特許 6357615 植物診断ロボット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6357615

(24)【登録日】2018年6月29日

(45)【発行日】2018年7月18日

(54)【発明の名称】植物診断ロボット

(51)【国際特許分類】

   A01G 7/00 20060101AFI20180709BHJP

【ＦＩ】

   A01G7/00 603

【請求項の数】5

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2013-51186(P2013-51186)

(22)【出願日】2013年3月14日

(65)【公開番号】特開2014-176326(P2014-176326A)

(43)【公開日】2014年9月25日

【審査請求日】2016年3月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】504147254

【氏名又は名称】国立大学法人愛媛大学

(73)【特許権者】

【識別番号】000000125

【氏名又は名称】井関農機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100078031

【弁理士】

【氏名又は名称】大石 皓一

(74)【代理人】

【識別番号】100200942

【弁理士】

【氏名又は名称】岸本 高史

(74)【代理人】

【識別番号】100077779

【弁理士】

【氏名又は名称】牧 哲郎

(74)【代理人】

【識別番号】100078260

【弁理士】

【氏名又は名称】牧 レイ子

(74)【代理人】

【識別番号】100086450

【弁理士】

【氏名又は名称】菊谷 公男

(74)【代理人】

【識別番号】100175891

【弁理士】

【氏名又は名称】原 一敬

(72)【発明者】

【氏名】高山 弘太郎

(72)【発明者】

【氏名】岡田 英博

(72)【発明者】

【氏名】山本 和彦

(72)【発明者】

【氏名】坂井 義明

【審査官】 田辺 義拓

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２４６４８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０１０３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０５０２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０７０２７３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ａ０１Ｇ ７／００

Ｂ６５Ｈ ５４／００−５４／８８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

栽培作物条間を走行する走行装置（２）と、該走行装置（２）の片側方の栽培作物の生育情報を測定する情報測定装置（３）と、該走行装置（２）及び情報測定装置（３）の制御を行なう制御装置（４）とからなる植物診断ロボットにおいて、
機体を移動操作するための左右幅（Ｅ）の移動ハンドル（５）と、
前記走行装置（２）、前記情報測定装置（３）及び前記制御装置（４）に電力を供給する電源装置（６）とを設け、
前記情報測定装置（３）を、前記走行装置（２）の左右幅（Ｄ）内で測定対象の片側方の栽培作物から離間（Ｃ）する他側方に配置し、
前記制御装置（４）を、前記片側方に配置し、
前記移動ハンドル（５）を、前記走行装置（２）の左右幅（Ｄ）内に配置し、
前記情報測定装置（３）、前記制御装置（４）及び前記電源装置（６）を、前記移動ハンドル（５）の左右幅（Ｅ）内に配置し、かつ、
前記電源装置（６）に、給電を受ける電源コード（Ｆ）と、該電源コード（Ｆ）を巻回する巻回部材（３１）と、該巻回部材（３１）を回転させる回転アクチュエータ（３２）と、前記巻回部材（３１）に巻回された電源コード（Ｆ）の押えローラ（３６）と、該押えローラ（３６）を上下方向に揺動支持する回動アーム（３７）と、該回動アーム（３７）が所定の揺動位置に下降したことを検出して前記回転アクチュエータ（３２）の繰出し駆動を停止制御するためのコード停止部材（３７ｂ）とを設けたことを特徴とする植物診断ロボット。

【請求項2】

前記押えローラ（３６）は、複数の分割ローラ（３６ｂ）を共通支軸（３６ｃ）により横並びに遊動支持して構成したことを特徴とする請求項１に記載の植物診断ロボット。

【請求項3】

前記移動ハンドル（５）及び前記電源装置（６）を、機体の走行方向の一端側に設けたことを特徴とする請求項１記載の植物診断ロボット。

【請求項4】

前記電源装置（６）に、さらに前記電源コード（Ｆ）の横移動を規制するコード規制部材（３３）と、該コード規制部材（３３）を前記巻回部材（３１）の巻回幅（Ｇ）内で往復移動させるコード口搬送装置（３５）とを設けたことを特徴とする請求項１に記載の植物診断ロボット。

【請求項5】

前記コード口搬送装置（３５）は、駆動アクチュエータ（３５ａ）と、該駆動アクチュエータ（３５ａ）の作動により一方向に回転する回転アーム（３５ｂ）と、前記コード規制部材（３３）を前記巻回部材（３１）の巻回幅方向に亘って往復移動させるガイドレール（３４）と、前記回転アーム（３５ｂ）と前記コード規制部材（３３）を連結アーム（３５ｃ）で連結したことを特徴とする請求項４に記載の植物診断ロボット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、生育情報測定装置を搭載して栽培棚の間を検測走行することにより、全自動で栽培作物の生育診断を行う植物診断ロボットに関するものである。

【背景技術】

【0002】

先行特許文献１に記載の植物診断ロボットは、作物の栽培棚の間の作業通路に沿って設けられた送水パイプ上を走行移動可能に構成され、走行車体上の左右方向中央部に設けられて栽培棚の全高さ範囲に及ぶ情報測定装置によって左右の作物の生育状態を検知するものである。この植物診断ロボットは蓄電池を搭載しているので、送水パイプ上を移動して情報測定作業を終えると、栽培棚の端部に設けられた移動通路に自動で下りて、次の作業通路に向かって移動する構成とすることができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−８０８４３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、栽培棚の間の作業通路が狭いことから、走行車体の中央部にある情報測定装置から左右の作物との距離が十分に取れず、取得された作物の映像がぼやけたり、近接照射光によって検知装置の検出値が乱れたりして、正確な作物の生育情報が得られない問題がある。また、作物の生育状態によっては、葉や花、果実等が移動中の情報測定装置に接触して傷付くことがあり、作物の収量や商品価値が低下する問題がある。

【0005】

そして、動力源を蓄電池としているので稼働時間が限られ、生育情報の測定中に停止してしまい、生育状態の判断に適した情報が得られない問題がある。これに加えて、情報は十分に取得できていても、電池切れで停止した場合は作業者が機体を移動させて充電可能な箇所まで移動させる必要があり、作業者の労力が増大する問題がある。さらに、情報測定装置は検知場所に移動している間も作動しているので、電力の消耗が早くなり、作業時間が短くなる問題があると共に、走行装置の始動時や停止時の振動の影響を受けやすく、取得される情報が正確でないものになる問題がある。

【0006】

本発明の目的は、左右の栽培棚の間の狭い作業通路において、移動機体や情報測定装置の接触を回避して栽培棚の生育作物の保護を図りつつ情報測定装置による測定精度を確保し、さらに加えて、作業効率の向上を可能とする植物診断ロボットを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に係る発明は、栽培作物条間を走行する走行装置（２）と、該走行装置（２）の片側方の栽培作物の生育情報を測定する情報測定装置（３）と、該走行装置（２）及び情報測定装置（３）の制御を行なう制御装置（４）とからなる植物診断ロボットにおいて、機体を移動操作するための左右幅（Ｅ）の移動ハンドル（５）と、前記走行装置（２）、前記情報測定装置（３）及び前記制御装置（４）に電力を供給する電源装置（６）とを設け、前記情報測定装置（３）を、前記走行装置（２）の左右幅（Ｄ）内で測定対象の片側方の栽培作物から離間（Ｃ）する他側方に配置し、前記制御装置（４）を、前記片側方に配置し、前記移動ハンドル（５）を、前記走行装置（２）の左右幅（Ｄ）内に配置し、前記情報測定装置（３）、前記制御装置（４）及び前記電源装置（６）を、前記移動ハンドル（５）の左右幅（Ｅ）内に配置し、かつ、前記電源装置（６）に、給電を受ける電源コード（Ｆ）と、該電源コード（Ｆ）を巻回する巻回部材（３１）と、該巻回部材（３１）を回転させる回転アクチュエータ（３２）と、前記巻回部材（３１）に巻回された電源コード（Ｆ）の押えローラ（３６）と、該押えローラ（３６）を上下方向に揺動支持する回動アーム（３７）と、該回動アーム（３７）が所定の揺動位置に下降したことを検出して前記回転アクチュエータ（３２）の繰出し駆動を停止制御するためのコード停止部材（３７ｂ）とを設けたことを特徴とする。

【0008】

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の構成において、前記押えローラ（３６）は、複数の分割ローラ（３６ｂ）を共通支軸（３６ｃ）により横並びに遊動支持して構成したことを特徴とする。

【0009】

請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明の構成において、前記移動ハンドル（５）及び前記電源装置（６）を、機体の走行方向の一端側に設けたことを特徴とする。

【0010】

請求項４に係る発明は、請求項３に係る発明の構成において、前記電源装置（６）に、さらに前記電源コード（Ｆ）の横移動を規制するコード規制部材（３３）と、該コード規制部材（３３）を前記巻回部材（３１）の巻回幅（Ｇ）内で往復移動させるコード口搬送装置（３５）とを設けたことを特徴とする。

【0011】

請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明の構成において、前記コード口搬送装置（３５）は、駆動アクチュエータ（３５ａ）と、該駆動アクチュエータ（３５ａ）の作動により一方向に回転する回転アーム（３５ｂ）と、前記コード規制部材（３３）を前記巻回部材（３１）の巻回幅方向に亘って往復移動させるガイドレール（３４）と、前記回転アーム（３５ｂ）と前記コード規制部材（３３）を連結アーム（３５ｃ）で連結したことを特徴とする。

【0012】

（削除）

【0013】

（削除）

【0014】

（削除）

【0015】

（削除）

【0016】

（削除）

【0017】

（削除）

【0018】

（削除）

【発明の効果】

【0019】

請求項１に係る発明により、栽培作物の生育情報を測定する情報測定装置（３）を走行装置（２）の左右幅（Ｄ）内に設けたことにより、情報測定装置（３）が栽培作物に接触することを防止できるので、栽培作物が傷付くことが防止され、栽培作物の生育が安定すると共に、品質が向上する。また、情報測定装置（３）を測定対象の栽培作物から離間（Ｃ）する位置に配置したことにより、情報測定装置（３）が栽培作物の生育状態を広範に亘って測定することができるので、生育状態の把握や生育異常の把握が容易になり、作業能率が向上する。
また、情報測定装置（３）を設けた側の反対側に制御装置（４）を設けたことにより、走行装置（２）の一側にバランスが偏ることを防止できるので、走行装置（２）は栽培作物条に沿って直線的に移動することができ、より精度の高い栽培作物の生育情報が取得される。
また、情報測定装置（３）と制御装置（４）を移動ハンドル（５）の左右幅（Ｅ）内に設けることにより、情報測定装置（３）や制御装置（４）が栽培作物に接触することを防止できるので、栽培作物が傷付くことが防止され、栽培作物の生育が安定すると共に、作物の品質が向上する。
さらに、電源装置（６）を移動ハンドル（５）の左右幅（Ｅ）内に配置することにより、電源装置（６）と栽培作物との間隔がより広く確保され、電源装置（６）が栽培作物に接触することを防止できるので、栽培作物が傷付くことが防止され、栽培作物の生育が安定すると共に、品質が向上する。
また、電源コード（Ｆ）を通じて電力を受けることにより、各装置が作業途中に電力不足で停止することを防止できるので、作業能率が向上する
さらに、回動アーム（３７）を介して押えローラ（３６）で電源コード（Ｆ）を上方から押えることにより、電源コード（Ｆ）が出し入れされる際に弛みが生じることを防止できるので、電源コード（Ｆ）が走行装置（２）の走行を妨げることが防止され、作業能率や情報の測定精度が向上する。
加えて、押えローラ（３６）が上下動自在に設けられていることにより、巻回部材（３１）に巻き付けられた電源コード（Ｆ）の巻回厚さが幅方向で変わっても押えローラ（３６）で押えることができるので、いっそう電源コード（Ｆ）が弛みにくくなる。さらに、回動アーム（３７）にコード停止部材（３７ｂ）を設けたことにより、電源コード（Ｆ）がそれ以上引き出せない位置が近付いてきたときに自動的に巻回部材（３１）の回転アクチュエータ（３２）を停止させることができるので、電源コード（Ｆ）が電源から抜けたり断線したりして通電されなくなることがなく、作業の無人化が図られる。

【0020】

請求項２に係る発明により、請求項１に係る発明の効果に加え、複数の分割ローラ（３６ｂ）を共通支軸（３６ｃ）により各々回動自在且つ上下動自在に設けて押えローラ（３６）を構成したことにより、電源コード（Ｆ）の巻回厚さが巻回部材（３１）の幅方向に不揃いでも、複数の分割ローラ（３６ｂ）で電源コード（Ｆ）を押えることができるので、電源コード（Ｆ）が走行装置（２）の直進走行を妨げることが防止され、作業能率や情報の測定精度が向上する。

【0021】

請求項３に係る発明により、請求項１に係る発明の効果に加え、電源装置（６）を移動ハンドル（５）と同じ一端側に配置することにより、情報測定装置（３）や制御装置（４）の重量により前後方向のバランスが一方に偏ることを防止できるので、走行装置（２）は栽培作物条間を直線的に移動することができ、より精度の高い栽培作物の生育情報が取得される。

【0022】

請求項４に係る発明により、請求項１に係る発明の効果に加え、電源コード（Ｆ）の横移動を規制するコード規制部材（３３）を設けることにより、電源コード（Ｆ）に弛みが生じたり、電源コード（Ｆ）が巻回部材（３１）に偏って巻き付いたりすることを防止できるので、電源コード（Ｆ）が走行装置（２）の走行を妨げることが防止され、作業能率や情報の測定精度が向上する。
また、コード規制部材（３３）をコード口搬送装置（３５）で巻回部材（３１）の巻回幅（Ｇ）に亘って往復移動させることにより、電源コード（Ｆ）が偏って出し入れされることが防止できるので、走行装置（２）の移動や情報測定装置（３）の測定が中断されることが防止される。

【0023】

請求項５に係る発明により、請求項４に係る発明の効果に加え、一方向に回転する回転アーム（３５ｂ）によって連結アーム（３５ｃ）を所定の軌跡で移動させ、コード規制部材（３３）をガイドレール（３４）に沿って往復移動させることにより、駆動アクチュエータ（３５ａ）の作動方向を反転させる機構や制御が不要となるので、コード口搬送装置（３５）の構成や制御プログラムの構成が簡潔になる。

【0024】

（削除）

【0025】

（削除）

【0026】

本発明の好ましい実施態様においては、植物診断ロボットはさらに、前記走行装置（２）に走行アクチュエータ（１２ａ）を設けて走行制御可能に構成し、前記走行装置（２）と前記情報測定装置（３）とを前記制御装置（４）によって択一的に作動制御することを特徴とする。本発明のこの好ましい実施態様によれば、走行中は情報測定装置（３）を停止することによって余分な電力の消費を防止できるので、作物の栽培にかかるコストが低減され、また、走行が停止すると情報測定装置（３）が作動することにより、走行による揺れの影響を受けることなく栽培作物の情報を測定することができるので、測定される情報の精度が向上する。

【0027】

本発明の好ましい実施態様においては、植物診断ロボットはさらに、前記制御装置（４）による択一的な作動制御は、前記走行装置（２）及び前記情報測定装置（３）の一方の停止から所定時間の経過後に他方を作動させることを特徴とする。本発明のこの好ましい実施態様によれば、走行の停止後で所定時間が経過してから情報測定装置（３）を作動させ、また、情報測定装置（３）の停止後で所定時間が経過してから走行させることにより、走行装置（２）の始動時や停止時の振動の影響を情報測定装置（３）が受けることを防止できるので、測定される情報の精度が向上する。

【0028】

本発明の好ましい実施態様においては、植物診断ロボットはさらに、前記情報測定装置（３）は、個別に測定動作する複数の情報測定ユニット（５１）により構成するとともに、それぞれの情報測定ユニット（５１）の作動を停止させる個別のスイッチ（５２）を設けたことを特徴とする。本発明のこの好ましい実施態様によれば、個別のスイッチ（５２）により、対応する情報測定ユニット（５１）の作動を個別に選択することができるので、測定が不要な箇所の情報測定ユニット（５１）を停止することにより、電力の消費が抑えられる。また、栽培作物の生育時期や品種に合わせて、測定の不要な箇所の情報測定ユニット（５１）を停止することにより、余分な情報の負荷が軽減されるので、栽培作物の生育状態が把握しやすくなる。

【0029】

本発明の好ましい実施態様においては、植物診断ロボットはさらに、前記走行装置（２）は、移動走行区間（Ｊ）を走行支持する前後の接地転輪（１４）と、作業走行区間の左右の作業走行レール（Ａ）の高さ（Ｈ）に保持した前後の作業車輪（１２，１３）とを互いに異なる走行線上に備えるとともに、前記前後の接地転輪（１４）の前輪支持位置より前方に上記作業車輪（１２，１３）の前輪を配置したことを特徴とする。本発明のこの好ましい実施態様によれば、接地転輪（１４）より前方に作業車輪（１２，１３）の前輪を保持したことにより、移動走行区間（Ｊ）から左右の作業走行レール（Ａ）による作業走行区間に移行する際は、移動走行区間（Ｊ）に接地転輪（１４）が機体を支持した状態で、作業車輪（１２，１３）の前輪が作業走行レール（Ａ）に進入することから、作業走行区間の左右の作業走行レール（Ａ）の近傍に掘下げ部（Ｋ）があっても走行装置（２）が下方に移動することを防止できるので、走行装置（２）を持ち上げることなく走行輪を移動レール上に移動させることができ、移動レールにセットする作業者の労力が軽減される。

【0030】

本発明の好ましい実施態様においては、植物診断ロボットはさらに、前記左右の作業走行レール（Ａ）の間で車上側の検知部材の接触によって位置検出をするための位置決め部材（６３）を設け、該位置決め部材（６３）の両端を左右の作業走行レール（Ａ）に着脱可能に固定する位置固定部材（６４）によって支持したことを特徴とする。本発明のこの好ましい実施態様によれば、位置決め部材（６３）を作業走行レール（Ａ）に対して着脱自在としたことにより、栽培作物の生育情報の測定を行う区間や、走行装置（２）が自動走行する区間を作物の生育状態や品種に合わせて変更することができるので、作業の無人化が図られると共に、作業条件の適応性が向上する。また、位置決め部材（６３）は、位置固定部材（６４）でその場に固定することができるので、車上側の検知部材が接触した際に位置決め部材（６３）が移動して走行装置（２）の走行範囲や情報測定装置（３）の測定範囲が変化し続けて正確な情報が得られなくなることや、作業が終わらなくなることが防止され、作業の無人化が図られると共に、情報の精度が向上する。

【図面の簡単な説明】

【0031】

【図1】植物診断ロボットの上面図（ａ）、背面図（ｂ）、および側面図（ｃ）

【図2】測定作業中の植物診断ロボットの背面図

【図3】巻取式の電源装置の側面図

【図4】巻取式の電源装置の上面図

【図5】巻取式の電源装置の背面図

【図6】巻回コードの押えローラの要部側面図

【図7】押えローラの別構成例の斜視図（ａ）および要部断面図（ｂ）

【図8】巻回部材の回転検出部の背面図（ａ）および側面図（ｂ）

【図9】照射面側の機体側面図（ａ）および測定調節スイッチの見取図（ｂ）

【図10】自動測定運転制御のフローチャート

【図11】分割ユニット構成の情報測定装置による全体側面図（ａ）およびその電源基板の接続図（ｂ）

【図12】走行装置周りの平面図（ａ）および側面図（ｂ）

【図13】走行範囲の側面図（ａ）および指標部材の拡大斜視図（ｂ）

【図14】モニター装置の取付け斜視図

【図15】時間設定ダイヤルの見取図

【図16】測定パネルの可動支持例の構造図

【図17】送風構成例の照射面側の機体側面図（ａ）および機体背面図（ｂ）

【図18】ブラインド構成例の照射面側の機体側面図（ａ）および機体背面図（ｂ）

【図19】情報測定装置のフレーム構成の上面図（ａ）および、機体の背面図（ｂ）

【図20】傾斜調節装置の側面図（ａ）および、作業走行時と移動走行時の動作説明図（ｂ）

【発明を実施するための形態】

【0032】

上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
本発明の植物診断ロボットは、クロロフィル蛍光画像計測による光合成機能診断技術と組合せ、栽培作物の光合成電子伝達機能の分布を評価するために、クロロフィル（Chl）蛍光画像計測用の青色LEDパネルを搭載し、栽培棚の周囲に敷設した送水管を走行レールとし、走行タイマーによる直進走行と停止タイマー連動のChl蛍光画像計測とを交互に繰り返して送水管の端部に到着するまでの範囲について対象作物の光合成機能の非接触診断を可能とするものである。

【0033】

その適用例によれば、トマト栽培の１０ｈａに及ぶの太陽光植物工場において、温室栽培区画（１７０ｍ×７６ｍ）内の数十点の測定データから光合成機能の空間分布が取得され、その結果、温室内における夜間気温の分布に対応した光合成機能の分布を確認することができた。

【0034】

以下において、植物診断ロボットについて詳細に説明する。
図１は、植物診断ロボットの上面図（ａ）、背面図（ｂ）、および側面図（ｃ）である。植物診断ロボット１は、走行可能に機器を支持する走行機台である走行装置２と、側方の栽培作物の生育情報を測定する情報測定装置３と、走行及び測定を含む機器制御用の制御装置４と、機体を移動操作するための移動ハンドル５と、搭載機器に給電するための電源装置６と、パソコンやタブレット端末等によるモニター装置７等から構成される。

【0035】

走行装置２は、矩形状の台枠１１に、作業車輪としての左右一対の前後輪１２，１３と移動車輪としての左右一対の接地転輪１４，１４とを備える。左右一対の前後輪１２，１３は、左右の前輪１２，１２に電動機等の走行アクチュエータ１２ａを備えて減速駆動し、栽培ハウス内の栽培作物条（栽培棚）の間の所定幅の作業通路に配設されて走行レールとなる左右の送水管Ａ，Ａ上を前後進可能に接地転輪１４，１４より高い所定高さＨに保持し、また、左右一対の接地転輪１４，１４は、移動用通路を介して任意の作業通路に移動可能にキャスターホイール等により構成する。

【0036】

（測定装置）
情報測定装置３は、走行装置２の台枠１１から直立する扁平構成のフレーム２１に光照射用の発光ダイオードと反射光を受けるカメラとからなる測定パネル２２…を片側方に向けて取付け、測定作業中の植物診断ロボットの背面図を図２に示すように、測定対象側の作物Ｂから必要な距離Ｃを離して反対側に寄せることにより、狭い作業通路における測定精度を確保するとともに、作物との干渉を防止するために、台枠１１の幅Ｄ内に、栽培作物の高さの範囲と対応して作物の生育状況を測定可能に構成する。

【0037】

制御装置４は、手動操作による走行及び測定に加え、走行及び測定を自律制御して栽培作物条の所定範囲について自動測定した後に基準位置に帰着する全自動測定制御機能を備え、情報測定装置３と反対側に配置した走行制御部４ａと測定制御部４ｂとによって機体を左右にバランスさせ、また、台枠１１の幅Ｄ内に収容配置することにより、作物との干渉を防止可能に構成する。

【0038】

移動ハンドル５は、台枠１１の後部に起立する略門形のフレームであり、歩行作業者が機体を移動操作可能に構成し、この移動ハンドル５を中心にモニター装置７を含む運転操作部を構成する。また、作物との干渉を防止するために、台枠１１の幅Ｄ寸法内で、かつ、情報測定装置３を保護範囲とする所定幅Ｅに移動ハンドル５を形成する。

【0039】

（電源装置）
電源装置６は、巻取式の電源装置６の側面図、上面図、及び背面図を図３〜図５に示すように、コードの巻回部材３１であるコードリールを台枠１１の後部の移動ハンドル５の近傍に門形フレーム３１ａを起設して支持することにより機体を前後にバランスさせるとともに、機体の走行と対応して電源コードＦを巻取りと繰出し可能に構成する。また、門形フレーム３１ａの上部に、巻回部材３１の巻取繰出スイッチ３１ｂ、走行装置２の前後進スイッチ３１ｃ、自動測定運転スイッチ３１ｄを集中配置してモニター装置７と合わせて運転操作部を形成する。

【0040】

巻回部材３１は、減速電動機等によるリール回転アクチュエータ３２を備えて電動巻取り可能に構成し、電源コードＦの巻回口には、電源コードＦの横移動を規制するコード規制部材３３と、このコード規制部材３３を巻回幅方向にスライド移動可能に支持するガイドレール３４と、減速電動機等による回転アクチュエータ３５ａによって減速回転駆動される回転アーム３５ｂと連結アーム３５ｃとからなる電動クランク機構によるコード口搬送装置３５とを門形フレーム３１ａに取付けることにより、コード規制部材３３を巻回幅Ｇ内で往復移動可能に構成する。

【0041】

このように構成した巻回部材３１による巻取式の電源装置６は、電源コードＦを介して電力を有線供給することにより、搭載各装置が作業途中に電力不足で停止することを防止できるので作業能率を向上することができるとともに、巻回部材３１を後部配置の移動ハンドル５の近傍に配置したことにより、情報測定装置３や制御装置４の重量により進行方向のバランスが一方に偏ることを防止できるので、走行装置２は栽培作物条に沿って直線的に移動することができ、より精度の高い栽培作物の生育情報が取得される。

【0042】

植物診断ロボット１の移動の際は、前進走行距離に合わせて巻回部材３１を繰出し回動制御し、後退走行距離に合わせて巻取り回動制御する。このとき、電源コードＦの横移動を規制するコード規制部材３３を設けたことにより、電源コードＦに弛みが生じたり、電源コードＦが巻回部材３１に偏って巻き付いたりすることを防止できるので、電源コードＦが走行装置２の走行を妨げることが防止され、作業能率や情報の測定精度が向上する。

【0043】

また、コード規制部材３３をコード口搬送装置３５で巻回部材３１の幅に亘って往復移動させることにより、電源コードＦが巻回部材３１の幅内で左右に振られるので、電源コードＦが偏って出し入れされることが防止でき、走行装置２の移動や情報測定装置３の測定が中断されることが防止される。

【0044】

また、一方向に回転する回転アーム３５ｂによって連結アーム３５ｃを所定の軌跡で移動させ、コード規制部材３３をガイドレール３４に沿って往復移動させることにより、回転アクチュエータ３５ａの作動方向を反転させる機構や制御が不要となるので、コード口搬送装置３５の構成や制御プログラムの構成が簡潔になる。

【0045】

次に、巻回コードの押えローラ３６を、図６の要部側面図に示すように、巻回部材３１の上部に接して回動アーム３７により支持し、その基部を門形フレーム３１ａの上端に設けた機体幅方向の支軸３７ａに軸支し、押えローラ３６の近傍に重錘３６ａを取付けて下方に付勢することにより、巻回部材３１に巻回した電源コードＦを押え、その巻回幅Ｇの範囲で上下動作可能に構成する。また、回動アーム３７をその下降限度の近傍位置で検出するセンサーであるコード停止部材３７ｂを設けて、巻回部材３１の繰出し動作を停止または逆転するようにアクチュエータ３２を制御可能に構成する。前記コード停止部材３７ｂであるセンサーは、コード停止部材３７ｂが電源コードＦに接触すると検知状態とする距離センサーとしてもよく、または、コード停止部材３７ｂと電源コードＦとの間隔が所定距離未満になると検知状態とする近接センサーとしてもよい。

【0046】

上記構成の押えローラ３６は、回動アーム３７を介して上下動自在に電源コードＦを上方から押えることにより、電源コードＦが出し入れされる際に弛みが生じることを防止できるので、電源コードＦが走行装置の走行を妨げることが防止され、作業能率や情報の測定精度が向上する。

【0047】

また、押えローラ３６が上下動自在に設けられていることにより、巻回部材３１に巻付けられた電源コードＦの巻取り高さが幅方向で変わっても押えローラ３６で押えることができるので、いっそう電源コードＦが弛みにくくなる。

【0048】

さらに、回動アーム３７を下限角度の近傍で検出するコード停止部材３７ｂを設けたことにより、電源コードＦがそれ以上引き出せない位置が近付いてきたときに自動的にリール回転アクチュエータ３２を停止させることができるので、電源コードＦが電源から抜けたり断線したりして通電されなくなることがなく、作業の無人化が図られる。

【0049】

上記押えローラ３６は、別構成例の斜視図（ａ）および要部断面図（ｂ）を図７に示すように、複数の分割ローラ３６ｂ…を横並びに配置し、共通の支軸３６ｃに遊動支持する。各ローラ３６ｂ…は、電源コードＦの太さ相当の厚さ寸法に形成することにより、巻回部材３１の幅方向のどの位置においても電源コードＦを押え分割ローラ３６ｂ…で上方から押えることができるので、電源コードＦが走行装置２の直進走行を妨げることが防止され、作業能率や情報の測定精度が向上する。

【0050】

また、巻回部材３１をプーリ形状または鼓形とし、中心支軸の固定側に不図示のコンセント差込口を設けることにより、制御装置や記録装置の電源を容易に確保することができる。また、巻回部材３１の回転検出部の背面図（ａ）及び側面図（ｂ）を図８に示すように、巻回部材３１の側面に突部３８ａを設け、この突部３８ａの通過を検出するセンサー３８ｂを門形フレーム３１ａ等に取付け、巻回部材３１の回転異常を検出した場合に回動アクチュエータ３２を停止させることにより、安全性を確保することができる。

【0051】

（測定制御）
次に、情報測定装置３の制御について説明すると、情報測定装置３の照射面側の機体側面図を図９（ａ）に示すように、扁平構成のフレーム２１に照明制御可能な発光ダイオードによるＬＥＤパネル４１と撮影制御可能なカメラ４２とを取付け、自動測定運転の際に、走行装置２と情報測定装置３とを交互に作動する運転制御を構成することにより、機体走行が停止してから情報測定装置３が作動することにより、走行による揺れの影響を受けることなく栽培作物の情報を測定することができるので、測定精度が向上するとともに、走行中の余分な電力の節電が可能となる。

【0052】

この場合において、走行停止後に情報測定装置３の揺れが収まるに足る時間（例えば数秒間）のインターバルを経て情報測定装置３を作動させてＬＥＤパネル４１の点灯とカメラ４２による測定を開始することにより、所定の測定精度を確保することができる。また、ＬＥＤパネル４１の点灯調節ダイヤルの見取図を図９（ｂ）に示すように、走行制御部４ａにインターバル調節用の点灯調節ダイヤル４３を設けて点灯までの時間を調節することにより、測定精度と測定作業能率を適切に調節することができる。

【0053】

自動測定運転制御は、自動測定運転スイッチ３１ｄのオンによって開始され、そのフローチャートを図１０に示すように、第１の制御ステップ（以下において、「Ｓ１」の如く略記する。）により、開始から数秒後に走行装置２を作動させて測定範囲の始端位置まで機体を前進させる。この前進制御は、走行距離分の電源コードＦを繰り出すように、巻回部材３１とコード口搬送装置３５の作動を連動制御する。

【0054】

次いで、調節用のダイヤル４１ａによって定めた所定のインターバルが停止からの経過（Ｓ２）を待って情報測定装置３を作動させることによりＬＥＤパネル４１の点灯とカメラ４２による測定を行い（Ｓ３）、測定の終了時にＬＥＤパネル４１を消灯（Ｓ４）し、数秒の所定時間経過後に走行装置２を作動させて機体を隣接位置に前進（Ｓ５）させ、この前進により後述の終端検知（Ｓ６）に該当するまでの間について、停止後のインターバルの経過（Ｓ２）から測定（Ｓ３）、消灯（Ｓ４）、前進（Ｓ５）を繰返す。

【0055】

また、前進によって終端検知に至った時（Ｓ６）は、数秒の間を置いて機体を一気に後進（Ｓ７）させ、この後進と連動して巻回部材３１とコード口搬送装置３５を逆転させる。後進の過程における後述の定位置検知で機体を停止（Ｓ８）させた上で、自動測定運転スイッチ３１ｄをオフ（Ｓ９）にリセットして自動測定運転制御を終了する。

【0056】

この自動測定運転のほかに、手動測定運転の際は、走行装置２の前後進スイッチ３１ｃの操作に連動して巻回部材３１の繰出し巻取りを制御することにより、任意の位置に手動で移動して栽培作物の測定を行うことができる。
また、栽培作物条間の走行の前後を含む移動通路における機体の取扱いは、歩行作業者による移動ハンドル５の操作と巻回部材３１の巻取繰出スイッチ３１ｂの操作により機体を接地転輪１４…によって移動することができる。

【0057】

（分割ユニット構成）
情報測定装置３の別の構成例として分割ユニット構成について説明する。分割ユニット構成の情報測定装置による全体側面図を図１１（ａ）に示すように、フレーム２１の区画毎にＬＥＤ照射用の情報測定ユニット５１…を取付けてＬＥＤパネル３ａを構成する。その電源基板５２の接続図を図１１（ｂ）に示すように、受電元側のメインスイッチ５３を介して複数の情報測定ユニット５１…毎のスイッチ５４…を設け、この電源基板５２を測定制御部４ｂに収容して集合コネクタ５５によってＬＥＤパネル３ａと接続する。

【0058】

上記構成の情報測定装置３は、測定制御部４ｂに収容したＬＥＤ電源基板５２のスイッチ操作により、対応する情報測定ユニット５１が栽培作物の情報を測定するか否かを切り替え可能に構成する。この情報測定装置３により、測定が不要な箇所の情報測定ユニット５１を切にすることにより、必要な範囲に限った測定が可能となるので、電力の消費が抑えられる。また、栽培作物の生育時期や品種に合わせて、測定の不要な箇所の情報測定をカットすることにより、余分な情報が測定されず、栽培作物の生育状態が把握しやすくなる。

【0059】

（車輪配置）
次に、走行装置の車輪配置について説明する。
作業通路の左右の送水管Ａ，Ａの周りには、移動通路の路面Ｊより低い掘下部を形成する例があり、移動通路から作業通路の左右の送水管Ａ，Ａ上に駆動前輪１２，１２を進入させる際に、接地転輪１４…が先行して掘下部Ｋに進入すると駆動前輪１２，１２の保持高さが確保できないことから、作業者が機体の前方にまわって機体前部を持上げて駆動前輪１２，１２を送水管Ａ，Ａ上に乗せるという煩わしい作業を強いられる事態を招くこととなる。

【0060】

この問題を解決するために、走行装置周りの平面図（ａ）および側面図（ｂ）を図１２に示すように、駆動前輪１２を前側の接地転輪１４，１４より前側に配置して走行装置２を構成する。このように駆動前輪１２を先行位置に配置することにより、移動通路から作業通路の左右の送水管Ａ，Ａ上に駆動前輪１２，１２を進入させる際に、移動通路の路面Ｊより低い掘下部Ｋが左右の送水管Ａ，Ａの周りに形成されていても、接地転輪１４，１４が移動通路の高さの路面Ｊによって機体を支持しつつ、前方配置の駆動前輪１２，１２が左右の送水管Ａ，Ａ上に到達することから、支障なく駆動前輪１２と従動後輪１３とによる作業走行に移行することができる。

【0061】

また、駆動前輪１２の少なくとも左右の一方について、その上方位置の走行装置２及び情報測定装置３のフレームの間を開放して構成し、移動ハンドル５を操作する歩行作業者から駆動前輪１２に向う視線Ｌを遮ることのない柱により構成することにより、歩行作業者の視界Ｌ内で駆動前輪１２を見通せることから、左右の送水管Ａ，Ａ上に駆動前輪１２，１２を進入させる際に、相互間の確実な位置合せが可能となるので、能率良く測定走行に移行することができる。

【0062】

（行程指標）
次に、植物診断ロボット１の自動測定走行の範囲を定める始終端の構成について説明する。
走行範囲の側面図（ａ）及び指標部材の拡大斜視図（ｂ）を図１３に示すように、地上側に設定した走行行程指標を車上検出する触針式等のセンサー６１を植物診断ロボット１の機体の前端と後端に設け、それぞれ終端検出部Ｐ、帰点検出部Ｑを構成し、地上側の位置指標としての位置決め部材６３を終端位置Ｍおよび帰点位置Ｎの左右の送水管Ａ，Ａの間に配置し、機体が前進走行して終端検出部Ｐのセンサー６１が終端位置Ｍの位置決め部材６３を検出したときに後進走行に切替え、帰点検出部Ｑのセンサー６１が帰点位置Ｎの位置決め部材６３を検出したときに走行を停止する走行制御を構成することにより、所定の範囲を自動測定走行して自動帰着する無人測定走行が可能となる。

【0063】

固定側指標である位置決め部材６３は、固定用の左右の磁石６４，６４や締結ボルト等の位置固定部材を備え、終端検出部Ｐ、帰点検出部Ｑのセンサー６１が触針先端部（３０ｍｍ程度）と接触可能に左右の送水管Ａ，Ａの上端と略同じ高さに固定することにより、位置変更可能な着脱式であって、且つ、センサー６１の接触によっても位置ずれ無しに安定配置することができる。

【0064】

（モニター装置）
上記主要構成に続き、植物診断ロボット１の細部構成例について以下に説明する。
図１４は、モニター装置７の斜視図である。モニター装置７は、制御モニター機能を内蔵したノートパソコンやタブレット端末等により構成し、移動ハンドル５より上方位置に設けた棚７１に配置する。その取付け構成は、棚７１の全周に立上縁７２を設け、滑り止めおよび防振用のウレタンマット７１ａを敷いてモニター装置７を載せ、脱落防止のために着脱可能な面ファスナ７３で押えて固定することにより、作業者が機体を操作しながらでも容易に情報確認が可能となる。

【0065】

図１５は、時間設定ダイヤルの見取図である。制御装置４には、移動調節ダイヤル７５と測定調節ダイヤル７６とを設け、それぞれ、例えば、機体移動時間を１〜６０秒、測定時間を３０〜１８０秒の範囲で時間設定を調節可能に構成する。これらの調節ダイヤル７５，７６により、状況に応じた時間設定によって測定精度を向上することができる。例えば、作物の測定場所（位置）の変更や、作物の多い少ないによって測定時間を変更することができる。

【0066】

（可動パネル）
図１６は、測定パネルの可動支持例の構成図である。情報測定装置３の個々の測定パネル２２…について、それぞれの上端部に設けた支点８１をフレーム２１に軸支し、下端部に連結したロッド８２の固定ノブ８２ａにより、フレーム２１に対して傾斜調節可能に構成する。この固定ノブ８２ａによるロッド８２の調節により、測定パネル２２の照射方向を上向きに角度調節することができ、葉が大きくて果実の診断が困難な場合に、下方から光を当てることで、診断精度を向上することができる。

【0067】

（送風構成）
図１７は、情報測定装置３の送風構成例の照射面側の機体側面図（ａ）および機体背面図（ｂ）である。情報測定装置３のフレーム２１に複数のファン８３…を配置し、測定パネル２２…の後方から斜め上方に向けてフレーム２１に取付ける。これらファン８３…により下方から送風することにより、葉が側方に移動して果実が見えやすくなるので、測定精度を向上することができるとともに、測定パネル２２…の放熱が可能となる。

【0068】

（ブラインド）
図１８は、情報測定装置３のブラインド構成例の照射面側の機体側面図（ａ）および機体背面図（ｂ）である。情報測定装置３の測定パネル２２…の前面を遮光可能なロールスクリーン型のブラインド８５を設ける。詳細には、ブラインド８５は、フレーム２１の上端部に巻取軸８５ａを取付け、遮光用のブラインドマット８５ｂの一端を一体に連結し、巻取軸８５ａの左右どちらかの端部に滑車８６を固定し、操作高さ位置に及ぶ昇降操作用の巻取紐８６ａを滑車８６に掛けて構成することにより、巻取紐８６ａを介してブラインドマット８５ｂを上下させることができる。このブラインド８５により、情報測定装置３の照射面側に太陽光を直接受けないようにして測定パネル２２…の保護を図ることができる。

【0069】

（フレーム）
図１９は、情報測定装置３のフレーム構成の上面図（ａ）及び機体の背面図（ｂ）である。情報測定装置３のフレーム２１の背面側の両コーナー部２１ａ，２１ａの角を落して円弧状に構成することにより、走行時に情報測定装置３とその背面側の栽培作物条の作物が接触した際の傷を小さく抑えることができ、また、両コーナー部２１ａ，２１ａを含むフレーム２１の両側端に軟質カバー２１ｂ，２１ｂを装着することにより、更に傷を小さく抑えることができるとともに、情報測定装置３が壁などに接触したときの保護が可能となる。

【0070】

（傾斜調節装置）
図２０は、機体の傾斜調節装置の側面図（ａ）および、作業走行時と移動走行時の動作説明図（ｂ）である。傾斜調節装置９１は情報測定装置３の直下位置に構成する。詳細には、台枠１１の左右間に軸支したボールスクリュー９２と螺合して左右移動可能に支持したウェイト９３によって構成する。ボールスクリュー９２はチェーン伝動によるレバーシブルモータ９４によって正逆転可能に構成するとともに、台枠１１の左右側端部に互いに裾広がりに下垂傾斜する左右の傾斜センサー９５，９５を設ける。

【0071】

左右の傾斜センサー９５，９５は、情報測定装置３が左右に傾斜した時にその傾斜側の傾斜センサー９５，９５の下部が台枠１１の傾斜を介して移動通路の路面Ｊ、または、走行レールである送水管Ａとの接触を検出可能に構成し、この検出側と反対側方向にウェイト９３を移動するようにレバーシブルモータ９４を駆動制御することにより、上下に長い情報測定装置３の傾斜による破損を防止することができる。

【符号の説明】

【0072】

１ 植物診断ロボット
２ 走行装置
３ 情報測定装置
３ａ ＬＥＤパネル
４ 制御装置
５ 移動ハンドル
６ 電源装置
１１ 台枠
１２ 駆動前輪（作業車輪）
１２ａ 走行アクチュエータ
１３ 従動後輪（作業車輪）
１４ キャスター（接地転輪）
３１ コードリール（巻回部材）
３２ 電動機（リール回転アクチュエータ）
３３ コード規制部材
３４ ガイドレール
３５ コード口搬送装置
３５ａ 電動機（回転アクチュエータ）
３５ｂ 回転アーム
３５ｃ 連結アーム
３６ 押えローラ
３６ｂ 分割ローラ
３６ｃ 支軸
３７ 回動アーム
３７ｂ コード停止部材
４３ 点灯調節ダイヤル
５１ 情報測定ユニット
５２ スイッチ
５３ 電源基板
６１ センサー
６３ 位置決め部材
６４ 磁石（位置固定部材）
Ａ 送水管（作業走行レール）
Ｂ 作物
Ｃ 距離
Ｄ 左右幅
Ｅ 左右幅
Ｆ 電源コード
Ｇ 巻回幅
Ｈ 高さ
Ｊ 移動走行区間
Ｋ 掘下部
Ｍ 終端位置
Ｎ 帰点位置
Ｐ 終端検出部
Ｑ 帰点検出部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】