JP6374711B2

JP6374711B2 - Cultivation facility

Info

Publication number: JP6374711B2
Application number: JP2014125862A
Authority: JP
Inventors: 勝柏嵜; 功一尾崎
Original assignee: アイ・イート株式会社
Priority date: 2014-06-19
Filing date: 2014-06-19
Publication date: 2018-08-15
Anticipated expiration: 2034-06-19
Also published as: JP2016002058A

Description

本発明は、野菜、果物といった植物を栽培する施設に関するものである。 The present invention relates to a facility for growing plants such as vegetables and fruits.

例えば、光、温度、湿度、二酸化炭素濃度、養分や水分等の生育環境を人工的に制御できる施設（以下、単に栽培施設という）で野菜、果物といった植物を栽培することが行われている。自然環境下で植物を栽培するのに比べて、栽培施設は栽培しようとする植物に適した生育環境を実現できるので、植物の周年・計画生産が可能になる。その一例として、完全人工光型植物工場でのイチゴ量産栽培の例が知られている（例えば、特許文献１）。 For example, plants such as vegetables and fruits are cultivated in facilities (hereinafter simply referred to as cultivation facilities) in which growth environments such as light, temperature, humidity, carbon dioxide concentration, nutrients and moisture can be artificially controlled. Compared to cultivating plants in a natural environment, the cultivating facility can realize a growth environment suitable for the plant to be cultivated, so that it is possible to perform annual and planned production of plants. As an example, an example of mass production cultivation of strawberries in a completely artificial light plant factory is known (for example, Patent Document 1).

栽培施設の形態として、植物の生育環境を地下に形成するものが知られている（例えば、特許文献２，３）。地下空間は、地上に比べて温度や湿度の変動が少ない。したがって、この地下空間の断熱作用を利用することにより、気温の高い夏季及び気温の低い冬期において、温度調整のためのコストを大幅に削減できる。 As a form of cultivation facility, one that forms a plant growth environment underground is known (for example, Patent Documents 2 and 3). The underground space has less fluctuations in temperature and humidity than the ground. Therefore, by utilizing the heat insulating effect of the underground space, the cost for temperature adjustment can be greatly reduced in summer when the temperature is high and in winter when the temperature is low.

特開２０１３−２２６１３２号公報JP 2013-226132 A 特開平５−１７６６３４号公報JP-A-5-176634 特開２００６−２８０２５２号公報JP 2006-280252 A 特許第４９１０２１９号公報Japanese Patent No. 4910219 特許第５１３０４１９号公報Japanese Patent No. 5130419 特許第４９６１５５５号公報Japanese Patent No. 4961555

http://www.lumatec.de/liquid_light_guides/e_overview.htmhttp://www.lumatec.de/liquid_light_guides/e_overview.htm

地下空間を利用する栽培施設は、大きな利点を有しているものの、これまで一般的に実現されなかった主たる理由は、植物の光合成に必要な量の光を低コストで得ることが難しいからである。つまり、太陽光に代えて人工光により光合成に必要な量の光を生成しようとすると、温度調整のコスト削減という利益を十分に享受することができなくなるからである。
これに対して、特許文献２は、地上と地下空間を繋ぐ光路を設ける一方、地上に設けられた採光手段にて集められた太陽光をこの光路を通じて地下空間に導くことを提案している。特許文献２は、光路として光ファイバを用いること、また、複数本の光ファイバを束状にして、光路を自在に形成できることに言及している。 Cultivation facilities that use underground space have great advantages, but the main reason that has not been generally realized so far is that it is difficult to obtain the amount of light necessary for plant photosynthesis at low cost. is there. That is, if an attempt is made to generate an amount of light necessary for photosynthesis using artificial light instead of sunlight, it is not possible to fully receive the benefit of cost reduction in temperature adjustment.
On the other hand, Patent Document 2 proposes that an optical path connecting the ground and the underground space is provided, and that the sunlight collected by the daylighting means provided on the ground is guided to the underground space through the optical path. Patent Document 2 mentions that an optical fiber is used as an optical path, and that an optical path can be freely formed by bundling a plurality of optical fibers.

地下栽培の利点は、温度の点に加えて、清潔な環境を得やすいことにある。この清潔な環境での栽培を実現するためにはいくつかの要件が求められるが、その中で、人間の出入りを極力省くことがある。
そこで本発明は、地下での栽培を実現するに当たり、栽培室への人間の出入りを極力省くことのできる栽培施設を提供することを目的とする。 The advantage of underground cultivation is that it is easy to obtain a clean environment in addition to temperature. In order to realize cultivation in this clean environment, several requirements are required, but in that case, human entry and exit may be omitted as much as possible.
Therefore, an object of the present invention is to provide a cultivation facility that can reduce human entry and exit to the cultivation room as much as possible in realizing underground cultivation.

かかる目的のもとなされた、本発明の栽培施設は、太陽光の導入が遮られた空間からなり、植物の栽培を行う栽培室と、地上と栽培室を繋ぎ、太陽光を栽培室に導く光路と、栽培室に配置され、栽培された植物を収穫する収穫ロボットと、を備え、ロボットは、搭載され太陽電池により発電される電力により駆動され、太陽電池は光路を介して照射される太陽光により発電がなされ、光路は、収穫ロボットの移動経路について他の領域よりも太陽光の照射が強くなるように、そのレイアウトが設定される、ことを特徴とする。
The cultivation facility of the present invention, which is made for this purpose, consists of a space where the introduction of sunlight is blocked, connects the cultivation room for cultivation of plants, the ground and the cultivation room, and guides sunlight to the cultivation room. A harvesting robot arranged in the cultivation room and harvesting the cultivated plant, the robot is driven by electric power that is mounted and generated by a solar cell, and the solar cell is irradiated through the optical path. Electricity is generated by light , and the optical path is set to have a layout so that the irradiation path of the harvesting robot is more irradiated with sunlight than other areas .

本発明の栽培施設は、栽培された植物を収穫ロボットが収穫するので、人間が収穫のために栽培室に入るのを極力省くことができるので、清潔な環境における栽培に寄与できる。
また、本発明の収穫ロボットは、光路を介して照射される太陽光により発電された電力により駆動されるので、発電をするために地上に移動させる手間が省ける。
本発明において、太陽光の導入が限られた空間とは、典型的には地下を意味するが、地下に限らず建屋の内部、建屋（ビル）の地階や基礎部分、洞窟の内部などを含み、そのままでは植物の栽培に必要な太陽光の導入が困難とされる空間を広く包含する。 In the cultivation facility of the present invention, since the harvesting robot harvests the cultivated plant, it is possible to save human beings from entering the cultivation room for harvesting as much as possible, which can contribute to cultivation in a clean environment.
Moreover, since the harvesting robot of the present invention is driven by the electric power generated by the sunlight irradiated through the optical path, it is possible to save the trouble of moving to the ground to generate electric power.
In the present invention, the space limited to the introduction of sunlight typically means the basement, but is not limited to the basement, and includes the inside of the building, the basement and foundation of the building (building), the inside of the cave, and the like. As it is, it encompasses a wide range of spaces where it is difficult to introduce sunlight necessary for plant cultivation.

本発明の栽培施設は、栽培された植物を収穫ロボットが収穫するので、人間が収穫のために栽培室に入るのを極力省くことができるので、清潔な環境における栽培に寄与できる。 In the cultivation facility of the present invention, since the harvesting robot harvests the cultivated plant, it is possible to save human beings from entering the cultivation room for harvesting as much as possible, which can contribute to cultivation in a clean environment.

本実施形態における地下栽培施設の概略構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows schematic structure of the underground cultivation facility in this embodiment. 図１のII−II線断面図である。It is the II-II sectional view taken on the line of FIG. 本実施形態において、複数の採光部に対応する複数の導光部を設ける例を示す断面図である。In this embodiment, it is sectional drawing which shows the example which provides the some light guide part corresponding to a some lighting part. 本実施形態における収穫ロボットが配置される栽培室を示している。The cultivation room where the harvest robot in this embodiment is arranged is shown. 本実施形態における収穫ロボットを示し、（ａ）〜（ｃ）の各々の左側が正面図であり、右側が側面図である。The harvest robot in this embodiment is shown, The left side of each of (a)-(c) is a front view, and the right side is a side view. 本実施形態における収穫ロボットの充電に好適な例を示す図である。It is a figure which shows an example suitable for charge of the harvest robot in this embodiment. 本実施形態における遠隔監視システムを示す図である。It is a figure which shows the remote monitoring system in this embodiment. 拡張機能を備える遠隔監視システムを示す図である。It is a figure which shows a remote monitoring system provided with an extended function.

以下、添付する図面を参照し、太陽光の導入が限られた空間としての地下室を例にして、本発明の実施形態を説明する。
本実施形態に係る地下栽培施設１は、地下ＵＧに形成される空間からなる栽培室２で植物を栽培するものであり、栽培室２の内部に太陽光を光源とする光供給装置１０を備える。以下、各構成要素について順に説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, taking a basement as a space where introduction of sunlight is limited as an example.
The underground cultivation facility 1 according to this embodiment is for cultivating a plant in a cultivation room 2 composed of a space formed in an underground UG, and includes a light supply device 10 that uses sunlight as a light source inside the cultivation room 2. . Hereinafter, each component will be described in order.

［栽培室２］
栽培室２は、地上ＳＧから所定の深さｄに天井２Ｂが設けられる地下空間から構成される。
この地下空間は、建築物の地下室のように人為的に形成することができるし、自然に形成されたものを利用することもできる。また、自然に形成された地下空間に手を加えることにより形成することもできる。この地下空間は、それ取り囲む地壁が崩れ落ちないように、土木的な処理をすることができるし、あるいは、外観が例えば直方体状の筐体を地下に埋めることで、地下空間を形成することもできる。
地下空間の形状、寸法は任意であり、例えば栽培する植物の量、栽培・収穫などの作業に必要なスペースなどを考慮して設定される。 [Cultivation room 2]
The cultivation room 2 is composed of an underground space in which a ceiling 2B is provided at a predetermined depth d from the ground SG.
This underground space can be artificially formed like a basement of a building, or a naturally formed one can be used. It can also be formed by modifying the naturally formed underground space. This underground space can be civilized so that the surrounding ground wall does not collapse, or it can be formed by burying a rectangular parallelepiped casing in the basement. it can.
The shape and dimensions of the underground space are arbitrary, and are set in consideration of, for example, the amount of plants to be cultivated and the space necessary for operations such as cultivation and harvesting.

地下栽培施設１は、地下空間の断熱作用を利用することにより、気温の高い夏季及び気温の低い冬期において、温度調整に必要なコストを削減することを狙っている。地下空間の温度は、地上ＳＧからの深さｄによって変動するので、栽培室２で栽培する植物に応じて、深さｄを設定することになる。例えば、イチゴを栽培するのに好適な温度は、昼が１８〜２５℃、夜が５〜１０℃とされており、この温度に対応する地下の深さは１〜３ｍである。したがって、地下栽培施設１でイチゴを栽培する場合には、栽培室２を地下１〜３ｍに設けることが推奨される。
地下栽培施設１は、断熱作用を利用するものであるから、栽培室２の天井２Ｂと地上ＳＧの間は、通常、土壌によって占められるが、土壌と同等程度の断熱作用を有する素材で代替することもできる。 The underground cultivation facility 1 aims to reduce the cost required for temperature adjustment in the summer when the temperature is high and the winter when the temperature is low by using the heat insulating effect of the underground space. Since the temperature of the underground space varies depending on the depth d from the ground SG, the depth d is set according to the plant cultivated in the cultivation room 2. For example, the temperature suitable for growing strawberries is 18 to 25 ° C. in the daytime and 5 to 10 ° C. in the night, and the depth of the underground corresponding to this temperature is 1 to 3 m. Therefore, when cultivating strawberries in the underground cultivation facility 1, it is recommended to provide the cultivation room 2 in the underground 1-3m.
Since the underground cultivation facility 1 uses a heat insulating effect, the space between the ceiling 2B of the cultivation room 2 and the ground SG is usually occupied by soil, but is replaced with a material having a heat insulating effect equivalent to that of the soil. You can also

栽培室２は、平面形状が矩形でかつ平坦な床２Ａと、床２Ａと間隔をあけて設けられる天井２Ｂと、床２Ａと天井２Ｂの周縁を繋ぐ側壁２Ｃと、により区画される直方体状の地下空間からなる。
栽培室２には、複数の栽培棚３が床２Ａの上に配置され、植物はこの栽培棚３の上で栽培される。栽培棚３における栽培手法は、土壌栽培、養液栽培等の各種栽培手法を採用できるが、土壌病害や連作障害を回避できるなどの利点を有する養液栽培を採用するのが好ましい。 The cultivation room 2 has a rectangular parallelepiped shape that is partitioned by a flat floor 2A having a rectangular planar shape, a ceiling 2B that is provided at an interval from the floor 2A, and a side wall 2C that connects the periphery of the floor 2A and the ceiling 2B. Consists of underground space.
In the cultivation room 2, a plurality of cultivation shelves 3 are arranged on the floor 2 A, and plants are cultivated on the cultivation shelf 3. As the cultivation technique in the cultivation shelf 3, various cultivation techniques such as soil cultivation and nutrient solution cultivation can be adopted, but it is preferable to adopt the nutrient solution cultivation having advantages such as avoiding soil diseases and continuous cropping failures.

地下栽培施設１は、地上ＳＧと栽培室２を繋ぐエレベータ４を備えている。
エレベータ４は、地上ＳＧと栽培室２の間の作業員と出入り、物資の搬入及び搬出、収穫された植物の搬出を行うのに利用される。 The underground cultivation facility 1 includes an elevator 4 that connects the ground SG and the cultivation room 2.
The elevator 4 is used for entering and exiting workers between the ground SG and the cultivation room 2, carrying in and out goods, and carrying out harvested plants.

栽培室２は、ヒートポンプ式の空気調和装置５を備え、栽培室２内の温度、湿度を調節することができる。栽培室２は地下に設けられているために温度の変動は小さいものの、栽培する植物によっては温度調節が必要である。そこで、地下栽培施設１は、栽培室２に空気調和装置５を備えるが、ビニールハウスのように地上に設けられる栽培室に比べると、消費するエネルギを抑えることができる。
空気調和装置５は、栽培室２に配置される室内機５Ａと、地上ＳＧに配置される室外機５Ｂと、室内機５Ａと室外機５Ｂを含む循環系路を構成する冷媒配管５Ｃと、を備える。室内機５Ａと室外機５Ｂを繋ぐ冷媒配管５Ｃには、圧縮機５Ｄと膨張弁５Ｅが設けられており、圧縮機５Ｄの動作を制御することにより、栽培室２の温度、湿度を調節することができる。 The cultivation room 2 includes a heat pump type air conditioner 5 and can adjust the temperature and humidity in the cultivation room 2. Since the cultivation room 2 is provided in the basement, temperature fluctuation is small, but temperature adjustment is required depending on the plant to be cultivated. Then, although the underground cultivation facility 1 is provided with the air conditioning apparatus 5 in the cultivation room 2, compared with the cultivation room provided on the ground like a greenhouse, it can suppress the energy consumed.
The air conditioner 5 includes an indoor unit 5A arranged in the cultivation room 2, an outdoor unit 5B arranged on the ground SG, and a refrigerant pipe 5C constituting a circulation system path including the indoor unit 5A and the outdoor unit 5B. Prepare. The refrigerant pipe 5C connecting the indoor unit 5A and the outdoor unit 5B is provided with a compressor 5D and an expansion valve 5E, and the temperature and humidity of the cultivation room 2 are adjusted by controlling the operation of the compressor 5D. Can do.

［光供給装置１０］
光供給装置１０は、地上ＳＧに設けられる採光部２０で集光した太陽光ＳＬを、光路３０を通じて栽培室２に導き、拡散部４０を介して光路３０から受けた太陽光ＳＬを栽培室２の内部に向けて照射する。 [Light supply apparatus 10]
The light supply device 10 guides the sunlight SL collected by the daylighting unit 20 provided on the ground SG to the cultivation room 2 through the optical path 30, and the sunlight SL received from the optical path 30 through the diffusion unit 40. Irradiate the inside of the.

［採光部２０］
採光部２０は、図１及び図２に示すように、直接的に受光した太陽光ＳＬを反射させる一次リフレクタ２１と、一次リフレクタ２１から反射された太陽光ＳＬを受光しかつ集光筒２４に向けて反射させる二次リフレクタ２２と、を備える。集光筒２４に向けた太陽光ＳＬが集光筒２４の中心軸に平行になるように、一次リフレクタ２１と二次リフレクタ２２の対応関係が設定される。
一次リフレクタ２１は、反射面がパラボラ（放物線）状の凹面鏡から構成されており、一次リフレクタ２１で受光された太陽光ＳＬは、集光されながら二次リフレクタ２２に向けて反射される。
二次リフレクタ２２もまた凹面鏡から構成されており、一次リフレクタ２１から受光する太陽光ＳＬの光路を変更して集光筒２４の内部に送り届ける機能を備えている。
一次リフレクタ２１と二次リフレクタ２２は、太陽の位置に追従してその向きを適宜変更することができる。
集光筒２４は、先端２４Ａと後端２４Ｂを備え、先端から侵入した太陽光ＳＬは、後端２４Ｂに連なる光路３０に向けて出射される。 [Daylighting unit 20]
As shown in FIGS. 1 and 2, the daylighting unit 20 receives the sunlight SL reflected directly from the primary reflector 21 that reflects the sunlight SL received directly, and receives the sunlight SL reflected from the primary reflector 21 and enters the light collecting tube 24. A secondary reflector 22 that reflects toward the screen. The correspondence relationship between the primary reflector 21 and the secondary reflector 22 is set so that the sunlight SL toward the light collection tube 24 is parallel to the central axis of the light collection tube 24.
The primary reflector 21 is constituted by a concave mirror having a parabolic (parabolic) reflecting surface, and sunlight SL received by the primary reflector 21 is reflected toward the secondary reflector 22 while being condensed.
The secondary reflector 22 is also composed of a concave mirror, and has a function of changing the optical path of the sunlight SL received from the primary reflector 21 and delivering it to the inside of the light collection tube 24.
The primary reflector 21 and the secondary reflector 22 can appropriately change their orientations following the position of the sun.
The condensing tube 24 includes a front end 24A and a rear end 24B, and sunlight SL that has entered from the front end is emitted toward the optical path 30 connected to the rear end 24B.

［光路３０］
光路３０は、図１に示すように、集光筒２４の後端２４Ｂに接続される主光路３１と、主光路３１から分岐する複数の副光路３３と、を備え、主光路３１を伝わってきた太陽光ＳＬは、副光路３３に分岐されてから栽培室２に向けて照射される。 [Optical path 30]
As shown in FIG. 1, the optical path 30 includes a main optical path 31 connected to the rear end 24 B of the light collection cylinder 24 and a plurality of sub optical paths 33 branched from the main optical path 31, and is transmitted through the main optical path 31. The solar light SL is irradiated toward the cultivation room 2 after being branched into the sub optical path 33.

光路３０は、採光部２０で集められた太陽光ＳＬを高効率で栽培室２に導くことが要求される。
植物の栽培、換言すると光合成に必要な光の波長は４００〜７００ｎｍとされている。栽培室２において植物の栽培を行い、かつ温度、湿度等の調整に必要な電力コストを下げるためには、この波長の光を栽培室２に十分に導くことが必要である。一つの指標として、葉菜類に必要な光強度は１００〜１２０μｍｏｌ・ｍ^２・Ｓ^−１であるのに対して、イチゴの栽培には５００〜７００μｍｏｌ・ｍ^２・Ｓ^−１が必要とされる。ちなみに、夏季の太陽光ＳＬによる光強度は２０００μｍｏｌ・ｍ^２・Ｓ^−１程度である。したがって、栽培室２にてイチゴの栽培を行うためには、主光路３１及び副光路３３を構成する導光体が、高効率で太陽光ＳＬを導く能力を備えるべきである。一方で、地下に設けられる栽培室２にて植物の栽培を実現する上で、この導光体のコストを低く抑えることが要求される。 The optical path 30 is required to guide the sunlight SL collected by the daylighting unit 20 to the cultivation room 2 with high efficiency.
The wavelength of light necessary for plant cultivation, in other words, photosynthesis, is 400 to 700 nm. In order to cultivate plants in the cultivation room 2 and reduce the power cost necessary for adjusting the temperature, humidity, etc., it is necessary to sufficiently guide light of this wavelength to the cultivation room 2. As an index, the light intensity required for leafy vegetables is 100 to 120 μmol · m ² · S ⁻¹ , whereas 500 to 700 μmol · m ² · S ⁻¹ is required for strawberry cultivation. Incidentally, the light intensity by the sunlight SL in summer is about 2000 μmol · m ² · S ⁻¹ . Therefore, in order to cultivate strawberries in the cultivation room 2, the light guides constituting the main optical path 31 and the sub optical path 33 should have the ability to guide the sunlight SL with high efficiency. On the other hand, in order to realize plant cultivation in the cultivation room 2 provided in the basement, it is required to keep the cost of the light guide low.

本実施形態においては、コアを流体とする導光体を、主光路３１と副光路３３に用いることを推奨する。コアを流体とする導光体（以下、本実施形態の導光体）を用いる利点は以下の通りである。
始めに、本実施形態の導光体は、コアが固体の光ファイバに比べてコストを著しく抑えることができる。同程度の光強度を得ることを前提とすると、本実施形態の導光体のコストは、コアが固体の光ファイバの１／１０程度で済む。
次に、本実施形態の導光体は、コアが固体からなる光ファイバに比べて、光の伝送効率が高い。コアが固体からなる場合には、一本、一本の線径を太くするのに限界があるために、より強い光強度を伝送するためには、複数本の光ファイバを束状にしたファイバーバンドルの形態にすることが必要である。ところが、光ファイバは断面が円形であるから、個々のファイバの間に光の伝送に関与しないデッドスペースが不可避的に生じてしまう。これに対して、本実施形態の導光体は、コアが流体によって占められており、デッドスペースは生じないので、光の伝送効率が高い。この光の伝送効率の差異は、径が大きくなるにつれて大きくなるので、強い高強度が必要とされる用途ほど大きくなる。 In the present embodiment, it is recommended to use a light guide having a core as a fluid for the main optical path 31 and the sub optical path 33. The advantages of using a light guide with a core as a fluid (hereinafter referred to as the light guide of the present embodiment) are as follows.
First, the light guide of the present embodiment can significantly reduce the cost as compared with an optical fiber having a solid core. Assuming that the same light intensity is obtained, the cost of the light guide according to the present embodiment is about 1/10 that of an optical fiber having a solid core.
Next, the light guide of this embodiment has higher light transmission efficiency than an optical fiber having a solid core. If the core is made of a solid, there is a limit to increasing the diameter of each single wire. Therefore, in order to transmit stronger light intensity, a bundle of multiple optical fibers is used. It needs to be in the form of a bundle. However, since the cross section of the optical fiber is circular, a dead space that is not involved in the transmission of light inevitably occurs between the individual fibers. On the other hand, in the light guide of this embodiment, the core is occupied by the fluid, and no dead space is generated, so that the light transmission efficiency is high. The difference in the light transmission efficiency increases as the diameter increases, so that the difference in the light transmission efficiency increases as the application requires high strength.

本実施形態の導光体としては、コアが液体からなるものと、コアが気体からなるものと、を含む。
コアが液体からなる導光体は、通常、液体ライトガイドと称される。液体ライトガイドは、樹脂製の管の中空部分に液体を満たしており、液体の部分が相対的に屈折率の高いコアとして機能し、液体の周囲に配置される管が相対的に屈折率の低いクラッドとして機能する。液体ライトガイドに導入された光は、樹脂製の管の内壁面で全反射を繰り返しながら進む。 As a light guide of this embodiment, what a core consists of liquid and what a core consists of gas are included.
The light guide whose core is made of liquid is generally called a liquid light guide. In the liquid light guide, the hollow portion of the resin tube is filled with liquid, the liquid portion functions as a core having a relatively high refractive index, and the tube disposed around the liquid has a relatively refractive index. Acts as a low cladding. The light introduced into the liquid light guide travels while repeating total reflection on the inner wall surface of the resin tube.

液体ライトガイドは、コアをなす液体の種類によって、透過する光の波長を選ぶことができるので、本実施形態においては、光合成に必要な光の波長（４００〜７００ｎｍ）を含む可視光域を選択的に透過させる液体ライトガイドを用いることが好ましい。
例えば、下記のＵＲＬ（非特許文献１）には、ＬＵＭＡＴＥＣ社（独国）が、透過する波長域の異なる４種類の液体ライドガイドを提供することが示されている。非特許文献１によると、可視光域における透過率の高い液体ライトガイド（例えば、Series380）が存在するので、この液体ライトガイドを主光路３１と副光路３３に用いることが好ましい。
液体ライトガイドは、数ｍｍ以上の線径を有しているので、コアが固定の光ファイバに比べて断面積が大きい。 Since the liquid light guide can select the wavelength of light to be transmitted according to the type of liquid that forms the core, in this embodiment, the visible light region including the wavelength of light (400 to 700 nm) necessary for photosynthesis is selected. It is preferable to use a liquid light guide that transmits light.
For example, the following URL (Non-Patent Document 1) shows that LUMATEC (Germany) provides four types of liquid ride guides having different wavelength ranges for transmission. According to Non-Patent Document 1, since there is a liquid light guide (for example, Series 380) having a high transmittance in the visible light region, it is preferable to use this liquid light guide for the main optical path 31 and the sub optical path 33.
Since the liquid light guide has a wire diameter of several mm or more, the cross-sectional area is larger than that of an optical fiber having a fixed core.

次に、コアが気体からなる導光体は、光ファイバのクラッドに対応する部分が、金属製の管からなり、この金属管の中空部分をコアとしての空気が占めている。この導光体は、以下、中空管と称する。中空管に導入された太陽光ＳＬは、中空管の内壁面で反射を繰り返しながら進む。現在、内壁面の反射率が９９％を超える中空管が存在しており、本実施形態ではこのような高反射率の中空管を用いるのが好ましい。
中空管は、開口径をほぼ任意に設定することができる利点を有している。 Next, in the light guide body in which the core is made of gas, the portion corresponding to the cladding of the optical fiber is made of a metal tube, and the hollow portion of the metal tube occupies the air as the core. This light guide is hereinafter referred to as a hollow tube. The sunlight SL introduced into the hollow tube proceeds while being repeatedly reflected on the inner wall surface of the hollow tube. Currently, there is a hollow tube having an inner wall surface with a reflectance exceeding 99%. In this embodiment, it is preferable to use such a highly reflective hollow tube.
The hollow tube has an advantage that the opening diameter can be set almost arbitrarily.

以上説明した光路３０は、主光路３１と、主光路３１から分岐された複数の副光路３３と、から構成されるが、複数の採光部２０と、各々の採光部２０に対応する複数の光路３０（主光路３１）を設けてもよい。 The optical path 30 described above includes a main optical path 31 and a plurality of sub optical paths 33 branched from the main optical path 31, and includes a plurality of daylighting units 20 and a plurality of optical paths corresponding to the respective daylighting units 20. 30 (main optical path 31) may be provided.

［拡散部４０］
次に、拡散部４０は、光路３０に導かれた太陽光ＳＬを面状に拡散して栽培室２に向けて照射させる。
拡散部４０は、図３に示すように、拡散板４１と、拡散板４１の一方の面（うら面）に設けられる反射フィルム４２と、拡散板４１の他方の面（おもて面）に設けられる拡散フィルム４３と、を備えており、光路３０に導かれた太陽光ＳＬを面状光として栽培室２に照射する。 [Diffusion part 40]
Next, the diffusing unit 40 diffuses the sunlight SL guided to the optical path 30 in a planar shape and irradiates the cultivation room 2.
As shown in FIG. 3, the diffusing unit 40 has a diffusing plate 41, a reflection film 42 provided on one surface (back surface) of the diffusing plate 41, and the other surface (front surface) of the diffusing plate 41. The diffusing film 43 is provided, and the cultivation room 2 is irradiated with the sunlight SL guided to the optical path 30 as planar light.

拡散板４１は、各々の副光路３３の末端に接するように配置される。拡散板４１は、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などの樹脂基材又はガラス基材中に光拡散粒子を分散させた部材であり、副光路３３から出射される点状光を拡散して面状にする。 The diffuser plate 41 is disposed so as to contact the end of each sub optical path 33. The diffusion plate 41 is a member in which light diffusion particles are dispersed in a resin base material such as polycarbonate resin or acrylic resin, or a glass base material, and diffuses the spot light emitted from the sub optical path 33 into a planar shape. .

反射フィルム４２は、拡散板４１のうら面側から太陽光ＳＬを反射させて、拡散板４１に戻すことで光のロスを減らし、拡散部４０から出射される太陽光ＳＬの光強度を担保する。
反射フィルム４２としては、鏡面反射特性を有するタイプと拡散反射特性を有するタイプのいずれをも使用することができる。前者は、樹脂製フィルムの平滑面に金属を蒸着して平滑な金属膜を形成して得られる。一方、後者は、樹脂製フィルムの上に加工により凹凸を形成するか、球状粒子を含む樹脂塗料を被覆して凹凸の表層を形成し、さらに、その表面に、金属膜を形成する例が多い。 The reflective film 42 reflects the sunlight SL from the back surface side of the diffusion plate 41 and reduces the loss of light by returning to the diffusion plate 41, thereby ensuring the light intensity of the sunlight SL emitted from the diffusion unit 40. .
As the reflective film 42, either a type having specular reflection characteristics or a type having diffuse reflection characteristics can be used. The former is obtained by depositing a metal on the smooth surface of the resin film to form a smooth metal film. On the other hand, in the latter, there are many examples in which unevenness is formed on a resin film by processing, or a resin coating containing spherical particles is coated to form an uneven surface layer, and a metal film is formed on the surface. .

拡散フィルム４３は、拡散板４１から出射される太陽光ＳＬをさらに拡散して、より均一な面状光として栽培室２に照射させる場合に用いる。拡散フィルム４３としては、フィルム状の樹脂基材中に光拡散粒子を分散させた部材を用いることができる。 The diffusion film 43 is used when the sunlight SL emitted from the diffusion plate 41 is further diffused to irradiate the cultivation room 2 as more uniform planar light. As the diffusion film 43, a member in which light diffusion particles are dispersed in a film-like resin base material can be used.

拡散部４０は、図３（ａ）に示すように、一つの副光路３３に一つの拡散部４０を対応させることができるし、図３（ｂ）に示すように、複数の副光路３３に一つの拡散部４０を対応させることもできる。
また、以上説明した拡散部４０の構成は、本発明における一例であり、点状光を面状光にして出射する他の構成の拡散手段を広く適用することができる。例えば、副光路３３からの太陽光ＳＬを拡散成分が表面に形成された天井２Ｂに照射することで、面状光を得ることもできる。 As shown in FIG. 3A, the diffusing unit 40 can correspond to one diffusing unit 40 to one sub optical path 33, and as shown in FIG. One diffusion unit 40 can be made to correspond.
Further, the configuration of the diffusing unit 40 described above is an example in the present invention, and diffusing means having other configurations for emitting point light as planar light can be widely applied. For example, planar light can also be obtained by irradiating the ceiling 2 B having a diffusion component formed on the surface thereof with sunlight SL from the sub optical path 33.

以上説明したように、本実施形態の地下栽培施設１は、コアが流体からなる光路３０を用いるので、コアが固体からなる光ファイバに比べて低コストでありながら、高光強度の太陽光ＳＬを栽培室２に導入することができる。 As explained above, since the underground cultivation facility 1 of the present embodiment uses the optical path 30 whose core is made of fluid, the solar light SL with high light intensity is produced at a lower cost than an optical fiber whose core is made of solid. It can be introduced into the cultivation room 2.

以上、本発明の基本的な構成を備える地下栽培施設１を説明したが、以下説明するように、他の構成を加えることができる。 As mentioned above, although the underground cultivation facility 1 provided with the basic composition of the present invention was explained, other composition can be added so that it may explain below.

［収穫ロボット５０］
本発明において、栽培された植物を収穫する作業を人手に頼ることができるが、図４示すように、栽培室２の内部に配置される収穫ロボット５０を用いて収穫することができる。なお、図１と同じ構成要素には、図４に同じ符号を付している。
収穫ロボット５０は、図５（ａ）に示すように、自律移動の移動台車５１を共通機能として備える。収穫ロボット５０は、図５（ｂ）に示すように移動台車５１と収穫モジュール５３の組み合せからなる収穫ロボット５０Ａと、図５（ｃ）に示すように移動台車５１とストックモジュール５５の組み合せからなる収穫ロボット５０Ｂとから構成される。 [Harvesting robot 50]
In the present invention, the operation of harvesting the cultivated plant can be relied on manually, but as shown in FIG. 4, it can be harvested using a harvesting robot 50 disposed inside the cultivation room 2. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to FIG. 4 to the same component as FIG.
As shown in FIG. 5A, the harvesting robot 50 includes an autonomously moving mobile carriage 51 as a common function. As shown in FIG. 5B, the harvesting robot 50 includes a harvesting robot 50A composed of a combination of a movable carriage 51 and a harvesting module 53, and a combination of a movable carriage 51 and a stock module 55 as shown in FIG. 5C. It is comprised from the harvesting robot 50B.

移動台車５１は、車体５１１と、車体５１１に支持される駆動輪５１２及び操舵輪５１３と、駆動輪５１２を回転駆動させる第１電動機５１４と、操舵輪５１３の向きを調整する第２電動機５１５と、を備えている。操舵輪５１３は回転が自在とされている。移動台車５１は、第１電動機５１４及び第２電動機５１５に電力を供給するバッテリ５１６と、バッテリ５１６に蓄電する電力を発電する太陽電池５１７と、第１電動機５１４及び第２電動機５１５の動作を制御するコントローラ５１８と、を備える。 The movable carriage 51 includes a vehicle body 511, drive wheels 512 and steering wheels 513 supported by the vehicle body 511, a first electric motor 514 that rotationally drives the drive wheels 512, and a second electric motor 515 that adjusts the direction of the steering wheels 513. It is equipped with. The steering wheel 513 is freely rotatable. The mobile carriage 51 controls the operation of the battery 516 that supplies power to the first motor 514 and the second motor 515, the solar cell 517 that generates power stored in the battery 516, and the first motor 514 and the second motor 515. And a controller 518.

移動台車５１は、自律移動するものであり、例えば本発明者の一人が先に提案している磁気ナビゲーション法（例えば、特許文献４，５）を用いることができる。磁気ナビゲーション法は、一般には残留磁気はノイズとして扱われていたのに対して、場所ごとに変化する残留磁気を目印として利用するところに特徴がある。この残留磁気の強さは場所によって変化するものの、時間的には安定しているので、目印として十分に機能する。
磁気ナビゲーション法は、好ましい形態であるが、本発明は他のオドメトリ法、ランドマーク法、ＧＰＳによるナビゲーション法等の他の自律移動を可能にする手段を採用することができる。 The mobile carriage 51 moves autonomously, and for example, a magnetic navigation method (for example, Patent Documents 4 and 5) proposed by one of the inventors of the present invention can be used. The magnetic navigation method is characterized in that the residual magnetism is generally treated as noise, whereas the residual magnetism that changes from place to place is used as a mark. Although the strength of the residual magnetism varies depending on the location, it is stable in time and functions sufficiently as a mark.
Although the magnetic navigation method is a preferred form, the present invention can employ other means for enabling autonomous movement such as other odometry methods, landmark methods, and GPS navigation methods.

移動台車５１は、コントローラ５１８の指示に従って第１電動機５１４及び第２電動機５１５の動作を制御することにより、栽培室２における栽培棚３の周囲の任意の経路を自律移動することができる。コントローラ５１８は、あらかじめ設定されたプログラムにより当該制御を行うが、後述する遠隔監視システム６０に従って当該制御を行うこともできる。 The mobile carriage 51 can autonomously move along an arbitrary route around the cultivation shelf 3 in the cultivation room 2 by controlling the operations of the first electric motor 514 and the second electric motor 515 in accordance with instructions from the controller 518. The controller 518 performs the control by a preset program, but can also perform the control according to a remote monitoring system 60 described later.

収穫モジュール５３は、図５（ｂ）に示すように、移動台車５１の上に装着されると収穫ロボット５０Ａを構成し、移動台車５１とともに栽培室２の内部を移動する。この移動の過程で、収穫モジュール５３は、収穫時期に達した植物、例えば果実を摘み取る。
収穫モジュール５３は、左右一対からなる摘み取り爪５３１と、摘み取り爪５３１を支持するアーム５３３と、アーム５３３を支持するコラム５３５と、を備える。コラム５３５は、車体５１１の上に立設される。
摘み取り爪５３１は、相互に開閉動作が可能なように、アーム５３３に支持されている。
摘み取り爪５３１を支持するアーム５３３は、その軸方向に伸縮動作ができるように構成されている。
アーム５３３を支持するコラム５３５は、その軸線方向に伸縮動作ができるのに加えて軸線周りに回転するように構成されている。
以上の開閉動作、回転動作及び伸縮動作を実現するための手段は、電動機を使用するなどの公知の手段を採用することができる。また、これら手段の動作に必要な電力は、収穫モジュール５３が移動台車５１に装着されると、移動台車５１が備えるバッテリ５１６から供給される。また、開閉動作等の動作は、収穫モジュール５３が移動台車５１に装着されると、移動台車５１のコントローラ５１８によって制御される。
収穫モジュール５３は、収穫対象を撮影するデジタルカメラ（例えばＣＣＤカメラ）５３６をアーム５３３に備えており、デジタルカメラ５３６で撮影してカラー画像は、移動台車５１のコントローラ５１８に送られる。コントローラ５１８は、取得したカラー画像を解析することにより、摘み取り爪５３１、アーム５３３及びコラム５３５の動作を制御することにより、植物、例えばイチゴを摘み取る。
なお、本実施形態において画像解析により植物を摘み取る具体的な手法は限定されないが、例えば特許文献６に開示される技術を利用することができる。 As shown in FIG. 5B, the harvesting module 53 forms a harvesting robot 50 A when it is mounted on the moving carriage 51, and moves inside the cultivation room 2 together with the moving carriage 51. In the course of this movement, the harvesting module 53 picks out a plant, for example, a fruit that has reached the harvesting time.
The harvesting module 53 includes a pair of left and right picking claws 531, an arm 533 that supports the picking claws 531, and a column 535 that supports the arms 533. The column 535 is erected on the vehicle body 511.
The picking claw 531 is supported by the arm 533 so that it can be opened and closed mutually.
The arm 533 that supports the picking claw 531 is configured to be able to extend and contract in the axial direction.
The column 535 that supports the arm 533 is configured to be able to expand and contract in the axial direction thereof, and to rotate around the axial line.
As means for realizing the above opening / closing operation, rotation operation and expansion / contraction operation, known means such as using an electric motor can be adopted. In addition, when the harvesting module 53 is attached to the moving carriage 51, the electric power necessary for the operation of these means is supplied from the battery 516 included in the moving carriage 51. In addition, operations such as opening and closing operations are controlled by the controller 518 of the mobile carriage 51 when the harvesting module 53 is attached to the mobile carriage 51.
The harvesting module 53 includes a digital camera (for example, a CCD camera) 536 that captures an object to be harvested on the arm 533, and the color image captured by the digital camera 536 is sent to the controller 518 of the moving carriage 51. The controller 518 analyzes the acquired color image to control the operations of the picking claw 531, the arm 533, and the column 535, thereby picking up a plant such as a strawberry.
In addition, although the specific method of picking a plant by image analysis in this embodiment is not limited, For example, the technique disclosed by patent document 6 can be utilized.

ストックモジュール５５は、図５（ｃ）に示すように、移動台車５１の上に装着されて収穫ロボット５０Ｂを構成し、収穫モジュール５３で摘み取った植物を一時的に保持する。収穫ロボット５０Ｂは、植物を収穫する際に、移動台車５１と収穫モジュール５３が組み合わされた収穫ロボット５０Ａに付随して移動する。
ストックモジュール５５は、摘み取られた植物の例えば茎を保持する複数の保持バー５５１と、保持バー５５１を支持するコラム５５３と、を備えている。コラム５５３は、移動台車５１の上に立設されている。
保持バー５５１は、茎を保持するために複数の保持溝５５２が鉛直方向に沿って形成されており、収穫モジュール５３で摘み取られた植物は、保持溝５５２に茎が押し込まれることで、保持バー５５１に保持させる。ここでは、３つの保持バー５５１を鉛直方向に間隔をあけて設ける例を示したが、これは例示に過ぎない。 As shown in FIG. 5C, the stock module 55 is mounted on the movable carriage 51 to constitute the harvesting robot 50 B, and temporarily holds the plants picked up by the harvesting module 53. The harvesting robot 50B moves along with the harvesting robot 50A in which the mobile carriage 51 and the harvesting module 53 are combined when harvesting a plant.
The stock module 55 includes a plurality of holding bars 551 that hold, for example, stems of the picked plants, and a column 553 that supports the holding bars 551. The column 553 is erected on the movable carriage 51.
The holding bar 551 has a plurality of holding grooves 552 formed in the vertical direction to hold the stem, and the plants picked up by the harvesting module 53 are pushed into the holding groove 552 so that the holding bar 551 551. Here, the example in which the three holding bars 551 are provided at intervals in the vertical direction is shown, but this is only an example.

収穫ロボット５０Ａと収穫ロボット５０Ｂは、植物を収穫する際に隣接して移動し、収穫ロボット５０Ａが摘み取るたびに、摘み取った植物を収穫ロボット５０Ｂの保持バー５５１の保持溝５５２に押し込んで保持される。全ての保持バー５５１の保持溝５５２に植物が保持されると、当該収穫ロボット５０Ｂは退避するとともに、保持溝５５２が空いている新たな収穫ロボット５０Ｂが収穫ロボット５０Ａの所まで移動してきて、植物の収穫を継続する。 The harvesting robot 50A and the harvesting robot 50B move adjacent to each other when harvesting the plant, and each time the harvesting robot 50A picks up, the picked plant is pushed into the holding groove 552 of the holding bar 551 of the harvesting robot 50B and held. . When the plants are held in the holding grooves 552 of all the holding bars 551, the harvesting robot 50B is retracted, and a new harvesting robot 50B in which the holding grooves 552 are vacant moves to the harvesting robot 50A. Continue harvesting.

収穫ロボット５０（５０Ａ，５０Ｂ）は、太陽電池５１７で発電された電力で駆動されるが、栽培室２に取り込まれる太陽光ＳＬが太陽電池５１７に効率よく照射されることが好ましい。
そのために、例えば、栽培室２において、図６に示すように、収穫に使用しない収穫ロボット５０（５０Ａ，５０Ｂ）を予め定められた待機領域Ａに待機させておく。なお、図２と同じ構成要素には、図６に同じ符号を付している。その一方、副光路３３からの太陽光ＳＬが待機している収穫ロボット５０に直接的に照射されるように、光路３０の特に副光路３３のレイアウトを設定する。このように、収穫ロボット５０のバッテリ５１６を充電する専用の副光路３３を設けることにより、太陽電池５１７に効率よく太陽光ＳＬを照射させることができる。この待機領域Ａには、拡散部４０を省くことができる。 The harvesting robot 50 (50A, 50B) is driven by the electric power generated by the solar battery 517, but it is preferable that the solar battery 517 is efficiently irradiated with the sunlight SL taken into the cultivation room 2.
Therefore, for example, in the cultivation room 2, as shown in FIG. 6, the harvesting robot 50 (50A, 50B) that is not used for harvesting is kept waiting in a predetermined standby area A. The same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals in FIG. On the other hand, in particular, the layout of the sub optical path 33 of the optical path 30 is set so that the sunlight SL from the sub optical path 33 is directly irradiated to the harvesting robot 50 that is waiting. Thus, by providing the dedicated sub optical path 33 for charging the battery 516 of the harvesting robot 50, the solar cell 517 can be efficiently irradiated with the sunlight SL. In this standby area A, the diffusion unit 40 can be omitted.

また、収穫ロボット５０は、栽培棚の周囲又は間を移動するので、図６に示すようにその移動経路Ｗは既知と言える。光供給装置１０による栽培室２への太陽光ＳＬの照射は均一であることが望ましいことは前述の通りであるが、この移動経路Ｗについては他の領域よりも太陽光ＳＬの照射が強くなるように、光路３０（副光路３３）のレイアウトを設定する。
この配列を採用する場合には、収穫モジュール５３のデジタルカメラ５３６により撮影されるイチゴを認識するのに都合のいい条件に対応する光の照射状態を実現することが好ましい。 Moreover, since the harvesting robot 50 moves around or between the cultivation shelves, the movement path W can be said to be known as shown in FIG. As described above, it is desirable that the irradiation of the sunlight SL to the cultivation room 2 by the light supply device 10 is uniform. However, the irradiation of the sunlight SL is stronger than the other areas on the moving path W. As described above, the layout of the optical path 30 (sub optical path 33) is set.
When this arrangement is adopted, it is preferable to realize a light irradiation state corresponding to a condition convenient for recognizing a strawberry photographed by the digital camera 536 of the harvesting module 53.

［遠隔監視システム６０］
地下栽培施設１は、図７に示すように、栽培室２における栽培条件を遠隔で監視する遠隔監視システム６０を備えることができる。栽培室２には、例えばＬＥＤ照明からなる補助照明６が設けられている。なお、図１と同じ構成要素には、図７に同じ符号を付している。
遠隔監視システム６０は、栽培室２から遠隔地に設けられる監視ステーション６１と、栽培室２の内部に設けられる温度センサ６３，湿度センサ６４，照度センサ６５及び監視カメラ６６と、を備えている。
遠隔監視システム６０は、温度センサ６３，湿度センサ６４及び照度センサ６５で検知された栽培室２の内部の温度、湿度及び照度に関する検知情報、並びに、監視カメラ６６で撮影された映像情報を、データ送受信機６７及びインターネット６８を介して監視ステーション６１に継続的に送る。 [Remote monitoring system 60]
As shown in FIG. 7, the underground cultivation facility 1 can include a remote monitoring system 60 that remotely monitors the cultivation conditions in the cultivation room 2. The cultivation room 2 is provided with auxiliary lighting 6 made of, for example, LED lighting. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to FIG. 7 about the same component as FIG.
The remote monitoring system 60 includes a monitoring station 61 provided at a location remote from the cultivation room 2, and a temperature sensor 63, a humidity sensor 64, an illuminance sensor 65, and a monitoring camera 66 provided inside the cultivation room 2.
The remote monitoring system 60 uses the temperature sensor 63, the humidity sensor 64, and the illuminance sensor 65 to detect the temperature, humidity, and illuminance detection information inside the cultivation room 2, and video information captured by the monitoring camera 66. The data is continuously sent to the monitoring station 61 via the transmitter / receiver 67 and the Internet 68.

監視ステーション６１は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）６１Ａと、ＰＣ６１Ａに対応する表示装置である液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）６１Ｂとから構成される。
監視ステーション６１は、送られてくる検知情報及び映像情報をＰＣ６１Ａに記録するとともに、ＬＣＤ６１Ｂに表示させる。この記録及び表示は、現在行われている栽培の識別情報ＩＤに対応する。識別情報ＩＤは、例えば、栽培年と栽培室２を特定する情報を含んで構成される。検知情報及び映像情報は、リアルタイムでＬＣＤ６１Ｂに表示させることができるし、ＰＣ６１Ａに記録されている過去の分を任意に表示させることができる。 The monitoring station 61 includes a personal computer (PC) 61A and a liquid crystal display (LCD) 61B which is a display device corresponding to the PC 61A.
The monitoring station 61 records the sent detection information and video information on the PC 61A and displays them on the LCD 61B. This recording and display correspond to identification information ID of cultivation currently being performed. The identification information ID includes, for example, information that specifies the cultivation year and the cultivation room 2. The detection information and the video information can be displayed on the LCD 61B in real time, and the past recorded in the PC 61A can be arbitrarily displayed.

監視ステーション６１は、栽培室２の内部における温度，湿度及び照度についてそれぞれの許容温度範囲ΔＴ１、許容湿度範囲ΔＨ１及び許容照度ΔＬ１を予め保持しており、送られてくる温度情報Ｔ１、湿度情報Ｈ１及び照度情報Ｌ１と、許容温度範囲ΔＴ１、許容湿度範囲ΔＨ１及び許容照度ΔＬ１を比較する。以下、温度情報Ｔ１、湿度情報Ｈ１及び照度情報Ｌ１を温度情報Ｔ１等と総称することがあり、また、許容温度範囲ΔＴ１、許容湿度範囲ΔＨ１及び許容照度範囲ΔＬ１を許容温度範囲ΔＴ１等と総称する。
監視ステーション６１は、温度情報Ｔ１等が許容温度範囲ΔＴ１等の範囲から外れると、監視者に認識させるために、そのことをＬＣＤ６１Ｂに表示させることができる。監視ステーション６１は、ＬＣＤ６１Ｂへの表示に加えて、警告音を発することができる。監視ステーション６１は、また、範囲から外れたことをＰＣ６１Ａに記憶し、範囲から外れるのが予め定められた期間を超えると、ＬＣＤ６１Ｂに表示させ、また、警告音を発することもできる。 The monitoring station 61 holds the permissible temperature range ΔT1, the permissible humidity range ΔH1 and the permissible illuminance ΔL1 in advance for the temperature, humidity, and illuminance inside the cultivation room 2, and the temperature information T1 and humidity information H1 that are sent. And the illuminance information L1, the allowable temperature range ΔT1, the allowable humidity range ΔH1, and the allowable illuminance ΔL1 are compared. Hereinafter, the temperature information T1, the humidity information H1, and the illuminance information L1 may be collectively referred to as temperature information T1, etc., and the allowable temperature range ΔT1, the allowable humidity range ΔH1, and the allowable illuminance range ΔL1 may be collectively referred to as an allowable temperature range ΔT1, etc. .
The monitoring station 61 can display this on the LCD 61B in order for the monitor to recognize that the temperature information T1 or the like is out of the allowable temperature range ΔT1 or the like. The monitoring station 61 can emit a warning sound in addition to the display on the LCD 61B. The monitoring station 61 can also store the fact that it is out of range in the PC 61A, display it on the LCD 61B when it is out of the range for a predetermined period, and can also sound a warning sound.

監視ステーション６１は、温度及び湿度が許容範囲から外れると、空気調和装置５の動作を制御することができる。例えば、温度情報Ｔが許容温度範囲ΔＴ１の下限値よりも低く外れると、栽培室２の温度が高くなるように、空気調和装置５の動作を制御する。空気調和装置５の動作制御についても、温度情報Ｔ１等が許容温度範囲ΔＴ１等の範囲から外れると即座に実行してもよいし、範囲から外れるのが予め定められた期間を超えてから実行してもよい。
監視ステーション６１は、照度情報Ｌ１が許容照度範囲ΔＬ１から外れると、栽培室２の内部に設けられる補助照明６を点灯させる。補助照明６の点灯についても、照度情報Ｌ１が許容照度範囲ΔＬ１の範囲から外れると即座に実行してもよいし、範囲から外れるのが予め定められた期間を超えてから実行してもよい。 The monitoring station 61 can control the operation of the air conditioner 5 when the temperature and humidity are out of the allowable ranges. For example, when the temperature information T deviates below a lower limit value of the allowable temperature range ΔT1, the operation of the air conditioner 5 is controlled so that the temperature of the cultivation room 2 is increased. The operation control of the air conditioner 5 may also be executed immediately when the temperature information T1 or the like is out of the allowable temperature range ΔT1 or the like, or may be executed after a predetermined period of time is exceeded. May be.
When the illuminance information L1 deviates from the allowable illuminance range ΔL1, the monitoring station 61 turns on the auxiliary illumination 6 provided inside the cultivation room 2. The lighting of the auxiliary illumination 6 may also be executed immediately when the illuminance information L1 is out of the allowable illuminance range ΔL1, or may be executed after exceeding a predetermined period.

以上説明したように、遠隔監視システム６０を設けることにより、栽培室２の条件を、人手に頼ることなく植物の栽培に適したものにすることができる。
なお、検知情報に基づく空気調和装置５及び補助照明６の制御に加えて、例えば前日の検知情報（モニタリング）に基づいて空気調和装置５及び補助照明６の制御を行うことができる。栽培室２は地下であり温度が安定しているために、前日のモニタリングに基づく予測制御によって、栽培に必要な環境を実現するのが容易である。
また、ここでは、監視対象として温度、湿度、照度を例示したが、栽培室２の内部の二酸化炭素濃度、あるいは、養液栽培により植物を栽培する場合には、用いる養液の電気伝導度、ｐＨ、水位などの、栽培に関する条件を監視対象に含めることができる。 As described above, by providing the remote monitoring system 60, the conditions of the cultivation room 2 can be made suitable for plant cultivation without relying on human hands.
In addition to the control of the air conditioning device 5 and the auxiliary lighting 6 based on the detection information, the air conditioning device 5 and the auxiliary lighting 6 can be controlled based on the detection information (monitoring) of the previous day, for example. Since the cultivation room 2 is underground and the temperature is stable, it is easy to realize an environment necessary for cultivation by predictive control based on the previous day's monitoring.
Moreover, although temperature, humidity, and illumination intensity were illustrated here as monitoring object, when growing a plant by the carbon dioxide concentration inside the cultivation room 2, or nutrient solution culture, the electrical conductivity of the nutrient solution to be used, Conditions relating to cultivation such as pH and water level can be included in the monitoring target.

遠隔監視システム６０は、拡張機能を備えることができる。この拡張機能は、収穫された植物が輸送される過程の環境変化を検知し、この検知結果を監視ステーション６１がインターネット６８を介して取得する、というものである。 The remote monitoring system 60 can have an extended function. This extended function detects an environmental change in the process of transporting harvested plants, and the monitoring station 61 acquires the detection result via the Internet 68.

拡張機能を備える遠隔監視システム６０は、概略構成を図８に示すように、植物を収容する容器Ｃにセンサタグ６９を装着する。センサタグ６９は、容器Ｃに収容された植物が輸送される過程において、例えば、温度、湿度及び加速度を継続的に検知し、検知した結果である温度情報Ｔ２、湿度情報Ｈ２及び加速度情報Ａ２を、インターネット６８を介して監視ステーション６１に送る。センサタグ６９は、容器Ｃに収容されている植物の識別情報ＩＤを保持しており、温度情報Ｔ２等の情報を識別情報ＩＤに対応付けて監視ステーション６１に送る。 As shown in FIG. 8, a remote monitoring system 60 having an extended function attaches a sensor tag 69 to a container C that houses a plant. The sensor tag 69 continuously detects, for example, temperature, humidity, and acceleration in the process of transporting the plant housed in the container C, and detects the temperature information T2, humidity information H2, and acceleration information A2 that are the detection results. The data is sent to the monitoring station 61 via the Internet 68. The sensor tag 69 holds the identification information ID of the plant accommodated in the container C, and sends information such as the temperature information T2 to the monitoring station 61 in association with the identification information ID.

監視ステーション６１は、取得した温度情報Ｔ２等を識別情報ＩＤと対応付けてＰＣ６１Ａに記録するとともに、ＬＣＤ６１Ｂに表示させる。したがって、監視者は、輸送環境を認識することによって、輸送先における植物の品質を把握することができる。
また、識別情報ＩＤで紐付けすることにより、当該植物の栽培当初から収穫を経て輸送が完了するまでの環境情報を時系列で把握することができるので、消費者に対する当該植物のトレーサビリティ（traceability）を確保できる。 The monitoring station 61 records the acquired temperature information T2 and the like on the PC 61A in association with the identification information ID, and displays them on the LCD 61B. Therefore, the supervisor can grasp the quality of the plant at the transportation destination by recognizing the transportation environment.
In addition, by linking with the identification information ID, environmental information from the beginning of cultivation of the plant through harvesting until transportation is completed can be grasped in chronological order, so that traceability of the plant to consumers is traceable. Can be secured.

１地下栽培施設
２栽培室
２Ａ床
２Ｂ天井
２Ｃ側壁
３栽培棚
４エレベータ
５空気調和装置
５Ａ室内機
５Ｂ室外機
５Ｃ冷媒配管
５Ｄ圧縮機
５Ｅ膨張弁
１０光供給装置
２０採光部
２１一次リフレクタ
２２二次リフレクタ
２４集光筒
２４Ａ先端
２４Ｂ後端
３０導光部
３１主光路
３３副光路
４０拡散部
４１拡散板
４２反射フィルム
４３拡散フィルム
５０収穫ロボット
５０Ａ収穫ロボット
５０Ｂ収穫ロボット
５１移動台車
５３収穫モジュール
５５ストックモジュール
６０遠隔監視システム
６１監視ステーション
６３温度センサ
６４湿度センサ
６５照度センサ
６６監視カメラ
６７データ送受信機
６８インターネット
６９センサタグ
５１１車体
５１２駆動輪
５１３操舵輪
５１４第１電動機
５１５第２電動機
５１６バッテリ
５１７太陽電池
５１８コントローラ
ＳＧ地上
ＵＧ地下
ＳＬ太陽光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Underground cultivation facility 2 Cultivation room 2A Floor 2B Ceiling 2C Side wall 3 Cultivation shelf 4 Elevator 5 Air conditioner 5A Indoor unit 5B Outdoor unit 5C Refrigerant piping 5D Compressor 5E Expansion valve 10 Light supply device 20 Daylighting part 21 Primary reflector 22 Secondary Reflector 24 Condenser cylinder 24A Front end 24B Rear end 30 Light guide unit 31 Main optical path 33 Sub optical path 40 Diffusion unit 41 Diffusion plate 42 Reflective film 43 Diffusion film 50 Harvesting robot 50A Harvesting robot 50B Harvesting robot 51 Moving carriage 53 Harvesting module 55 Stock module 60 Remote monitoring system 61 Monitoring station 63 Temperature sensor 64 Humidity sensor 65 Illuminance sensor 66 Monitoring camera 67 Data transmitter / receiver 68 Internet 69 Sensor tag 511 Car body 512 Driving wheel 513 Steering wheel 514 First motor 515 Second motor 516 Battery 5 7 solar cells 518 controller SG ground UG underground SL sunlight

Claims

太陽光の導入が限られた空間からなり、植物の栽培を行う栽培室と、
地上と前記栽培室を繋ぎ、太陽光を前記栽培室に導く光路と、
前記栽培室に配置され、栽培された前記植物を収穫する収穫ロボットと、を備え、
前記収穫ロボットは、搭載する太陽電池により発電される電力により駆動され、
前記太陽電池は前記光路を介して照射される太陽光により発電がなされ、
前記収穫ロボットの移動経路について他の領域よりも太陽光の照射を強くなるように、前記光路のレイアウトが設定される、
ことを特徴とする栽培施設。 It consists of a space where the introduction of sunlight is limited, and a cultivation room for growing plants,
An optical path connecting the ground and the cultivation room, and guiding sunlight to the cultivation room;
A harvesting robot arranged in the cultivation room and harvesting the cultivated plant,
The harvesting robot is driven by electric power generated by a solar cell mounted thereon,
The solar cell is generated by sunlight irradiated through the optical path ,
The layout of the optical path is set so that the irradiation path of the harvesting robot is more strongly irradiated with sunlight than other areas.
A cultivation facility characterized by that.

前記栽培室は、前記植物の収穫に使用しない前記収穫ロボットが待機する待機領域を備え、The cultivation room includes a waiting area where the harvesting robot that is not used for harvesting the plant waits,
前記待機領域で待機する前記収穫ロボットに太陽光が直接的に照射されるように、前記光路のレイアウトが設定される、The optical path layout is set so that the harvesting robot waiting in the standby area is directly irradiated with sunlight.
請求項１に記載の栽培施設。The cultivation facility according to claim 1.

前記栽培室は空気調和装置を備え、The cultivation room is equipped with an air conditioner,
前記栽培室における温度及び湿度照度が許容範囲から外れると、前記空気調和装置の動作が制御される、When the temperature and humidity illuminance in the cultivation room are out of the allowable range, the operation of the air conditioner is controlled,
請求項１又は請求項２に記載の栽培施設。The cultivation facility according to claim 1 or claim 2.

前記栽培室は補助照明を備え、The cultivation room is equipped with auxiliary lighting,
前記栽培室における照度が許容範囲から外れると、補助照明が点灯される、When the illuminance in the cultivation room is out of the allowable range, the auxiliary illumination is turned on.
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の栽培施設。The cultivation facility according to any one of claims 1 to 3.

前記光路は、主光路と、前記主光路から分岐する複数の副光路と、を備え、The optical path includes a main optical path and a plurality of sub optical paths branched from the main optical path,
前記主光路を伝わってきた太陽光は、前記副光路に分岐されてから前記栽培室に向けて照射される、The sunlight transmitted through the main optical path is irradiated toward the cultivation room after being branched into the sub optical path.
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の栽培施設。The cultivation facility according to any one of claims 1 to 4.

前記光路に導かれた太陽光を面状に拡散して前記栽培室に照射する拡散部を備える、A diffusion unit that diffuses the sunlight guided to the optical path into a planar shape and irradiates the cultivation room,
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の栽培施設。The cultivation facility according to any one of claims 1 to 5.

前記収穫ロボットは、自律移動する、The harvesting robot moves autonomously,
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の栽培施設。The cultivation facility according to any one of claims 1 to 6.

前記光路は、液体からなるコアを有する導光体からなる、The optical path is made of a light guide having a core made of liquid,
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の栽培施設。The cultivation facility according to any one of claims 1 to 7.