JPS5931615A - Fruit harvesting apparatus - Google Patents

Fruit harvesting apparatus

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Publication number
JPS5931615A
JPS5931615A JP14134582A JP14134582A JPS5931615A JP S5931615 A JPS5931615 A JP S5931615A JP 14134582 A JP14134582 A JP 14134582A JP 14134582 A JP14134582 A JP 14134582A JP S5931615 A JPS5931615 A JP S5931615A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fruit
picking
axis
television camera
arm
Prior art date
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Pending
Application number
JP14134582A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
奥山 恵昭
弘 鈴木
寺田 喬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP14134582A priority Critical patent/JPS5931615A/en
Publication of JPS5931615A publication Critical patent/JPS5931615A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Processing Or Creating Images (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、みかんやりんごやその他の果実全収穫するた
めの果実収穫装置に関[7、詳しくは果実の位置を検出
するための手段を有していて、該検出手段による検出結
果に基づいて移動手段に装着された果実摘増部紮該果夾
の摘取可能位置に移動させる制御手段を具備I−た果実
収穫装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a fruit harvesting device for harvesting all fruits such as oranges, apples, etc. The present invention relates to a fruit harvesting device including a control means for moving a fruit picking section attached to a moving means to a position where the fruit can be picked based on a detection result by the means.

従来から果実の収穫作業は人手による摘み取り作業で行
なわれ、機械化さhていないのが現状である。 しかる
にこの様な収穫作業は多くの人手を要するのみならず意
外に重労働が伴うためその機械化が強く望まれており、
かかる装置としては胃記したような新規な構成を有する
果実収穫装置が考えられる。
Traditionally, fruit harvesting has been carried out by hand and has not been mechanized. However, this kind of harvesting work not only requires a lot of manpower, but also involves unexpectedly heavy labor, so mechanization is strongly desired.
As such a device, a fruit harvesting device having a novel configuration as described above can be considered.

本発明はかかる実情に鑑みてなされたものであって、藷
記構成の果実収穫装置fを構成する上で、作業者は常に
一定の場所に居ながらにして摘み取るべき果実を指定で
きると共に、確実にその果実の位置が検出され、そのこ
とによって確実に摘み取り作業が行える様にすることを
目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and in configuring the fruit harvesting device f having the taiki structure, the operator can always specify the fruit to be picked while staying at a fixed location, and can also reliably pick the fruit. The purpose of this invention is to detect the position of the fruit and thereby enable reliable picking work.

この目的を達成するために、本発明の果賽収穫装置は、
冒記構成のものに於て、該検出手段として向き変更可能
なテレビカメラとそのディスプレイ、及び、スポット光
線の発射位置又はその向きを変更指令毎に変更するスポ
ット光線発射装置が設けられると共に、検出指令信号が
発せられた時のテレビカメラの向き及びスポット光線発
射装置の位置並びに向きに基づいて二角測量の原理によ
シ果実の位置を検出することを特徴とする構成を採用し
たものである。
In order to achieve this objective, the fruit harvesting device of the present invention has the following features:
In the configuration described above, a television camera and its display whose direction can be changed as the detection means, and a spot light emitting device that changes the spot light emitting position or its direction for each change command are provided, and the detection means This system employs a configuration characterized in that the position of the fruit is detected based on the principle of bigonal surveying based on the direction of the television camera and the position and direction of the spot light emitting device when the command signal is issued. .

かかる特徴構成故に、作業者はスポット光線を任意の方
向に向け、その時テレビカメラの向きを操作して該スポ
ット光線が当っている果実をモニタディスプレイに映し
て画面上でその果実を指定するという操作を、順次スポ
ット光線の向きを変えて行うだけで、一定の場所に居な
がらにして収穫作業が行なえるに至ったのであ以下、図
面に基づいて実施例を説明する。
Because of this characteristic configuration, the operator directs the spot beam in any direction, then controls the direction of the television camera to show the fruit hit by the spot beam on the monitor display and designates that fruit on the screen. By simply changing the direction of the spot light beam sequentially, it has become possible to perform harvesting work while staying in a fixed location.Hereinafter, an embodiment will be described based on the drawings.

(11全体構成 @1図及び第2図は大々末完用の実施例である來実収I
a装置の外観を示し、@1図は乗用型果実収穫装置の一
実施例を示し、他方、@2図は、機体とは分離してV置
されるモニタ装ft1g+からの指令に基づいて動作す
る遠隔操作型果実収穫装置の一実施例を示している。
(11 Overall configuration @ Figure 1 and Figure 2 are examples of the complete implementation of the final implementation.
Figure 1 shows an example of the riding-type fruit harvesting device, while Figure 2 operates based on commands from the monitor device ft1g+, which is placed separately from the aircraft. 1 shows an embodiment of a remote-controlled fruit harvesting device.

そして、@1図の乗用型果実収穫装置は果樹の下側に位
置して収穫作業を行う様に構成されたもので、りんごの
様に、果樹が比較的大きい場合に適し、他方、第2図の
遠隔操作型果実収穫装置は、みかんの様に果樹が小さく
膳立する果樹間が狭い場合でも作業できる様に枠体型の
本体(1)が構成され、本体illが果樹をまたぐ状態
で作業を行うべく構成されている。
The riding type fruit harvesting device shown in Fig. The remote-controlled fruit harvesting device shown in the figure has a frame-shaped main body (1) so that it can work even when the fruit trees are small and the distance between the fruit trees is narrow, such as for mandarin oranges. It is configured to do the following.

これら果実収穫装置の機体はいずれも任意の場所に移動
できる様に走行装置(!lが設けb)れた本体(1)、
果実の位置を検出するために本体(1)に設置された位
置検出装置(3)、及び摘取装置(41から構成されて
いる。
The main body (1) of each of these fruit harvesting devices is equipped with a traveling device (!l provided b) so that it can be moved to any location.
It consists of a position detection device (3) installed on the main body (1) to detect the position of the fruit, and a picking device (41).

この摘取装置1i41はいずれも多自由度を有する多関
節アーム(rl)及び、そのアーム(6)の先端に装着
された摘取部161から構成され、摘取部161がこの
多関節アーム+61によって果実を摘み取り可能な位置
へ移動されるように構成されている。この移動手段であ
る多関節アーム(61としては、第1図に示す様な油圧
駆動式のリンク構造のもの、また、第2図に示す様々電
動式、で高剛性構造のもの、その他、多数の関節を有す
る柔措造のもの等、任意の多自由度−多関節アームが利
用できる。
This picking device 1i41 is composed of a multi-jointed arm (rl) having multiple degrees of freedom and a picking section 161 attached to the tip of the arm (6), and the picking section 161 is connected to the multi-joint arm +61. The structure is such that the fruit can be moved to a position where the fruit can be picked. The articulated arm (61) used as this movement means includes a hydraulically driven link structure as shown in Fig. 1, various electric types with high rigidity structure as shown in Fig. 2, and many others. Any multi-degree-of-freedom, multi-joint arm can be used, such as one of flexible construction with several joints.

アーム(6)先端の摘取部16)で摘み取った果実を、
該アーム(6)の移動によって所定の箇所に設けられた
収納部へ輸送することも可能であるが、第1図及びvl
!12図に示す果実収穫装置では、収穫作業の能率向上
のために、摘取部(61からは、伸縮性及び可焼性を有
する輸送筒体(7)が本体111に連設され、この輸送
筒体(71を通して、果実を本体(1)内の収納部(図
示せず)に輸送する様に構成されている。また第1図に
示すものでは、この様な輸送筒体(71をアーム+51
の内部に設けることで、アーム(6)の移動に輸送筒体
(71が支障になることを防止し、かつ、そのことによ
ってアーム【5)の収り付は位置の選択性を広げるもの
である。
The fruit picked with the picking part 16) at the tip of the arm (6) is
It is also possible to transport the arm (6) to a storage section provided at a predetermined location by moving the arm (6);
! In the fruit harvesting device shown in FIG. 12, in order to improve the efficiency of harvesting work, a transport cylinder (7) having elasticity and burnability is connected to the main body 111 from the picking section (61), and this transport It is configured to transport fruit to a storage section (not shown) in the main body (1) through the cylinder (71).In addition, in the one shown in FIG. +51
This prevents the transport cylinder (71) from interfering with the movement of the arm (6), and thereby expands the selectivity of the position in which the arm (5) is housed. be.

また格1図、第2図に示される1B1はテレビカメラ(
9)等を用いて構成される果実の位置検出装置の一実施
例であるが、その詳細な構成並びに操作については後述
する。
In addition, 1B1 shown in Figures 1 and 2 is a television camera (
This is an example of a fruit position detecting device constructed using the following.9) etc., and its detailed construction and operation will be described later.

前記走行装置121 ii’ 、傾斜地にも適用できる
様に本体111に対して上下w1する々す、またはアク
トリガー等の補助装置を設けるなり等の構成にすること
も可能である。
The traveling device 121 ii' can also be configured to move up and down w1 with respect to the main body 111, or to be provided with an auxiliary device such as an actuator so that it can be applied to slopes.

([1摘取部の構造 前記摘取部181は、第3図に示す様に、円筒形の捕捉
部00)を有し、この捕捉部101に速やかに果実を捕
捉できる様に、この捕捉部f101の上部開口には上方
に向かつて拡がる誘導部fll+が配設されると共に、
この上部開口から空気を吸引をすべく構成さバている。
([1 Structure of the picking section The picking section 181 has a cylindrical catching section 00, as shown in FIG. The upper opening of the portion f101 is provided with a guiding portion fll+ that expands upward, and
It is configured to suck air from this upper opening.

この誘導部(111け物体が接触17た方向を検出して
信号を発する接触センサーのm i ヲ有すべく構成さ
れ、dl・細は後述するが、この信号に基づいて曲りア
ーム(5)を制御して捕捉部(101に果実が導入され
る様にアーム(6)先端の摘取部161を移動させるも
のである。更に、摘取部161が果実に接近する1祭に
その周囲の葉々どを吹き払うべく、誘導部(111の周
囲には上方に開口した排気口(191が設けられている
This guide part (111) is configured to have a contact sensor m i that detects the direction in which the object comes into contact and issues a signal, and the bending arm (5) is activated based on this signal, details of which will be described later. The picking part 161 at the tip of the arm (6) is moved under control so that the fruit is introduced into the catching part (101).Furthermore, when the picking part 161 approaches the fruit, the surrounding leaves are removed. An upwardly opened exhaust port (191) is provided around the guide portion (111) to blow away the dirt.

また、前記誘導部(11)は前記のように接触センf−
(llc)としての機能を併せ有するように、下方向に
わずかに回動可能Kak成された複数の接触部材(1,
18) ・・から構成され、各々の接触1i;4[11
&) ・・の果実との接当に基づく回動が検出されるべ
く、各々の接触部材rlla) −Φには夫々スイッチ
(1l b) ・・が付設されている。
Further, the guiding portion (11) is connected to the contact sensor f- as described above.
A plurality of contact members (1,
18) ..., each contact 1i; 4[11
A switch (1l b) is attached to each contact member rlla) -Φ in order to detect rotation based on contact with the fruit.

この接触センサー(11c)としてはこの構成に限らず
、タッチセンサー等の接触センサーを誘導部(11)の
内壁に装着し友ものでもよい。
The contact sensor (11c) is not limited to this configuration, and a contact sensor such as a touch sensor may be attached to the inner wall of the guiding portion (11).

この様な構成によつ′C抽捉部(10)に導入された果
実のホゾを切断すべく、捕捉部(101の上端部にホゾ
切断カッター02)が設けられている。
With this configuration, a tenon cutting cutter 02 is provided at the upper end of the trapping part (101) in order to cut the tenon of the fruit introduced into the C extracting part (10).

このカッター(121の構造は、第4図に示す4様に外
部リングギア0(至)に噛合し、夫々軸芯(X1周りこ
の外部リングギアα$の中心は捕捉部(10)の上部開
口の中心に一致すべく配置されると共に、この外部リン
グギア崗を回転させるエアモータ0υが捕捉部(10)
に装着されている。いま、この外部リングギア(13)
がエアモータ(15)によって矢印方向に回転させられ
ると各々の刃041け捕捉部110)に固定のl1jl
記軸芯(X1周り矢印方向に回動し、このときiいの交
叉点が中心に集まりホゾを切断する。
The structure of this cutter (121) is that it meshes with the external ring gear 0 (to) as shown in FIG. The air motor 0υ that rotates this external ring gear is arranged so as to coincide with the center of the catching part (10).
is installed on. Now, this external ring gear (13)
is rotated in the direction of the arrow by the air motor (15), the l1jl fixed to each blade 041 catcher 110)
The axis center (rotates around X1 in the direction of the arrow, and at this time, the i intersection point gathers at the center and cuts the tenon.

従って、ホゾは捕捉部(10)の上部開口の中心部に寄
せられて切断されるために果実に無理な力が作用せず果
実をいためることがなく、また、ホゾの逃げを防止して
確実に切断できるものである。
Therefore, since the tenon is cut close to the center of the upper opening of the catching part (10), no excessive force is applied to the fruit and the fruit is not damaged, and the tenon is prevented from escaping and cut. It can be cut into

カッタ(121によるホゾ切断に必U々位脂決めはカッ
タ021)刃04)のすぐ下側に設けられた複数の光セ
ンサ0(2)・・からの信号に基づいて後述の制御方法
で行なわhる。
The necessary fat setting for tenon cutting with the cutter (121) is carried out by the control method described below based on signals from a plurality of optical sensors 0 (2) installed immediately below the cutter 021 (blade 04). hru.

これら光センサα61・@け発光部(16つ及び受光部
(16b)の対から成る構造を有し、いずれのセンサ(
圃・・もその光が捕捉部+101の上部開口の中心から
夫々、略ホゾの太さ程度−側方に片寄って開口を横切る
ように配置されている。従って、果実がカッタ+112
1の位置にある場合には全ての光が遮断されるが、ホゾ
がカッタ0店の位置にある場合[は、細いために少なく
とも一部の光は遮断されず、この事に基づいて、これら
光センサ(161・・からの信号に基づいて、カッタf
121の位置にホゾが来る様に摘取部(61の位置決め
が行なわれる。
These optical sensors α61 have a structure consisting of 16 light emitting parts (16) and a pair of light receiving parts (16b), and each sensor (
The field is also arranged so that the light traverses the opening from the center of the upper opening of the trapping part +101, being biased to the sides about the width of a tenon. Therefore, the fruit is cutter +112
When the tenon is in the cutter position 1, all the light is blocked, but when the tenon is in the cutter 0 position, at least some of the light is not blocked because it is thin, and based on this, these Based on the signal from the optical sensor (161...), the cutter f
The picking part (61) is positioned so that the tenon is at the position 121.

捕捉部(10)の下部には前記同様の光センサαη・・
が、上下に所定の間隔を置いて、その光が捕捉部(lO
lの中心軸を通る様に設けられていて、前記光セン−F
Q81・・からの信号に基づいて位置決めを行った時に
果実の底部の位置を検出することで、その大きさを検出
することが可能な様Vr構成されている。こハらセンサ
0η・・け果実の大きさ検出の目的で設けられたもので
あるが、果実が確実に捕捉部(10)に入っていること
を確認するためにも利用することができる。
At the lower part of the capturing part (10), there are optical sensors αη, etc. similar to those described above.
The light is captured by a trapping unit (lO
The optical sensor F is provided so as to pass through the central axis of the optical sensor F.
Vr is configured so that when positioning is performed based on signals from Q81, the size of the fruit can be detected by detecting the position of the bottom of the fruit. This sensor 0η... is provided for the purpose of detecting the size of the fruit, but it can also be used to confirm that the fruit is reliably in the trap (10).

前述の様に捕捉部(H+lの底部の開口と本体ill側
の収納部とは可撓性並びに伸縮性を何する輸送筒体(7
)で連結されていて、ホゾが切断されることで摘み取ら
れた果実は、曲り捕捉どi(1101から吸引された空
気及び自重によって、この輸送筒体(71を通って収納
1■ζに輸送される。
As mentioned above, the opening at the bottom of the capture part (H+l) and the storage part on the ill side of the main body are connected to the transport cylinder (7) which has flexibility and elasticity.
), and the fruit picked by cutting the tenon is transported to storage 1 ζ through this transportation cylinder (71) by the air sucked in from the bent trap (1101) and its own weight. be done.

本体(1)側に設けらハた空気を吸引するエアポンプ嶽
の排気は−11ルジ輸送筒体(71に一体的に保持させ
た排気通路(Julを通して前記誘導部の排気口09)
並びに前記カッタ(121を駆動するエアモータ0υへ
導ひかれている。エアモータ(IfOに排気を送る排気
通路■には電磁弁+Jll 、ばか設けられていてこれ
ら電磁弁711 、21fに叶算機から18号を送り、
エアモータロ1伏動作を必要に応じて制御する様に構成
されている。この様に本実施例では排気を利用してホゾ
切断用のカッタ(121をvl作させる様に構成しであ
るが、エアモータに代え空気シリンダでもよく、更に電
動モータ等の別の駆動源を用いてカッタ(121を動作
させることもできる。
The exhaust of the air pump holder installed on the main body (1) side for sucking air is carried out through the exhaust passage (through the exhaust port 09 of the guide part) which is integrally held by the -11 Luji transport cylinder (71).
It is also led to the air motor 0υ that drives the cutter (121).The exhaust passage (2) that sends the exhaust gas to the air motor (IfO) is equipped with a solenoid valve +Jll, and these solenoid valves 711 and 21f are connected to the send,
The air motor rotor is configured to control the lowering operation as necessary. As described above, in this embodiment, the cutter (121) for cutting the tenon is operated by using the exhaust gas, but an air cylinder may be used instead of the air motor, and another drive source such as an electric motor may be used. It is also possible to operate the cutter (121).

また、前記誘導部(111の接触部材(11a)を対象
果実に合わせて適宜適当な剛性を有する桐科(例え−”
コム)を選択することによって果実の摘み収り作業を確
実に行ない得る。
In addition, the contact member (11a) of the guiding portion (111) may have a suitable rigidity according to the target fruit (for example, paulowniae).
By selecting com), the fruit picking work can be carried out reliably.

また、排気の一部を捕捉部(lO)の上部開口の内部に
噴出させることによって、果実が捕捉部ll0)の開口
に対してその中央になる様に構成してもよい。
Alternatively, a part of the exhaust gas may be ejected into the upper opening of the trapping part (10) so that the fruit is centered with respect to the opening of the trapping part (110).

(1111アームの制御 前記アーム(5)は計算機によって制御されるべく構成
されたものであり、その制卸用計算機にはアーム(11
1のり、、1部を与えられた座標の位置まで移動させる
ルーチンや、先端部を与えらh、た量だけ移動させると
いった。基本的動作を行うルーチンを用意することによ
って、所謂ロボット言語を用いてプログラミング可能に
構成されている。このロボットwiの構造はアーム(6
1の制頽1方式と共に従来構成と同様のものを利用する
ことができる。
(Control of the 1111 arm) The arm (5) is configured to be controlled by a computer, and the control computer has the arm (1111).
There is a routine that moves a part by a given coordinate, or a routine that moves a tip by a given amount. By preparing routines for performing basic operations, it is configured to be programmable using a so-called robot language. The structure of this robot wi is the arm (6
The same structure as the conventional structure can be used together with the first method.

また、この計算機は、複数のセンサーからの信号を収り
込み、これら信号に基づいて制御の変更を行う仁とが可
能に構成されており、前記接触部材(11り及びそのス
イッチrllb)から成る接触・セン1’ (llo)
 ・・及び、捕捉部(lO)の光セン?fl(11,θ
71e@の信号が計算機にab込まれ、とhらセンサ゛
からの白号に基つく制御が行なわれるべく構成されでい
る。
Further, this computer is configured to be able to receive signals from a plurality of sensors and change control based on these signals, and is made up of the contact member (11 and its switch RLLB). Contact/Sen1' (llo)
...and the light sensor of the capture unit (lO)? fl(11, θ
The configuration is such that the signal 71e@ is fed into the computer, and control is performed based on the blank signal from the sensor.

この計算機によるアーム(5)の制御は@5図(イ)及
びfI&5図(ロ)にボすシーケンスに従って行ナワれ
る。
The control of the arm (5) by this computer is carried out according to the sequence shown in Figure @5 (A) and figure fI&5 (B).

まず娘5図(イ)の(i)、 (i’+l K示す様に
摘み収るべき果実の位置を記憶媒体であるメモリから読
み出し、その位置から所定距離真下の位+1 tJ?j
 K摘取部(61を移動させる。この果実の位[は後述
する手段によってあらかじめ測定され、摘み取るべき順
序を決定し、その順序に配列し直してメモリーに記憶し
てあり、この果実の摘み収り段階ではメモリから順に読
み出すだけである。
First, read the position of the fruit to be picked from the memory, which is a storage medium, as shown in (i) of Figure 5 (A), (i'+l K), and then read the position of the fruit to be picked from the memory, which is a storage medium, and move the position directly below +1 tJ?j from that position by a predetermined distance.
K picking unit (61) is moved.The position of this fruit is measured in advance by means described later, the order in which the fruit should be picked is determined, the order is rearranged in that order, and it is stored in memory. In the loading stage, the data are simply read from memory sequentially.

次にfiiilから(Viilまでの段階に制御が移り
、前記誘導部(11)の接触センサrl 1 c)・・
からの信号に基づいて、果実に接触した接触センサl’
l 1 c)・・側に摘取)iH161を移i19+さ
せることで、1f1記捕捉部FIOIが果実の真下に移
動する様にその水乎位置を調節しながら徐々に411i
取部(61を上昇させる。
Next, the control moves from fiiiil to (viil), and the contact sensor rl 1 c) of the guiding section (11)...
Based on the signal from the contact sensor l' that touched the fruit
By moving the iH161 (picked to the l1 c)... side, the 411i is gradually adjusted while adjusting the water position so that the 1f1 trapping part FIOI moves directly below the fruit.
Raise the handle (61).

この上昇の際(C捕捉部(6)の上部開口に設けられた
光センサ−(16)・・が全て光が遮断された信号を発
すると(vl)の段階でこれを検出して制御を(XIで
示される段階に移す。一方、これら光センサ−061・
・が前記メモリから読み出された高さを通過しても前記
の遮光の信号が発せられないS合には、制御1d (v
−11〕段階カラ(Viii) 、 (iX) (73
段階に移り、その果実の収穫動作を中止して次の果実の
収棲動作に移る。もL−、(’i“1)から(Vi+)
の段階で果実の底部が捕捉部+1111の入口である上
部開口に入れば前記の様に上部開口に#けられた光セン
サH・・からPt8−が発L1制御が■)の段階に移る
。そこで以下のシーケンスでは、捕捉部tto+に入っ
たものが果実かどうかをh!認して、5IL実と111
11!眩された時のみIIIJ紀カッタカツタ1121
させて摘み収りを行うべく構成しである。
During this rise (when the optical sensor (16) installed in the upper opening of the C trap (6)... emits a signal indicating that all light is cut off, this is detected at the stage (vl) and the control is started. (Proceed to the stage indicated by XI. Meanwhile, these optical sensors-061.
When the light-shielding signal is not emitted even if .passes the height read out from the memory, control 1d (v
-11] Stage Kara (Viii), (iX) (73
At this stage, the harvesting operation for that fruit is stopped and the harvesting operation for the next fruit is started. Also L-, ('i“1) to (Vi+)
When the bottom of the fruit enters the upper opening which is the entrance of the trapping part +1111 at the stage , Pt8- is emitted from the optical sensor H. Therefore, in the following sequence, h! determines whether what has entered the capture unit tto+ is fruit. I agree, 5IL and 111
11! Only when dazzled IIIJ Katta Katsuta 1121
The structure is designed to allow the harvest to be carried out.

この果実確認の方法は、捕捉部(lO)の上部開口に設
けられた光セン−1J−(lI31・・が前記信号を発
した後、これら光セン10・・・うち所定個数のものが
光が自適するときの信号を発するまでの間に摘取部18
1か上昇する距離を測定して、この距離が所定の範囲に
あるときのみ果実が捕捉部(101に入ね、そのホゾが
これら光センサ(llll・・相当位置に至ったものと
認定してカッタa21を11作させ摘み取り動作を行う
ものである。
This method of fruit confirmation is that after the optical sensors 1J- (lI31...) installed at the upper opening of the trapping unit (lO) emit the above-mentioned signal, a predetermined number of these optical sensors 10... The picking section 18 is in the process of emitting a signal when the
1, the distance that the fruit rises is measured, and only when this distance is within a predetermined range, the fruit enters the trapping section (101), and the tenon recognizes that it has reached the corresponding position of these optical sensors (101). The cutter a21 is operated 11 times to perform the picking operation.

即ち、(3)の段階では上昇距離の測定をI11始する
。次の(×1)の段階では捕捉部(6)の上部開口に設
けられた光センサQ(It 拳・が光が通過するときの
信号を発L7たと□きに割込みがかかる様にするための
ものである。
That is, in step (3), the measurement of the ascending distance starts from I11. In the next step (x1), the light sensor Q (It fist) installed at the upper opening of the trapping part (6) emits a signal when light passes through it, so that an interrupt occurs when L7 is reached. belongs to.

摘取部16)#″t(刈)で示されるシーケンスに基づ
いて、アーム(51によって上昇させられる。この上昇
の際に前記割込みが入ると第5図(ロ)に示すシーケン
スに制御f:移し、−F昇距離を調べた後所定範囲内の
上昇距離であhば、カッタ021を動作させるものであ
る。一方所定距離上昇しても割込みがかからない場合に
はセリ卸が(×1・I) 、 (xrv)に示されるシ
ーケンスに移り、その果実の収穫動作を中止し捕収部(
61を最初の位置間に戻17た後火の果実の収穫動作に
移る。
The picking section 16) is raised by the arm (51) based on the sequence shown by #"t (cutting). When the above-mentioned interruption occurs during this raising, the control f: After checking the -F ascending distance, if the ascending distance is within a predetermined range, the cutter 021 is operated.On the other hand, if the interrupt does not occur even after ascending by the predetermined distance, the auction wholesaler operates (×1・I), (xrv), the harvesting operation of the fruit is stopped, and the collecting section (
After returning 61 to the initial position 17, the operation moves on to harvesting the fire fruit.

即ち、前記割込みによって第5図(ロ)のシーケンスに
制卸が移るとC×V)の段階で摘取都tGlが果実の大
きさ程度に設定された羞上昇したかをil、4Iべ、そ
の量に至っていない時には、mL )のシーケンスを経
て前記第5図(イ)のC11i)で示される段階に制御
を移し、捕捉部(61への果実の導入からやり直す。こ
の様に上昇量を稠べることによって捕捉部(61に葉な
どの異物が入ることによる誤動作を防止している。
That is, when the control shifts to the sequence shown in FIG. 5(b) due to the interrupt, it is determined whether the picking capital tGl has risen to the size of the fruit at the stage C×V), il, 4Ibe, If the amount has not reached that amount, the control is transferred to the step C11i) in FIG. 5(A) through the sequence of mL), and the process is restarted from the introduction of the fruit into the trapping section (61).In this way, the amount of increase is The thickening prevents malfunctions caused by foreign objects such as leaves entering the trapping section (61).

さて、前記所定社の上昇があった場合KFi、果実が捕
捉部(61に入ったものとして、第5図(ロ)(D (
xvi)かうrxxi)で示されるシーケンスに制卸が
移り、まず捕収部(61の移1IiIIを停止し、捕捉
部(61の下部に設けら力、fr、13n制光ヤンサ(
1G)・・によって大きさ全検出し、た後カッタ021
を動作させ果実を摘み収る。そして捕収部(6)を最初
の位置(R1に戻し、その果実の収穫動作を終え、次の
果実の収4f動作に移る様に構成されている。
Now, if there is an increase in the above-mentioned predetermined company, KFi, and the fruit has entered the trapping section (61), Fig. 5 (b) (D (
xvi) The control shifts to the sequence shown by r
After detecting the entire size by 1G)..., cutter 021
Operate and pick the fruit. Then, the collecting section (6) is returned to the initial position (R1), the harvesting operation for that fruit is finished, and the harvesting operation for the next fruit is started.

尚、捕捉部(10)の下ハ1(に設けられた光センサ−
0乃−・によって検出された太きさは選別に用いられる
ものであるが、W4#作防止のために利用することも可
能である。即ち、こhら光センサ07)・・によって果
実が1m捉部IQI内にあるかどうかを−にぺ、あるこ
とが検出されたときのみmrTk3゜(ロ)位置検出装
置 第6図H)に示すものは位置検出装置の一実施例の原理
図であって、テレビカメラ(9)及びレーザ光源(2)
から構成され、ス6図(ロ)のシーケンスに基づいて動
作する。
In addition, the optical sensor provided in the lower part 1 of the capturing part (10)
The thickness detected by 0 to . is used for selection, but it can also be used to prevent W4# production. In other words, the optical sensor 07) detects whether or not the fruit is within the 1m capture section IQI, and only when it is detected, the position detector 07) switches the position detection device to mrTk3° (Fig. 6H). What is shown is a principle diagram of an embodiment of a position detection device, including a television camera (9) and a laser light source (2).
It operates based on the sequence shown in Figure 6 (b).

テレビカメラ(91は、その光軸;すが第1横軸芯(膿
)に直交した状鮎〒保って七〇軸芯(mり局りに図外の
モータにより四転篇動町販に構成されると共に、スポッ
ト光線発射装置としてのレーザ光源のもその光軸(rl
が第2横軸芯ωつに直交した状ぶ全保ってその軸芯0コ
)固りに図外のモータにより回転駆動可能に構成されて
いる。また、これらテレビカメラ(91およびレーザ光
源のけ上下軸芯(E3)到りにも図外のモータに工り回
転駆動可能に構成されている。
A television camera (91 is its optical axis; it is placed in a position perpendicular to the first horizontal axis (pus), and is rotated four times by a motor not shown at the 70-axis center (m). At the same time, the optical axis (rl
The second horizontal axis ω is perpendicular to the second horizontal axis ω, and the axis ω is fixed so that it can be rotated by a motor (not shown). Further, the television camera (91) and the vertical axis (E3) of the laser light source are also configured to be rotatably driven by motors (not shown).

これら両横軸芯(Ilnl) 、 (E2)は、互いに
平行状態で、@1横軸芯0工)とテレビカメラ(9)の
光軸(t+と上下軸芯(Eりとに同一点で交叉し、また
第2横軸芯■りとレーザ光源−と上下軸芯Qc=)とけ
同一点で交叉する様に配されている。これら両橘軸芯(
B]す、(ト)II)は半行状態全裸ったまま−L下軸
芯(11IL1)周りに回転すると共に第2横軸芯−り
は上記状態を保ったまま上下軸芯(Illa)上を移動
する様に構成されている。
These horizontal axes (Ilnl) and (E2) are parallel to each other, and the optical axis (t+) of the television camera (9) and the vertical axis (E) are at the same point. They are arranged so that they intersect at the same point, and the second horizontal axis, the laser light source, and the vertical axis Qc=) intersect at the same point.
B] (G) II) rotates around the lower axis (11IL1) in a half-row state while rotating around the lower axis (11IL1), while the second horizontal axis remains in the above state and rotates around the upper and lower axis (Illa) It is configured to move on top.

従って、テレビカメラ(9)及びレーザ光源@は、それ
らの光軸[t) 、 frlが常に同一平面上にあって
、この平面は上下軸芯(pnり周りに回転すると共に、
光軸ftl。triはその平rfi1内で回動し平行の
場合を除き一点で交叉する。
Therefore, the television camera (9) and the laser light source @ have their optical axes [t) and frl always on the same plane, and this plane rotates around the vertical axis (pn) and
Optical axis ftl. tri rotates within its plane rfi1 and intersects at one point except when parallel.

各軸芯(ト)す、(’Elす、Cり周りの基準からの回
転角ωl)、ω−)、ωりは各軸芯に設けられた@1、
第2、第30−タリエンコーダ凶、(至)、(支)によ
って検出される様に構成されている。
Each axis ('Elsu, rotation angle ωl from the reference around C), ω-), ω is @1 provided at each axis,
It is configured to be detected by the second and thirtieth encoders.

更に制御用コンソール(図示せず)からテレビカメラ(
l])を第1横軸芯cEり同りに任意に回転させること
が可能に構成されると共に、この検出装fil fs+
を制御する計算機にレーザ光源■の移動、位置検出、作
業の終了及び、レーザ光源ののオフセットである第2横
軸芯1麿)8りの回転角の指示が行なえる様に構成され
ている。
Additionally, a television camera (
l]) can be arbitrarily rotated about the first horizontal axis cE, and this detection device fil fs+
It is configured so that the computer controlling the laser light source can be instructed to move the laser light source, detect its position, complete the work, and change the rotation angle of the second horizontal axis, which is the offset of the laser light source. .

第6図(ロ)のフローチャートに示される様にレーザ光
源の移動を指令すると計算機はレーザ光源(221を所
定の順序で移動させ、その光軸tri Kあるレーザ光
源を移動させる。この所定の順序として、本実施例では
、1回の指令毎に上下軸芯ωり局りの所定範囲を一定角
度ずつ回転し、所定範囲の回転が終ると次にレーザ光源
のをこの軸芯■B)上を一定距離ずつ所定範囲内で上昇
しその位置で再度前と同じく回転するよう設定されてい
る。従って光軸(rl上のレーザ光線はこの移動指令毎
に移動し、特定の探索軸回内で一定間隔で発射される。
When the computer commands the movement of the laser light source as shown in the flow chart of FIG. In this embodiment, a predetermined range around the vertical axis ω is rotated by a fixed angle for each command, and when the rotation within the predetermined range is completed, the laser light source is then rotated around this axis B). It is set to rise a certain distance within a predetermined range, and then rotate again at that position in the same way as before. Therefore, the laser beam on the optical axis (rl) moves for each movement command and is emitted at regular intervals within a specific search axis rotation.

つま如、作業者はレーザ光線を移動させる毎にテレビカ
メラ(91を第1横軸芯ωり周りに回転させてレーザ光
線が照射している果実(4)をその画面の基準点に捕え
ることでその座標を入力できる。即ち、この画面は光学
的に+81で示される模式画面と同一であって、この基
準点はテレビカメラ(9)の光軸1tlに相当しておシ
、このときの各軸ωl) 、 (Ea) 、 (Itり
周りの回転角ωl)、(θつ。
In short, each time the operator moves the laser beam, the operator rotates the television camera (91) around the first horizontal axis ω to capture the fruit (4) irradiated by the laser beam at the reference point on the screen. You can enter the coordinates using .In other words, this screen is optically the same as the schematic screen shown at +81, and this reference point corresponds to the optical axis 1tl of the television camera (9). Each axis ωl), (Ea), (rotation angle ωl around It), (θ).

ωり及びテレビカメラ(8)からレーザ光源のまでの距
離1<11 ′f:、検出して果実の座標を算出する様
に構成されている。
The distance from the television camera (8) to the laser light source is 1<11'f:, and the coordinates of the fruit are calculated by detecting the distance 1<11'f.

即ち、@6図(ロ)に示される様に、位置検出指令が出
されると、計算機は前記各情報ωす、ωす、ωす、(d
)を取り込んで果実内の位置の座標を三角測量の原理及
び円筒座標を利用して算出する。次に算出された座標を
基にして前記摘取装置(41がその座標に届くかどうか
を判断する。届かない場合にはその事を作業者に知らせ
るべく表示を行うのみであり、他方届く場合にはその座
標を記憶するものであるが、それまで検出された位置と
下記の如き所定の比較を行って摘み収り順序を決定し、
その順序に配列上で並ぶ様にソーティングを行って記憶
する。この順序は下方のもの程順位が優先し、次に近く
のもの程順位が高く設定されている。従って、摘み取り
時には下のものから順に摘み取られると共に、はぼ同じ
高さのものtlr、<のものから摘み取られゐ様に構成
されている。
That is, as shown in Figure 6 (b), when a position detection command is issued, the computer calculates the information ωs, ωs, ωs, (d
) and calculate the coordinates of the position within the fruit using the principle of triangulation and cylindrical coordinates. Next, based on the calculated coordinates, it is determined whether the picking device (41) can reach the coordinates. If it cannot reach the coordinates, a display is only made to notify the operator, and if the picking device (41) does not reach the coordinates. The coordinates are stored in the memory, and the picking order is determined by comparing the previously detected positions with the following.
Sort and store the data so that it is arranged in that order. In this order, the lower the order, the higher the order, and the next closest the order is set. Therefore, when picking, the items are picked in order from the bottom, and the items at approximately the same height are picked starting with the items tlr and <.

ここで、レーザ光源のオフセット角ωりについて説明す
ると、この量を変化させることで果実の探索範囲を変更
することがhJ能であると共に、前方の葉などの障害物
にレーザ光線が当る場合に、この量の変化させこれを回
避するため
Here, to explain the offset angle ω of the laser light source, it is possible to change the search range for fruit by changing this amount, and it is also useful when the laser beam hits an obstacle such as a leaf in front. To avoid this, vary this amount

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明に係る果実収穫装置の実施例を示し、第1
図及び第2図はそれぞれ果実収穫装置の全体斜示図、M
8図は摘取部の縦断面図。 第4図は第8図の11線矢視図であり、第5図(イ)、
(ロ)はアームの制御シーケーンスを示スフローチャー
ト、第6図(イ)、←)は位置検出指令の一突施例の原
理図、並びに1その制御シーケンスを示すフローチャー
トである。 +Al・・・・・・果実、(3)・・・・・・位置検出
指令%(5)・・・・・・果実摘取部移動手段、(6)
・・・・・・果実摘手部、(9)・・・・・・テレビカ
メラ、(2)・・・・・・スポット光線発s装置。 (2す
The drawings show an embodiment of the fruit harvesting device according to the present invention, and show the first embodiment of the fruit harvesting device according to the present invention.
FIG. 2 is an overall perspective view of the fruit harvesting device, M
Figure 8 is a longitudinal cross-sectional view of the extraction part. Fig. 4 is a view taken along the line 11 in Fig. 8, and Fig. 5 (a),
(b) is a flowchart showing the control sequence of the arm, and FIG. +Al... Fruit, (3)... Position detection command % (5)... Fruit picking unit moving means, (6)
. . . Fruit picking part, (9) . . . TV camera, (2) . . . Spot light emitting device. (2s)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 果実IAIの位置を検出するための手段(3)と該検出
手段(3)による検出結果に基づいて移動手段(5)に
装着された果実摘取部(6)を該果実(Alの摘取可能
位置に移動させる制御手段とを有する果実収穫装置にお
いて、前記検出手段(3)全構成するに、向き変更可能
なテレビカメラ19)とそのディスプレイ装置、及び、
ヌボット光線の発射位置又はその向きを変更指令毎に変
更するスポット光線発射装置(ハ)が設けられると共に
、検出指令信号が発せられた時のテレビカメラ(9)の
向き及びスポット光線発射装置器の位置並びに向きに基
づいて三角測量の原理によシ果実(3)の位Mを検出す
ることを特徴とする果実収穫装置。
A means (3) for detecting the position of the fruit IAI and a fruit picking unit (6) attached to the moving means (5) based on the detection result by the detecting means (3) pick the fruit (Al). In a fruit harvesting device having a control means for moving the fruit to a possible position, the detection means (3) is entirely composed of a television camera 19 whose direction can be changed, a display device thereof, and
A spot light emitting device (c) that changes the emitting position or direction of the Nubot light beam for each change command is provided, and the direction of the television camera (9) and the direction of the spot light emitting device when the detection command signal is issued are provided. A fruit harvesting device characterized in that the position M of a fruit (3) is detected by the principle of triangulation based on the position and orientation.
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