特開 2024-112583 摘取装置および栽培システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024112583

(43)【公開日】2024-08-21

(54)【発明の名称】摘取装置および栽培システム

(51)【国際特許分類】

   A01D 46/30 20060101AFI20240814BHJP

   B25J 15/08 20060101ALI20240814BHJP

   A01G 22/05 20180101ALI20240814BHJP

   A01G 9/00 20180101ALI20240814BHJP

   A01G 7/00 20060101ALI20240814BHJP

【ＦＩ】

A01D46/30

B25J15/08 T

A01G22/05 A

A01G9/00 C

A01G7/00 603

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023017723

(22)【出願日】2023-02-08

(71)【出願人】

【識別番号】720001060

【氏名又は名称】ヤンマーホールディングス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】古澤 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】田中 伸明

(72)【発明者】

【氏名】高田 咲子

(72)【発明者】

【氏名】兼崎 雅弘

(72)【発明者】

【氏名】大谷 悠樹

【テーマコード（参考）】

2B022

2B075

2B327

3C707

【Ｆターム（参考）】

2B022AB15

2B075JF02

2B075JF05

2B075JF06

2B075JF07

2B075JJ05

2B327NA10

2B327NE01

2B327QA02

2B327TC04

2B327TC13

2B327TC15

2B327UA04

3C707AS14

3C707AS22

3C707BS10

3C707DS01

3C707FS04

3C707FT06

3C707KS07

3C707KV12

3C707NS26

(57)【要約】

【課題】摘み取った果菜を把持しながら、高精度に品質計測を行うことのできる摘取装置および栽培システムを提供する。
【解決手段】摘取装置１００は、把持部１３０によって把持した果菜の摘み取りを行う。把持部１３０は、弾性体によって形成され、果菜に対して外から被せることが可能な第１形状と、内部に配された果菜を包むようにして把持可能な第２形状との間で変形可能な変形部１３２を備える。変形部１３２は、果菜を出し入れするための開口を有する有底筒状の部材であり、かつ、遮光性を有する。摘取装置１００は、さらに、把持部１３０にて把持される果菜の内部品質を計測するために、変形部１３２の内側底部に配置され、変形部１３２の開口側から照射されて果菜類を通過した光を受光する受光部１５０を備える。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

把持部によって把持した果菜の摘み取りを行う摘取装置であって、
前記把持部は、弾性体によって形成され、果菜に対して外から被せることが可能な第１形状と、内部に配された果菜を包むようにして把持可能な第２形状との間で変形可能な変形部を備え、
前記変形部は、果菜を出し入れするための開口を有する有底筒状の部材であり、かつ、遮光性を有しており、
前記把持部にて把持される果菜の内部品質を計測するために、前記変形部の内側底部に配置され、前記変形部の開口側から照射されて果菜類を通過した光を受光する受光部を備えることを特徴とする摘取装置。

【請求項2】

請求項１に記載の摘取装置であって、
前記変形部の開口前から退避した退避位置と、前記変形部の開口に対向する対向位置との間で移動可能であり、前記変形部の開口から前記受光部に向けて光を照射する投光部を備えることを特徴とする摘取装置。

【請求項3】

移動ベンチ上で果菜の栽培を行い、栽培された果菜に対して摘取装置にて摘み取りを行う栽培システムであって、
前記摘取装置は、請求項１に記載の摘取装置であることを特徴とする栽培システム。

【請求項4】

請求項３に記載の栽培システムであって、
前記把持部は、アームの先端に取り付けられており、
前記投光部は、当該栽培システム内の所定箇所に固定的に配置されており、
前記把持部にて把持される果菜の内部品質の計測は、前記アームにより、前記把持部を前記投光部に対向する位置に移動させた状態で行われることを特徴とする栽培システム。

【請求項5】

請求項３に記載の栽培システムであって、
前記把持部は、主アームの先端に取り付けられており、
前記投光部は、前記主アームに取り付けられた補助アームの先端に取り付けられており、
前記把持部にて把持される果菜の内部品質の計測は、前記補助アームにより、前記投光部を前記把持部に対向する位置に移動させた状態で行われることを特徴とする栽培システム。

【請求項6】

請求項３から５の何れか１項に記載の栽培システムであって、
摘取対象となる果菜を撮影する撮影部を備え、
前記撮影部による撮影データに基づいて果菜の位置情報および量を判定し、この判定によって前記移動ベンチを移動させる時間間隔または移動速度を調整することを特徴とする栽培システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、栽培植物において果菜の摘み取りを行う摘取装置、およびこれを備えた栽培システムに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、移動可能なアーム部の先端に、摘み取った果菜を把持する把持部と、把持部にて把持した果菜の品質を計測する計測部とを備えた摘取装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１９－０４１７０６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

計測部を備える摘取装置では、高精度な品質計測を行うことが要望される。

【0005】

本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、摘み取った果菜を把持しながら、高精度に品質計測を行うことのできる摘取装置および栽培システム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】

【0006】

上記の課題を解決するために、本開示の第１の態様である摘取装置は、把持部によって把持した果菜の摘み取りを行う摘取装置であって、前記把持部は、弾性体によって形成され、果菜に対して外から被せることが可能な第１形状と、内部に配された果菜を包むようにして把持可能な第２形状との間で変形可能な変形部を備え、前記変形部は、果菜を出し入れするための開口を有する有底筒状の部材であり、かつ、遮光性を有しており、前記把持部にて把持される果菜の内部品質を計測するために、前記変形部の内側底部に配置され、前記変形部の開口側から照射されて果菜類を通過した光を受光する受光部を備えることを特徴としている。

【0007】

上記の構成によれば、果菜を把持する変形部を有底筒状の部材とし、かつ、遮光性を持たせることにより、果菜の品質計測時において、変形部の開口以外からの外光の入射を防止できる。これにより、変形部の内側底部に配置される受光部に外光が入射することを防止でき、高精度な品質計測を行うことができる。

【0008】

また、上記摘取装置は、前記変形部の開口前から退避した退避位置と、前記変形部の開口に対向する対向位置との間で移動可能であり、前記変形部の開口から前記受光部に向けて光を照射する投光部を備える構成とすることができる。

【0009】

上記の構成によれば、摘み取った果菜を把持しながら移動させる過程で、投光部を対向位置に移動させて果菜の品質計測を行うことができ、果菜の品質計測を果菜の搬送と同時に効率的に実施できる。

【0010】

また、本開示の第２の態様である栽培システムは、移動ベンチ上で果菜の栽培を行い、栽培された果菜に対して摘取装置にて摘み取りを行う栽培システムであって、前記摘取装置は、上記記載の摘取装置であることを特徴としている。

【0011】

また、上記栽培システムでは、前記把持部は、アームの先端に取り付けられており、前記投光部は、当該栽培システム内の所定箇所に固定的に配置されており、前記把持部にて把持される果菜の内部品質の計測は、前記アームにより、前記把持部を前記投光部に対向する位置に移動させた状態で行われる構成とすることができる。

【0012】

上記の構成によれば、投光部が摘取装置とは別に固定的に配置されることにより、摘取装置を含む栽培システムの構成を簡素化することができる。

【0013】

また、上記栽培システムでは、前記把持部は、主アームの先端に取り付けられており、前記投光部は、前記主アームに取り付けられた補助アームの先端に取り付けられており、前記把持部にて把持される果菜の内部品質の計測は、前記補助アームにより、前記投光部を前記把持部に対向する位置に移動させた状態で行われる構成とすることができる。

【0014】

上記の構成によれば、摘み取った果菜を把持しながら移動させる過程で、投光部を対向位置に移動させて果菜の品質計測を行うことができ、果菜の品質計測を果菜の搬送と同時に効率的に実施できる。

【0015】

また、上記栽培システムは、摘取対象となる果菜を撮影する撮影部を備え、前記撮影部による撮影データに基づいて果菜の位置情報および量を判定し、この判定によって前記移動ベンチを移動させる時間間隔または移動速度を調整する構成とすることができる。

【発明の効果】

【0016】

本開示の摘取装置および栽培システムは、変形部の内側底部に配置される受光部に外光が入射することを防止でき、高精度な品質計測を行うことができるといった効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】摘取装置の概要を示す模式図である。

【図2】把持部の外観例を示す斜視図である。

【図3】把持部の側面図である。

【図4】把持部における基部の正面図である。

【図5】把持部が果菜を把持する際の作用を説明する断面図である。

【図6】栽培システムの基本構成を示す概略図である。

【図7】栽培システムにおいて、摘取装置による果菜の摘取動作を説明する図である。

【図8】摘取装置および投光部の配置例を示す概略図である。

【図9】果菜の品質計測手順の一例を説明する平面図である。

【図10】摘取装置の概要を示す模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

（摘取装置）
以下、本開示の摘取装置の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。図１は、本実施形態の摘取装置１００の概要を示す模式図である。

【0019】

図１に示すように、摘取装置１００は、土台１１０、アーム１２０、把持部１３０、エア配管１４０および受光部１５０（図３，図４参照）を備えている。アーム１２０は、一方（根本側）の端部が土台１１０に対して取り付けられ、他方（先端側）の端部に把持部１３０が取り付けられている。アーム１２０は、図示しないアクチュエータにより、土台１１０に対して水平方向の回転移動が可能とされている。また、アーム１２０は、図示しないアクチュエータによって稼働される複数の関節１２１を有しており、これらの関節１２１を独立して稼働させることにより、把持部１３０の位置や向きを変化させることができる。エア配管１４０は、把持部１３０に接続されている。受光部１５０は、把持部１３０が把持する果菜に対しての内部品質等の計測に使用される。

【0020】

続いて、摘取装置１００における把持部１３０の具体的構成について、図２～図４を参照して説明する。図２は、把持部１３０の外観例を示す斜視図である。図３は、把持部１３０の側面図である。図４は、把持部１３０における基部１３１の正面図である。尚、図３では、基部１３１のみ断面（図４におけるＡ－Ａ断面）を示している。

【0021】

図２および図３に示すように、把持部１３０は、基部１３１および変形部１３２を有している。基部１３１は、根本側がアーム１２０に接続され、先端側に変形部１３２が接続されている。基部１３１は、例えば、根本側から先端側に向かって中心軸を有する略円筒形状の部材である。

【0022】

本実施形態では、変形部１３２はカップ形状（開口を有する有底筒状）の部材とされており、基部１３１に接続される根本側がカップ底部とされ、先端側が開口している。変形部１３２は、摘み取る果菜を把持する際に所望の形状変形が生じるような弾性体にて形成されている。また、変形部１３２は、摘み取る果菜をある程度強固に把持できるような強度も必要とされる。このような変形部１３２の好適な材質としては、例えばシリコーンゴムやウレタンゴムなどが挙げられる。

【0023】

把持部１３０は、果菜に対して外から被せることが可能な第１形状と、内部に配された果菜を包むようにして把持可能な第２形状との間で変形可能となっている。これにより、摘取対象の果菜に対して第１形状の変形部１３２を外から被せ、その後、果菜を包み込むように変形部１３２を第２形状に変形させることで果菜の把持が行える。本実施形態では、変形部１３２の変形は、変形部１３２のカップ内に負圧を導入することによって行える。

【0024】

具体的には、図３および図４に示すように、基部１３１には溝１３３が形成されている。溝１３３は、例えば円環状の溝とされており、基部１３１の軸方向に沿って延びているとともに、基部１３１の正面（変形部１３２との接続面）において開口され、この開口が変形部１３２のカップ底部にて露出している。また、溝１３３は、基部１３１の側面にてエア配管１４０と連通している。

【0025】

果菜を把持する際に変形部１３２を変形させる第１の手法として、エア配管１４０の他端にコンプレッサー（図示省略）を接続し、コンプレッサーによる圧縮空気をエア配管１４０および溝１３３を介して変形部１３２の内部に送り込む方法が考えられる。尚、この場合のコンプレッサーは、摘取装置１００に対して外部接続されるものであってよい。

【0026】

図５は、第１の手法によって果菜を把持する際の作用を説明する断面図である。但し、図５では、基部１３１における溝１３３の図示は省略している。

【0027】

果菜（例えばイチゴ）に対して変形前の（第１形状の）変形部１３２を被せ、溝１３３から圧縮空気を変形部１３２の内部に送り込むと、変形部１３２の内側面に沿って気流が生じ、この気流は変形部１３２の開口から排出される（図５（ａ）参照）。この気流によって、変形部１３２の内側面付近で負圧が発生する（負圧が導入される）（図５（ｂ）参照）。

【0028】

変形部１３２の内側面付近で負圧が発生すると変形部１３２の内外で圧力差が発生し、変形部１３２は外側からの正圧によって押されるようにして変形し、カップ内の果菜を包み込むようにして把持することができる（図５（ｃ）参照）。このとき、果菜を包み込むように変形した変形部１３２は、果菜に対して多数の接触点を持つことができる。その結果、変形部１３２と果菜との各接触点における接触圧を低減することができ、把持される果菜に傷を付けないようにすることができる。また、変形部１３２自体が弾性体によって形成されていることも、変形部１３２と果菜との各接触点における接触圧を低減させる作用があり、果菜に傷を付けない効果を向上させる。コンプレッサーによる圧縮空気の供給を停止させれば、変形部１３２は弾性力によって形状復帰して果菜の把持を解除する。

【0029】

また、変形部１３２を変形させる第２の手法としては、エア配管１４０の他端に真空ポンプ（図示省略）を接続し、エア配管１４０および溝１３３を介して変形部１３２の内部空気を吸引する方法が考えられる。尚、この場合の真空ポンプは、摘取装置１００に対して外部接続されるものであってよい。この手法でも、変形部１３２のカップ内に負圧を導入することができ、第１の手法と同様に変形部１３２を変形させて果菜の把持を行うことができる。真空ポンプによる吸引を停止させれば、変形部１３２は弾性力によって形状復帰して果菜の把持を解除する。

【0030】

本実施形態における変形部１３２は、カップ形状である以外、具体的形状は特に限定されない。例えば、図２および図３に例示した変形部１３２は、根本側から先端側に向かうについて拡がるような（周方向寸法が大きくなるような）形状とされているが、根本側から先端側に向かう方向に沿って周方向寸法が変化しない形状であってもよい。また、図２に例示した変形部１３２は、先端側の開口が略円形形状とされているが、開口の形状は特に限定されるものではなく、例えば摘み取り対象とする果菜に合わせた任意の形状としてもよい。

【0031】

また、図２に例示するように、変形部１３２には、カップ側面において根本側から先端側に向かう方向に沿って伸びる多数のヒダ（山折りと谷折りとが繰り返し形成される蛇腹状のヒダ）が形成されていることが好ましい。このようなヒダは、変形部１３２をより変形させやすくするものである。このようなヒダが形成された変形部１３２は、ヒダの並び方向、すなわちカップの周方向の寸法を減少させる変形が容易となり、果菜の把持が容易となる。また、詳細については後述するが、本実施形態では変形部１３２が遮光性を持つことも特徴の一つとされる。

【0032】

本実施形態では、摘取装置１００は、摘み取りを行った果菜に対して品質計測を行う機能を有する。このため、摘取装置１００は、図３および図４に示すように、把持部１３０と一体的に備えられる受光部１５０を有している。具体的には、受光部１５０は、基部１３１において備えられている。受光部１５０は、基部１３１の正面視においてほぼ中央に配置され、かつ、変形部１３２のカップ底部にて露出している。また、受光部１５０は、光ファイバー１５２を介して分光器１５３に接続されている（図８参照）。尚、この場合の分光器１５３は、摘取装置１００に対して外部接続されるものであってよい。

【0033】

また、受光部１５０は、果菜の品質計測を行う際に、果菜に向けて計測用の光を照射する投光部１５１（例えばハロゲンランプ）と組み合わされて使用される。投光部１５１は、図３に示すように、変形部１３２の開口に対向し、受光部１５０側に向かって光を照射することができる。すなわち、投光部１５１は、果菜の品質計測時に変形部１３２内に把持された果菜に対して光を照射する。尚、詳細は後述するが、投光部１５１は、摘取装置１００の内部要素として摘取装置１００に含まれる場合もあり、摘取装置１００の外部要素として摘取装置１００に含まれない場合もある。

【0034】

果菜の品質計測時には、投光部１５１から変形部１３２内に把持された果菜に対して光が照射される。照射光の一部は果菜を内部透過して受光部１５０によって受光される。受光部１５０による受光データは光ファイバー１５２を介して分光器１５３に伝達され、分光器１５３がこの受光データを解析することによって果菜の品質情報が得られる。尚、ここでの品質情報とは、等級および階級の少なくとも一方を含む情報とする。

【0035】

上述したように、変形部１３２は遮光性を持つ部材とされている。例えば、変形部１３２は、遮光性を有するように黒色に着色された材料にて形成される。このように、変形部１３２を有底筒状の部材とし、かつ、遮光性を持たせることにより、果菜の品質計測時において、変形部１３２の開口以外からの外光の入射を防止できる。これにより、受光部１５０に外光が入射して測定精度が低下することを防止でき、高精度な品質計測を行うことができる。

【0036】

（栽培システム）
上述した摘取装置１００は、屋内で果菜の栽培を行う栽培システムにおいて使用することが想定される。図６は、本実施形態に係る栽培システム１０の基本構成を示す概略図である。尚、以下の説明において、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば「左右」「上下」など）を用いる場合は、図６において紙面に直交する方向を平面視とし、紙面上下方向を縦方向とし、紙面左右方向を横方向とする。これらの用語は説明の便宜のために用いるものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

【0037】

図６に示すように、栽培システム１０は、複数の移動ベンチ２０を循環移動させる閉ループ状のものとされている。移動ベンチ２０には、栽培植物が植えられたプランタＰが載置される。移動ベンチ２０に載置されるプランタＰの形状および個数は特に限定されるものではない。

【0038】

栽培システム１０において、移動ベンチ２０を移動させる手段としては、横方向において互いに逆向きの搬送方向を有し、かつ、縦方向に間隔を隔てて配置された一対の搬送コンベヤ装置３０Ａ，３０Ｂと、縦方向において互いに逆向きの搬送方向を有する一対の案内装置４０Ａ，４０Ｂと、移動ベンチ２０を押し出し移動させる一対の押し出し装置５０Ａ，５０Ｂとが設けられている。搬送コンベヤ装置３０Ａ，３０Ｂの搬送方向と、案内装置４０Ａ，４０Ｂの搬送方向とは、平面視で互いに直交している。

【0039】

案内装置４０Ａは、一方の搬送コンベヤ装置３０Ａの下流側箇所と他方の搬送コンベヤ装置３０Ｂの上流側箇所とを繋ぐように配置されている。案内装置４０Ｂは、他方の搬送コンベヤ装置３０Ｂの下流側箇所と一方の搬送コンベヤ装置３０Ａの上流側箇所とを繋ぐように配置されている。これにより、各移動ベンチ２０は、搬送コンベヤ装置３０Ａ、案内装置４０Ａ、搬送コンベヤ装置３０Ｂ、案内装置４０Ｂの順で循環移動することができる。尚、移動ベンチ２０は、平面視で略矩形状であり、案内装置４０Ａ，４０Ｂの搬送方向と直交する方向を長手方向、案内装置４０Ａ，４０Ｂの搬送方向と平行な方向を短手方向としている。

【0040】

案内装置４０Ａ，４０Ｂは、それぞれ２本の案内レール４１を備えている。一方、各移動ベンチ２０の下面側には、案内レール４１の配置幅に合わせた間隔で、移動ベンチ２０を案内レール４１上で摺動させる図示しない摺動体（車輪など）が取り付けられている。あるいは、摺動体は案内装置４０Ａ，４０Ｂに設けられていてもよい。これにより、各移動ベンチ２０は、案内装置４０Ａ，４０Ｂ上において縦方向に移動可能となる。また、図６では図示していないが、移動ベンチ２０は、案内装置４０Ａ，４０Ｂによる移動方向（縦方向）に延びる当接体を有していてもよい。案内装置４０Ａ，４０Ｂ上では、この当接体を隣の移動ベンチ２０に当接させることにより、隣り合う移動ベンチ２０の間に適宜間隔を設けることができる。あるいは、案内装置４０Ａ，４０Ｂ上での移動ベンチ２０間隔は、上記当接体を設ける代わりに、移動ベンチ２０の縦方向寸法によっても調節することができる。

【0041】

押し出し装置５０Ａ，５０Ｂは、搬送コンベヤ装置３０Ａ，３０Ｂの搬送下流側において、当該箇所にある移動ベンチ２０（図６中では一点鎖線で示す）をこれに対峙する案内装置４０Ａ，４０Ｂに向けて押し出し搬送する手段として設けられている。この場合の押し出し装置５０Ａ，５０Ｂは、例えば、多段に伸縮動するように構成された電磁ソレノイドやエアシリンダなどの直動アクチュエータとすることができる。押し出し装置５０Ａ，５０Ｂによる移動ベンチ２０の押し出し移動に伴い、案内装置４０Ａ，４０Ｂ上では、複数の移動ベンチ２０が玉突き状に搬送される。その結果、案内装置４０Ａ，４０Ｂの下流側では、最下流にある移動ベンチ２０が搬送コンベヤ装置３０Ｂ，３０Ａの上流側に押し出され、載置される。搬送コンベヤ装置３０Ａ，３０Ｂの上流側に載置された移動ベンチ２０は、搬送コンベヤ装置３０Ａ，３０Ｂの上流側から下流側へ横方向の搬送を受ける。

【0042】

このように、栽培システム１０では、搬送コンベヤ装置３０Ａ，３０Ｂによる移動ベンチ２０の搬送動作と、押し出し装置５０Ａ，５０Ｂによる移動ベンチ２０の押し出し搬送動作とが交互に行われることによって、移動ベンチ２０の循環移動が行われる。この循環移動において、搬送コンベヤ装置３０Ａ，３０Ｂによる移動ベンチ２０の搬送速度、押し出し装置５０Ａ，５０Ｂによる押し出し搬送速度（すなわち、案内装置４０Ａ，４０Ｂ上での移動ベンチ２０の移動速度）、押し出し装置５０Ａ，５０Ｂによる押し出し搬送の時間間隔などは任意に設定可能である。これにより、各移動ベンチ２０が１周分の移動に係る時間も任意に設定可能となる。

【0043】

また、搬送コンベヤ装置３０Ａ，３０Ｂにおいては、搬送される移動ベンチ２０に向けて水を散布する灌水装置６０が設けられている。灌水装置６０の配置位置は、搬送方向の中央付近、言い換えれば、搬送コンベヤ装置３０Ａ，３０Ｂによって搬送される各移動ベンチ２０の全体に散水を行える位置とされる。尚、図６では、灌水装置６０は搬送コンベヤ装置３０Ａ，３０Ｂのそれぞれに設けられているが、搬送コンベヤ装置３０Ａ，３０Ｂの何れか一方のみに灌水装置６０が設けられてもよい。

【0044】

栽培システム１０では、搬送コンベヤ装置３０Ａ，３０Ｂの一方（図１では、搬送コンベヤ装置３０Ｂ）に対し、案内装置４０Ａまたは４０Ｂと反対側のスペースに摘取装置１００が配置される。摘取装置１００は、栽培システム１０における所定位置（図６では左下）に搬送されてきた移動ベンチ２０上のプランタＰに対して果菜の摘み取りを行うことができる。

【0045】

図７は、栽培システム１０において、摘取装置１００による果菜の摘取動作を説明する図である。

【0046】

先ずは、図７（ａ）に示すように、摘取装置１００におけるアーム１２０の制御によって把持部１３０の位置および向きを変化させ、変形部１３２を摘取対象の果菜に対して被せるように位置させる。尚、摘取対象である果菜は、プランタＰに対する相対位置や密集具合などが摘取作業前に事前に把握されている。具体的には、栽培システム１０の適切な箇所に撮影部（カメラなど）を設け、収穫作業前の任意の段階（例えば潅水稼働時）で、プランタＰで栽培されている果菜の撮影を行う。この場合、栽培システム１０において撮影部を複数設け、プランタＰに対して複数の方向から撮影を行うことがより好ましい。この撮影データに対して画像処理を行うことによってプランタＰに対する果菜の相対位置や密集具合などを認識することができる。

【0047】

摘取対象の果菜に対して変形部１３２が被せられると、図７（ｂ）に示すように、変形部１３２がその果菜を把持し、把持した果菜の摘み取りを行う。果菜の摘取方法としては、把持した果菜を栽培植物からもぎ取る、あるいは果菜に繋がった茎をハサミで切り取るなどの方法がある。前者の方法としては、果菜を把持した把持部１３０をアーム１２０の先端で（基部１３１の軸中心に）回転駆動させ、果梗をねじ切るようにして摘み取る手法が考えられる。また、後者の方法としては、アーム１２０の先端に把持部１３０と近接してハサミ部（図示せず）を設け、このハサミ部によって果梗付近の茎を切断して摘み取る手法が考えられる。

【0048】

果菜が栽培植物から摘み取られると、図７（ｃ）に示すように、摘取装置１００は、アーム１２０を土台１１０から回転させ、摘み取った果菜を集荷トレイＴ上に移動させる。そして、図７（ｄ）に示すように、果菜の把持を解除し、摘み取った果菜を集荷トレイＴに収容させる（果菜の箱詰めを行う）。図７（ａ）～（ｄ）の動作の繰り返しにより、摘取装置１００は果菜の摘取動作を連続して行うことができる。

【0049】

尚、図６に示す栽培システム１０では、１つの移動ベンチ２０に対して複数（図では５個）のプランタＰが載置されている。この場合、１カ所に静止した移動ベンチ２０上の全てのプランタＰに対して摘取装置１００が摘取動作を行うとすれば、摘取装置１００において広い動作範囲が必要となる。このことは、摘取装置１００に、装置の大型化や制御の複雑化などのデメリットを生じさせる。

【0050】

このため、栽培システム１０では、搬送コンベヤ装置３０Ｂによる移動ベンチ２０の移動（横送り）と、摘取装置１００による摘取動作とを組み合わせることが好ましい。例えば、図６に示す状態では、摘取装置１００は、図中左下の移動ベンチ２０上の最も右側のプランタＰに対してのみ摘取動作を行う。この摘取動作が終了すると、搬送コンベヤ装置３０Ｂは、移動ベンチ２０を所定距離（移動ベンチ２０上に載置されるプランタＰの１ピッチ分）だけ右へ横送りする。この移動ベンチ２０の横送りにより、摘取装置１００は、移動ベンチ２０上の右側から２番目のプランタＰに対して摘取動作を行えるようになる。

【0051】

このように、搬送コンベヤ装置３０Ｂによる移動ベンチ２０の移動と、摘取装置１００による摘取動作とを組み合わせることで、摘取装置１００において広い動作範囲を設ける必要が無くなり、摘取装置１００の小型化や制御の簡素化などが実現できる。

【0052】

また、移動ベンチ２０を横送りする時間間隔または移動速度は、一定でなくてもよく、各プランタＰにおいて予め把握された摘取対象の果菜の数や位置情報に基づいて、収穫に適した摘み取り動作時間が確保されるようにプランタＰ毎に時間間隔または移動速度が調整されることが好ましい。

【0053】

本実施形態の栽培システム１０では、摘取装置１００が摘み取った果菜をプランタＰから集荷トレイＴに搬送する間に、把持している果菜に対して品質計測を行う。このときの
果菜の品質計測方法の具体例として、以下の２つの方法を説明する。

【0054】

（第１の品質計測方法）
図８は、第１の品質計測方法における摘取装置１００および投光部１５１の配置例を示す概略図である。図９は、第１の品質計測方法による計測手順を説明する平面図である。図８に示すように、第１の品質計測方法では、投光部１５１は、栽培システム１０において摘取装置１００とは別に備えられるものであって、摘取装置１００の近傍に固定的に配置される。

【0055】

摘取装置１００による果菜の摘取動作では、上述したように、変形部１３２に果菜を把持した摘取装置１００において、アーム１２０の移動制御によって把持部１３０がプランタＰ側から集荷トレイＴ側へ移動させられる（図９（ａ）から図９（ｃ）への移動）。

【0056】

本計測方法では、アーム１２０の上記移動経路の途中において、変形部１３２の開口を投光部１５１に対向させる位置で一旦停止させる（図９（ｂ）の状態）。このとき、投光部１５１においてランプ発光させることで、果菜の品質計測が行われる。

【0057】

第１の品質計測方法では、投光部１５１が摘取装置１００とは別に固定的に配置されることにより、摘取装置１００を含む栽培システム１０の構成を簡素化することができる。

【0058】

（第２の品質計測方法）
図１０は、第２の品質計測方法に使用する摘取装置１００の概要を示す模式図である。第２の品質計測方法では、投光部１５１は摘取装置１００自体に備えられる。図１０の摘取装置１００では、主アームであるアーム１２０の先端に補助アーム１２２が設けられており、投光部１５１は補助アーム１２２の先端に配置されている。補助アーム１２２は、アーム１２０とは独立して移動制御できるものとなっている。

【0059】

投光部１５１は、補助アーム１２２の移動制御によって、変形部１３２の開口前から退避した退避位置（図１０（ａ）参照）と、変形部１３２の開口に対向する対向位置（図１０（ｂ）参照）との間で移動可能となる。

【0060】

本計測方法では、プランタＰに対して果菜の摘み取りを行う際（図７（ａ）→（ｂ）の過程）、および摘み取った果菜を集荷トレイＴに箱詰めする際（図７（ｃ）→（ｄ）の過程）において、投光部１５１は退避位置に移動している。そして、アーム１２０がプランタＰ側から集荷トレイＴ側へ移動する移動経路（図７（ｂ）→（ｃ）の過程）の途中において、投光部１５１が対向位置に移動させられ、果菜の品質計測が行われる。

【0061】

第２の品質計測方法では、果菜の品質計測時にアーム１２０の移動を止める必要が無く、果菜の品質計測を果菜の搬送と同時に効率的に実施できる。

【0062】

今回開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本開示の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて定められる。

【符号の説明】

【0063】

１０ 栽培システム
２０ 移動ベンチ
３０Ａ，３０Ｂ 搬送コンベヤ装置
４０Ａ，４０Ｂ 案内装置
５０Ａ，５０Ｂ 押し出し装置
１００ 摘取装置
１１０ 土台
１２０ アーム（主アーム）
１２２ 補助アーム
１３０ 把持部
１３１ 基部
１３２ 変形部
１３３ 溝
１４０ エア配管
１５０ 受光部
１５１ 投光部
１５２ 光ファイバー
１５３ 分光器

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】