JP3230144U - シードテープ製作機及びその欠株検知装置 - Google Patents

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知宏 尾根田
知宏 尾根田
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Abstract

【課題】より精度が高く使いやすい欠株検知装置を提供する。【解決手段】欠株検知装置は、長手方向に移動するテープ21に所定間隔で種子47を保持させる種子供給部4と、種子47を保持したテープ21に糸を螺旋状に巻き付ける糸巻き部5とを備えるシードテープを製作するように構成されたシードテープ製作機1に設けられる。欠株検知装置は、種子供給部4と糸巻き部5との間を移動する種子47を保持したテープ21を撮影する画像センサ102と、画像センサ102が撮影した画像に基づいて、種子47を保持したテープ21の所定位置に種子47が存在するか否かを判定する制御回路66とを備える。【選択図】図1

Description

本考案は、シードテープ製作機及びその欠株検知装置に関する。
均等に播種するために用いられる、テープの中に種を一定間隔で挟み込んだシードテープが知られている。このようなシードテープの製作機と、その製作機において種が一定間隔にないことを検出する欠株検知装置とに関する技術が例えば特許文献1に開示されている。この文献には、反射型光電センサとガイドローラと制御回路とを有する欠株検知装置と、透過型光電センサと制御回路とを有する欠株検知装置とが開示されている。反射型光電センサを有する欠株検知装置では、テープがガイドローラに接触している部位に反射型光電センサの発光部からの光が照射され、その反射光が反射型光電センサの受光部に入射する。透過型光電センサを有する欠株検知装置では、テープに透過型光電センサの発光部からの光が照射され、その透過光が透過型光電センサの受光部に入射する。いずれの場合も、種子が無い場合とある場合との受光量の変化が予め設定されており、予め設定した時間ごとの受光量に基づいて、種子の有無が検知される。
実用新案登録第3167124号公報
特許文献1に開示されている欠株検知装置では、進行するテープ位置の変動、種子の形状又は大きさなどの条件によっては検知が困難になることがある。本考案は、欠株検知装置をより精度が高く使いやすいものとすることを目的とする。
本考案の一態様によれば、欠株検知装置は、長手方向に移動するテープに所定間隔で種子を保持させる種子供給部と、前記種子を保持した前記テープに糸を螺旋状に巻き付ける糸巻き部とを備えるシードテープを製作するように構成されたシードテープ製作機に設けられる。欠株検知装置は、前記種子供給部と前記糸巻き部との間を移動する前記種子を保持したテープを撮影する画像センサと、前記画像センサが撮影した画像に基づいて、前記種子を保持したテープの所定位置に前記種子が存在するか否かを判定する制御回路とを備える。
本考案によれば、欠株検知装置をより精度が高く使いやすいものとすることができる。
図1は、一実施形態に係るシードテープ製作機の構成例の概略を示す図である。 図2は、一実施形態に係るシードテープ製作機の欠株検知部の構成例の概略を示す図である。 図3は、一実施形態に係るシードテープ製作機の画像センサの取付部の構成例の概略を示す図である。 図4は、一実施形態に係るシードテープ製作機の欠株検知部の動作について説明するための概略図であり、照明と画像センサとの間に種子がない場合の、(a)は平面図、(b)は側面図である。 図5は、一実施形態に係るシードテープ製作機の欠株検知部の動作について説明するための概略図であり、照明と画像センサとの間に種子がある場合の、(a)は平面図、(b)は側面図である。 図6は、一実施形態に係るシードテープ製作機における糸ホルダの交換について説明するための概略図であり、(a)は画像センサが検出位置にある場合を示し、(b)は画像センサが一時的に検出位置から移動した場合を示す図である。
本考案の一実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態は、一定間隔で種が配置されたテープであるシードテープを製作するシードテープ製作機に関する。特に、本実施形態のシードテープ製作機は、テープ上の所定位置にあるべき種がない状態である欠株を検知する欠株検知装置を備え、欠株がないシードテープを製作できる。本実施形態の欠株検知装置は、画像センサと制御回路とを備える。
[シードテープ製作機の構成]
図1は、本実施形態に係るシードテープ製作機1の構成例の概略を示す図である。シードテープ製作機1は、テープ保持部2と、テープ折り部3と、種子供給部4と、糸巻き部5と、テープ繰出し部6と、巻取り部7と、欠株検知部10とを備えている。テープ保持部2は、例えば不織布製の巻かれたテープ21を有し、テープ21をシードテープ製作機1に連続的に供給する。シードテープ製作機1において、テープ21は長手方向に連続的に進行する。テープ折り部3は、テープ保持部2から繰り出されるテープ21を、その断面がV字形になるように折り曲げる。種子供給部4は、V字形に折り曲げられて繰り出されてくるテープ21のV字の底部に、所定間隔で種子47を落とす。その結果、テープ21に種子が所定間隔で保持される。糸巻き部5は、種子が保持されたテープ21に、糸を右回転及び左回転にそれぞれ巻き付ける。このようにして、テープ21内の種子が固定され、種子の位置ずれや落下が生じないシードテープが作られる。テープ繰出し部6は、テープ21を駆動ローラ61に巻き付けて引っ張ることによりテープをテープ保持部2より繰り出し移動させる。巻取り部7は、作られたシードテープをリール74に巻き取る。欠株検知部10は、テープ21上の所定位置にあるべき種がない状態である欠株を検知する。
種子供給部4は、種子47を溜めて置くための種子ボックス41と、種子47を所定の位置まで搬送するドラム42と、ドラム42を駆動するモータ43とを有する。ドラム42は中空の円柱構造であり、その外周面の中央に沿って等間隔で穴が開けられている。ドラム42の内部には、テープ21に近接する最下部においてこの穴を遮蔽するように構成されたローラ45が設けられている。ドラム42には真空ポンプが接続されており、ドラム42の内部は負圧となるように制御される。
テープ繰出し部6は、駆動ローラ61と、モータ62と、ギヤユニット63とを備える。モータ62の駆動力は、ギヤユニット63を介して駆動ローラ61に伝達される。テープ繰出し部6は、さらに、駆動ローラ61の回転軸に固定されたギヤ67と、このギヤ67と噛み合うギヤ68と、それらを介して駆動ローラ61の回転量を計測するロータリーエンコーダー69とを備える。
糸巻き部5には、二つの糸ホルダ50がテープ進行方向に対して直列に配置されている。テープ繰出し部6のモータ62の駆動力は、ギヤユニット63を介して糸ホルダ50の駆動部52に伝達される。駆動部52は、ギヤ、プーリ、ベルトなどを有している。駆動部52によって、糸ホルダ50の一方はテープ21の周りで右回転し、糸ホルダ50の他方はテープ21の周りで左回転するように構成されている。その結果、糸ホルダ50に巻かれている糸は、テープ21の周りに、右回転及び左回転にらせん状に巻き付けられる。
巻取り部7は、リールホルダ71とモータ72とベルト73とを備える。モータ72の駆動力はベルト73を介してリールホルダ71に伝達される。リールホルダ71にはリール74が配置される。リール74の回転によって、製作されたシードテープはリール74に巻き取られる。
欠株検知部10は、種子供給部4と糸巻き部5の間に配置されている。図2は、本実施形態に係るシードテープ製作機1の欠株検知部10の構成の概略を示す図である。欠株検知部10は、照明101と画像センサ102とを備える。照明101と画像センサ102とは、種子供給部4と糸巻き部5の間のテープ21が通過する位置で、テープ21を挟むようにして互いに対向して配置されている。照明101は、テープ21に光を照射する。画像センサ102は、照明101で照明される領域であって、例えば縦15mm、横15mmの範囲を撮影する。画像センサ102は、例えばテープ21の幅に応じた範囲を撮影するように構成されている。検出対象である種子47は、V字形に折られたテープ21の間に配置されているので、露出していない。本実施形態のように、裏から照明して透過光を撮影することで、テープ21に挟まれた種子47がくっきりと撮影され得る。
シードテープ製作機1は、シードテープ製作機1の各部の動作を制御する制御回路66を備える。制御回路66は、種子供給部4のモータ43の回転数と、テープ繰出し部6のモータ62の回転数とを制御する。
また、制御回路66は、テープ繰出し部6のロータリーエンコーダー69の出力を取得する。テープ21は駆動ローラ61の外周に密着して進むため、制御回路66は、駆動ローラ61の円周長さと、ロータリーエンコーダー69で取得された駆動ローラ61の回転数とに基づいて、テープ21の進行距離を算出することができる。また、制御回路66は、画像センサ102の出力を取得する。制御回路66は、画像センサ102の出力に基づいて、テープ21内の種子47を検知する。
制御回路66は、算出したテープ21の進行距離と、検知したテープ21内の種子47とに基づいて、欠株の有無を判定する。すなわち、制御回路66は、テープ21の予め定めた設定距離内に種子47が検知された場合は正常(欠株無し)と判断し、設定距離内に種子47が検知されなかった場合は異常(欠株有り)と判断する。
制御回路66は、異常(欠株有り)と判断したとき、テープ繰出し部6のモータ62及び種子供給部4のモータ43を停止させてシードテープ製作機1を停止させる。また、制御回路66には、警報ブザー103と警報ランプ104とが接続されている。制御回路66は、異常(欠株有り)と判断したとき、警報ブザー103を鳴らし、異常を知らせる警報ランプ104を点灯させる。
図3は、一実施形態に係るシードテープ製作機1の画像センサ102の取付部110の構成例の概略を示す図である。図3(a)はシードテープの製作時のこの取付部110の状態を示し、図3(b)は糸ホルダ50の交換時のこの取付部110の状態を示す。この取付部110は、ヒンジ106を備える。ヒンジ106の一面は、シードテープ製作機1に対して固定されている。ヒンジ106のもう一面には、画像センサ102が固定された例えば鉄製の取付金具105が固定されている。取付金具105に固定された画像センサ102は、ヒンジ106の回転部を中心に矢印108の方向に回転移動可能である。シードテープの製作時には、画像センサ102が固定された取付金具105は、シードテープ製作機1に対して固定されたマグネット107によって、シードテープ製作機1に対して固定される。このようにして、取付部110は、画像センサ102を、テープ21内の種子47を検出できる検出位置に固定する。また、取付部110は、糸ホルダ50の交換時には糸ホルダ50と干渉する位置から画像センサ102を一時的に退避させることができる。
[シードテープ製作機の動作]
シードテープ製作機1の動作について説明する。テープ繰出し部6のモータ62が回転すると、駆動ローラ61が回転してテープ21が引っ張られる。このため、テープ保持部2に巻かれているテープ21は繰り出される。テープ21は、種子供給部4の直前に設置されたテープ折り部3によってV字状に折られて、種子供給部4に送られる。
種子供給部4のドラム42は、内部が負圧の状態で回転する。種子ボックス41内の種子47は、ドラム42の外周面に所定間隔で開けられているドラム42の穴に吸着される。種子47は、ドラム42の回転に伴って、テープ21に近接する位置、すなわち、ドラム42の最下点まで運ばれる。ここで、ドラム42内のローラ45が穴を塞ぐため、穴に吸着されていた種子47は、V字状に折られたテープ21内に落下する。テープ21が所定速度で進行し、ドラム42が所定速度で回転するので、種子47は、テープ21内に所定間隔で収容されることになる。
このようにして種子を収容したテープ21は、糸ホルダ50の中央の貫通孔を通ってテープ繰出し部6の駆動ローラ61に引かれる。糸ホルダ50では、螺旋状に右回転及び左回転に糸が巻かれ、これによって種子47はテープ21内に固定される。このようにして種子47が所定間隔で固定されたシードテープは完成し、このシードテープは、駆動ローラ61を介して、巻取り部7に装着されたリール74に巻き取られる。
このとき、欠株検知部10を用いて、種子供給部4によってテープ21に所定間隔で種子47が配置されたか否かが判定される。この判定について、図4及び図5を参照して説明する。図4は、照明101と画像センサ102との間に種子47がない場合を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図を示す。図5は、照明101と画像センサ102との間に種子47がある場合を示す図であり、(a)は平面図、(b)は側面図を示す。
照明101から照射された光は、テープ21を透過し、縦15mm、横15mmの範囲においてその透過光が画像センサ102に入射する。図4に示すように、この範囲に種子47がない場合、画像センサ102に入射する透過光は透過が阻害されず、画像センサ102は、透過光のみを撮影する。一方、図5に示すように、この範囲に種子47がある場合、画像センサ102に入射する照明101の光は種子47により透過が阻害され、画像センサ102は、テープ内の種子47の影を撮影する。この種子の部分の面積が検知されることにより、種子の有無が検知され得る。
制御回路66は、ロータリーエンコーダー69の出力を用いて算出したテープ21の進行距離と、検知したテープ21内の種子47とに基づいて、欠株の有無を判定する。すなわち、制御回路66は、テープ21の予め定めた設定距離内に種子47が検知された場合は正常(欠株無し)と判断し、設定距離内に種子47が検知されなかった場合は異常(欠株有り)と判断する。
制御回路66は、異常(欠株有り)と判断したとき、テープ繰出し部6のモータ62及び種子供給部4のモータ43を停止させてシードテープ製作機1を停止させ、シードテープの製作を停止させる。また、制御回路66は、異常(欠株有り)と判断したとき、異常を知らせる警報ブザー103を鳴らし、警報ランプ104を点灯させる。なお、制御回路66は、シードテープ製作機1を停止させること、警報ブザー103を鳴らすこと、警報ランプ104を点灯させることのいずれか一つ又は二つを行ってもよい。
なお、画像に基づいて判断されるのは、種子の有無のみならず、例えば、画像中の種の映像の面積、形状、パターン、エッジ等の検出に基づいて、1か所に含まれる種子の数が特定されてもよい。例えば、1か所に2粒以上の種子が含まれているとき、シードテープ製作機1が停止させられてもよい。また、制御回路66は、欠株が一つでは異常と判定せず、欠株が二つ連続したときに異常と判定するなど、判定条件は適宜に変更されてもよい。
また、本実施形態では、所定間隔で種子47があるか否かが判定される例を示したが、これに限らない。種子47は、一般には等間隔に配置されるが、等間隔でない所定位置に配置されてもよい。本実施形態の欠株検知装置は、目標とする所定位置に種子47があるか否かを判定できればよい。また、テープ21における位置の情報を取得しなくても、例えば所定の時間間隔で種子が検出されれば正常であると判定されてもよい。ただし、テープ21の進行速度が変化する場合や変更される場合などもあるため、テープ21における位置の情報が得られることが好ましい。
また、制御回路66は、所定位置に種子47が存在しなかった数をカウントし、一本のシードテープにおける欠株数又は欠株率を出力するように構成されていてもよい。また、制御回路66は、テープ21における隣り合う種子47と種子47との間の距離を取得し、当該距離が所定範囲から外れている回数をカウントし、カウント結果を出力するように構成されていてもよい。また、制御回路66は、隣り合う種子47と種子47との間の距離を取得し、当該距離を出力してもよい。これらの出力される情報は、シードテープの品質を表す情報となり得る。制御回路66は、これらの品質が所定範囲から外れている場合に、シードテープ製作機1を停止させるように構成されていてもよい。
本実施形態では、欠株検知部10に画像センサ102を用いている。画像センサ102に代えて欠株検知部10に光電センサを用いることも考えられる。光電センサで種子を検知する場合、例えば光線を検知する種子の大きさ以下に絞る必要があり、光線の直径は例えば1mm程度とする必要がある。しかしながら、シードテープ製作機では動作前の調整不足等により、テープの位置が上下方向に2〜3mm程度移動することがある。このためテープの位置が上下方向に2〜3mm程度移動すると、これに伴って種子も上下方向に移動し、光電センサの光の照射位置から離れ、光電センサは種子を検知することができなくなる。また、小さい種子を検知する場合、又は、厚さの薄い種子を検知する場合、種子が有るときと無いときとで受光量の差が小さく、種子の検知が難しくなる。
これに対して本実施形態の欠株検知部10では、画像センサ102の検出範囲が例えば縦15mm、横15mmであるため、テープ21の位置が上下方向に2〜3mm移動した場合でも種子47を確実に検知することができる。また種子47の面積に基づいて種子47の有無が検知されるため、種子47の大きさにばらつきがある場合や、厚さの薄い種子47であっても、確実に検知される。
本実施形態では、ロータリーエンコーダー69の出力を用いてテープ21の進行量を算出し、これを用いた判定が行われている。これに対して、テープ21の進行速度に応じた予め定めた設定時間内にテープ内の種子を検知した場合には正常と判断し、予め定めた設定時間内にテープ内の種子を検知しなかった場合には、それは種子が入っていなかったためとして異常と判断するという判断方法も考えられる。しかしながら、この場合、テープの進行速度を速くした場合など諸条件を変更すると、正しく異常を検知できなくなる。
本実施形態では、制御回路66は、ロータリーエンコーダー69の出力も用いてテープ21の進行距離を算出し、算出した進行距離に基づいて異常の有無を判断する。画像センサ102が予め定めた設定距離内にテープ21内の種子47を検知した場合には、制御回路66は、正常(欠株無し)であると判断する。予め定めた設定距離内にテープ21内の種子47を検知しなかった場合には、制御回路66は、異常(欠株有り)であると判断する。このため、制御回路66は、テープの進行速度が変化した場合でも、異常の有無を正しく判断することができる。
[糸ホルダの交換]
シードテープ製作機1における糸ホルダ50の交換について説明する。図6は、シードテープ製作機1における糸ホルダ50の交換について説明するための概略図であり、(a)は画像センサ102が検出位置にある場合を示し、(b)は画像センサ102が一時的に検出位置から移動した場合を示す。
糸ホルダ50の糸を使い終わって糸がなくなり、糸ホルダ50を取り外して交換する状況を考える。このとき、糸巻き部5から糸ホルダ50を取外すため、糸ホルダ50を矢印501の方向に移動させる必要がある。ここで、画像センサ102は、種子供給部4と糸巻き部5との間の狭い場所に配置する必要があり、画像センサ102は、糸巻き部5の側近に配置されることになる。このため、このままでは、糸ホルダ50は、固定された画像センサ102と干渉し、取外すことができない。
そこで本実施形態に係る画像センサ102は、ヒンジ106の回転部を中心に一時的に矢印108方向に回転移動することができるように構成されている。画像センサ102が一時的に退避することで、糸ホルダ50は交換可能となっている。糸ホルダ50の交換後、画像センサ102は再びヒンジ106の回転部を中心に回転移動し、元の検出位置に戻される。検出位置においては、画像センサ102は、マグネット107で固定される。
このような構成によって、糸ホルダ50の交換にあたって、画像センサ102を固定しているねじを緩めて取り外したりする必要がなく、したがって、糸ホルダ50の交換後に画像センサ102の位置を調整しなおす必要もない。したがって、糸ホルダ50の交換は容易であり、交換に掛かる作業時間も短くて済む。
以上のとおり、本実施形態に係るシードテープ製作機1は、テープ21の位置の変化、テープ21の速度、種子47の形状や大きさなどに影響されることなく、確実に欠株を検知可能である。また、本実施形態に係るシードテープ製作機1では、糸ホルダ50の交換作業も容易である。
以上、本考案について、好ましい実施形態を示して説明したが、本考案は、前述した実施形態にのみ限定されるものではなく、本考案の範囲で種々の変更実施が可能であることはいうまでもない。
1 シードテープ製作機
2 テープ保持部
21 テープ
3 テープ折り部
4 種子供給部
41 種子ボックス
42 ドラム
43 モータ
45 ローラ
47 種子
5 糸巻き部
50 糸ホルダ
52 駆動部
6 テープ繰出し部
61 駆動ローラ
62 モータ
63 ギヤユニット
66 制御回路
67 ギヤ
68 ギヤ
69 ロータリーエンコーダー
7 巻取り部
71 リールホルダ
72 モータ
73 ベルト
74 リール
10 欠株検知部
101 照明
102 画像センサ
103 警報ブザー
104 警報ランプ
105 取付金具
106 ヒンジ
107 マグネット
110 取付部

Claims (15)

  1. 長手方向に移動するテープに所定間隔で種子を保持させる種子供給部と、前記種子を保持した前記テープに糸を螺旋状に巻き付ける糸巻き部とを備えるシードテープを製作するように構成されたシードテープ製作機に設けられる欠株検知装置であって、
    前記種子供給部と前記糸巻き部との間を移動する前記種子を保持したテープを撮影する画像センサと、
    前記画像センサが撮影した画像に基づいて、前記種子を保持したテープの所定位置に前記種子が存在するか否かを判定する制御回路と
    を備える欠株検知装置。
  2. 前記種子を保持したテープを挟んで前記画像センサと対向して配置された、前記種子を保持したテープに光を照射する照明をさらに備える、請求項1に記載の欠株検知装置。
  3. 前記画像センサを検出位置に固定するように構成された取付部であって、前記糸巻き部の糸ホルダの交換時に当該糸ホルダと干渉する位置から前記画像センサを一時的に退避させることができるように構成された取付部をさらに備える、請求項1又は2に記載の欠株検知装置。
  4. 前記取付部は、前記画像センサが固定される取付金具と、前記取付金具を回転可能に支持するヒンジと、前記画像センサを前記検出位置に固定するために前記取付金具と接触するように配置されたマグネットとを含む、請求項3に記載の欠株検知装置。
  5. 前記制御回路は、前記所定位置に前記種子が存在しないと判定したとき、前記シードテープ製作機による前記シードテープの製作を停止させる、請求項1乃至4のいずれかに記載の欠株検知装置。
  6. 警報ブザー又は警報ランプをさらに備え、
    前記制御回路は、前記所定位置に前記種子が存在しないと判定したとき、前記警報ブザーを鳴らす、又は前記警報ランプを点灯させる、
    請求項1乃至5のいずれかに記載の欠株検知装置。
  7. 前記画像センサは、前記種子を保持したテープの幅に応じた範囲を撮影するように構成されている、請求項1乃至6のいずれかに記載の欠株検知装置。
  8. 前記制御回路は、前記テープの進行距離を取得し、前記進行距離に基づいて前記種子を保持したテープの所定位置に前記種子が存在するか否かを判定する、請求項1乃至7のいずれかに記載の欠株検知装置。
  9. 前記シードテープ製作機に設けられた前記テープを移動させる駆動ローラの回転数を計測するロータリーエンコーダーをさらに備え、
    前記制御回路は、前記ロータリーエンコーダーの出力に基づいて前記進行距離を算出する、
    請求項8に記載の欠株検知装置。
  10. 前記所定位置は、前記種子を保持したテープにおいて所定間隔に設けられた範囲である、請求項8又は9に記載の欠株検知装置。
  11. 前記制御回路は、前記種子を保持したテープにおける隣り合う種子と種子との間の距離を取得し、当該距離が所定範囲から外れている回数が所定回数を超えたとき、前記シードテープ製作機による前記シードテープの製作を停止させる、請求項8乃至10のいずれかに記載の欠株検知装置。
  12. 前記制御回路は、前記種子を保持したテープにおける隣り合う種子と種子との間の距離を取得し、当該距離の情報を出力する、請求項8乃至11のいずれかに記載の欠株検知装置。
  13. 前記制御回路は、前記種子を保持したテープの所定位置に前記種子が存在しなかった数をカウントし、一本の前記シードテープにおける欠株数又は欠株率の情報を出力する、請求項1乃至12のいずれかに記載の欠株検知装置。
  14. 前記制御回路は、画像に基づいて、前記種子を保持したテープの所定位置に前記種子がいくつ存在するかを判定する、請求項1乃至13のいずれかに記載の欠株検知装置。
  15. 請求項1乃至14のいずれかに記載の欠株検知装置と、
    前記種子供給部と、
    前記糸巻き部と
    を備えるシードテープ製作機。
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