JP2004325281A - 農産物非破壊品質判定装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】農産物非破壊品質判定装置において、作業効率の向上を図るとともに、可能な限り農産物を傷つけることのないような作業の実現を図ること。
【解決手段】農産物非破壊品質判定装置を、複数の農産物15・15・・・を載置可能なトレイ16と、該トレイ16を搬送するための搬送装置11と、該トレイ16を用いて農産物15の供給を行う供給部31と、投光手段17および受光手段18が対向して配置される測定部13と、品質判定の結果に基づき農産物15の選別を行う選別部32とを備える構成とする。
【選択図】 図1
【解決手段】農産物非破壊品質判定装置を、複数の農産物15・15・・・を載置可能なトレイ16と、該トレイ16を搬送するための搬送装置11と、該トレイ16を用いて農産物15の供給を行う供給部31と、投光手段17および受光手段18が対向して配置される測定部13と、品質判定の結果に基づき農産物15の選別を行う選別部32とを備える構成とする。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の農産物を載置可能な載せ台を用いて農産物を搬送して、農産物中に含まれる糖度や酸度等の内部品質を非破壊で判定する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、農産物の糖度や酸度等の内部品質を、農産物を破壊することなく判定する非破壊品質判定装置として、上流側の供給部にて供給された農産物を、搬送手段により下流側の測定部へ搬送し、赤外光やレーザー光等の光を農産物へ照射して、農産物を透過した光を分析することによって、糖度や酸度等の内部品質を判定するように構成したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような農産物非破壊品質判定装置においては、例えば、光を農産物に照射するための投光部材を、農産物を搬送するコンベア等の搬送手段の一側方に配置するとともに、農産物を透過した光を受光するための受光部材を該搬送手段の他側方に配置していた。
そして、投光部材から光等を農産物に横方向から照射し、その透過光を受光部材にて検出して、吸光度を測定・分析することにより、農産物の糖・酸度等の内部成分を、農産物を破壊することなく迅速に推定していた。ここで、吸光度とは、対象となる物体に光を入射し、透過させたときのその物体による光吸収の度合いを表す値であり、その入射光と透過光の各強度を計測することにより算出される。
【0003】
また、農産物の搬送手段によって搬送する場合には、農産物を載せるためのトレイやパン等の載せ台を用いていた。つまり、品質判定の対象となる農産物を、トレイやパン等の上に載せ、該トレイ等を搬送手段にセットして、農産物の搬送を行っていた。この場合、1つのトレイ等には、1個の農産物だけを載置するようにしていた。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−228087号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の品質判定装置では、前述のように、1つのトレイ等には1個の農産物だけを載置して、搬送を行っていたため、例えば、イチゴ、ミニトマト、サクランボのような小さな農産物の品質判定を行う場合には、作業効率が悪くなるという不具合があった。
この不具合を解消するには、複数個の小さな農産物を載置可能なトレイを用いることが考えられる。ところが、従来の品質判定装置は、農産物に対して横方向から光を照射する構成となっていたため、横方向に複数個の農産物が並置された場合には、個々の農産物に対しては品質判定を行うことができないという不具合があった。つまり、従来の品質判定装置では、トレイを、横方向に複数個の農産物を載せることができる構成にはできなかった。
また、例えば、イチゴのような傷つき易い農産物の品質判定を行う場合には、その扱いには慎重を期する必要があり、手作業により供給部で農産物を供給したり、選別部で農産物を選別したりするときに、強く掴むと農産物を傷つけてしまうという虞があった。
そこで、本発明では、複数の農産物を載置可能なトレイを用いることにより、作業効率の向上を図るとともに、可能な限り農産物を傷つけることのないような作業の実現を図ることを課題とする。加えて、農産物に対して上下方向から光を照射することにより、横方向に並ぶ複数個の農産物に対する品質判定を可能とすることを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項1においては、農産物を載置するための載せ台と、該載せ台を搬送するための搬送手段と、該載せ台を用いて農産物の供給を行う供給部と、投光手段および受光手段が対向して配置される測定部と、品質判定の結果に基づき農産物の選別を行う選別部とを備え、搬送手段により供給部から測定部に載せ台を搬送して、農産物の品質判定を行う農産物非破壊品質判定装置において、前記載せ台を、複数の農産物を載置可能に構成したものである。
【0007】
請求項2においては、前記載せ台に複数の窪みを形成し、該窪みに農産物を載置するものである。
【0008】
請求項3においては、前記載せ台に形成されたそれぞれの窪みの底部に、開口部を形成するとともに、前記測定部の投光手段および受光手段を上下に対向して配置し、農産物に対して上方向または下方向から光を照射するものである。
【0009】
請求項4においては、前記選別部に、前記載せ台に形成された窪みから農産物を排出するための複数の排出手段を設け、複数の排出手段を、前記載せ台に形成された複数の開口部と対応させて配置したものである。
【0010】
請求項5においては、前記搬送手段を、供給部の部分と測定部の部分と選別部の部分とに分割して構成し、該測定部の部分を、第2の搬送手段により、農産物の搬送方向に対して垂直な方向に水平移動可能としたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を添付の図面を用いて説明する。
図1は本発明の農産物非破壊品質判定装置の構成を示す斜視図、図2は農産物を載置するためのトレイを示す斜視図、図3は同じく平面図、図4は供給部、測定部、選別部におけるトレイおよびトレイに載置される農産物を示す図である。
【0012】
まず、農産物非破壊品質判定装置(以下、「品質判定装置」という。)1の構成について、図1を用いて説明する。
品質判定装置1は、搬送装置11、制御装置14、供給部31、測定部13、選別部32等からなる。品質判定の対象となる農産物15(例えば、イチゴ、ミニトマト、サクランボ)はトレイ16上に載置され、供給部31において、該トレイ16は搬送装置11にセット(載置)される。そして、トレイ16に載置された農産物15は、搬送装置11によって搬送経路を上流側(供給部31側)から下流側(選別部32側)へ向かって搬送される。搬送経路の途中には測定部13が配置され、該測定部13にて農産物15の透過光が検出される。検出された透過光のデータは制御装置14に送られて、該制御装置14にて農産物15の吸光度が算出され、糖度や酸度等の内部品質が判定される。
なお、本実施例では、近赤外分光法を用いて農産物の糖度や酸度等の内部品質を判定する場合について説明しているが、他の判定法を適用してもよい。「近赤外分光法」とは、農産物等の対象物に近赤外光(以下、単に「光」ともいう。)を照射し、透過光や反射光を測定することにより、農産物の糖度や酸度等の内部成分を判定する方法である。また、以下では、便宜上、農産物15の搬送方向を前後方向(下流側が前方)とし、水平面内で搬送方向と直交する方向を左右(横)方向とし、前方に向かって左右を決定している。
【0013】
以下において、品質判定装置1の各部の構成等について説明する。
まず、搬送手段である搬送装置11について、図1を用いて説明する。農産物15が載置されたトレイ16は、搬送装置11の2本のガイドレール21・21に沿って上流側の供給部31から、測定部13を経て、下流側の選別部32に搬送される。
図1に示すように、2本のガイドレール21・21は、トレイ16の左右方向の幅より若干長い間隔をあけて水平に左右並設されている。それぞれのガイドレール21の上面には、複数のガイドローラ22・22・・・がその軸心を上下方向に向けて回転自在に軸支されている。また、2本のガイドレール21・21の側面のうち、互いに対向する面には、それぞれ、複数の駆動軸23・23・・・が突設されている。そして、各駆動軸23を介して、駆動ローラ24がガイドレール21に回転可能に軸支されている。
【0014】
ガイドレール21は、角パイプ状または断面視コ字状に形成されており、その内部に後述する各スプロケットやチェーン等を収納できるようにしている。ガイドレール21の両端側には、駆動スプロケットおよび従動スプロケットが配設され、該駆動スプロケットと従動スプロケットとの間、つまり、ガイドレール21の中空部分の中間部には、所定の間隔で複数の伝達スプロケットが配設されている。この伝達スプロケットは、ガイドレール21の中空部分への駆動軸23・23・・・の突出部分に嵌挿されている。また、駆動スプロケットと従動スプロケットとの間には、チェーンが巻回されている。
前記各スプロケットは同径に形成され、チェーンを巻回した状態で、ガイドレール21の中空部分に収納されている。このため、外部からは見えないようになっている。電動モータ等の駆動手段を駆動すると、その駆動力が伝動機構を介して前記駆動スプロケットに伝達され、さらに、チェーンを介して複数の伝達スプロケットに伝達される。そして、伝達スプロケットに伝達された駆動力が駆動軸23を介して駆動ローラ24に伝えられ、これにより駆動ローラ24が回転駆動する。
なお、ガイドレール21の中空部分に収納される前記各スプロケットおよびチェーンに替えて、駆動プーリ、従動プーリ、伝達プーリおよびベルトを利用することにより、駆動ローラ24を駆動するようにしてもよい。
【0015】
前述したように、トレイ16の左右方向の幅は、2本のガイドレール21・21の間隔よりも若干短く形成されている。このため、トレイ16を、ガイドレール21・21の側方に突出している駆動ローラ24・24・・・に載せるようにして、搬送装置11にセットする。このとき、トレイ16の下面と駆動ローラ24・24・・・とが当接するため、駆動ローラ24・24・・・を回転駆動させることにより、トレイ16が搬送される。また、トレイ16の左側面および右側面は搬送時にガイドローラ22・22・・・と当接するため、該ガイドローラ22・22・・・により、トレイ16が案内される。
【0016】
さらに、搬送装置11は、供給部31の供給部コンベア11Aと、測定部13および該測定部13の前後の測定部コンベア11Bと、選別部32の選別部コンベア11Cとの各部分に、分割して構成されている。そして、ガイドレール21・21は、供給部31の部分と測定部13の部分と選別部32の部分とに分割されている。また、測定部13には、前記各コンベア11A・11B・11Cとは別に、トレイ16を左右方向へ水平移動させるためのコンベア11Dが設けられている。
このコンベア11Dは、前述した各コンベア11A・11B・11Cとは違って、トレイ16を左右方向、つまり、ガイドレール21と直交する方向に水平移動させる。このとき、トレイ16とともに、測定部コンベア11Bも、左右方向に水平移動する。つまり、コンベア11Dを駆動すると、トレイ16とともに、測定部コンベア11Bを構成する2本のガイドレール21・21も所定の間隔を維持しながら左右方向に移動する。この場合、測定部コンベア11Bを構成する2本のガイドレール21・21が所定の間隔を維持するように、該ガイドレール21・21を、連結部材で連結しておいてもよい。
コンベア11Dの2本のガイドレール25・25は、支持部材35・35により支持され、前記測定部コンベア11Bの2本のガイドレール21・21と直交する方向に、水平に配置されている。そして、ガイドレール25・25は、測定部コンベア11Bのガイドレール21・21の下方に、前後方向に所定の間隔をあけて並設されている。
コンベア11Dは、ラックとしてのガイドレール25と、ピニオンとからなっており、電動モータ等の駆動手段からの駆動力が伝動機構を介してピニオンに伝達されることにより、駆動される。そして、この場合、ガイドレール25に対して、ピニオンが測定部コンベア11Bのガイドレール21・21とともに移動するようにしている。これにより、測定部13において、トレイ16がガイドレール25・25に沿って水平移動する。
なお、コンベア11A・11B・11Cと略同様の構成として、スプロケットとチェーンを利用して、コンベア11Dを駆動するようにしてもよい。また、シリンダ等のアクチュエータによって、駆動するようにしてもよい。
このように、搬送装置11を分割して構成することにより、搬送装置11の各コンベア11A・11B・11C・11Dを独立して駆動させたり、停止させたりすることができる。
【0017】
次に、農産物15を載置するための載せ台であるトレイ16について、図2、図3を用いて説明する。
トレイ16は、略直方体の形状で、弾力性のある樹脂等により形成されている。また、トレイ16は、その上面が下面より若干広く形成されており、正面断面視では、上底が下底より若干長い台形状に形成されている。このため、供給部31における農産物15の供給の際に、トレイ16を搬送装置11に上方からセットしやすくなっている。
トレイ16上面には、複数個の窪み16a・16a・・・が形成されており、1つのトレイ16で複数の農産物15・15・・・をまとめて搬送できるようにしている。図3に示すトレイ16には、前後方向に9列、左右方向に6行の計54個の窪み16a・16a・・・が整列されて配置されている。窪み16aは、品質判定の対象となる農産物15の種類に合わせた形状となっており、この窪み16a・16a・・・に農産物15・15・・・を入れて載せる。また、窪み16aは、農産物15を載せる向きに合わせた形状となっている。この窪み16aにより、トレイ16に載置される農産物15の安定性が向上する。なお、窪み16aの大きさは、同一種類の農産物15について、大きめのサイズのものが載置できる大きさであればよい。
図2、図3では、トレイ16に農産物15としてのイチゴを載置した状態を示しており、イチゴを横向きに安定してトレイ16に載置できるように、窪み16aを平面視で略扇型の形状としている。そして、イチゴは、その横半分が窪み16aに沈み込むようにして載せられている。なお、窪み16aの形状は、農産物15を載せ易く、安定して搬送できる形状であれば、特に限定されないが、形状をある程度規定しておくことで、変形した農産物は窪み16aに挿入できないので、規格外の農産物はトレイ16から除外し、規格に合った、つまり、略統一された形状の農産物を簡単に選別して、トレイ16に載置して糖度等を判定することができる。また、トレイ16への農産物15を載せる向きについても、品質判定を行うために効率のよい部位に光を照射できる向きであれば、特に限定されない。
【0018】
1つのトレイ16には、農産物15を最大限、窪み16a・16a・・・の数と同じ数(図3では、54個)だけ載せることが可能である。ただし、トレイ16の全ての窪み16a・16a・・・に農産物15・15・・・が載せられていない場合であっても、測定部13において測定を行うことは可能である。
このように、トレイ16に複数の農産物15・15・・・を載置して、まとめて搬送し、品質判定を行うことが可能となる。これにより、農産物を一個一個、トレイ等の載せ台に載置して、搬送していた従来の場合と比べて、数十の農産物をまとめて搬送して品質判定を行えるので、作業効率を大幅に改善することができ、装置や農産物を待機させたり、判定後の箱詰め等に占める面積も小さくすることができる。特に、例えば、イチゴ、ミニトマト、サクランボ、きんかん、すだち等のような小さな農産物の品質判定を行う場合には、作業効率の一層の向上を図ることができる。
【0019】
また、トレイ16のそれぞれの窪み16aの底部には、平面視で円形または多角形の開口部16bが形成されている。そして、前後に隣り合う2つの窪み16a・16aの開口部16b・16bの距離がX、また、左右に隣り合う2つの窪み16a・16aの開口部16b・16bの距離がYとなっている。
このように、トレイ16に開口部16b・16b・・・を形成することにより、農産物15の予冷効果を得ることができる。そして、後述するように、この開口部16bを、投光手段17からの光が通過することにより、測定部13において農産物15に対して光を照射できる。また、開口部16bを、排出用プランジャ33のロッド33aが通過することにより(図4)、選別部32においてロッド33aで農産物15を持ち上げて除去したり、選別作業したりすることを容易に行うことができる。
【0020】
制御装置14は、通信用光ファイバや電線等の通信ケーブル19を介して測定部13の投光手段17および受光手段18と接続されており(図1)、該受光手段18により検出された光に基づいて農産物15の吸光度を算出し、糖度や酸度等の内部品質の判定を行う。また、制御装置14は、通信ケーブルを介して選別部32と接続されており、農産物15の内部品質の判定結果に基づいて、選別部32に農産物15を選別するための信号を送る。また、制御装置14は、通信ケーブルを介して搬送装置11の各コンベア11A・11B・11C・11Dと接続されている。制御装置14は、各コンベア11A・11B・11C・11Dに対して、各コンベア11A・11B・11C・11Dを駆動させたり、停止させたりするための信号を送る。
【0021】
次に、供給部31について、図1、図4を用いて説明する。
前述したように、供給部31では、搬送装置11は供給部コンベア11Aとして構成されている。供給部31における農産物15の供給は、供給部コンベア11Aにトレイ16をセットすることにより行われる。供給部コンベア11Aにトレイ16をセットすると、供給部コンベア11Aの駆動ローラ24・24・・・とトレイ16の下面とが当接し、また、供給部コンベア11Aのガイドローラ22・22・・・とトレイ16の左側面および右側面とが当接する。トレイ16をセットし、供給部コンベア11Aの駆動ローラ24・24・・・が駆動されると、左右のガイドローラ22・22・・・に案内されて、ガイドレール21・21に沿って、トレイ16が搬送される。
【0022】
トレイ16の供給部コンベア11Aへのセットは、トレイ16に農産物15を載せた後に行う。つまり、供給部コンベア11Aには、農産物15が載置されたトレイ16がセットされる。この場合、トレイ16を、農産物15を収穫するとき、農産物15を収納するためのトレイとして利用することにより、供給部31において農産物15を供給する際に、改めて農産物15をトレイ16に載せる必要がなくなる。また、この場合、収穫した農産物15がトレイ16の窪み16aに比べて大きかったり、極端に小さかったりする場合には、大きさが不適格であるとして、トレイ16には載置しないようにすることで、品質判定の対象となる農産物15の大きさの極端なバラツキを防止できる。
このように、収穫した農産物15をトレイ16に収納して、該トレイ16をそのまま搬送装置11の供給部コンベア11Aにセットするようにしている。つまり、トレイ16を、品質判定装置1において農産物15を搬送するために用いるとともに、品質判定装置1への農産物15の供給の前に収穫した農産物15を収納するために用いている。これにより、供給部31での農産物15をトレイ16に載せる作業が省略でき、作業効率の向上を図ることができる。そして、例えば、イチゴのような傷つき易い農産物の品質判定を行う場合に、手で農産物15を掴んで行う作業を省略することにより、農産物15を傷つけることのないような作業の実現を可能な限り図るようにしている。
なお、収穫時に農産物15をトレイ16に載置していない場合には、供給部31において、農産物15の供給を行う前に、トレイ16に農産物15を載置すればよい。あるいは、供給部コンベア11Aにトレイ16をセットした状態で農産物15を載せるようにしてもよい。
【0023】
また、供給部31は、農産物15を載置したトレイ16を、測定部13の後方で待機させておく待機部としての役割も果たしている。つまり、搬送装置11の供給部コンベア11Aは、農産物15を載置した状態のトレイ16を、測定部13の後方で待機させておくためにも設けられている。
測定部13において、他のトレイ16に載せられている複数の農産物15・15・・・について、測定が行われている場合には、この供給部コンベア11Aを停止させて、トレイ16を待機させておく。そして、全ての農産物15に対する測定終了後に、供給部コンベア11Aを駆動させて、トレイ16を供給部31から測定部13に搬送するようにしている。
したがって、供給部コンベア11Aについては、その搬送方向の長さとして、供給部31に待機させておく必要のあるトレイ16を載置するための長さを確保しておけばよい。
【0024】
次に、測定部13について、図1、図4より説明する。複数の農産物15・15・・・を載置したトレイ16は、供給部コンベア11Aおよび測定部コンベア11Bが駆動することにより、供給部31から測定部13に搬送される。
測定部13には、下方に近赤外領域の波長の光を発するランプまたはLED等の投光手段17、上方に光を受光するためのフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光手段18がそれぞれ備えられている。投光手段17は、水平に配置される支持板27の左右一端側に取り付けられ、支持されている。また、受光手段18は、水平に配置される支持板28の左右一端側に取り付けられ、支持されている。そして、それぞれの支持板27・28の左右他端側は、上下に配置される支持板29に固定され、該支持板29は、測定部13の下方に配置される支持台30に固定されている。
このように、本実施例では、投光手段17と受光手段18とを、農産物15の搬送面を挟んで、上下に対向させて配置しており、農産物15に照射される光の経路を上下方向としている。以下では、投光手段17から受光手段18に向かう光の経路を「光軸」と呼ぶこととする。
なお、外部からの光の侵入を遮断するために、測定部13を暗室の中に入れた状態で、あるいは、測定部13をカバー等の遮光部材により覆った状態で、測定を行うことが望ましい。また、上方に投光手段17、下方に受光手段18を配置してもよい。
【0025】
電源20により電力が供給されて投光手段17から、トレイ16に載置された農産物15に対して、光が照射されると、所定波長の光が農産物15に含まれる内部成分により吸収され、それ以外の光は農産物15を透過する。農産物15を透過した光は、受光手段18により検出される。測定部13において、このような測定を行って、その測定結果、つまり、受光手段18により検出された光が、通信ケーブル19を介して制御装置14に出力される。そして、制御装置14で農産物15の吸光度を算出することにより、農産物15の糖度や酸度等の内部品質を判定することとしている。なお、測定部13における「測定」とは、測定部13において、投光手段17により農産物15に光を照射し、受光手段18により農産物15を透過した光を検出することを意味するものとする。
【0026】
本実施例では、トレイ16に形成される開口部16bを利用して、測定を行うこととしている。
前述したように、測定部13では、光軸を上下方向として、農産物15に光を照射するようにしている。この場合、投光手段17と受光手段18との間、つまり光軸上に、農産物15以外のものがあれば、測定の障害となる。このため、トレイ16が測定の障害とならないように、トレイ16に開口部16bを形成している。これにより、トレイ16上に載置される農産物15に対しては、該農産物15が載置されている窪み16aに形成される開口部16bが光軸上に位置する場合に、投光手段17から発せられた光が開口部16bを通過し、農産物15に照射されて、受光手段18による検出の対象となる。つまり、トレイ16上に載置されている農産物15であっても、農産物15のうち開口部16b上に位置する部分については、測定部13における測定の対象となり得る。
【0027】
そこで、本実施例では、測定部13において、トレイ16を前後方向および左右方向に移動して、光軸上にトレイ16の開口部16bを位置させることにより、開口部16bの上方に載置されている農産物15に光を照射して、品質判定を行うこととしている。そして、この場合、トレイ16に載置される複数の農産物15・15・・・について、連続的に測定を行うことを可能としている。
トレイ16においては、前後に隣り合う2つの開口部16b・16bの距離はXであり、また、左右に隣り合う2つの開口部16b・16bの距離はYである(図3)。
【0028】
したがって、前後に並ぶ農産物15・15に対して、続けて測定を行う場合には、トレイ16を前後方向にXだけ移動させればよい。トレイ16の前後方向への移動は、測定部コンベア11Bによって行う。この場合、トレイ16を前方にXだけ移動させると、後隣の農産物15が載置されている窪み16aに形成されている開口部16bが光軸上に位置することとなり、後隣の農産物15が測定の対象となる。逆に、後方にXだけ移動させると、前隣の農産物15が載置されている窪み16aに形成されている開口部16bが光軸上に位置することとなり、前隣の農産物15が測定の対象となる。
これに対して、左右に並ぶ農産物15・15に対して、続けて測定を行う場合には、トレイ16を左右方向にYだけ移動させればよい。トレイ16の左右方向の移動は、コンベア11Dによって行う。この場合、トレイ16を左方にYだけ移動させると、右隣の農産物15が載置されている窪み16aに形成されている開口部16bが光軸上に位置することとなり、右隣の農産物15が測定の対象となる。逆に、右方にYだけ移動させると、左隣の農産物15が載置されている窪み16aに形成されている開口部16bが光軸上に位置することとなり、左隣の農産物15が測定の対象となる。
【0029】
1つのトレイ16上に載置される複数の農産物15・15・・・に対する測定は、例えば、図3に示すように行っている。
前述したように、図3に示すトレイ16には、前後方向に9列、左右方向に6行の計54個の農産物15・15・・・を載置可能としている。このようなトレイ16に載置される農産物15・15・・・に対して、図3の1点鎖線で示すような順序で測定を行う。図3では、トレイ16に載置される農産物15・15・・・に対して、最前列の最も左側に配置される農産物15Aから測定を開始し、最後列の最も右側に配置される農産物15Bで測定を終了するようにしている。
【0030】
まず、最初に測定の対象となる農産物15Aが載せられている窪み16aに形成される開口部16bが、光軸上に位置するように、測定部コンベア11Bを駆動してトレイ16を移動させて位置合わせをする。そして、この位置で測定部コンベア11Bを停止させる。なお、測定部13に供給部31からトレイ16が搬送されてくるときに、農産物15Aが載置される窪み16aの開口部16bと、光軸との左右位置を一致させておくことにより、測定部コンベア11Bのみを駆動することにより、最初の位置合わせを行うことができる。ただし、前記左右位置が一致していない場合には、測定部コンベア11Bおよびコンベア11Dを駆動して、最初の位置合わせを行う。
そして、最後の測定の対象となる農産物15Bの測定が終了した場合には、測定部13から選別部32にトレイ16を搬送できるように、コンベア11Dを駆動して、測定部コンベア11Bを構成する2本のガイドレール21・21の左右位置を、測定前(農産物15Aについての測定前)の位置に戻しておく。
【0031】
図3に示すように、初めにトレイ16の最前列に載置される6個の農産物15・15・・・が測定の対象となり、次に、トレイ16の前から2列目に載置される6個の農産物15・15・・・が測定の対象となる。こうして、最前列→2列目→・・・→8列目→最後列、というように、トレイ16の前方の列に載置される農産物15・15・・・ほど、先に測定が行われる。測定の対象となる列を変更するには、トレイ16を前方にXだけ移動させる必要がある。このため、測定の対象となる列が変わるたびに、測定部コンベア11Bを駆動して、トレイ16を前方にXだけ移動させる。
【0032】
そして、トレイ16の前から奇数列目の6個の農産物15・15・・・については、最も左側の農産物15から測定が行われる。測定の対象となる農産物15を右隣に変更するには、トレイ16を左方にYだけ移動させる必要がある。このため、測定の対象となる農産物15が右隣に移るたびに、コンベア11Dを駆動して、トレイ16を左方にYだけ移動させる。
なお、トレイ16が左方にYだけ移動するたびにコンベア11Dを停止して、トレイ16を停止させた状態で、測定を行ってもよいし、コンベア11Dを駆動し続けて、トレイ16を左方に所定の速度で移動させながら、測定を行ってもよい。
【0033】
また、トレイ16の前から偶数列目の6個の農産物15・15・・・については、最も右側の農産物15から測定が行われる。測定の対象となる農産物15を左隣に変更するには、トレイ16を右方にYだけ移動させる必要がある。このため、測定の対象となる農産物15が左隣に移るたびに、コンベア11Dを駆動して、トレイ16を右方にYだけ移動させる。
なお、トレイ16が右方にYだけ移動するたびにコンベア11Dを停止して、トレイ16を停止させた状態で、測定を行ってもよいし、コンベア11Dを駆動し続けて、トレイ16を右方に所定の速度で移動させながら、測定を行ってもよい。
【0034】
トレイ16に、農産物15が載置されていない窪み16aがある場合には、該窪み16aの開口部16bを、投光手段17からの光が通過して、そのまま受光手段18に入射する。このため、農産物15が載置されていないことを容易に判別することができる。なお、測定部13における農産物15・15・・・の測定順序は、図3に示すものに限定されず、トレイ16に形成される開口部16b・16b・・・やトレイ16に載置される農産物15・15・・・に対応させて、適宜変更すればよい。
【0035】
以上のように、測定部13においてトレイ16を移動する際に、前後方向への移動と、左右方向への移動とを組み合わせて順序よく行うことにより、測定部13に一対の投光手段17および受光手段18が固定されて対向配置されている場合にも、トレイ16上の複数の農産物15・15・・・に対する品質判定を行うことができる。この場合、投光手段17および受光手段18の位置を固定したままで、測定を行っているので、トレイ16上の農産物15・15・・・に対する品質判定を、高精度かつ高速で行うことができる。
そして、光軸を上下方向として、トレイ16の窪み16aの底部に開口部16bを形成することにより、トレイ16に載置される農産物15・15・・・が、横方向に複数個の並んでいる場合であっても、品質判定を行うことが可能となる。
なお、以上では、測定部13において、投光手段17および受光手段18を一対のみ対向配置することとしているが、複数対の投光手段17および受光手段18を対向配置することとしてもよい。この場合には、複数本の経路の光でもって、農産物15・15・・・に対する測定を行うこととなり、さらに高速の品質判定が可能となる。また、この場合には、対向配置させる方向は、前後方向または左右方向のいずれでもよい。ただし、対向配置させる間隔を、トレイ16の開口部16bの間隔に一致させるようにする。
【0036】
次に、選別部32について、図1、図4より説明する。
測定部13において、トレイ16上の全ての農産物15・15・・・についての測定が終了すると、測定部コンベア11Bおよび選別部コンベア11Cが駆動して、トレイ16が測定部13から選別部32に搬送される。そして、選別部コンベア11Cの駆動により、トレイ16が農産物15の選別作業を行う位置まで搬送される。
選別部32には、農産物15をトレイ16の窪み16aから排出するため排出手段である複数の排出用プランジャ33・33・・・が選別部コンベア11Cの下方に配設されている。排出用プランジャ33・33・・・は、トレイ16の開口部16b・16b・・・と同じ数だけ設けられており、選別部32でのトレイ16の停止位置において、トレイ16のそれぞれの開口部16b・16b・・・の下方に排出用プランジャ33・33・・・が位置するように、配置されている。そして、排出用プランジャ33を作動させて、該排出用プランジャ33のロッド33aが上方に伸びた場合に、該ロッド33aがトレイ16の開口部16bを通過するように、排出用プランジャ33を配置している。このように、選別部32の排出用プランジャ33と、トレイ16の開口部16bとが対応しており、したがって、該排出用プランジャ33と、該開口部16bの上に載置される農産物15とが対応している。
【0037】
排出用プランジャ33・33・・・は、制御装置14での農産物15・15・・・の品質判定の結果に基づいて(制御装置14からの指示信号に基づいて)、作動する。つまり、各排出用プランジャ33は、該排出用プランジャ33と対応する農産物15の品質判定の結果に基づいて、それぞれ作動する。排出用プランジャ33が作動すると、ロッド33aが上方に伸びることにより、該ロッド33aがトレイ16の開口部16bを通過して、該開口部16bの上に載置されている農産物15を上方に突き上げる。これにより、トレイ16の窪み16aに載置されている農産物15が上方に持ち上げられ、該窪み16aから排出される。そして、上方に持ち上げられた農産物15が選別の対象となり、該農産物15を、手作業でトレイ16から取り出して、箱詰め等の作業を行うこととしている。
【0038】
このように、選別部32では、選別の対象となる農産物15に対応する排出用プランジャ33を作動させて、トレイ16の窪み16aから排出することにより、農産物15の選別作業を行うこととしている。この場合、排出用プランジャ33を作動するタイミング、すなわち、選別の対象となる農産物15を上方に持ち上げるタイミングを異ならせることにより、農産物15の選別が可能となる。このため、あるタイミングでは、略同じ判定結果であった農産物15・15・・・をまとめて選別の対象とし、また、別のタイミングでは、略同じ判定結果であった農産物15・15・・・をまとめて選別の対象としている。
【0039】
このように、選別部32において、農産物15の品質判定結果に基づいて選別の対象となる農産物15に対応する排出用プランジャ33を作動させて、農産物15をトレイ16の窪み16aから排出することにより、上方に持ち上げられている農産物15を取り出すという簡単な作業により、容易に農産物15の選別を行うことができる。
この場合、農産物15は窪み16aから排出されて、上方に持ち上げられた状態となっているため、トレイ16の窪み16aに載置されている状態と比べて、農産物15を容易に取り出すことができ、また、このとき、農産物15を強く掴んで取り出す必要がないので、農産物15を傷つけることなく、選別作業を行うことができる。
なお、トレイ16から農産物15を取り出すときに、吸引手段を用いて、選別の対象となる農産物15を吸着して取り出すこととしてもよい。こうすることにより、選別部32において、作業者が農産物15を直接、触れることがなくなるため、農産物15が傷つく可能性を更に低くできる。
【0040】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、請求項1に示す如く、農産物を載置するための載せ台と、該載せ台を搬送するための搬送手段と、該載せ台を用いて農産物の供給を行う供給部と、投光手段および受光手段が対向して配置される測定部と、品質判定の結果に基づき農産物の選別を行う選別部とを備え、搬送手段により供給部から測定部に載せ台を搬送して、農産物の品質判定を行う農産物非破壊品質判定装置において、前記載せ台を、複数の農産物を載置可能に構成したので、複数の農産物をまとめて搬送し、品質判定を行うことが可能となる。これにより、農産物を一個一個、トレイ等に載置して、搬送していた従来の場合と比べて、作業効率を大幅に改善することができる。特に、例えば、イチゴ、ミニトマト、サクランボ、きんかん、すだちのような小さな農産物の品質判定を行う場合には、作業効率の一層の向上を図ることができる。
【0041】
請求項2に示す如く、前記載せ台に複数の窪みを形成し、該窪みに農産物を載置するので、載せ台に載置される農産物の安定性が向上する。前記載せ台を、収穫した農産物を収納するために兼用することができ、供給部での農産物を載せ台に載せる作業が省略でき、作業効率の向上を図ることができる。そして、例えば、イチゴのような傷つき易い農産物の品質判定を行う場合に、手で農産物を掴んで行う作業を省略することにより、農産物を傷つけることのないような作業の実現を可能な限り図るようにしている。
【0042】
請求項3に示す如く、前記載せ台に形成されたそれぞれの窪みの底部に、開口部を形成するとともに、前記測定部の投光手段および受光手段を上下に対向して配置し、農産物に対して上方向または下方向から光を照射するので、載せ台に載置される農産物が、横方向に複数個の並んでいる場合であっても、品質判定を行うことができる。
【0043】
請求項4に示す如く、前記選別部に、前記載せ台に形成された窪みから農産物を排出するための複数の排出手段を設け、複数の排出手段を、前記載せ台に形成された複数の開口部と対応させて配置したので、排出手段を作動させて、載せ台の窪みから農産物を排出して、農産物が上方に持ち上げられた状態となっているため、載せ台の窪みに載置されている状態と比べて、農産物を容易に取り出すことができ、これにより、選別作業が容易になる。また、この場合、農産物を強く掴んで取り出す必要がないので、農産物を傷つけることなく、選別作業を行うことができる。
【0044】
請求項5に示す如く、前記搬送手段を、供給部の部分と測定部の部分と選別部の部分とに分割して構成し、該測定部の部分を、第2の搬送手段により、農産物の搬送方向に対して垂直な方向に水平移動可能としたので、測定部において載せ台を移動する場合に、前後方向への移動と、左右方向への移動とを組み合わせて順序よく行うことにより、測定部に一対の投光手段および受光手段が固定されて対向配置されている場合にも、載せ台に載置される複数の農産物に対する品質判定を行うことができる。また、この場合、投光手段および受光手段の位置を固定したままで、測定を行うので、載せ台に載置される複数の農産物に対する品質判定を、高精度かつ高速で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の農産物非破壊品質判定装置の構成を示す斜視図。
【図2】農産物を載置するためのトレイを示す斜視図。
【図3】同じく平面図。
【図4】供給部、測定部、選別部におけるトレイおよびトレイに載置される農産物を示す図。
【符号の説明】
1 農産物非破壊品質判定装置
11 搬送装置
13 測定部
14 制御装置
15 農産物
16 トレイ
17 投光手段
18 受光手段
31 供給部
32 選別部
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の農産物を載置可能な載せ台を用いて農産物を搬送して、農産物中に含まれる糖度や酸度等の内部品質を非破壊で判定する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、農産物の糖度や酸度等の内部品質を、農産物を破壊することなく判定する非破壊品質判定装置として、上流側の供給部にて供給された農産物を、搬送手段により下流側の測定部へ搬送し、赤外光やレーザー光等の光を農産物へ照射して、農産物を透過した光を分析することによって、糖度や酸度等の内部品質を判定するように構成したものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような農産物非破壊品質判定装置においては、例えば、光を農産物に照射するための投光部材を、農産物を搬送するコンベア等の搬送手段の一側方に配置するとともに、農産物を透過した光を受光するための受光部材を該搬送手段の他側方に配置していた。
そして、投光部材から光等を農産物に横方向から照射し、その透過光を受光部材にて検出して、吸光度を測定・分析することにより、農産物の糖・酸度等の内部成分を、農産物を破壊することなく迅速に推定していた。ここで、吸光度とは、対象となる物体に光を入射し、透過させたときのその物体による光吸収の度合いを表す値であり、その入射光と透過光の各強度を計測することにより算出される。
【0003】
また、農産物の搬送手段によって搬送する場合には、農産物を載せるためのトレイやパン等の載せ台を用いていた。つまり、品質判定の対象となる農産物を、トレイやパン等の上に載せ、該トレイ等を搬送手段にセットして、農産物の搬送を行っていた。この場合、1つのトレイ等には、1個の農産物だけを載置するようにしていた。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−228087号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の品質判定装置では、前述のように、1つのトレイ等には1個の農産物だけを載置して、搬送を行っていたため、例えば、イチゴ、ミニトマト、サクランボのような小さな農産物の品質判定を行う場合には、作業効率が悪くなるという不具合があった。
この不具合を解消するには、複数個の小さな農産物を載置可能なトレイを用いることが考えられる。ところが、従来の品質判定装置は、農産物に対して横方向から光を照射する構成となっていたため、横方向に複数個の農産物が並置された場合には、個々の農産物に対しては品質判定を行うことができないという不具合があった。つまり、従来の品質判定装置では、トレイを、横方向に複数個の農産物を載せることができる構成にはできなかった。
また、例えば、イチゴのような傷つき易い農産物の品質判定を行う場合には、その扱いには慎重を期する必要があり、手作業により供給部で農産物を供給したり、選別部で農産物を選別したりするときに、強く掴むと農産物を傷つけてしまうという虞があった。
そこで、本発明では、複数の農産物を載置可能なトレイを用いることにより、作業効率の向上を図るとともに、可能な限り農産物を傷つけることのないような作業の実現を図ることを課題とする。加えて、農産物に対して上下方向から光を照射することにより、横方向に並ぶ複数個の農産物に対する品質判定を可能とすることを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
すなわち、請求項1においては、農産物を載置するための載せ台と、該載せ台を搬送するための搬送手段と、該載せ台を用いて農産物の供給を行う供給部と、投光手段および受光手段が対向して配置される測定部と、品質判定の結果に基づき農産物の選別を行う選別部とを備え、搬送手段により供給部から測定部に載せ台を搬送して、農産物の品質判定を行う農産物非破壊品質判定装置において、前記載せ台を、複数の農産物を載置可能に構成したものである。
【0007】
請求項2においては、前記載せ台に複数の窪みを形成し、該窪みに農産物を載置するものである。
【0008】
請求項3においては、前記載せ台に形成されたそれぞれの窪みの底部に、開口部を形成するとともに、前記測定部の投光手段および受光手段を上下に対向して配置し、農産物に対して上方向または下方向から光を照射するものである。
【0009】
請求項4においては、前記選別部に、前記載せ台に形成された窪みから農産物を排出するための複数の排出手段を設け、複数の排出手段を、前記載せ台に形成された複数の開口部と対応させて配置したものである。
【0010】
請求項5においては、前記搬送手段を、供給部の部分と測定部の部分と選別部の部分とに分割して構成し、該測定部の部分を、第2の搬送手段により、農産物の搬送方向に対して垂直な方向に水平移動可能としたものである。
【0011】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を添付の図面を用いて説明する。
図1は本発明の農産物非破壊品質判定装置の構成を示す斜視図、図2は農産物を載置するためのトレイを示す斜視図、図3は同じく平面図、図4は供給部、測定部、選別部におけるトレイおよびトレイに載置される農産物を示す図である。
【0012】
まず、農産物非破壊品質判定装置(以下、「品質判定装置」という。)1の構成について、図1を用いて説明する。
品質判定装置1は、搬送装置11、制御装置14、供給部31、測定部13、選別部32等からなる。品質判定の対象となる農産物15(例えば、イチゴ、ミニトマト、サクランボ)はトレイ16上に載置され、供給部31において、該トレイ16は搬送装置11にセット(載置)される。そして、トレイ16に載置された農産物15は、搬送装置11によって搬送経路を上流側(供給部31側)から下流側(選別部32側)へ向かって搬送される。搬送経路の途中には測定部13が配置され、該測定部13にて農産物15の透過光が検出される。検出された透過光のデータは制御装置14に送られて、該制御装置14にて農産物15の吸光度が算出され、糖度や酸度等の内部品質が判定される。
なお、本実施例では、近赤外分光法を用いて農産物の糖度や酸度等の内部品質を判定する場合について説明しているが、他の判定法を適用してもよい。「近赤外分光法」とは、農産物等の対象物に近赤外光(以下、単に「光」ともいう。)を照射し、透過光や反射光を測定することにより、農産物の糖度や酸度等の内部成分を判定する方法である。また、以下では、便宜上、農産物15の搬送方向を前後方向(下流側が前方)とし、水平面内で搬送方向と直交する方向を左右(横)方向とし、前方に向かって左右を決定している。
【0013】
以下において、品質判定装置1の各部の構成等について説明する。
まず、搬送手段である搬送装置11について、図1を用いて説明する。農産物15が載置されたトレイ16は、搬送装置11の2本のガイドレール21・21に沿って上流側の供給部31から、測定部13を経て、下流側の選別部32に搬送される。
図1に示すように、2本のガイドレール21・21は、トレイ16の左右方向の幅より若干長い間隔をあけて水平に左右並設されている。それぞれのガイドレール21の上面には、複数のガイドローラ22・22・・・がその軸心を上下方向に向けて回転自在に軸支されている。また、2本のガイドレール21・21の側面のうち、互いに対向する面には、それぞれ、複数の駆動軸23・23・・・が突設されている。そして、各駆動軸23を介して、駆動ローラ24がガイドレール21に回転可能に軸支されている。
【0014】
ガイドレール21は、角パイプ状または断面視コ字状に形成されており、その内部に後述する各スプロケットやチェーン等を収納できるようにしている。ガイドレール21の両端側には、駆動スプロケットおよび従動スプロケットが配設され、該駆動スプロケットと従動スプロケットとの間、つまり、ガイドレール21の中空部分の中間部には、所定の間隔で複数の伝達スプロケットが配設されている。この伝達スプロケットは、ガイドレール21の中空部分への駆動軸23・23・・・の突出部分に嵌挿されている。また、駆動スプロケットと従動スプロケットとの間には、チェーンが巻回されている。
前記各スプロケットは同径に形成され、チェーンを巻回した状態で、ガイドレール21の中空部分に収納されている。このため、外部からは見えないようになっている。電動モータ等の駆動手段を駆動すると、その駆動力が伝動機構を介して前記駆動スプロケットに伝達され、さらに、チェーンを介して複数の伝達スプロケットに伝達される。そして、伝達スプロケットに伝達された駆動力が駆動軸23を介して駆動ローラ24に伝えられ、これにより駆動ローラ24が回転駆動する。
なお、ガイドレール21の中空部分に収納される前記各スプロケットおよびチェーンに替えて、駆動プーリ、従動プーリ、伝達プーリおよびベルトを利用することにより、駆動ローラ24を駆動するようにしてもよい。
【0015】
前述したように、トレイ16の左右方向の幅は、2本のガイドレール21・21の間隔よりも若干短く形成されている。このため、トレイ16を、ガイドレール21・21の側方に突出している駆動ローラ24・24・・・に載せるようにして、搬送装置11にセットする。このとき、トレイ16の下面と駆動ローラ24・24・・・とが当接するため、駆動ローラ24・24・・・を回転駆動させることにより、トレイ16が搬送される。また、トレイ16の左側面および右側面は搬送時にガイドローラ22・22・・・と当接するため、該ガイドローラ22・22・・・により、トレイ16が案内される。
【0016】
さらに、搬送装置11は、供給部31の供給部コンベア11Aと、測定部13および該測定部13の前後の測定部コンベア11Bと、選別部32の選別部コンベア11Cとの各部分に、分割して構成されている。そして、ガイドレール21・21は、供給部31の部分と測定部13の部分と選別部32の部分とに分割されている。また、測定部13には、前記各コンベア11A・11B・11Cとは別に、トレイ16を左右方向へ水平移動させるためのコンベア11Dが設けられている。
このコンベア11Dは、前述した各コンベア11A・11B・11Cとは違って、トレイ16を左右方向、つまり、ガイドレール21と直交する方向に水平移動させる。このとき、トレイ16とともに、測定部コンベア11Bも、左右方向に水平移動する。つまり、コンベア11Dを駆動すると、トレイ16とともに、測定部コンベア11Bを構成する2本のガイドレール21・21も所定の間隔を維持しながら左右方向に移動する。この場合、測定部コンベア11Bを構成する2本のガイドレール21・21が所定の間隔を維持するように、該ガイドレール21・21を、連結部材で連結しておいてもよい。
コンベア11Dの2本のガイドレール25・25は、支持部材35・35により支持され、前記測定部コンベア11Bの2本のガイドレール21・21と直交する方向に、水平に配置されている。そして、ガイドレール25・25は、測定部コンベア11Bのガイドレール21・21の下方に、前後方向に所定の間隔をあけて並設されている。
コンベア11Dは、ラックとしてのガイドレール25と、ピニオンとからなっており、電動モータ等の駆動手段からの駆動力が伝動機構を介してピニオンに伝達されることにより、駆動される。そして、この場合、ガイドレール25に対して、ピニオンが測定部コンベア11Bのガイドレール21・21とともに移動するようにしている。これにより、測定部13において、トレイ16がガイドレール25・25に沿って水平移動する。
なお、コンベア11A・11B・11Cと略同様の構成として、スプロケットとチェーンを利用して、コンベア11Dを駆動するようにしてもよい。また、シリンダ等のアクチュエータによって、駆動するようにしてもよい。
このように、搬送装置11を分割して構成することにより、搬送装置11の各コンベア11A・11B・11C・11Dを独立して駆動させたり、停止させたりすることができる。
【0017】
次に、農産物15を載置するための載せ台であるトレイ16について、図2、図3を用いて説明する。
トレイ16は、略直方体の形状で、弾力性のある樹脂等により形成されている。また、トレイ16は、その上面が下面より若干広く形成されており、正面断面視では、上底が下底より若干長い台形状に形成されている。このため、供給部31における農産物15の供給の際に、トレイ16を搬送装置11に上方からセットしやすくなっている。
トレイ16上面には、複数個の窪み16a・16a・・・が形成されており、1つのトレイ16で複数の農産物15・15・・・をまとめて搬送できるようにしている。図3に示すトレイ16には、前後方向に9列、左右方向に6行の計54個の窪み16a・16a・・・が整列されて配置されている。窪み16aは、品質判定の対象となる農産物15の種類に合わせた形状となっており、この窪み16a・16a・・・に農産物15・15・・・を入れて載せる。また、窪み16aは、農産物15を載せる向きに合わせた形状となっている。この窪み16aにより、トレイ16に載置される農産物15の安定性が向上する。なお、窪み16aの大きさは、同一種類の農産物15について、大きめのサイズのものが載置できる大きさであればよい。
図2、図3では、トレイ16に農産物15としてのイチゴを載置した状態を示しており、イチゴを横向きに安定してトレイ16に載置できるように、窪み16aを平面視で略扇型の形状としている。そして、イチゴは、その横半分が窪み16aに沈み込むようにして載せられている。なお、窪み16aの形状は、農産物15を載せ易く、安定して搬送できる形状であれば、特に限定されないが、形状をある程度規定しておくことで、変形した農産物は窪み16aに挿入できないので、規格外の農産物はトレイ16から除外し、規格に合った、つまり、略統一された形状の農産物を簡単に選別して、トレイ16に載置して糖度等を判定することができる。また、トレイ16への農産物15を載せる向きについても、品質判定を行うために効率のよい部位に光を照射できる向きであれば、特に限定されない。
【0018】
1つのトレイ16には、農産物15を最大限、窪み16a・16a・・・の数と同じ数(図3では、54個)だけ載せることが可能である。ただし、トレイ16の全ての窪み16a・16a・・・に農産物15・15・・・が載せられていない場合であっても、測定部13において測定を行うことは可能である。
このように、トレイ16に複数の農産物15・15・・・を載置して、まとめて搬送し、品質判定を行うことが可能となる。これにより、農産物を一個一個、トレイ等の載せ台に載置して、搬送していた従来の場合と比べて、数十の農産物をまとめて搬送して品質判定を行えるので、作業効率を大幅に改善することができ、装置や農産物を待機させたり、判定後の箱詰め等に占める面積も小さくすることができる。特に、例えば、イチゴ、ミニトマト、サクランボ、きんかん、すだち等のような小さな農産物の品質判定を行う場合には、作業効率の一層の向上を図ることができる。
【0019】
また、トレイ16のそれぞれの窪み16aの底部には、平面視で円形または多角形の開口部16bが形成されている。そして、前後に隣り合う2つの窪み16a・16aの開口部16b・16bの距離がX、また、左右に隣り合う2つの窪み16a・16aの開口部16b・16bの距離がYとなっている。
このように、トレイ16に開口部16b・16b・・・を形成することにより、農産物15の予冷効果を得ることができる。そして、後述するように、この開口部16bを、投光手段17からの光が通過することにより、測定部13において農産物15に対して光を照射できる。また、開口部16bを、排出用プランジャ33のロッド33aが通過することにより(図4)、選別部32においてロッド33aで農産物15を持ち上げて除去したり、選別作業したりすることを容易に行うことができる。
【0020】
制御装置14は、通信用光ファイバや電線等の通信ケーブル19を介して測定部13の投光手段17および受光手段18と接続されており(図1)、該受光手段18により検出された光に基づいて農産物15の吸光度を算出し、糖度や酸度等の内部品質の判定を行う。また、制御装置14は、通信ケーブルを介して選別部32と接続されており、農産物15の内部品質の判定結果に基づいて、選別部32に農産物15を選別するための信号を送る。また、制御装置14は、通信ケーブルを介して搬送装置11の各コンベア11A・11B・11C・11Dと接続されている。制御装置14は、各コンベア11A・11B・11C・11Dに対して、各コンベア11A・11B・11C・11Dを駆動させたり、停止させたりするための信号を送る。
【0021】
次に、供給部31について、図1、図4を用いて説明する。
前述したように、供給部31では、搬送装置11は供給部コンベア11Aとして構成されている。供給部31における農産物15の供給は、供給部コンベア11Aにトレイ16をセットすることにより行われる。供給部コンベア11Aにトレイ16をセットすると、供給部コンベア11Aの駆動ローラ24・24・・・とトレイ16の下面とが当接し、また、供給部コンベア11Aのガイドローラ22・22・・・とトレイ16の左側面および右側面とが当接する。トレイ16をセットし、供給部コンベア11Aの駆動ローラ24・24・・・が駆動されると、左右のガイドローラ22・22・・・に案内されて、ガイドレール21・21に沿って、トレイ16が搬送される。
【0022】
トレイ16の供給部コンベア11Aへのセットは、トレイ16に農産物15を載せた後に行う。つまり、供給部コンベア11Aには、農産物15が載置されたトレイ16がセットされる。この場合、トレイ16を、農産物15を収穫するとき、農産物15を収納するためのトレイとして利用することにより、供給部31において農産物15を供給する際に、改めて農産物15をトレイ16に載せる必要がなくなる。また、この場合、収穫した農産物15がトレイ16の窪み16aに比べて大きかったり、極端に小さかったりする場合には、大きさが不適格であるとして、トレイ16には載置しないようにすることで、品質判定の対象となる農産物15の大きさの極端なバラツキを防止できる。
このように、収穫した農産物15をトレイ16に収納して、該トレイ16をそのまま搬送装置11の供給部コンベア11Aにセットするようにしている。つまり、トレイ16を、品質判定装置1において農産物15を搬送するために用いるとともに、品質判定装置1への農産物15の供給の前に収穫した農産物15を収納するために用いている。これにより、供給部31での農産物15をトレイ16に載せる作業が省略でき、作業効率の向上を図ることができる。そして、例えば、イチゴのような傷つき易い農産物の品質判定を行う場合に、手で農産物15を掴んで行う作業を省略することにより、農産物15を傷つけることのないような作業の実現を可能な限り図るようにしている。
なお、収穫時に農産物15をトレイ16に載置していない場合には、供給部31において、農産物15の供給を行う前に、トレイ16に農産物15を載置すればよい。あるいは、供給部コンベア11Aにトレイ16をセットした状態で農産物15を載せるようにしてもよい。
【0023】
また、供給部31は、農産物15を載置したトレイ16を、測定部13の後方で待機させておく待機部としての役割も果たしている。つまり、搬送装置11の供給部コンベア11Aは、農産物15を載置した状態のトレイ16を、測定部13の後方で待機させておくためにも設けられている。
測定部13において、他のトレイ16に載せられている複数の農産物15・15・・・について、測定が行われている場合には、この供給部コンベア11Aを停止させて、トレイ16を待機させておく。そして、全ての農産物15に対する測定終了後に、供給部コンベア11Aを駆動させて、トレイ16を供給部31から測定部13に搬送するようにしている。
したがって、供給部コンベア11Aについては、その搬送方向の長さとして、供給部31に待機させておく必要のあるトレイ16を載置するための長さを確保しておけばよい。
【0024】
次に、測定部13について、図1、図4より説明する。複数の農産物15・15・・・を載置したトレイ16は、供給部コンベア11Aおよび測定部コンベア11Bが駆動することにより、供給部31から測定部13に搬送される。
測定部13には、下方に近赤外領域の波長の光を発するランプまたはLED等の投光手段17、上方に光を受光するためのフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光手段18がそれぞれ備えられている。投光手段17は、水平に配置される支持板27の左右一端側に取り付けられ、支持されている。また、受光手段18は、水平に配置される支持板28の左右一端側に取り付けられ、支持されている。そして、それぞれの支持板27・28の左右他端側は、上下に配置される支持板29に固定され、該支持板29は、測定部13の下方に配置される支持台30に固定されている。
このように、本実施例では、投光手段17と受光手段18とを、農産物15の搬送面を挟んで、上下に対向させて配置しており、農産物15に照射される光の経路を上下方向としている。以下では、投光手段17から受光手段18に向かう光の経路を「光軸」と呼ぶこととする。
なお、外部からの光の侵入を遮断するために、測定部13を暗室の中に入れた状態で、あるいは、測定部13をカバー等の遮光部材により覆った状態で、測定を行うことが望ましい。また、上方に投光手段17、下方に受光手段18を配置してもよい。
【0025】
電源20により電力が供給されて投光手段17から、トレイ16に載置された農産物15に対して、光が照射されると、所定波長の光が農産物15に含まれる内部成分により吸収され、それ以外の光は農産物15を透過する。農産物15を透過した光は、受光手段18により検出される。測定部13において、このような測定を行って、その測定結果、つまり、受光手段18により検出された光が、通信ケーブル19を介して制御装置14に出力される。そして、制御装置14で農産物15の吸光度を算出することにより、農産物15の糖度や酸度等の内部品質を判定することとしている。なお、測定部13における「測定」とは、測定部13において、投光手段17により農産物15に光を照射し、受光手段18により農産物15を透過した光を検出することを意味するものとする。
【0026】
本実施例では、トレイ16に形成される開口部16bを利用して、測定を行うこととしている。
前述したように、測定部13では、光軸を上下方向として、農産物15に光を照射するようにしている。この場合、投光手段17と受光手段18との間、つまり光軸上に、農産物15以外のものがあれば、測定の障害となる。このため、トレイ16が測定の障害とならないように、トレイ16に開口部16bを形成している。これにより、トレイ16上に載置される農産物15に対しては、該農産物15が載置されている窪み16aに形成される開口部16bが光軸上に位置する場合に、投光手段17から発せられた光が開口部16bを通過し、農産物15に照射されて、受光手段18による検出の対象となる。つまり、トレイ16上に載置されている農産物15であっても、農産物15のうち開口部16b上に位置する部分については、測定部13における測定の対象となり得る。
【0027】
そこで、本実施例では、測定部13において、トレイ16を前後方向および左右方向に移動して、光軸上にトレイ16の開口部16bを位置させることにより、開口部16bの上方に載置されている農産物15に光を照射して、品質判定を行うこととしている。そして、この場合、トレイ16に載置される複数の農産物15・15・・・について、連続的に測定を行うことを可能としている。
トレイ16においては、前後に隣り合う2つの開口部16b・16bの距離はXであり、また、左右に隣り合う2つの開口部16b・16bの距離はYである(図3)。
【0028】
したがって、前後に並ぶ農産物15・15に対して、続けて測定を行う場合には、トレイ16を前後方向にXだけ移動させればよい。トレイ16の前後方向への移動は、測定部コンベア11Bによって行う。この場合、トレイ16を前方にXだけ移動させると、後隣の農産物15が載置されている窪み16aに形成されている開口部16bが光軸上に位置することとなり、後隣の農産物15が測定の対象となる。逆に、後方にXだけ移動させると、前隣の農産物15が載置されている窪み16aに形成されている開口部16bが光軸上に位置することとなり、前隣の農産物15が測定の対象となる。
これに対して、左右に並ぶ農産物15・15に対して、続けて測定を行う場合には、トレイ16を左右方向にYだけ移動させればよい。トレイ16の左右方向の移動は、コンベア11Dによって行う。この場合、トレイ16を左方にYだけ移動させると、右隣の農産物15が載置されている窪み16aに形成されている開口部16bが光軸上に位置することとなり、右隣の農産物15が測定の対象となる。逆に、右方にYだけ移動させると、左隣の農産物15が載置されている窪み16aに形成されている開口部16bが光軸上に位置することとなり、左隣の農産物15が測定の対象となる。
【0029】
1つのトレイ16上に載置される複数の農産物15・15・・・に対する測定は、例えば、図3に示すように行っている。
前述したように、図3に示すトレイ16には、前後方向に9列、左右方向に6行の計54個の農産物15・15・・・を載置可能としている。このようなトレイ16に載置される農産物15・15・・・に対して、図3の1点鎖線で示すような順序で測定を行う。図3では、トレイ16に載置される農産物15・15・・・に対して、最前列の最も左側に配置される農産物15Aから測定を開始し、最後列の最も右側に配置される農産物15Bで測定を終了するようにしている。
【0030】
まず、最初に測定の対象となる農産物15Aが載せられている窪み16aに形成される開口部16bが、光軸上に位置するように、測定部コンベア11Bを駆動してトレイ16を移動させて位置合わせをする。そして、この位置で測定部コンベア11Bを停止させる。なお、測定部13に供給部31からトレイ16が搬送されてくるときに、農産物15Aが載置される窪み16aの開口部16bと、光軸との左右位置を一致させておくことにより、測定部コンベア11Bのみを駆動することにより、最初の位置合わせを行うことができる。ただし、前記左右位置が一致していない場合には、測定部コンベア11Bおよびコンベア11Dを駆動して、最初の位置合わせを行う。
そして、最後の測定の対象となる農産物15Bの測定が終了した場合には、測定部13から選別部32にトレイ16を搬送できるように、コンベア11Dを駆動して、測定部コンベア11Bを構成する2本のガイドレール21・21の左右位置を、測定前(農産物15Aについての測定前)の位置に戻しておく。
【0031】
図3に示すように、初めにトレイ16の最前列に載置される6個の農産物15・15・・・が測定の対象となり、次に、トレイ16の前から2列目に載置される6個の農産物15・15・・・が測定の対象となる。こうして、最前列→2列目→・・・→8列目→最後列、というように、トレイ16の前方の列に載置される農産物15・15・・・ほど、先に測定が行われる。測定の対象となる列を変更するには、トレイ16を前方にXだけ移動させる必要がある。このため、測定の対象となる列が変わるたびに、測定部コンベア11Bを駆動して、トレイ16を前方にXだけ移動させる。
【0032】
そして、トレイ16の前から奇数列目の6個の農産物15・15・・・については、最も左側の農産物15から測定が行われる。測定の対象となる農産物15を右隣に変更するには、トレイ16を左方にYだけ移動させる必要がある。このため、測定の対象となる農産物15が右隣に移るたびに、コンベア11Dを駆動して、トレイ16を左方にYだけ移動させる。
なお、トレイ16が左方にYだけ移動するたびにコンベア11Dを停止して、トレイ16を停止させた状態で、測定を行ってもよいし、コンベア11Dを駆動し続けて、トレイ16を左方に所定の速度で移動させながら、測定を行ってもよい。
【0033】
また、トレイ16の前から偶数列目の6個の農産物15・15・・・については、最も右側の農産物15から測定が行われる。測定の対象となる農産物15を左隣に変更するには、トレイ16を右方にYだけ移動させる必要がある。このため、測定の対象となる農産物15が左隣に移るたびに、コンベア11Dを駆動して、トレイ16を右方にYだけ移動させる。
なお、トレイ16が右方にYだけ移動するたびにコンベア11Dを停止して、トレイ16を停止させた状態で、測定を行ってもよいし、コンベア11Dを駆動し続けて、トレイ16を右方に所定の速度で移動させながら、測定を行ってもよい。
【0034】
トレイ16に、農産物15が載置されていない窪み16aがある場合には、該窪み16aの開口部16bを、投光手段17からの光が通過して、そのまま受光手段18に入射する。このため、農産物15が載置されていないことを容易に判別することができる。なお、測定部13における農産物15・15・・・の測定順序は、図3に示すものに限定されず、トレイ16に形成される開口部16b・16b・・・やトレイ16に載置される農産物15・15・・・に対応させて、適宜変更すればよい。
【0035】
以上のように、測定部13においてトレイ16を移動する際に、前後方向への移動と、左右方向への移動とを組み合わせて順序よく行うことにより、測定部13に一対の投光手段17および受光手段18が固定されて対向配置されている場合にも、トレイ16上の複数の農産物15・15・・・に対する品質判定を行うことができる。この場合、投光手段17および受光手段18の位置を固定したままで、測定を行っているので、トレイ16上の農産物15・15・・・に対する品質判定を、高精度かつ高速で行うことができる。
そして、光軸を上下方向として、トレイ16の窪み16aの底部に開口部16bを形成することにより、トレイ16に載置される農産物15・15・・・が、横方向に複数個の並んでいる場合であっても、品質判定を行うことが可能となる。
なお、以上では、測定部13において、投光手段17および受光手段18を一対のみ対向配置することとしているが、複数対の投光手段17および受光手段18を対向配置することとしてもよい。この場合には、複数本の経路の光でもって、農産物15・15・・・に対する測定を行うこととなり、さらに高速の品質判定が可能となる。また、この場合には、対向配置させる方向は、前後方向または左右方向のいずれでもよい。ただし、対向配置させる間隔を、トレイ16の開口部16bの間隔に一致させるようにする。
【0036】
次に、選別部32について、図1、図4より説明する。
測定部13において、トレイ16上の全ての農産物15・15・・・についての測定が終了すると、測定部コンベア11Bおよび選別部コンベア11Cが駆動して、トレイ16が測定部13から選別部32に搬送される。そして、選別部コンベア11Cの駆動により、トレイ16が農産物15の選別作業を行う位置まで搬送される。
選別部32には、農産物15をトレイ16の窪み16aから排出するため排出手段である複数の排出用プランジャ33・33・・・が選別部コンベア11Cの下方に配設されている。排出用プランジャ33・33・・・は、トレイ16の開口部16b・16b・・・と同じ数だけ設けられており、選別部32でのトレイ16の停止位置において、トレイ16のそれぞれの開口部16b・16b・・・の下方に排出用プランジャ33・33・・・が位置するように、配置されている。そして、排出用プランジャ33を作動させて、該排出用プランジャ33のロッド33aが上方に伸びた場合に、該ロッド33aがトレイ16の開口部16bを通過するように、排出用プランジャ33を配置している。このように、選別部32の排出用プランジャ33と、トレイ16の開口部16bとが対応しており、したがって、該排出用プランジャ33と、該開口部16bの上に載置される農産物15とが対応している。
【0037】
排出用プランジャ33・33・・・は、制御装置14での農産物15・15・・・の品質判定の結果に基づいて(制御装置14からの指示信号に基づいて)、作動する。つまり、各排出用プランジャ33は、該排出用プランジャ33と対応する農産物15の品質判定の結果に基づいて、それぞれ作動する。排出用プランジャ33が作動すると、ロッド33aが上方に伸びることにより、該ロッド33aがトレイ16の開口部16bを通過して、該開口部16bの上に載置されている農産物15を上方に突き上げる。これにより、トレイ16の窪み16aに載置されている農産物15が上方に持ち上げられ、該窪み16aから排出される。そして、上方に持ち上げられた農産物15が選別の対象となり、該農産物15を、手作業でトレイ16から取り出して、箱詰め等の作業を行うこととしている。
【0038】
このように、選別部32では、選別の対象となる農産物15に対応する排出用プランジャ33を作動させて、トレイ16の窪み16aから排出することにより、農産物15の選別作業を行うこととしている。この場合、排出用プランジャ33を作動するタイミング、すなわち、選別の対象となる農産物15を上方に持ち上げるタイミングを異ならせることにより、農産物15の選別が可能となる。このため、あるタイミングでは、略同じ判定結果であった農産物15・15・・・をまとめて選別の対象とし、また、別のタイミングでは、略同じ判定結果であった農産物15・15・・・をまとめて選別の対象としている。
【0039】
このように、選別部32において、農産物15の品質判定結果に基づいて選別の対象となる農産物15に対応する排出用プランジャ33を作動させて、農産物15をトレイ16の窪み16aから排出することにより、上方に持ち上げられている農産物15を取り出すという簡単な作業により、容易に農産物15の選別を行うことができる。
この場合、農産物15は窪み16aから排出されて、上方に持ち上げられた状態となっているため、トレイ16の窪み16aに載置されている状態と比べて、農産物15を容易に取り出すことができ、また、このとき、農産物15を強く掴んで取り出す必要がないので、農産物15を傷つけることなく、選別作業を行うことができる。
なお、トレイ16から農産物15を取り出すときに、吸引手段を用いて、選別の対象となる農産物15を吸着して取り出すこととしてもよい。こうすることにより、選別部32において、作業者が農産物15を直接、触れることがなくなるため、農産物15が傷つく可能性を更に低くできる。
【0040】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
すなわち、請求項1に示す如く、農産物を載置するための載せ台と、該載せ台を搬送するための搬送手段と、該載せ台を用いて農産物の供給を行う供給部と、投光手段および受光手段が対向して配置される測定部と、品質判定の結果に基づき農産物の選別を行う選別部とを備え、搬送手段により供給部から測定部に載せ台を搬送して、農産物の品質判定を行う農産物非破壊品質判定装置において、前記載せ台を、複数の農産物を載置可能に構成したので、複数の農産物をまとめて搬送し、品質判定を行うことが可能となる。これにより、農産物を一個一個、トレイ等に載置して、搬送していた従来の場合と比べて、作業効率を大幅に改善することができる。特に、例えば、イチゴ、ミニトマト、サクランボ、きんかん、すだちのような小さな農産物の品質判定を行う場合には、作業効率の一層の向上を図ることができる。
【0041】
請求項2に示す如く、前記載せ台に複数の窪みを形成し、該窪みに農産物を載置するので、載せ台に載置される農産物の安定性が向上する。前記載せ台を、収穫した農産物を収納するために兼用することができ、供給部での農産物を載せ台に載せる作業が省略でき、作業効率の向上を図ることができる。そして、例えば、イチゴのような傷つき易い農産物の品質判定を行う場合に、手で農産物を掴んで行う作業を省略することにより、農産物を傷つけることのないような作業の実現を可能な限り図るようにしている。
【0042】
請求項3に示す如く、前記載せ台に形成されたそれぞれの窪みの底部に、開口部を形成するとともに、前記測定部の投光手段および受光手段を上下に対向して配置し、農産物に対して上方向または下方向から光を照射するので、載せ台に載置される農産物が、横方向に複数個の並んでいる場合であっても、品質判定を行うことができる。
【0043】
請求項4に示す如く、前記選別部に、前記載せ台に形成された窪みから農産物を排出するための複数の排出手段を設け、複数の排出手段を、前記載せ台に形成された複数の開口部と対応させて配置したので、排出手段を作動させて、載せ台の窪みから農産物を排出して、農産物が上方に持ち上げられた状態となっているため、載せ台の窪みに載置されている状態と比べて、農産物を容易に取り出すことができ、これにより、選別作業が容易になる。また、この場合、農産物を強く掴んで取り出す必要がないので、農産物を傷つけることなく、選別作業を行うことができる。
【0044】
請求項5に示す如く、前記搬送手段を、供給部の部分と測定部の部分と選別部の部分とに分割して構成し、該測定部の部分を、第2の搬送手段により、農産物の搬送方向に対して垂直な方向に水平移動可能としたので、測定部において載せ台を移動する場合に、前後方向への移動と、左右方向への移動とを組み合わせて順序よく行うことにより、測定部に一対の投光手段および受光手段が固定されて対向配置されている場合にも、載せ台に載置される複数の農産物に対する品質判定を行うことができる。また、この場合、投光手段および受光手段の位置を固定したままで、測定を行うので、載せ台に載置される複数の農産物に対する品質判定を、高精度かつ高速で行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の農産物非破壊品質判定装置の構成を示す斜視図。
【図2】農産物を載置するためのトレイを示す斜視図。
【図3】同じく平面図。
【図4】供給部、測定部、選別部におけるトレイおよびトレイに載置される農産物を示す図。
【符号の説明】
1 農産物非破壊品質判定装置
11 搬送装置
13 測定部
14 制御装置
15 農産物
16 トレイ
17 投光手段
18 受光手段
31 供給部
32 選別部
Claims (5)
- 農産物を載置するための載せ台と、該載せ台を搬送するための搬送手段と、該載せ台を用いて農産物の供給を行う供給部と、投光手段および受光手段が対向して配置される測定部と、品質判定の結果に基づき農産物の選別を行う選別部とを備え、搬送手段により供給部から測定部に載せ台を搬送して、農産物の品質判定を行う農産物非破壊品質判定装置において、前記載せ台を、複数の農産物を載置可能に構成したことを特徴とする農産物非破壊品質判定装置。
- 前記載せ台に複数の窪みを形成し、該窪みに農産物を載置することを特徴とする請求項1に記載の農産物非破壊品質判定装置。
- 前記載せ台に形成されたそれぞれの窪みの底部に、開口部を形成するとともに、前記測定部の投光手段および受光手段を上下に対向して配置し、農産物に対して上方向または下方向から光を照射することを特徴とする請求項2に記載の農産物非破壊品質判定装置。
- 前記選別部に、前記載せ台に形成された窪みから農産物を排出するための複数の排出手段を設け、複数の排出手段を、前記載せ台に形成された複数の開口部と対応させて配置したことを特徴とする請求項3に記載の農産物非破壊品質判定装置。
- 前記搬送手段を、供給部の部分と測定部の部分と選別部の部分とに分割して構成し、該測定部の部分を、第2の搬送手段により、農産物の搬送方向に対して垂直な方向に水平移動可能としたことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の農産物非破壊品質判定装置。
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