JPS63296617A - Suction structure of hand for harvesting fruit vegetables - Google Patents

Suction structure of hand for harvesting fruit vegetables

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JPS63296617A
JPS63296617A JP13560087A JP13560087A JPS63296617A JP S63296617 A JPS63296617 A JP S63296617A JP 13560087 A JP13560087 A JP 13560087A JP 13560087 A JP13560087 A JP 13560087A JP S63296617 A JPS63296617 A JP S63296617A
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JP
Japan
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fruit
vacuum pad
hand
harvested
pad
Prior art date
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Application number
JP13560087A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiro Ueda
吉弘 上田
Hiroshi Suzuki
弘 鈴木
Yoshifumi Yukishige
幸重 宜文
Masaaki Nishinaka
正昭 西中
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Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To eliminate the gap formed in the suction of fruit vegetables and to enable sure suction of fruit vegetables to be harvested with a vacuum pad with reduced power consumption, by making the outer circumference of the edge of the vacuum pad softer than the other part. CONSTITUTION:The outer circumference 10a of the edge of a vacuum pad 10 having sufficient strength is made to be soft to enable the deformation according to the shape and surface irregularity of the fruit and to prevent the formation of a gap between the pad and the fruit. The vacuum pad can support the objective fruit vegetables to be harvested in a sucked state and the contact between the inner face of the pad and the fruit vegetables can be improved by the flexible deformation of the outer circumference of the pad.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、収穫対象果菜類を吸着するバキュームパッド
を設けた果菜類収穫ハンドの吸着構造に関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a suction structure for a fruit and vegetable harvesting hand provided with a vacuum pad for suctioning fruits and vegetables to be harvested.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

−aに、果菜類収穫ハンドに使用されているバキューム
パッドは、樹脂を先広がりのラッパ形に一体成型したも
のであり、収穫対象果菜類を吸着するに十分な強度を有
している。
-a, the vacuum pad used in the fruit and vegetable harvesting hand is integrally molded with resin into a flared trumpet shape, and has sufficient strength to adsorb the fruits and vegetables to be harvested.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ところで、バキュームパッドで果菜類の吸着を効率良く
行う場合、バキュームパッドの内面と果菜類とがぴった
りと密着し、エアーの漏れる隙間ができないことが望ま
しいが、実際には果菜類が真球でない上に表面に凹凸が
あることから多少の隙間を生じざるをえなかった。この
隙間は、吸着に伴うバキュームパッドの変形によっであ
る程度塞ぐことができるが、上述したように旧来のバキ
ュームパッドは果菜類を支えるに十分な強度を有した材
質で成型しであるため、その変形は十分ではなかった。
By the way, in order to efficiently adsorb fruits and vegetables with a vacuum pad, it is desirable that the inner surface of the vacuum pad and the fruits and vegetables be in close contact with each other, so that there is no gap for air to leak, but in reality, fruits and vegetables are not perfectly spherical and Due to the unevenness of the surface, some gaps had to be created. This gap can be closed to some extent by the deformation of the vacuum pad due to suction, but as mentioned above, conventional vacuum pads are molded from a material that is strong enough to support fruits and vegetables. The transformation was not enough.

本発明は、このような点に着目し、バキュームパッドを
改良することによって果菜類の吸着の際に生じる隙間を
なくし、小さい動力で強力な吸着を行えるようにするこ
とを目的としている。
The present invention focuses on these points and aims to eliminate the gaps that occur when suctioning fruits and vegetables by improving the vacuum pad, thereby making it possible to perform strong suction with a small amount of power.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の特徴構成は、収穫対象果菜類を吸着するバキュ
ームパッドの先端外周縁部分を、他の部分よりも柔軟に
してある点にあり、その作用・効果は次の通りである。
A characteristic feature of the present invention is that the outer peripheral edge of the tip of the vacuum pad that adsorbs fruits and vegetables to be harvested is made softer than other parts, and its functions and effects are as follows.

〔作 用〕[For production]

つまり、バキュームパッドの主要部は十分な強度をもた
らされているため、収穫対象果菜類を吸着したまま普通
に支持することができると共に、先端外周縁部分はその
果菜類の形状や表面の凹凸に応じて柔軟に変形し、吸着
に伴う隙間を塞ぐことができる。
In other words, the main part of the vacuum pad has sufficient strength so that it can normally support the fruits and vegetables to be harvested while adsorbing them. It can be flexibly deformed depending on the situation and can close gaps caused by adsorption.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

その結果、バキュームパッドの内面と果菜類との密着度
が高まり、小さい動力で強力且つ確実な吸着を行えるよ
うになった。
As a result, the degree of adhesion between the inner surface of the vacuum pad and the fruits and vegetables has increased, making it possible to perform strong and reliable suction with a small amount of power.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

第4図に示すように、ブーム(1)を昇降及び旋回自在
に車体(2)に取り付け、前記ブーム(1)に補助ブー
ム(3)を水平方向に揺動自在に取り付け、そして、果
実収穫用の作業ハンド()I)を備えた作業用マニプレ
ータ(4)を、前記補助ブーム(3)の先端部に取り付
けて、果実収穫用の作業機を構成しである。尚、図中、
(5)はブーム昇降用油圧シリンダ、(6)はブーム旋
回用電動モータ、(7)は補助ブーム揺動用電動モータ
、(W)は収穫した果実を収納する箱である。
As shown in Fig. 4, a boom (1) is attached to the vehicle body (2) so as to be able to rise and fall and turn freely, an auxiliary boom (3) is attached to the boom (1) so as to be able to swing freely in the horizontal direction, and fruit harvesting is carried out. A working manipulator (4) equipped with a working hand (I) for fruit harvesting is attached to the tip of the auxiliary boom (3) to constitute a working machine for fruit harvesting. In addition, in the figure,
(5) is a hydraulic cylinder for raising and lowering the boom, (6) is an electric motor for rotating the boom, (7) is an electric motor for swinging the auxiliary boom, and (W) is a box for storing the harvested fruit.

前記作業用マニプレータ(4)は、多関節型の伸縮アー
ム(8)と、その伸縮アーム(8)の先端部に取り付け
た作業ハンド(H)とからなる。そして、前記伸縮アー
ム(8)は、電動モータ(9a)にて縦軸芯(X)周り
で旋回操作され、且つ、電動モータ(9b)にて水平軸
芯(Y)周りで揺動操作されると共に、電動モータ(9
c)にて伸縮操作されるように構成しである。
The working manipulator (4) consists of a multi-joint telescopic arm (8) and a working hand (H) attached to the tip of the telescopic arm (8). The telescoping arm (8) is rotated around the vertical axis (X) by the electric motor (9a), and swung around the horizontal axis (Y) by the electric motor (9b). At the same time, the electric motor (9
c) It is configured to be expanded and contracted.

前記作業ハンド(H)について説明すれば、第1図及び
第2図に示すように、シリコンゴム製のバキュームパッ
ド(10)を、その吸引口がハンド前方側を向く状態で
、通気管(11)の先端部に外嵌着し、前記通気管(1
1)の基部に、通気用の分岐管(12)を設け、その分
岐管(12)に、伸縮自在な蛇腹式ホース(13)を接
続してあり、そして、前記分岐管(12)の基端部を、
前記伸縮アーム(8)の先端部にボルト止着しである。
To explain the working hand (H), as shown in FIGS. 1 and 2, a vacuum pad (10) made of silicone rubber is inserted into the ventilation pipe (11) with its suction port facing the front side of the hand. ), and the vent pipe (1
A branch pipe (12) for ventilation is provided at the base of the branch pipe (12), and a telescopic bellows type hose (13) is connected to the branch pipe (12). the end,
It is bolted to the tip of the telescoping arm (8).

前記バキュームパッド(10)の先端外周縁部分(10
a)は、果実を吸着した際に密着度を高めるため、特に
他の部分に比較して肉薄に形成しである。補足すると、
第9図に示すように、果実の形状や表面の凹凸に応じて
変形して果実との間にできる隙間を塞ぎ、エアーが漏れ
るのを防止するように柔軟にしてある。又、前記蛇腹式
ホース(13)は、第5図に示すように、吸気用ポンプ
(14)に配管接続しである。
The outer peripheral edge portion (10) of the tip of the vacuum pad (10)
In a), in order to increase the degree of adhesion when adsorbing fruit, it is especially formed to be thinner than other parts. To add,
As shown in FIG. 9, it is made flexible so that it deforms according to the shape of the fruit and the unevenness of its surface to close the gap between the fruit and the fruit and prevent air from leaking. Further, the bellows type hose (13) is connected to an intake pump (14) by piping, as shown in FIG.

又、前記バキュームパッド(10)に吸着される状態で
捕捉された果実の果梗、いわゆる柄を切断する納期断装
置、及び、捕捉部ケース(15)を設けである。
Also provided is a delivery cutter for cutting off the stem, or so-called stalk, of the fruit captured while being attracted to the vacuum pad (10), and a capture unit case (15).

前記捕捉部ケース(15)について説明すれば、第1図
〜第3図に示すように、ハンド前後方向にスライド移動
自在に前記通気管(11)に外嵌支持される基端部分(
15a)と、その先端側上部に止着される上部カバ一部
分(15b)と、前記基端部分(15a)の先端側下部
に止着される下部カバ一部分(15c)とからなり、そ
して、捕捉部ケース(15)をスライド操作する出退操
作用のエアシリンダ(16)を、前記基端部分(15a
)と前記分岐管(12)との間に介装しである。もって
、前記バキュームパッド(lO)の吸引口が前記捕捉部
ケース(15)よりも前方側に位置する状態と、前記バ
キュームパッド(10)に吸着された果実を前記捕捉部
ケース(15)の内部に取り込む状態とに切り換え自在
に構成しである。
To explain the trapping part case (15), as shown in FIGS. 1 to 3, the proximal end portion (
15a), a part of the upper cover (15b) fixed to the upper part of the distal end thereof, and a part of the lower cover (15c) fixed to the lower part of the distal end of the base end part (15a), and An air cylinder (16) for sliding operation of the part case (15) is connected to the base end part (15a).
) and the branch pipe (12). Accordingly, the suction port of the vacuum pad (lO) is located in the front side of the trapping part case (15), and the fruit sucked by the vacuum pad (10) is transferred to the inside of the trapping part case (15). It is configured so that it can be freely switched between

前記上部カバ一部分(15b)及び下部カバ一部分(1
5c)について説明を加えれば、それらによってハンド
外周部を覆うように半球状に形成してあり、前記バキュ
ームパッド(10)の吸引口に対向する箇所に、一つの
果実を通過させることができる大きさの果実通過用の開
口部(26)を開口するようにしてある。又、前記上部
カバ一部分(15b)の前記開口部(26)に近接する
部分に、果実の柄が挿通するスリット状溝(27)を形
成してあり、もって、後述の如く果実を収穫する際に、
前記バキュームパッド(10)にて吸着された収穫対象
果実のみを前記捕捉部ケース(15)内に取り込めるよ
うに、且つ、その取り込み時に柄をスムーズに移動させ
ることができるようにしてある(第8図(ハ)参照)。
The upper cover portion (15b) and the lower cover portion (1
To explain 5c), they are formed into a hemispherical shape so as to cover the outer periphery of the hand, and are large enough to allow one fruit to pass through the area facing the suction port of the vacuum pad (10). An opening (26) is opened for the fruit to pass through. In addition, a slit-like groove (27) through which the fruit stalk is inserted is formed in a portion of the upper cover portion (15b) close to the opening (26), so that when harvesting the fruit, as will be described later. To,
It is designed so that only the fruit to be harvested that has been absorbed by the vacuum pad (10) can be taken into the trapping part case (15), and the handle can be smoothly moved when taking the fruit (No. 8). (See figure (c)).

又、前記下部カバ一部分(15b)の下部後方側に、前
記捕捉部ケース(15)内に保持される柄を切断された
果実を排出するための開口部を形成すると共に、果実を
下方側に排出するためのシャッタ(29)を、開閉用の
エアシリンダ(30)にて開閉自在に、前記捕捉部ケー
ス(15)の基端部分(15a)の下部に止着しである
Further, an opening is formed on the lower rear side of the lower cover part (15b) for discharging the fruit with the handle cut off and held in the trapping part case (15), and the fruit is moved downward. A shutter (29) for discharging is fixed to the lower part of the proximal end portion (15a) of the trapping part case (15) so as to be openable and closable by an air cylinder (30) for opening and closing.

前記摺切断装置について説明すれば、第1図に示すよう
に、帯板状で且つ半円弧状のバリカン型のカッタ(17
)及び帯板状で且つ半円弧状の柄支持部材(18)夫々
の両端を、横軸芯周りで揺動自在に前記捕捉部ケース(
15)の基端部分(15a)に枢着して、前記カッタ(
17)及び柄支持部材(18)夫々を、前記捕捉部ケー
ス(15)内に捕捉した果実の柄をそれらの間で支持す
べくハンド前方側に突出させる状態と、それらの間に果
実を導入する通路を形成すべくハンド後方側に退避させ
る状態とに切り換えるように、出退揺動自在にしてある
To explain the sliding cutting device, as shown in FIG.
) and the handle support member (18) in the form of a semi-circular strip and a semi-circular arc.
The cutter (15) is pivotally connected to the base end portion (15a) of the cutter (15).
17) and the handle support member (18) are respectively projected toward the front side of the hand so as to support the handle of the fruit captured in the trapping part case (15) between them, and the fruit is introduced between them. The hand is swingable in and out so that it can be switched to a state in which the hand is retracted to the rear side to form a passage for the hand.

そして、前記カッタ(17)及び柄支持部材(18)を
揺動操作する電動モータ(19)、及び、前記力フタ(
17)のスライド駆動用エアシリンダ(20)を設け、
もって、突出側への揺動、つまり、起立作動に伴って、
前記カッタ(17)と柄支持部材(18)との間に柄を
支持し、支持した柄を前記力フタ(17)のスライド作
動により切断するようにしてある(第8図参照)。
An electric motor (19) for swinging the cutter (17) and handle support member (18);
17) is provided with a slide driving air cylinder (20),
As a result, along with the rocking toward the protruding side, that is, the standing operation,
A handle is supported between the cutter (17) and the handle support member (18), and the supported handle is cut by sliding operation of the force cover (17) (see FIG. 8).

但し、前記カッタ(17)及び柄支持部材(18)を、
差動機構(21)を介して前記電動モータ(19)に連
動連結してあり、前記カッタ(17)及び柄支持部材(
18)の何れか一方が先に柄に接当した場合において、
先に接当したカッタ(17)又は柄支持部材(18)の
起立作動を停止させた状態で、他方側の柄支持部材(1
8)又はカッタ(17)を引き続き起立作動できるよう
にしてある。つまり、前記カッタ(17)及び柄支持部
材(18)夫々の突出位置を、捕捉した果実の柄の位置
に合わせて自動変更できるようにしてある。
However, the cutter (17) and handle support member (18) are
It is interlocked and connected to the electric motor (19) via a differential mechanism (21), and the cutter (17) and handle support member (
18) If either one of the two contacts the handle first,
While stopping the raising operation of the cutter (17) or handle support member (18) that came into contact with it first, move the handle support member (18) on the other side.
8) or the cutter (17) can continue to be operated in an upright position. In other words, the protruding positions of the cutter (17) and the handle support member (18) can be automatically changed in accordance with the position of the handle of the captured fruit.

又、後述の如く、前記作業ハンド(11)の各部の作動
を制御するための各種センサを設けである。
Further, as will be described later, various sensors are provided to control the operation of each part of the working hand (11).

第1図及び第2図に示すように、前記バキュームパッド
(11)に果実が吸着されたことを感知する負圧センサ
(S、)を、前記分岐管(12)の上部に付設しである
As shown in FIGS. 1 and 2, a negative pressure sensor (S,) is attached to the upper part of the branch pipe (12) to detect when fruit is adsorbed to the vacuum pad (11). .

第1図〜第3図に示すように、前記作業ハンド(H)つ
まり前記バキュームパッド(10)が収穫対象果実に対
して設定距離内に接近したことを検出する光反射式の近
接センサ(S2)、及び、収穫対象果実の位置する方向
を検出する視覚装置としてのイメージセンサ(S、)を
、それらの)負出方向が前記バキュームパッド(10)
の吸引口前方側を向く状態で、前記バキュームパッド(
10)の内部に設けると共に、前記上部カバ一部分(1
5b)の後部に、前記イメージセンサ(S、)による撮
像処理に同期して設定光量で発光するストロボ装置(2
8)を設けてあり、周囲の明るさに拘らず適正光量で撮
像処理できるようにしてある。
As shown in FIGS. 1 to 3, a light reflective proximity sensor (S2) detects when the work hand (H), that is, the vacuum pad (10) approaches the fruit to be harvested within a set distance. ), and an image sensor (S,) as a visual device that detects the direction in which the fruit to be harvested is positioned, and the negative output direction of these is the vacuum pad (10).
With the suction port facing forward, insert the vacuum pad (
10), and a portion of the upper cover (1
5b), a strobe device (2
8), so that imaging processing can be performed with an appropriate amount of light regardless of the surrounding brightness.

又、第1図及び第2図に示すように、前記カッタ(17
)及び柄支持部材(18)の揺動位置を検出するポテン
ショメータ(S#)を、前記差動機構(21)に連動連
結してあり、前記カッタ(17)及び柄支持部材(18
)の起立作動完了や引退作動完了を検出できるようにし
てある。
Moreover, as shown in FIGS. 1 and 2, the cutter (17
) and the handle support member (18) are interlocked and connected to the differential mechanism (21), and a potentiometer (S#) for detecting the swinging position of the cutter (17) and the handle support member (18) is interlocked with the differential mechanism (21).
) is designed to detect the completion of the standing operation and the completion of the retiring operation.

前記近接センサ(S2)について説明すれば、発光部や
受光部及びそれらに対する信号処理部等を収納するセン
サ本体(22)を、前記分岐管(12)の後方上部に保
持させると共に、そのセンサ本体(22)から繰り出さ
れる投受光用の光ファイバ(23)を、前記分岐管(1
2)及び通気管(11)の内部を通して前記バキューム
パッド(10)の内部に延出し、そして、近接センサ(
sg)の検出作用面としての前記の光ファイバ(23)
の延出端を、前記イメージセンサ(S、)支持用のホル
ダ(24)にて、ハンド前方側を向く状態で、前記イメ
ージセンサ(S、)の上部に支持させである。
To explain the proximity sensor (S2), a sensor body (22) that houses a light emitting part, a light receiving part, a signal processing part for these, etc. is held at the rear upper part of the branch pipe (12), and the sensor body The optical fiber (23) for emitting and receiving light is fed out from the branch pipe (1).
2) and extends into the inside of the vacuum pad (10) through the inside of the ventilation pipe (11), and a proximity sensor (
the above-mentioned optical fiber (23) as a detection working surface of sg)
The extending end of the image sensor (S,) is supported on the upper part of the image sensor (S,) by the holder (24) for supporting the image sensor (S,) in a state facing the front side of the hand.

次に、前記収穫用の作業ハンド(日)を、自動的に収穫
対象果実に向けてアプローチさせると共に、捕捉した果
実の柄を切断して収穫するための制御手段の構成につい
て説明する。
Next, a description will be given of the configuration of a control means for automatically causing the harvesting work hand to approach a fruit to be harvested, and for harvesting by cutting the stalk of the captured fruit.

第5図に示すように、前記イメージセンサ(S3)から
の撮像情報に基づいて収穫対象果実の位置する方向を求
めるための画像処理手段、前記作業ハンド(H)を収穫
対象果実に向けて誘導する誘導手段、並びに、前記捕捉
部ケース(15)内に捕捉された果実の柄を切断して収
穫するために各部の作動を制御する収穫作動制御手段等
を構成する制御装置(32)を設けである。つまり、前
記制御装置(32)に、前記イメージセンサ(S3)か
らの撮像情報、前記負圧センサ(St)や近接センサ(
Sz)の検出情報、並びに、前記ボテンショメータクS
4)の検出情報夫々を入力しである。
As shown in FIG. 5, an image processing means for determining the direction in which the fruit to be harvested is located based on the imaging information from the image sensor (S3), and guiding the work hand (H) toward the fruit to be harvested. and a control device (32) constituting a harvesting operation control means etc. that controls the operation of each part in order to cut and harvest the stalk of the fruit caught in the trapping part case (15). It is. That is, the control device (32) receives imaging information from the image sensor (S3), the negative pressure sensor (St) and the proximity sensor (
Sz) detection information, and the potentiometer Sz)
4) Input each detection information.

そして、それら情報、及び、予め記憶された情報に基づ
いて、前記ブーム昇降用のシリンダ(5)の駆動用コン
トローラ(33)、前記ブーム旋回用モータ(6)の駆
動用コントローラ(34)、前記補助ブーム揺動用モー
タ(7)の駆動用コントローラ(35)、前記伸縮アー
ム(8)の各電動モータ(9a) 、 (9b) 、 
(9c)の駆動用コントローラ(36a)。
Based on these information and previously stored information, the controller (33) for driving the cylinder (5) for raising and lowering the boom, the controller (34) for driving the boom rotation motor (6), A drive controller (35) for the auxiliary boom swing motor (7), each electric motor (9a), (9b) for the telescoping arm (8),
(9c) drive controller (36a).

(36b) 、 (36c)、前記捕捉部ケース(15
)の出退操作用エアシリンダ(16)に対する制御弁(
37)、前記力フタ(17)の操作用エアシリンダ(2
0)に対する制御弁(38)、前記カッタ(17)及び
柄支持部材(18)の起伏操作用電動モータ(19)の
駆動用コントローラ(39)、前記バキュームパッド(
1o)の吸引作動制御用の制御弁(40)、前記シャッ
タ(29)の開閉用エアシリンダ(30)に対する制御
弁(41)、並びに、前記イメージセンサ(s3)及び
ストロボ装置(28)の夫々に、作動指令を出力して、
収穫対象果実の位置する方向を検出すること、前記作業
ハンド()I)を収穫対象果実に向けてアプローチさせ
ること、果実を収穫すること、及び、収穫した果実を所
定の位置にて排出すること、夫々を自動的に行わせるよ
うに構成しである。
(36b), (36c), the trapping part case (15
) control valve (
37), an air cylinder (2) for operating the force lid (17)
0), a controller (39) for driving the electric motor (19) for raising and lowering the cutter (17) and handle support member (18), and the vacuum pad (
1o), a control valve (40) for controlling the suction operation, a control valve (41) for the air cylinder (30) for opening and closing the shutter (29), and each of the image sensor (s3) and the strobe device (28). output an operation command to
Detecting the direction in which the fruit to be harvested is located, causing the work hand (I) to approach the fruit to be harvested, harvesting the fruit, and discharging the harvested fruit at a predetermined position. , are configured to be performed automatically.

但し、前記イメージセンサ(S3)の1脹像視野範囲は
、前記車体(2)の移動、ブーム(1)の旋回や昇降、
補助ブーム(3)の水平揺動、並びに、前記伸縮アーム
(8)の補助ブーム(3)に対する旋回や前後揺動によ
って、前記作業ハンド(H)つまりバキュームパッド(
10)の向きを変更することにより設定することとなる
However, the field of view of one inflated image of the image sensor (S3) is limited to the movement of the vehicle body (2), the rotation and elevation of the boom (1),
The work hand (H), that is, the vacuum pad (
The setting is made by changing the direction of 10).

次に、第6図(イ)、(1りに示すフローチャートに基
づいて、前記制御装置(32)の動作を説明する。
Next, the operation of the control device (32) will be explained based on the flowcharts shown in FIGS.

先ず、前記バキュームパッド(10)を、予め設定され
た初期位置に位置する状態で、且つ、収穫対象果実が位
置する所定範囲の方向を向くようにセットした後、前記
ストロボ装置(28)を発光させて、前記イメージセン
サ(S、)にて撮像処理する。次に、その撮像画像情報
を取り込んで、枝や葉等の背景を除去して対象果実のみ
に対応した画像情報を抽出する画像処理を行って、収穫
対象果実の位置する方向を求める。
First, the vacuum pad (10) is set at a preset initial position and facing a predetermined range where the fruits to be harvested are located, and then the strobe device (28) is turned on to emit light. Then, the image sensor (S) performs imaging processing. Next, the captured image information is taken in and image processing is performed to remove the background such as branches and leaves and extract image information corresponding only to the target fruit, thereby determining the direction in which the target fruit is located.

枝や葉等の背景を除去して対象果実のみに対応した画像
情報を抽出する画像処理について説明を加えれば、前記
イメージセンサ(S3)による撮像画像情11a(第7
図(イ)参照)を果実の色に基づいて2値化することに
より、果実(F)のみに対応する領域(Fo)を抽出し
、その領域(Fo)の重心(Po)の位置を求めること
により、収穫対象果実の位置する方向を、前記重心(P
o)が位置する画像上の座標値に基づいて求めることと
なる(第7図(ロ)参照)。
To explain the image processing that removes the background such as branches and leaves and extracts image information corresponding only to the target fruit, the image information 11a (seventh image) captured by the image sensor (S3) will be described.
(See figure (a))) is binarized based on the color of the fruit to extract an area (Fo) that corresponds only to the fruit (F) and find the position of the center of gravity (Po) of that area (Fo). By doing this, the direction in which the fruit to be harvested is located is determined by the center of gravity (P
It is determined based on the coordinate values on the image where o) is located (see FIG. 7(b)).

次に、求められた方向、つまり、アプローチ開始位置に
おける前記バキュームパッド(10)の位置と前記イメ
ージセンサ(S3)の撮像視野中心が一敗していること
から、前記重心(Po)の座標値に基づいて、前記バキ
ュームパッド(10)の吸引口が前記重心(Po)の位
置する方向つまり収穫対象果実側に向かう状態を維持さ
せながら、前記作業ハンド()りを収穫対象果実の位置
する方向に向けて高速移動する状態でアプローチさせる
Next, since the position of the vacuum pad (10) in the obtained direction, that is, the approach start position and the center of the imaging field of view of the image sensor (S3) are lost, the coordinate value of the center of gravity (Po) is determined. Based on this, while maintaining the state in which the suction port of the vacuum pad (10) faces in the direction where the center of gravity (Po) is located, that is, toward the fruit to be harvested, the work hand ( ) is moved in the direction where the fruit to be harvested is located. Have them approach while moving at high speed.

但し、前記イメージセンサ(S3)による撮像画像情報
から複数個の収穫対象果実が認識された場合は、前記イ
メージセンサ(S3)による撮像処理時に、前記ストロ
ボ装置(28)を発光させるので、距離が近いものほど
明るく見えることとなることから、前記果実の色のみに
対応する領域(F、>夫々の平均的な明るさの差に基づ
いて明るいものほど先にアプローチするようにしたり、
あるいは、下側に位置するものほど先にアプローチする
ように、アプローチ順序を設定することとなる。つまり
、バキュームパッド(1o)に近いものや捕捉しやすい
位置にあるものほど先に収穫することとなる。
However, if a plurality of fruits to be harvested are recognized from the image information captured by the image sensor (S3), the strobe device (28) is made to emit light during image capture processing by the image sensor (S3), so the distance is Since the closer the fruit appears, the brighter it appears, the brighter the area (F, > based on the difference in average brightness of each fruit, the earlier the area corresponding to the color of the fruit is approached.
Alternatively, the approach order may be set so that the lower position is approached first. In other words, the closer to the vacuum pad (1o) or the easier to capture the items, the earlier they will be harvested.

そして、アプローチ開始後に、前記近接センサ(S2)
が収穫対象果実に対して設定距離内に接近したことを検
出するに伴って、前記伸縮アーム(8)の作動を停止さ
せて前記作業ハンド(H)のアプローチを一旦停止させ
た後、前記作業ハンド(H)を、予め設定しである所定
距離(本実施例では、約200mmに設定しである)を
、後退させて、前記イメージセンサ(s3)の受光量が
飽和しないように、且つ、描像距離に対する光量変化が
大きくなるように、前記後退距離と近接センサ(S2)
の作動距離とに基づいて、前記ストロボ装置(28)の
光量を予め設定された光量に減光して再発光させながら
、再撮像処理する(第8図(イ)参照)。
Then, after starting the approach, the proximity sensor (S2)
When it is detected that the target fruit has approached within a set distance, the operation of the telescoping arm (8) is stopped to temporarily stop the approach of the work hand (H), and then the work hand (H) is stopped. The hand (H) is moved back a predetermined distance (in this embodiment, it is set to about 200 mm) so that the amount of light received by the image sensor (s3) does not become saturated, and The retraction distance and the proximity sensor (S2) are adjusted so that the change in light amount with respect to the imaging distance becomes large.
The light intensity of the strobe device (28) is reduced to a preset light intensity based on the working distance of the strobe device (28), and re-imaging processing is performed while re-emitting light (see FIG. 8(a)).

但し、アプローチ距離が前記伸縮アーム(8)をその最
大伸長位置まで突出した位置に相当する設定値以上にな
っても、前記近接センサ(s2)が作動しない場合は、
収穫不能であると判断して、前記伸縮アーム(8)を短
縮させて、作業ハンド(H)をアプローチ開始位置まで
戻す。
However, if the proximity sensor (s2) does not operate even if the approach distance exceeds the set value corresponding to the position where the telescoping arm (8) is extended to its maximum extension position,
When it is determined that harvesting is impossible, the telescoping arm (8) is shortened and the working hand (H) is returned to the approach starting position.

そして、再撮像処理された画像情報を再度画像処理する
ことにより、前記果実の色のみに対応した一つの領域(
Fo)を再抽出し、そして、その再抽出された領域(F
o)内において、最も明るくみえるハイライト部分(p
+)(第7図(ハ)参照)を抽出し、前記バキュ、−ム
バッド(1o)を、そのハイライト部分に向けてアプロ
ーチさせるように、アプローチ方向を修正して、前記近
接センサ(S2)が再度ONするまで、低速移動する状
態でアプローチを再開する。
Then, by performing image processing again on the image information that has been re-imaging processed, one area corresponding only to the color of the fruit (
Fo) is re-extracted, and the re-extracted region (F
o), the highlight part (p
+) (see FIG. 7(c)), correct the approach direction so that the vacuum and -mbad (1o) approach the highlighted part, and then move the proximity sensor (S2). The approach will be resumed at low speed until it is turned on again.

但し、前記ハイライト部分(P、)が、再抽出された領
域(Fo)内において複数個ある場合(第7図(ハ)中
、破線で示す)は、複数個の果実が平面的に隣接して生
っていると判別して、例えば、左方や下方等、予め設定
された方向に位置するものに対してアプローチするよう
に、一つのハイライト部分(p+)のみを選択すること
となる。
However, if there are multiple highlighted parts (P,) in the re-extracted area (Fo) (indicated by broken lines in FIG. 7(C)), multiple fruits are adjacent to each other in a plane. Select only one highlighted part (p+) to approach the object located in a preset direction, for example, to the left or below. Become.

尚、複数個の果実が前後方向に隣接して生っている場合
は、前記ストロボ装置(28)による反射光量が、後方
側に位置する果実よりも前方側に位置する果実からのほ
うが大になるために、後方側に位置する果実に対する位
置情報が自動的に除去されて、複数個の果実が隣接して
いても、前記ハイライト部分(p+)は一つのみ抽出さ
れることとなり、前記作業ハンド(l()に対して手前
側に位置する一つの果実に対応する位置のみが自動的に
抽出されることとなる。
In addition, when a plurality of fruits grow adjacent to each other in the front-back direction, the amount of light reflected by the strobe device (28) is greater from the fruit located at the front than from the fruit located at the rear. Therefore, the position information for the fruit located on the rear side is automatically removed, and even if multiple fruits are adjacent, only one highlighted part (p+) is extracted. Only the position corresponding to one fruit located on the near side with respect to the work hand (l()) will be automatically extracted.

前記近接センサ(S2)が再度ONするに伴って、前記
バキュームパッド(10)の吸引作動を開始すると共に
、前記作業ハンド(H)をそのまま低速移動させて前進
させる。
When the proximity sensor (S2) is turned on again, the suction operation of the vacuum pad (10) is started, and the work hand (H) is moved forward at a low speed.

前記バキュームパッド(10)の吸引作動開始後に、作
業ハンド(H)を設定路#(例えば、前記近接センサ(
si)の作動距離に対応した距離)だけ収穫対象果実側
に前進移動させ(第8図(Iり参照)、前記負圧センサ
(S+)の検出情報に基づいて、果実を吸着したか否か
を判別し、所望通り吸着している場合は、前記バキュー
ムパッド(10)を停止させ、且つ、それと同時に、前
記捕捉部ケース(15)を前方側に突出させて、収穫対
象果実を、前記捕捉部ケース(15)内に取り込んで、
果実が前記納期断装置の作動範囲内に位置する状態とな
るようにする(第8図(ハ)参照)。
After starting the suction operation of the vacuum pad (10), move the work hand (H) to the set path # (for example, the proximity sensor (
si) by a distance corresponding to the working distance of si) toward the fruit to be harvested (see Fig. 8 (I)), and based on the detection information of the negative pressure sensor (S+), determine whether or not the fruit has been adsorbed. is determined, and if the fruit is being adsorbed as desired, the vacuum pad (10) is stopped, and at the same time, the catching part case (15) is made to protrude forward, and the fruit to be harvested is removed from the catching. Take it into the case (15),
The fruit is placed within the operating range of the delivery limit device (see FIG. 8(c)).

但し、前記負圧センサ(S、)が作動しない場合は、収
穫不能であると判断して、前記捕捉部ケース(15)を
後方側に退避させると共に、前記バキエームパッド(1
0)の吸引作動を停止させて、前記伸縮アーム(8)を
短縮させて、作業ハンド(H)をアプローチ開始位置ま
で戻す。
However, if the negative pressure sensor (S,) does not operate, it is determined that harvesting is not possible, and the trapping part case (15) is evacuated to the rear side, and the bagième pad (1
0) is stopped, the telescopic arm (8) is shortened, and the working hand (H) is returned to the approach starting position.

前記捕捉部ケース(15)内に果実を取り込んだ後は、
前記カッタ(17)及び柄支持部材(18)を前方側に
向けて起立作動させるべ(、前記起伏操作用のモータ(
19)を正転駆動する。そして、前記ポテンショメータ
(S4)による検出情報に基づいて、その起立作動完了
位置の手前側の中間位置で起立作動を一旦停止させると
共に、前記バキュームパッド(10)の吸引作動を停止
させ、作業ハンド01)全体を、果実に対して手前側下
方に向けて設定距離を後退させることにより、捕捉され
た果実に対して前記カッタ(17)が接触する状態とな
るように、つまり、前記カッタ(17)にて切断される
柄の長さが極力短くなるように、カッタ(17)に対す
る柄の位置を補正する(第8図(=)参照)。
After taking the fruit into the trapping part case (15),
The cutter (17) and handle support member (18) should be operated to raise up and down toward the front (and the motor for raising and lowering operation (
19) in normal rotation. Then, based on the information detected by the potentiometer (S4), the raising operation is temporarily stopped at an intermediate position on the front side of the completed position of the raising operation, and the suction operation of the vacuum pad (10) is stopped, and the work hand 01 ), by retracting the whole body a set distance downward toward the front side with respect to the fruit, so that the cutter (17) comes into contact with the captured fruit, that is, the cutter (17) The position of the handle relative to the cutter (17) is corrected so that the length of the handle cut by the cutter (17) is as short as possible (see FIG. 8 (=)).

その後は、前記ポテンショメータ(S、)による検出情
報に基づいて、起立作動が完了するまで、引き続き前記
カッタ(17)及び柄支持部材(18)を前方側に向け
て起立作動させ、果実の柄を前記カッタ(17)と柄支
持部材(18)との間に挟み込む状態で保持させて、前
記カッタ(17)にて柄を切断する(第8図(ホ)参照
)。
Thereafter, based on the information detected by the potentiometer (S,), the cutter (17) and the handle support member (18) are continuously operated to raise the fruit in the forward direction until the raising operation is completed. The handle is held between the cutter (17) and the handle support member (18), and the handle is cut by the cutter (17) (see FIG. 8(E)).

但し、前記カッタ(17)及び柄支持部材(18)が、
その起立作動完了位置や中間位置に達するに要する設定
時間経過しても、その位置まで起立作動したことを検出
できない場合は、収穫不能と判断して、前記ポテンショ
メータ(S4)による検出情報に基づいて、前記力フタ
(17)及び柄支持部材(1日)を、その引退完了位置
まで後方側に引退作動させると共に、前記捕捉部ケース
(15)をハンド([1)後方側に引退させて、前記バ
キュームパッド(10)の吸引口が前記捕捉部ケース(
15)の開口部(26)の前方側に突出する状態となる
初期位置に復帰させた後、前記伸縮アーム(8)を短縮
して、アプローチ開始位置まで戻すこととなる。
However, the cutter (17) and handle support member (18) are
If it cannot be detected that the standing operation has reached that position even after the set time required to reach the completion position or intermediate position has elapsed, it is determined that harvesting is impossible, and the operation is performed based on the detection information by the potentiometer (S4). , retracting the force lid (17) and the handle support member (1) rearward to their retirement completion positions, and retiring the catching part case (15) to the rear side of the hand ([1); The suction port of the vacuum pad (10) is connected to the trap case (
After returning to the initial position in which it protrudes forward from the opening (26) of 15), the telescoping arm (8) is shortened and returned to the approach starting position.

柄を切断した後は、前記捕捉部ケース(15)内に果実
を保持する状態を維持しながら、前記伸縮アーム(8)
を短縮させて、作業用ハンド(11)を所定位置まで戻
した後、前記シャッタ(29)を下方に向けて開けるこ
とにより、収穫した果実を、車体(2)の脇に置いであ
る前記収納用の箱(K)に排出する。
After cutting the handle, while maintaining the state in which the fruit is held within the trapping part case (15), the telescopic arm (8)
After returning the working hand (11) to a predetermined position, the shutter (29) is opened downward to place the harvested fruit in the storage area beside the vehicle body (2). Discharge into the designated box (K).

収穫した果実を排出した後は、前記ポテンショメータ(
S4)による検出情報に基づいて、前記カッタ(17)
及び柄支持部材(18)を、その引退完了位置まで後方
側に引退作動させると共に、前記捕捉部ケース(15)
をハンド(1()後方側に引退させて、前記バキューム
パッド(10)の吸引口が前記捕捉部ケース(15)の
開口部(26)の前方側に突出する状態となる初期位置
に復帰させて、一つの果実に対する収穫作動を終了する
After discharging the harvested fruit, the potentiometer (
Based on the detection information by S4), the cutter (17)
and the handle support member (18) is retracted rearward to its retracted completion position, and the catching part case (15)
Retire the hand (1() to the rear side and return it to the initial position where the suction port of the vacuum pad (10) protrudes to the front side of the opening (26) of the trapping part case (15). Then, the harvesting operation for one fruit is completed.

〔別実施例〕[Another example]

本発明を実施するに、第10図に示すように、バキュー
ムパッド(10)の先端外周縁部分(10a)を独立気
泡状の柔軟な発泡樹脂材(42)で構成してもよい。更
に作業ハンド()りの具体構成、作業ハンド(H)を収
穫対象に向けて誘導するために備えさせる伸縮アーム(
8)の具体構成等、各部の構成は各種変更できる。
To carry out the present invention, as shown in FIG. 10, the outer peripheral edge portion (10a) of the tip of the vacuum pad (10) may be made of a closed-cell flexible foamed resin material (42). Furthermore, the specific configuration of the work hand (H) and the telescoping arm (
The configuration of each part, such as the specific configuration of 8), can be changed in various ways.

又、上記実施例では、果実を収穫する場合について例示
したが、トマト等の野菜の収穫作業にも適用できる。又
、収穫作業以外の作業にも適用できるものであって、本
発明は、上記実施例のみに限定されるものではない。
Further, in the above embodiment, the case of harvesting fruits was illustrated, but the present invention can also be applied to harvesting of vegetables such as tomatoes. Further, the present invention can be applied to works other than harvesting work, and the present invention is not limited to the above embodiments.

尚、特許請求の範囲の項に図面との対象を便利にするた
めに符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。
Incidentally, although reference numerals are written in the claims section for convenience of reference to the drawings, the present invention is not limited to the structure of the attached drawings.

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

図面は本発明に係る果菜類収穫用ハンドの吸着構造の実
施例を示し、第1図は作業ハンドの切欠側面図、第2図
は同切欠平面図、第3図は同正面図、第4図は果実収穫
用作業機の全体側面図、第5図は制御構成を示すブロッ
ク図、第6図(イ) 、 (II)は制御装置の動作を
示すフローチャート、第7図(<) 、 (0) 、 
(ハ)は画像処理の説明図、第8図(イ)、(ロ)、(
ハ)、(ニ)、(ネ)は収穫作動の説明図、第9図は吸
着状態におけるバキュームパッドの縦断側面図であり、
第10図は別実施例のバキュームパッドの破断側面図で
ある。 (10)・・・・・・バキュームパッド、(10a)・
・・・・・先端外周縁部分。
The drawings show an embodiment of the suction structure of the hand for harvesting fruits and vegetables according to the present invention, in which FIG. 1 is a cutaway side view of the work hand, FIG. 2 is a cutaway plan view of the work hand, FIG. 3 is a front view of the work hand, and FIG. The figure is an overall side view of the fruit harvesting machine, Figure 5 is a block diagram showing the control configuration, Figures 6 (A) and (II) are flow charts showing the operation of the control device, and Figure 7 (<), ( 0),
(c) is an explanatory diagram of image processing, and Fig. 8 (a), (b), (
C), (D), and (N) are explanatory diagrams of the harvesting operation, and FIG. 9 is a longitudinal side view of the vacuum pad in the suction state,
FIG. 10 is a cutaway side view of a vacuum pad according to another embodiment. (10)...Vacuum pad, (10a)・
...The outer periphery of the tip.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、収穫対象果菜類を吸着するバキュームパッド(10
)の先端外周縁部分(10a)を、他の部分よりも柔軟
にしてある果菜類収穫用ハンドの吸着構造。 2、前記バキュームパッド(10)の先端外周縁部分(
10a)を、他の部分より肉薄にしてある特許請求の範
囲第1項に記載の果菜類収穫用ハンドの吸着構造。
[Claims] 1. Vacuum pad (10
) A suction structure for a hand for harvesting fruits and vegetables, in which the outer peripheral edge portion (10a) of the tip is made softer than other portions. 2. The outer peripheral edge of the tip of the vacuum pad (10) (
The suction structure for a hand for harvesting fruits and vegetables according to claim 1, wherein 10a) is made thinner than other parts.
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5018879B2 (en) * 1971-08-27 1975-07-02
JPS62104511A (en) * 1985-10-29 1987-05-15 株式会社クボタ Harvesting hand of fruits

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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