３】全体の断面平面図である。

【図４】栽培室内の側面説明図である。

【図５】養液栽培装置の部分説明図である。

【図６】レール部の平面説明図である。

【図７】レール部の平面説明図である。

【符号の説明】

（５）養液栽培室（１２）養液栽培装置（２０）作業用ロボット

Claims

【実用新案登録請求の範囲】【請求項１】多層に設ける平面円形状の養液栽培室内
に、移動式養液栽培装置を放射状に複数配設すると共
に、該養液栽培装置の上方に移動自在に作業用ロボット
を吊下支持させたことを特徴とする植物栽培工場。