JP2021088009A - Robot hand and agricultural robot - Google Patents

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Abstract

To simplify a structure of opening and closing a gripping claw.SOLUTION: A robot hand includes a gripping claw capable of gripping a crop, a claw mounting member that is a claw mounting member openably and closably mounted with the gripping claw and is liftable, an interlocking member interlocked with opening and closing operations of the gripping claw, and an engagement part engageable with the interlocking member. The gripping claw is opened along a surface of the crop from a closed state by reaction force from the crop by dropping the claw mounting member and pressing the gripping claw against the crop, the engagement member is displaceable between an engagement release state that is liftable, is separated downward from the interlocking member and permits opening/closing the gripping claw, and a state that is displaceable with an engagement state engaged with the interlocking member from the bottom, and moves the gripping claw to the closed state by rising in the engagement state and pulling up the interlocking member.SELECTED DRAWING: Figure 16

Description

本発明は、ロボットハンド及び農業用ロボットに関する。 The present invention relates to robot hands and agricultural robots.

従来、特許文献1に開示されたロボットハンドが知られている。
特許文献1に開示されたロボットハンドは、物体を把持可能な把持ツメを有している。把持ツメはシリンダボディに接続され、シリンダボディ内には、把持ツメを開閉する機構であるギヤシステムが内蔵されている。
Conventionally, the robot hand disclosed in Patent Document 1 is known.
The robot hand disclosed in Patent Document 1 has a gripping claw that can grip an object. The grip claws are connected to the cylinder body, and a gear system that is a mechanism for opening and closing the grip claws is built in the cylinder body.

特許第5092128号公報Japanese Patent No. 5092128

特許文献1に開示のロボットハンドにあっては、ギヤシステムによって把持ツメの開閉の制御を行うので、把持ツメの開閉の構造が複雑である。
本発明は、前記問題点に鑑み、把持ツメの開閉の構造を簡素化することを目的とする。
In the robot hand disclosed in Patent Document 1, since the opening and closing of the gripping claw is controlled by the gear system, the structure of opening and closing the gripping claw is complicated.
In view of the above problems, an object of the present invention is to simplify the structure for opening and closing the gripping claws.

本発明の一態様に係るロボットハンドは、作物を把持可能な把持ツメと、前記把持ツメが開閉可能に取り付けられるツメ取付部材であって昇降可能なツメ取付部材と、前記把持ツメの開閉動作に連動する連動部材と、前記連動部材と係脱可能な係合部材と、を備え、前記把持ツメは、前記ツメ取付部材を下降させて前記把持ツメを前記作物に押しつけることで、前記作物からの反力によって閉じた状態から前記作物の表面に沿って開き、前記係合部材は、昇降可能であって、前記連動部材から下方に離間して前記把持ツメの開閉を許容する係合解除状態と、前記連動部材に下から係合する係合状態とに変位可能であり、且つ前記係合状態で上昇して前記連動部材を引き上げることで前記把持ツメを閉じた状態に移動させる。 The robot hand according to one aspect of the present invention has a gripping claw capable of gripping a crop, a claw mounting member to which the gripping claw can be opened and closed, and a claw mounting member that can be raised and lowered, and an operation of opening and closing the gripping claw. An interlocking member and an engaging member that can be engaged with and disengaged from the interlocking member are provided, and the gripping claw is obtained from the crop by lowering the claw mounting member and pressing the gripping claw against the crop. A disengaged state in which the engaging member opens along the surface of the crop from a closed state by a reaction force, and the engaging member can be raised and lowered, and is separated downward from the interlocking member to allow opening and closing of the gripping claw. The gripping claws are moved to the closed state by being displaceable to the engaged state in which the interlocking member is engaged from below, and by ascending in the engaged state and pulling up the interlocking member.

また、前記ツメ取付部材を枢軸回りに上下揺動可能に支持する支持体と、前記支持体に設けられた駆動部と、を備え、前記駆動部は、動力部と、前記動力部の動力によって前記ツメ取付部材を前記枢軸回りに上下揺動させることで前記把持ツメを強制的に開閉する駆動機構とを有している。
また、前記動力部は、モータによって構成され、前記駆動機構は、前記モータによって回転駆動される第1ギヤと、前記第1ギヤに噛合し且つ前記ツメ取付部材を前記枢軸回りに上下揺動させる第2ギヤとを有している。
Further, a support body that supports the claw mounting member so as to swing up and down around the pivot axis and a drive unit provided on the support body are provided, and the drive unit is powered by the power unit and the power unit. It has a drive mechanism for forcibly opening and closing the gripping claw by swinging the claw mounting member up and down around the pivot axis.
Further, the power unit is composed of a motor, and the drive mechanism meshes with the first gear rotationally driven by the motor and the claw mounting member to swing up and down around the pivot axis. It has a second gear.

また、前記支持体の上方に配置されており、且つ昇降可能な昇降体と、上下方向に伸縮自在に構成されていて前記昇降体と前記支持体とを相対移動可能に連結する伸縮リンク機構と、を備え、前記昇降体は、前記把持ツメが前記作物に当接して前記支持体の下降が規制された状態で前記伸縮リンク機構が収縮することで前記支持体に対して下降し、前記ツメ取付部材は、前記昇降体が前記支持体に対して下降した際に前記昇降体が当接する当接部を有している。 Further, an elevating body that is arranged above the support and can be raised and lowered, and a telescopic link mechanism that is vertically expandable and expandable and connects the elevating body and the support so as to be relatively movable. The elevating body is lowered with respect to the support by contracting the telescopic link mechanism in a state where the gripping claws are in contact with the crop and the lowering of the support is restricted. The mounting member has a contact portion with which the elevating body comes into contact when the elevating body descends with respect to the support.

また、前記係合部材は、前記昇降体に設けられていて前記昇降体と共に昇降し、且つ前記昇降体が前記当接部に当接した状態で前記係合解除状態にある。
また、前記ツメ取付部材は、前記把持ツメが閉じた状態で前記連動部材が当接することにより前記把持ツメの閉じ方向の移動を規制する規制部を有している。
また、前記把持ツメを閉じ方向に付勢する閉じバネを備えている。
Further, the engaging member is provided in the elevating body and is in the disengaged state in a state where the elevating body moves up and down together with the elevating body and the elevating body is in contact with the contact portion.
Further, the claw mounting member has a regulating portion that regulates the movement of the gripping claw in the closing direction when the interlocking member comes into contact with the gripping claw in a closed state.
Further, it is provided with a closing spring that urges the gripping claw in the closing direction.

また、本発明の一態様に係る農業用ロボットは、上記ロボットハンドを備えている。 Further, the agricultural robot according to one aspect of the present invention includes the above-mentioned robot hand.

上記のロボットハンドによれば、把持ツメは、作物に押しつけられることで作物の反力によって閉じた状態から作物の表面に沿って開き、係合部材を上昇させて連動部材を引き上げることにより閉じる。これにより、把持ツメの開閉の構造を簡素化することができる。また、把持ツメが作物に押しつけられて作物の表面に沿って開く際に、作物の表面に在るツタや葉を把持ツメによって払い除けることができる。 According to the robot hand described above, the gripping claw opens along the surface of the crop from the closed state by the reaction force of the crop when pressed against the crop, and closes by raising the engaging member and pulling up the interlocking member. This makes it possible to simplify the structure for opening and closing the gripping claws. Further, when the gripping claw is pressed against the crop and opens along the surface of the crop, the ivy and leaves on the surface of the crop can be removed by the gripping claw.

農業用ロボットの側面図である。It is a side view of an agricultural robot. 農業用ロボットの平面図である。It is a top view of an agricultural robot. 機体及びマニピュレータの斜視図である。It is a perspective view of an airframe and a manipulator. 機体及びマニピュレータの側面図である。It is a side view of the airframe and a manipulator. 走行装置の平面図である。It is a top view of the traveling device. 走行装置の側面図である。It is a side view of a traveling device. マニピュレータの装着部の側面断面図である。It is a side sectional view of the mounting part of a manipulator. アームの平面図である。It is a top view of the arm. 装着部の斜視図である。It is a perspective view of the mounting part. 機体後部の平面図である。It is a top view of the rear part of the fuselage. 作業姿勢の状態の農業用ロボットの側面図である。It is a side view of an agricultural robot in a working posture. 作業姿勢での回動規制を説明する平面図である。It is a top view explaining the rotation regulation in a working posture. 収納姿勢の位置決めを示す平面図である。It is a top view which shows the positioning of a storage posture. システム構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the system configuration. 作物としてのスイカを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the watermelon as a crop. 作物としてのメロンを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the melon as a crop. 作物としてのカボチャを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the pumpkin as a crop. 走行体の姿勢制御を示す背面図である。It is a rear view which shows the attitude control of a traveling body. 作物の位置及び育成状況のマップを示す図である。It is a figure which shows the map of the position and the growth situation of a crop. 作物の収穫作業を説明するための平面図である。It is a top view for demonstrating the harvesting work of a crop. ロボットハンドの側面図である。It is a side view of a robot hand. 昇降体の側面図である。It is a side view of the elevating body. 昇降体、リンク機構、上部体の側面図である。It is a side view of an elevating body, a link mechanism, and an upper body. 把持ツメを強制的に開閉する機構の側面図である。It is a side view of the mechanism which forcibly opens and closes a gripping claw. 昇降体とツメ取付部材との関係を示す側面図である。It is a side view which shows the relationship between an elevating body and a claw mounting member. 把持ツメと係合部との関係を示す側面図である。It is a side view which shows the relationship between the gripping claw and the engaging part. ロボットハンドの動作を示す側面図である。It is a side view which shows the operation of a robot hand. ロボットハンドの動作を示す側面図である。It is a side view which shows the operation of a robot hand. ロボットハンドの動作を示す側面図である。It is a side view which shows the operation of a robot hand. 把持ツメの閉じ動作を示す側面図である。It is a side view which shows the closing operation of a gripping claw. 把持ツメを強制的に開く動作を示す側面図である。It is a side view which shows the operation which forcibly opens a gripping claw. 等級判別収穫装置の全体平面図である。It is the whole plan view of the grade discriminating harvesting apparatus. 農業用ロボットの側面図である。It is a side view of an agricultural robot. 作業姿勢の状態の農業用ロボットの側面図である。It is a side view of an agricultural robot in a working posture. ロボットハンドの一部拡大図である。It is a partially enlarged view of a robot hand. システム構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the system configuration. 農業用ロボットの他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of an agricultural robot. 農業用ロボットの他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of an agricultural robot. 農業用ロボットの他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows another example of an agricultural robot. 農業用ロボットの側面図である。It is a side view of an agricultural robot. 農業用ロボットの平面図である。It is a top view of an agricultural robot. 機体及びマニピュレータの側面図である。It is a side view of the airframe and a manipulator. 作業姿勢の状態の農業用ロボットの側面図である。It is a side view of an agricultural robot in a working posture. システム構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the system configuration. マニピュレータの装着部の他の例を示す側面断面図である。It is a side sectional view which shows another example of the mounting part of a manipulator.

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図1、図2は、作物2の収穫用の農業用ロボット1を例示している。農業用ロボット1は、例えば、スイカ、メロン、カボチャ等の比較的重量のある作物2である重量野菜、果実の収穫に採用される。農業用ロボット1は、自律型の収穫ロボットである。即ち、農業用ロボット1は、自律走行し且つ収穫すべき作物2を自律判断により判別して収穫する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings as appropriate.
1 and 2 illustrate an agricultural robot 1 for harvesting crop 2. The agricultural robot 1 is used for harvesting heavy vegetables and fruits, which are relatively heavy crops 2 such as watermelons, melons, and pumpkins. The agricultural robot 1 is an autonomous harvesting robot. That is, the agricultural robot 1 autonomously travels and determines and harvests the crop 2 to be harvested by autonomous determination.

なお、収穫する作物2としては、上記した作物2に限定されることはない。農業用ロボット1は、収穫以外の作業、例えば農薬や肥料の散布に使用されてもよい。
以下の説明において、図1、図2に矢印A1で示す方向を前方、矢印A2で示す方向を後方、矢印A3で示す方向を前後方向として説明する。したがって、図2に矢印B1で示す方向(図1の手前側)が左方であり、図2に矢印B2で示す方向(図1の奥側)が右方である。また、前後方向A3に直交する水平方向を機体幅方向(図2の矢印B3方向)として説明する。
The crop 2 to be harvested is not limited to the above-mentioned crop 2. The agricultural robot 1 may be used for work other than harvesting, for example, spraying pesticides and fertilizers.
In the following description, the direction indicated by the arrow A1 will be referred to as a front direction, the direction indicated by the arrow A2 will be referred to as a rearward direction, and the direction indicated by the arrow A3 will be referred to as a front-rear direction in FIGS. 1 and 2. Therefore, the direction indicated by the arrow B1 in FIG. 2 (front side in FIG. 1) is to the left, and the direction indicated by the arrow B2 in FIG. 2 (back side in FIG. 1) is to the right. Further, the horizontal direction orthogonal to the front-rear direction A3 will be described as the body width direction (direction of arrow B3 in FIG. 2).

図1に示すように、農業用ロボット1は、自律走行する走行体3と、走行体3に装着されたマニピュレータ4と、撮像装置(第1撮像装置)5Aとを有している。
走行体3は、機体6と、機体6を走行可能に支持する走行装置7とを有している。
図3、図4に示すように、機体6は、メインフレーム6Aと、原動機フレーム6Bとを有している。メインフレーム6Aは、機体幅方向B3で間隔をあけて配置された一対の第1フレーム6Aaと、各第1フレーム6Aaの下方に間隔をあけて配置された一対の第2フレーム6Abとを有している。第1フレーム6Aaと第2フレーム6Abとは、複数の縦フレーム6Acによって連結されている。縦フレーム6Acは、左の第1フレーム6Aaと左の第2フレーム6Abとの前部間、右の第1フレーム6Aaと右の第2フレーム6Abとの前部間、左の第1フレーム6Aaと左の第2フレーム6Abとの後部間、右の第1フレーム6Aaと右の第2フレーム6Abとの後部間に設けられている。
As shown in FIG. 1, the agricultural robot 1 has a traveling body 3 that autonomously travels, a manipulator 4 mounted on the traveling body 3, and an imaging device (first imaging device) 5A.
The traveling body 3 has a body 6 and a traveling device 7 that supports the body 6 so as to travel.
As shown in FIGS. 3 and 4, the airframe 6 has a main frame 6A and a prime mover frame 6B. The main frame 6A has a pair of first frames 6Aa arranged at intervals in the body width direction B3, and a pair of second frames 6Abs arranged below each first frame 6Aa at intervals. ing. The first frame 6Aa and the second frame 6Ab are connected by a plurality of vertical frames 6Ac. The vertical frame 6Ac includes the front part between the left first frame 6Aa and the left second frame 6Ab, the front part between the right first frame 6Aa and the right second frame 6Ab, and the left first frame 6Aa. It is provided between the rear part of the left second frame 6Ab and the rear part of the right first frame 6Aa and the right second frame 6Ab.

左の第1フレーム6Aaと右の第1フレーム6Aaとは、第1フレーム6Aa間に配置された第1横フレーム6Ad〜第5横フレーム6Ahによって連結されている。第1横フレーム6Ad〜第5横フレーム6Ahは、第1フレーム6Aaの前端から後端にわたって前後方向A3で間隔をあけて並行状に配置されている。
第2フレーム6Abの前部同士は、第6横フレーム6Ajによって連結され、第2フレーム6Abの後部同士は、第7横フレーム6Akによって連結されている。
The left first frame 6Aa and the right first frame 6Aa are connected by a first horizontal frame 6Ad to a fifth horizontal frame 6Ah arranged between the first frame 6Aa. The first horizontal frame 6Ad to the fifth horizontal frame 6Ah are arranged in parallel at intervals in the front-rear direction A3 from the front end to the rear end of the first frame 6Aa.
The front parts of the second frame 6Ab are connected to each other by the sixth horizontal frame 6Aj, and the rear parts of the second frame 6Ab are connected to each other by the seventh horizontal frame 6Ak.

原動機フレーム6Bは、メインフレーム6Aの下方側に配置されている。原動機フレーム6Bは、前フレーム6Baと、後フレーム6Bbと、複数の連結フレーム6Bcと、複数の取付フレーム6Bdとを有している。前フレーム6Baは、上部が、左及び右の第2フレーム6Abの前部に取り付けられている。後フレーム6Bbは、上部が、左及び右の第2フレーム6Abの前部に取り付けられている。複数の連結フレーム6Bcは、前フレーム6Baと後フレーム6Bbの下部間を連結している。複数の取付フレーム6Bdは、連結フレーム6Bcの前後方向A3中央部に固定されている。 The prime mover frame 6B is arranged below the main frame 6A. The prime mover frame 6B has a front frame 6Ba, a rear frame 6Bb, a plurality of connecting frames 6Bc, and a plurality of mounting frames 6Bd. The upper part of the front frame 6Ba is attached to the front part of the left and right second frames 6Ab. The upper part of the rear frame 6Bb is attached to the front part of the left and right second frames 6Ab. The plurality of connecting frames 6Bc connect the front frame 6Ba and the lower part of the rear frame 6Bb. The plurality of mounting frames 6Bd are fixed to the central portion of the connecting frame 6Bc in the front-rear direction A3.

図4に示すように、取付フレーム6Bdには、原動機(エンジン)E1が取り付けられている。原動機E1には、油圧ポンプP1が取り付けられている。油圧ポンプP1は、原動機E1で駆動される。また、原動機フレーム6Bには、油圧ポンプP1から吐出する作動油を貯留する作動油タンク(図示省略)が搭載されている。
図2に示すように、メインフレーム6A(機体6)には、走行装置7を制御する複数のコントロールバルブ(第1コントロールバルブCV1〜第4コントロールバルブCV4)が搭載されている。
As shown in FIG. 4, a prime mover (engine) E1 is attached to the attachment frame 6Bd. A hydraulic pump P1 is attached to the prime mover E1. The hydraulic pump P1 is driven by the prime mover E1. Further, the prime mover frame 6B is equipped with a hydraulic oil tank (not shown) for storing the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump P1.
As shown in FIG. 2, a plurality of control valves (first control valves CV1 to fourth control valves CV4) for controlling the traveling device 7 are mounted on the main frame 6A (airframe 6).

図1、図2に示すように、走行装置7は、4輪の車輪8を有する車輪型(4輪型)の走行装置7で構成されている。詳しくは、走行装置7は、機体6前部の左側に配置された第1車輪8La(左前輪)と、機体6前部の右側に配置された第2車輪8Ra(右前輪)と、機体6後部の左側に配置された第3車輪8Lb(左後輪)と、機体6後部の右側に配置された第4車輪8Rb(右後輪)とを備えている。なお、走行装置7は、少なくとも3輪の車輪8を有する車輪型走行装置で構成されていてもよい。また、走行装置7は、クローラ型の走行装置であってもよい。 As shown in FIGS. 1 and 2, the traveling device 7 is composed of a wheel-type (four-wheel type) traveling device 7 having four wheels 8. Specifically, the traveling device 7 includes a first wheel 8La (left front wheel) arranged on the left side of the front part of the airframe 6, a second wheel 8Ra (right front wheel) arranged on the right side of the front part of the airframe 6, and the airframe 6. It includes a third wheel 8Lb (left rear wheel) arranged on the left side of the rear part and a fourth wheel 8Rb (right rear wheel) arranged on the right side of the rear part of the fuselage 6. The traveling device 7 may be composed of a wheel-type traveling device having at least three wheels 8. Further, the traveling device 7 may be a crawler type traveling device.

走行装置7は、車輪8を支持する車輪支持体9を有している。車輪支持体9は、車輪8に対応する数設けられている。つまり、走行装置7は、第1車輪8Laを支持する第1車輪支持体9La、第2車輪8Raを支持する第2車輪支持体9Ra、第3車輪8Lbを支持する第3車輪支持体9Lb及び第4車輪8Rbを支持する第4車輪支持体9Rbを有している。 The traveling device 7 has a wheel support 9 that supports the wheels 8. The number of wheel supports 9 corresponding to the wheels 8 is provided. That is, the traveling device 7 includes a first wheel support 9La that supports the first wheel 8La, a second wheel support 9Ra that supports the second wheel 8Ra, a third wheel support 9Lb that supports the third wheel 8Lb, and a second wheel support 7. It has a fourth wheel support 9Rb that supports four wheels 8Rb.

図5、図6に示すように、車輪支持体9は、走行フレーム10と、操向シリンダC1と、第1昇降シリンダC2と、第2昇降シリンダC3と、走行モータM1とを有している。
走行フレーム10は、主支持体10Aと、揺動フレーム10Bと、車輪フレーム10Cとを有している。主支持体10Aは、機体6に縦軸(上下方向に延伸する軸心)回りに可能に支持されている。詳しくは、主支持体10Aは機体6に固定された支持ブラケット11に上下方向に延伸する軸心を有する第1支軸12Aを介して回動可能に支持されている。
As shown in FIGS. 5 and 6, the wheel support 9 includes a traveling frame 10, a steering cylinder C1, a first elevating cylinder C2, a second elevating cylinder C3, and a traveling motor M1. ..
The traveling frame 10 has a main support 10A, a swing frame 10B, and a wheel frame 10C. The main support 10A is possibly supported by the machine body 6 around the vertical axis (the axis extending in the vertical direction). Specifically, the main support 10A is rotatably supported by a support bracket 11 fixed to the machine body 6 via a first support shaft 12A having an axial center extending in the vertical direction.

図2に示すように、第1車輪支持体9Laを枢支する支持ブラケット11は機体6の前部左側に設けられ、第2車輪支持体9Raを枢支する支持ブラケット11は機体6の前部右側に設けられ、第3車輪支持体9Lbを枢支する支持ブラケット11は機体6の後部左側に設けられ、第4車輪支持体9Rbを枢支する支持ブラケット11は機体6の後部右側に設けられている。 As shown in FIG. 2, the support bracket 11 that pivotally supports the first wheel support 9La is provided on the left side of the front portion of the airframe 6, and the support bracket 11 that pivotally supports the second wheel support 9Ra is the front portion of the airframe 6. The support bracket 11 provided on the right side and pivotally supporting the third wheel support 9Lb is provided on the rear left side of the airframe 6, and the support bracket 11 pivotally supporting the fourth wheel support 9Rb is provided on the rear right side of the airframe 6. ing.

揺動フレーム10Bは、主支持体10Aに上下揺動可能に支持されている。詳しくは、揺動フレーム10Bは、上部が主支持体10Aに第2支軸12Bを介して横軸(機体幅方向B3に延伸する軸心)回りに回動可能に支持されている。
第1車輪支持体9La及び第2車輪支持体9Raの揺動フレーム10Bは前上部が主支持体10Aに枢支され、第3車輪支持体9Lb及び第4車輪支持体9Rbの揺動フレーム10Bは後上部が主支持体10Aに枢支されている。
The swing frame 10B is supported by the main support 10A so as to be swingable up and down. Specifically, the upper portion of the swing frame 10B is rotatably supported by the main support body 10A via the second support shaft 12B about a horizontal axis (an axial center extending in the body width direction B3).
The front upper part of the swing frame 10B of the first wheel support 9La and the second wheel support 9Ra is pivotally supported by the main support 10A, and the swing frame 10B of the third wheel support 9Lb and the fourth wheel support 9Rb is The upper rear part is pivotally supported by the main support 10A.

車輪フレーム10Cは、揺動フレーム10Bに上下揺動可能に支持されている。詳しくは、車輪フレーム10Cは、揺動フレーム10Bに第3支軸12Cを介して横軸回りに回動可能に支持されている。
第1車輪支持体9La及び第2車輪支持体9Raの車輪フレーム10Cは後部が揺動フレーム10Bの後部に枢支され、第3車輪支持体9Lb及び第4車輪支持体9Rbの車輪フレーム10Cは前部が揺動フレーム10Bの前部に枢支されている。
The wheel frame 10C is supported by the swing frame 10B so as to be swingable up and down. Specifically, the wheel frame 10C is rotatably supported by the swing frame 10B via a third support shaft 12C around a horizontal axis.
The rear part of the wheel frame 10C of the first wheel support 9La and the second wheel support 9Ra is pivotally supported by the rear part of the swing frame 10B, and the wheel frame 10C of the third wheel support 9Lb and the fourth wheel support 9Rb is front. The portion is pivotally supported by the front portion of the swing frame 10B.

操向シリンダC1、第1昇降シリンダC2及び第2昇降シリンダC3は、油圧シリンダによって構成されている。
操向シリンダC1は、機体6と主支持体10Aとの間に設けられている。詳しくは、操向シリンダC1の一端は、第1フレーム6Aaの前後方向A3中央部に固定されたシリンダブラケット14Aに枢支され、操向シリンダC1の他端は、主支持体10Aに固定されたシリンダブラケット14Bに枢支されている。操向シリンダC1を伸縮することにより走行フレーム10が第1支軸12A回りに揺動し、車輪8(第1車輪8La〜第4車輪8Rb)の向きを変更する(操向する)ことができる。本実施形態の走行装置7にあっては、各車輪8を独立して操向可能である。
The steering cylinder C1, the first elevating cylinder C2, and the second elevating cylinder C3 are composed of a hydraulic cylinder.
The steering cylinder C1 is provided between the machine body 6 and the main support body 10A. Specifically, one end of the steering cylinder C1 is pivotally supported by a cylinder bracket 14A fixed to the central portion of the first frame 6Aa in the front-rear direction A3, and the other end of the steering cylinder C1 is fixed to the main support 10A. It is pivotally supported by the cylinder bracket 14B. By expanding and contracting the steering cylinder C1, the traveling frame 10 swings around the first support shaft 12A, and the directions of the wheels 8 (first wheel 8La to fourth wheel 8Rb) can be changed (steered). .. In the traveling device 7 of the present embodiment, each wheel 8 can be steered independently.

第1昇降シリンダC2は、一端が揺動フレーム10Bに枢支され、他端が第1リンク機構15Aに枢支されている。第1リンク機構15Aは、第1リンク15aと第2リンク15bとを有している。第1リンク15aの一端は、主支持体10Aに枢支され、第2リンク15bの一端は揺動フレーム10Bに枢支されている。第1リンク15aと第2リンク15bとの他端は、第1昇降シリンダC2の他端に枢支されている。第1昇降シリンダC2を伸縮することにより揺動フレーム10Bが第2支軸12B回りに上下揺動する。 One end of the first elevating cylinder C2 is pivotally supported by the swing frame 10B, and the other end is pivotally supported by the first link mechanism 15A. The first link mechanism 15A has a first link 15a and a second link 15b. One end of the first link 15a is pivotally supported by the main support 10A, and one end of the second link 15b is pivotally supported by the swing frame 10B. The other ends of the first link 15a and the second link 15b are pivotally supported by the other ends of the first elevating cylinder C2. By expanding and contracting the first elevating cylinder C2, the swing frame 10B swings up and down around the second support shaft 12B.

第2昇降シリンダC3は、一端が揺動フレーム10Bの前部に枢支され、他端が第2リンク機構15Bに枢支されている。第2リンク機構15Bは、第1リンク15cと第2リンク15dとを有している。第1リンク15cの一端は、揺動フレーム10Bに枢支され、第2リンク15dの一端は車輪フレーム10Cに枢支されている。第1リンク15cと第2リンク15dとの他端は、第2昇降シリンダC3の他端に枢支されている。第2昇降シリンダC3を伸縮することにより車輪フレーム10Cが第3支軸12C回りに上下揺動する。 One end of the second elevating cylinder C3 is pivotally supported by the front portion of the swing frame 10B, and the other end is pivotally supported by the second link mechanism 15B. The second link mechanism 15B has a first link 15c and a second link 15d. One end of the first link 15c is pivotally supported by the swing frame 10B, and one end of the second link 15d is pivotally supported by the wheel frame 10C. The other ends of the first link 15c and the second link 15d are pivotally supported by the other ends of the second elevating cylinder C3. By expanding and contracting the second elevating cylinder C3, the wheel frame 10C swings up and down around the third support shaft 12C.

第1昇降シリンダC2による揺動フレーム10Bの上下揺動と、第2昇降シリンダC3による車輪フレーム10Cの上下揺動とを組み合わせることによって車輪8を平行状に昇降させることができる。
走行モータM1は、油圧モータによって形成されている。走行モータM1は、各車輪8に対応して設けられている。即ち、走行装置7は、第1車輪8Laを駆動する走行モータM1と、第2車輪8Raを駆動する走行モータM1と、第3車輪8Lbを駆動する走行モータM1と、第4車輪8Rbを駆動する走行モータM1とを有している。走行モータM1は、車輪8の機体幅方向B3の内方に配置され、車輪フレーム10Cに取り付けられている。走行モータM1は、油圧ポンプP1から吐出される作動油によって駆動され、正逆転可能である。走行モータM1を正逆転させることにより、車輪8の回転を正転方向と逆転方向とに切り換えることができる。
The wheels 8 can be moved up and down in parallel by combining the vertical swing of the swing frame 10B by the first lift cylinder C2 and the vertical swing of the wheel frame 10C by the second lift cylinder C3.
The traveling motor M1 is formed by a hydraulic motor. The traveling motor M1 is provided corresponding to each wheel 8. That is, the traveling device 7 drives the traveling motor M1 for driving the first wheel 8La, the traveling motor M1 for driving the second wheel 8Ra, the traveling motor M1 for driving the third wheel 8Lb, and the fourth wheel 8Rb. It has a traveling motor M1. The traveling motor M1 is arranged inside the wheel 8 in the body width direction B3 and is attached to the wheel frame 10C. The traveling motor M1 is driven by the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump P1 and is capable of forward and reverse rotation. By reversing the traveling motor M1 in the forward and reverse directions, the rotation of the wheels 8 can be switched between the forward rotation direction and the reverse rotation direction.

第2車輪支持体9Ra、第3車輪支持体9Lb及び第4車輪支持体9Rbは、車輪支持体9Laを構成する構成部品と同様の構成部品を有している。第2車輪支持体9Raは、車輪支持体9Laと左右対称に構成されている。第3車輪支持体9Lbは、第2車輪支持体9Raを機体6の中心を通る上下方向のセンタ軸心回りに180°回転させた形態を呈している。第4車輪支持体9Rbは、車輪支持体9Laをセンタ軸心回りに180°回転させた形態を呈している。 The second wheel support 9Ra, the third wheel support 9Lb, and the fourth wheel support 9Rb have the same components as the components constituting the wheel support 9La. The second wheel support 9Ra is symmetrically configured with the wheel support 9La. The third wheel support 9Lb has a form in which the second wheel support 9Ra is rotated by 180 ° around the center axis in the vertical direction passing through the center of the machine body 6. The fourth wheel support 9Rb has a form in which the wheel support 9La is rotated by 180 ° around the center axis.

第1車輪支持体9Laに装備された油圧アクチュエータは、第1コントロールバルブCV1によって制御される。第2車輪支持体9Raに装備された油圧アクチュエータは、第2コントロールバルブCV2によって制御される。第3車輪支持体9Lbに装備された油圧アクチュエータは、第3コントロールバルブCV3によって制御される。第4車輪支持体9Rbに装備された油圧アクチュエータは、第4コントロールバルブCV4によって制御される。 The hydraulic actuator mounted on the first wheel support 9La is controlled by the first control valve CV1. The hydraulic actuator mounted on the second wheel support 9Ra is controlled by the second control valve CV2. The hydraulic actuator mounted on the third wheel support 9Lb is controlled by the third control valve CV3. The hydraulic actuator mounted on the fourth wheel support 9Rb is controlled by the fourth control valve CV4.

したがって、第1車輪8La〜第4車輪8Rbは、それぞれ独立的に操向可能である。また、第1車輪8La〜第4車輪8Rbは、それぞれ独立的に昇降可能である。
上記走行装置7にあっては、第1車輪8La〜第4車輪8Rbを操向操作することで走行体3を操向することができる。第1車輪8La〜第4車輪8Rbを正転させることで走行体3を前進させることができ、逆転させることにより走行体3を後進させることができる。第1車輪8La〜第4車輪8Rbを昇降することにより走行体3を昇降することができる。第1車輪8La及び第2車輪8Raを第3車輪8Lb及び第4車輪8Rbに対して昇降することにより、或いは、第3車輪8Lb及び第4車輪8Rbを第1車輪8La及び第2車輪8Raに対して昇降することにより、機体6を前傾または後傾させることができる。第1車輪8La及び第3車輪8Lbを第2車輪8Ra及び第4車輪8Rbに対して昇降することにより、或いは、第2車輪8Ra及び第4車輪8Rbを第1車輪8La及び第3車輪8Lbに対して昇降することにより、機体6を、機体幅方向B3の一側が他側よりも高い傾斜状にすることができる。
Therefore, the first wheel 8La to the fourth wheel 8Rb can be steered independently. Further, the first wheel 8La to the fourth wheel 8Rb can be raised and lowered independently.
In the traveling device 7, the traveling body 3 can be steered by steering the first wheel 8La to the fourth wheel 8Rb. The traveling body 3 can be advanced by rotating the first wheel 8La to the fourth wheel 8Rb in the normal direction, and the traveling body 3 can be moved backward by reversing the rotation. The traveling body 3 can be raised and lowered by raising and lowering the first wheel 8La to the fourth wheel 8Rb. By raising and lowering the first wheel 8La and the second wheel 8Ra with respect to the third wheel 8Lb and the fourth wheel 8Rb, or by raising and lowering the third wheel 8Lb and the fourth wheel 8Rb with respect to the first wheel 8La and the second wheel 8Ra. The body 6 can be tilted forward or backward by moving up and down. By raising and lowering the first wheel 8La and the third wheel 8Lb with respect to the second wheel 8Ra and the fourth wheel 8Rb, or by raising and lowering the second wheel 8Ra and the fourth wheel 8Rb with respect to the first wheel 8La and the third wheel 8Lb. By moving up and down, the machine body 6 can be inclined so that one side of the body width direction B3 is higher than the other side.

マニピュレータ4は、本実施形態では、少なくとも作物2の収穫を行うことが可能な装置である。図3、図4に示すように、マニピュレータ4は、走行体3(機体6)に着脱可能に装着された装着体16と、装着体16に取り付けられたアーム17と、アーム17に設けられていて作物(対象物)2を把持可能なロボットハンド18とを備えている。
図1に示すように、装着体16は、本実施形態では、走行体3の後部に設けられている。なお、装着体16は、走行体3の前部に設けられていてもよい。つまり、走行体3における前後方向A3の中央部から一方側に偏倚して設けられていればよい。また、本実施形態では、農業用ロボット1は、走行体3を前方に進行させて収穫作業を行うので、装着体16は、進行方向とは反対側の方向である進行逆方向側に偏倚して設けられている。
The manipulator 4 is a device capable of harvesting at least crop 2 in the present embodiment. As shown in FIGS. 3 and 4, the manipulator 4 is provided on the mounting body 16 detachably attached to the traveling body 3 (machine body 6), the arm 17 attached to the mounting body 16, and the arm 17. It is equipped with a robot hand 18 capable of gripping a crop (object) 2.
As shown in FIG. 1, the mounting body 16 is provided at the rear portion of the traveling body 3 in the present embodiment. The mounting body 16 may be provided at the front portion of the traveling body 3. That is, it suffices that the traveling body 3 is provided so as to be biased to one side from the central portion in the front-rear direction A3. Further, in the present embodiment, since the agricultural robot 1 advances the traveling body 3 forward to perform the harvesting work, the mounting body 16 is biased to the opposite direction of the traveling direction, which is the direction opposite to the traveling direction. It is provided.

図7に示すように、装着体16は、走行体3に着脱可能に装着される装着部19と、装着部19に縦軸回りに回動可能に支持された回動シャフト20と、回動シャフト20を回転駆動する回動モータM2と、回動シャフト20と一体回動する回動フレーム21とを有している。
図7、図9に示すように、装着部19は、本体部19Aが下方に開口する筺体で形成されている。本体部19Aの下部には、前部に第1プレート部材19Bが固定され、後部に第2プレート部材19Cが固定されている。第1プレート部材19Bは、装着部19の前面下部に固定された第1壁19aと、第1壁19aの下端から後方に延びる第2壁19bと、第2壁19bの後端から下方に延びる第3壁19cと、第3壁19cの下端から後方に延びる第4壁19dとを有している。第2プレート部材19Cは、装着部19の後面下部に固定された第1壁19eと、第1壁19eの下端から前方に延びる第2壁19fと、第2壁19fの前端から下方に延びる第3壁19gと、第3壁19gの下端から前方に延びる第4壁19hとを有している。第4壁19dと第4壁19hは、複数の連結部材19Dによって連結されている。
As shown in FIG. 7, the mounting body 16 is rotated by a mounting portion 19 that is detachably mounted on the traveling body 3 and a rotating shaft 20 that is rotatably supported by the mounting portion 19 around the vertical axis. It has a rotation motor M2 that rotationally drives the shaft 20, and a rotation frame 21 that rotates integrally with the rotation shaft 20.
As shown in FIGS. 7 and 9, the mounting portion 19 is formed of a housing in which the main body portion 19A opens downward. A first plate member 19B is fixed to the front portion and a second plate member 19C is fixed to the rear portion of the lower portion of the main body portion 19A. The first plate member 19B extends downward from the rear end of the first wall 19a fixed to the lower front surface of the mounting portion 19, the second wall 19b extending rearward from the lower end of the first wall 19a, and the rear end of the second wall 19b. It has a third wall 19c and a fourth wall 19d extending rearward from the lower end of the third wall 19c. The second plate member 19C has a first wall 19e fixed to the lower part of the rear surface of the mounting portion 19, a second wall 19f extending forward from the lower end of the first wall 19e, and a second wall 19f extending downward from the front end of the second wall 19f. It has a third wall 19g and a fourth wall 19h extending forward from the lower end of the third wall 19g. The fourth wall 19d and the fourth wall 19h are connected by a plurality of connecting members 19D.

図7に示すように、第3壁19c,19g、第4壁19d,19h及び複数の連結部材19Dによって、係合部19Eが構成されている。つまり、装着部19は、下部側に下方に突出する係合部19Eを有している。係合部19Eは、第4横フレーム6Ag(第1装着フレーム)と第5横フレーム6Ah(第2装着フレーム)との間に差し込み可能とされている。 As shown in FIG. 7, the engaging portion 19E is composed of the third wall 19c, 19g, the fourth wall 19d, 19h, and the plurality of connecting members 19D. That is, the mounting portion 19 has an engaging portion 19E that projects downward toward the lower side. The engaging portion 19E can be inserted between the fourth horizontal frame 6Ag (first mounting frame) and the fifth horizontal frame 6Ah (second mounting frame).

図7、図10に示すように、第4横フレーム6Agの下面には、機体幅方向B3で並べて配置された一対の載置プレート22Aが後方突出状に固定されている。また、第5横フレーム6Ahの下面にも、機体幅方向B3で並べて配置された一対の載置プレート22Bが前方突出状に固定されている。載置プレート22Aと載置プレート22Bとは、連結プレート23によって連結されている。機体6上面側であって機体6の左部及び右部には、それぞれプレート部材6Dが固定されている。左及び右のプレート部材6D間であって且つ第4横フレーム6Agと第5横フレーム6Ahとの間が、係合部19Eを差し込む差し込み部6E(図10参照)とされている。 As shown in FIGS. 7 and 10, a pair of mounting plates 22A arranged side by side in the body width direction B3 are fixed to the lower surface of the fourth horizontal frame 6Ag so as to project rearward. Further, on the lower surface of the fifth horizontal frame 6Ah, a pair of mounting plates 22B arranged side by side in the body width direction B3 are fixed in a forward protruding shape. The mounting plate 22A and the mounting plate 22B are connected by a connecting plate 23. Plate members 6D are fixed to the left and right portions of the machine body 6 on the upper surface side of the machine body 6, respectively. Between the left and right plate members 6D and between the 4th horizontal frame 6Ag and the 5th horizontal frame 6Ah is an insertion portion 6E (see FIG. 10) into which the engaging portion 19E is inserted.

図7に示すように、係合部19Eを第4横フレーム6Agと第5横フレーム6Ahとの間に差し込むことで、機体6(走行体3)は装着部19を保持可能である。詳しくは、第2壁19bは、第4横フレーム6Agの上面に載置され、第3壁19cは、第4横フレーム6Agの後面に当接する。第4壁19dは、載置プレート22Aに載置される。また、第2壁19fは、第5横フレーム6Ahの上面に載置され、第3壁19gは、第5横フレーム6Ahの前面に当接する。第4壁19hは、載置プレート22Bに載置される。これにより、機体6は、装着部19を保持する。言い換えると、装着部19を簡易に保持することができる。また、着脱も容易である。 As shown in FIG. 7, by inserting the engaging portion 19E between the fourth horizontal frame 6Ag and the fifth horizontal frame 6Ah, the machine body 6 (running body 3) can hold the mounting portion 19. Specifically, the second wall 19b is placed on the upper surface of the fourth horizontal frame 6Ag, and the third wall 19c abuts on the rear surface of the fourth horizontal frame 6Ag. The fourth wall 19d is mounted on the mounting plate 22A. Further, the second wall 19f is placed on the upper surface of the fifth horizontal frame 6Ah, and the third wall 19g abuts on the front surface of the fifth horizontal frame 6Ah. The fourth wall 19h is mounted on the mounting plate 22B. As a result, the machine body 6 holds the mounting portion 19. In other words, the mounting portion 19 can be easily held. It is also easy to put on and take off.

連結部材19Dは、本実施形態では、アングル材によって形成され、上部にナット部材(図示省略)が固定されている。このナット部材に、連結プレート23、載置プレート22A,22B及び連結部材19Dを下方から貫通するボルトをねじ込むことにより、係合部19E(装着部19)を、該ボルトによって着脱可能に固定することができる。
以上のように、装着体16は、走行体3(機体6)に対して着脱可能である。
In the present embodiment, the connecting member 19D is formed of an angle member, and a nut member (not shown) is fixed to the upper portion. By screwing a bolt that penetrates the connecting plate 23, the mounting plates 22A, 22B, and the connecting member 19D from below into the nut member, the engaging portion 19E (mounting portion 19) is detachably fixed by the bolt. Can be done.
As described above, the mounting body 16 is removable from the traveling body 3 (machine body 6).

装着部19(装着体16)を機体6から取り外すことにより、マニピュレータ4を取り外すことができ、本実施形態のマニピュレータ4とは異なる形式のマニピュレータに交換することができる。
図7に示すように、装着部19には、回動シャフト20を支持するシャフト支持体24が立設されている。シャフト支持体24は、装着部19の上面に固定された中空状のベース部24Aと、ベース部24Aから上方に突出する支持筒24Bとを有している。
By removing the mounting portion 19 (mounting body 16) from the machine body 6, the manipulator 4 can be removed and replaced with a manipulator of a type different from that of the manipulator 4 of the present embodiment.
As shown in FIG. 7, a shaft support 24 for supporting the rotating shaft 20 is erected on the mounting portion 19. The shaft support 24 has a hollow base portion 24A fixed to the upper surface of the mounting portion 19 and a support cylinder 24B protruding upward from the base portion 24A.

図7に示すように、回動シャフト20は、上下方向に延伸する軸心(回動軸心J1)を有し、支持筒24Bに挿入されると共に該支持筒24Bに回動軸心J1の周囲を回動可能に支持されている。
回動モータM2は、例えば、正逆転可能な電動モータによって構成されている。回動モータM2は、走行体3に搭載されたバッテリ(図示省略)から給電される電力によって作動する。なお、回動モータM2は、走行体3に搭載された油圧ポンプP1によって作動する油圧モータによって構成されていてもよい。
As shown in FIG. 7, the rotating shaft 20 has an axial center (rotating axial center J1) extending in the vertical direction, and is inserted into the support cylinder 24B and the rotating shaft center J1 is inserted into the support cylinder 24B. It is rotatably supported around it.
The rotary motor M2 is composed of, for example, an electric motor capable of forward and reverse rotation. The rotary motor M2 is operated by electric power supplied from a battery (not shown) mounted on the traveling body 3. The rotary motor M2 may be composed of a hydraulic motor operated by a hydraulic pump P1 mounted on the traveling body 3.

図7に示すように、回動モータM2は、装着部19の内部に収容され、装着部19の上壁19kに取り付けられている。回動モータM2は、装着部19から上方に突出する出力軸Maを有している。回動モータM2の出力軸Maは、回動シャフト20の下部に一体回動可能に連結されている。したがって、回動シャフト20は、回動モータM2から出力される回転動力によって、回動軸心J1の周囲を正逆転可能に駆動される。 As shown in FIG. 7, the rotary motor M2 is housed inside the mounting portion 19 and mounted on the upper wall 19k of the mounting portion 19. The rotary motor M2 has an output shaft Ma protruding upward from the mounting portion 19. The output shaft Ma of the rotary motor M2 is integrally rotatably connected to the lower portion of the rotary shaft 20. Therefore, the rotary shaft 20 is driven by the rotary power output from the rotary motor M2 so as to be capable of forward and reverse rotation around the rotary shaft center J1.

図7に示すように、回動フレーム21は、シャフト支持体24に回動軸心J1の周囲を回動可能に支持されている。したがって、回動フレーム21は、装着部19に回動軸心J1の周囲を回動可能に取り付けられている。言い換えると、回動フレーム21は、機体6(走行体3)に縦軸回りに回動可能に支持されている。詳しくは、回動フレーム21は、フレーム本体25と、アームブラケット26と、シリンダブラケット27とを有している。フレーム本体25は、回動部25Aを有している。回動部25Aは、支持筒24Bを取り囲むと共に軸受け28A及び軸受け28Bを介して支持筒24Bに回動軸心J1の周囲を回動可能に支持されている。また、回動部25Aは、回動シャフト20の上部にスプライン結合等によって連結される結合部25Aaを有していて回動シャフト20と一体回動する。つまり、回動フレーム21は、回動モータM2によって回動軸心J1の周囲を回動可能である。回動フレーム21を回動させることにより、ロボットハンド18を回動軸心J1を中心とする円周方向に移動(位置変更)させることができる。 As shown in FIG. 7, the rotating frame 21 is rotatably supported around the rotation axis J1 by the shaft support body 24. Therefore, the rotating frame 21 is rotatably attached to the mounting portion 19 around the rotation axis J1. In other words, the rotating frame 21 is rotatably supported by the machine body 6 (running body 3) around the vertical axis. Specifically, the rotating frame 21 has a frame main body 25, an arm bracket 26, and a cylinder bracket 27. The frame body 25 has a rotating portion 25A. The rotating portion 25A surrounds the support cylinder 24B and is rotatably supported around the rotation shaft center J1 by the support cylinder 24B via the bearing 28A and the bearing 28B. Further, the rotating portion 25A has a connecting portion 25Aa connected to the upper portion of the rotating shaft 20 by a spline coupling or the like, and rotates integrally with the rotating shaft 20. That is, the rotation frame 21 can be rotated around the rotation axis J1 by the rotation motor M2. By rotating the rotating frame 21, the robot hand 18 can be moved (changed in position) in the circumferential direction around the rotation axis J1.

図3に示すように、フレーム本体25は、回動軸心J1に直交する方向で回動部25Aを挟む一対のフレーム部材25Bを有している。各フレーム部材25Bは、回動部25Aに固定されている。図7に示すように、各フレーム部材25Bの上部は、回動部25Aから上方に突出している。一対のフレーム部材25Bの上部間には、アームブラケット26が上方突出状に固定されている。シリンダブラケット27は、アームブラケット26及び回動部25Aの前部に取り付けられている。シリンダブラケット27は、下部に、シリンダ取付部27aを有している。 As shown in FIG. 3, the frame main body 25 has a pair of frame members 25B that sandwich the rotating portion 25A in a direction orthogonal to the rotation axis J1. Each frame member 25B is fixed to the rotating portion 25A. As shown in FIG. 7, the upper portion of each frame member 25B projects upward from the rotating portion 25A. An arm bracket 26 is fixed so as to project upward between the upper parts of the pair of frame members 25B. The cylinder bracket 27 is attached to the front portion of the arm bracket 26 and the rotating portion 25A. The cylinder bracket 27 has a cylinder mounting portion 27a at the lower portion.

図3、図4に示すように、アーム17は、回動フレーム21(アームブラケット26)に上下揺動可能に支持されると共に長手方向の中途部で屈伸可能である。アーム17は、メインアーム29とサブアーム30とを有している。
メインアーム29は、回動フレーム21に上下揺動可能に枢支され、屈伸可能である。詳しくは、メインアーム29は、回動フレーム21に上下揺動可能に枢支された第1アーム部31と、第1アーム部31に揺動可能に枢支された第2アーム部32とを有し、第1アーム部31に対して第2アーム部32が揺動することで屈伸可能とされている。
As shown in FIGS. 3 and 4, the arm 17 is supported by a rotating frame 21 (arm bracket 26) so as to be vertically swingable, and can be bent and extended in the middle portion in the longitudinal direction. The arm 17 has a main arm 29 and a sub arm 30.
The main arm 29 is pivotally supported by the rotating frame 21 so as to be vertically swingable, and can be bent and stretched. Specifically, the main arm 29 includes a first arm portion 31 swingably supported by the rotating frame 21 and a second arm portion 32 swingably supported by the first arm portion 31. It is possible to bend and stretch by swinging the second arm portion 32 with respect to the first arm portion 31.

第1アーム部31は、基部側31aがアームブラケット26に枢支されている。第1アーム部31は、図3、図8に示すように、第1アームフレーム31L及び第2アームフレーム31Rを有している。第1アームフレーム31L及び第2アームフレーム31Rは、機体幅方向B3で並べて配置され且つ連結パイプ31A等で相互に連結されている。第1アームフレーム31Lと第2アームフレーム31Rとの基部側31a間にアームブラケット26の上部が挿入され、機体幅方向B3に延伸する軸心を有するアーム枢軸33A(第1アーム枢軸という)を介して第1アームフレーム31L及び第2アームフレーム31Rの基部側31aがアームブラケット26に第1アーム枢軸33Aの軸心回りに回動可能に支持されている。 The base side 31a of the first arm portion 31 is pivotally supported by the arm bracket 26. As shown in FIGS. 3 and 8, the first arm portion 31 has a first arm frame 31L and a second arm frame 31R. The first arm frame 31L and the second arm frame 31R are arranged side by side in the body width direction B3 and are connected to each other by a connecting pipe 31A or the like. The upper part of the arm bracket 26 is inserted between the base side 31a of the first arm frame 31L and the second arm frame 31R, and via an arm pivot 33A (referred to as the first arm pivot) having an axial center extending in the body width direction B3. The base side 31a of the first arm frame 31L and the second arm frame 31R is rotatably supported by the arm bracket 26 around the axis of the first arm pivot 33A.

第1アームフレーム31L及び第2アームフレーム31Rは中空部材で形成されている。第1アーム部31の長さは、走行体3(機体6)の前後方向A3の長さよりも短く形成されている。
図4に示すように、第1アーム部31は、基部側31aであって且つ第1アーム枢軸33Aよりも先端側31c寄りに、シリンダ取付部31bを有している。このシリンダ取付部31bとシリンダブラケット27のシリンダ取付部27aとにわたって第1アームシリンダ(第1油圧シリンダ)C4が設けられている。第1アームシリンダC4は、走行体3に設けた油圧ポンプP1から吐出される作動油によって駆動されて伸縮する。第1アームシリンダC4を伸縮させることで第1アーム部31が上下揺動する。第1アーム部31(アーム17)を上下揺動させることにより、ロボットハンド18を昇降させることができる。第1アームシリンダC4には、第1アームシリンダC4のストロークを検出する第1ストロークセンサS1が設けられている。
The first arm frame 31L and the second arm frame 31R are formed of hollow members. The length of the first arm portion 31 is formed to be shorter than the length of the traveling body 3 (machine body 6) in the front-rear direction A3.
As shown in FIG. 4, the first arm portion 31 has a cylinder mounting portion 31b on the base portion side 31a and closer to the tip end side 31c than the first arm pivot 33A. A first arm cylinder (first hydraulic cylinder) C4 is provided over the cylinder mounting portion 31b and the cylinder mounting portion 27a of the cylinder bracket 27. The first arm cylinder C4 expands and contracts by being driven by hydraulic oil discharged from a hydraulic pump P1 provided on the traveling body 3. By expanding and contracting the first arm cylinder C4, the first arm portion 31 swings up and down. The robot hand 18 can be raised and lowered by swinging the first arm portion 31 (arm 17) up and down. The first arm cylinder C4 is provided with a first stroke sensor S1 that detects the stroke of the first arm cylinder C4.

図4に示すように、第1アーム部31の先端側31cには、枢支部材31Bが固定されている。詳しくは、枢支部材31Bは、基部31Baが第1アームフレーム31Lと第2アームフレーム31Rとの間に挿入されて第1アームフレーム31L及び第2アームフレーム31Rに固定されている。枢支部材31Bの基部31Baの下面側には、シリンダステー34が取り付けられている。枢支部材31Bの先端側31Bbは、第1アームフレーム31L及び第2アームフレーム31Rから前方に突出している。 As shown in FIG. 4, a pivot member 31B is fixed to the tip end side 31c of the first arm portion 31. Specifically, the pivot member 31B has a base portion 31Ba inserted between the first arm frame 31L and the second arm frame 31R and fixed to the first arm frame 31L and the second arm frame 31R. A cylinder stay 34 is attached to the lower surface side of the base portion 31Ba of the pivot member 31B. The distal end side 31Bb of the pivot member 31B projects forward from the first arm frame 31L and the second arm frame 31R.

図3、図8に示すように、第2アーム部32の長さは、第1アーム部31の長さよりも長く形成されている。第2アーム部32は、基部側32aが枢支部材31Bの先端側31Bbに枢支されている。第2アーム部32は、第3アームフレーム32L及び第4アームフレーム32Rを有している。第3アームフレーム32L及び第4アームフレーム32Rは、機体幅方向B3で並べて配置され且つ複数の連結プレート35によって相互に連結されている。第3アームフレーム32L及び第4アームフレーム32Rは中空部材で形成されている。第3アームフレーム32Lと第4アームフレーム32Rとの基部側32a間に枢支部材31Bの先端側31Bbが挿入されている。第3アームフレーム32L及び第4アームフレーム32R(第2アーム部32)は、機体幅方向B3に延伸する軸心を有するアーム枢軸(第2アーム枢軸という)33Bによって枢支部材31Bに枢支されている。 As shown in FIGS. 3 and 8, the length of the second arm portion 32 is formed to be longer than the length of the first arm portion 31. The base side 32a of the second arm portion 32 is pivotally supported by the tip end side 31Bb of the pivot member 31B. The second arm portion 32 has a third arm frame 32L and a fourth arm frame 32R. The third arm frame 32L and the fourth arm frame 32R are arranged side by side in the body width direction B3 and are connected to each other by a plurality of connecting plates 35. The third arm frame 32L and the fourth arm frame 32R are formed of hollow members. The tip end side 31Bb of the pivot member 31B is inserted between the base side 32a of the third arm frame 32L and the fourth arm frame 32R. The third arm frame 32L and the fourth arm frame 32R (second arm portion 32) are pivotally supported by the pivot member 31B by an arm pivot (referred to as the second arm pivot) 33B having an axis extending in the body width direction B3. ing.

第2アーム部32の基部側32aであって第2アーム枢軸33Bよりも先端側32b寄りには、シリンダ取付部32cが設けられている。このシリンダ取付部32cとシリンダステー34とにわたって第2アームシリンダ(第2油圧シリンダ)C5が設けられている。第2アームシリンダC5は、走行体3に設けた油圧ポンプP1から吐出される作動油によって駆動されて伸縮する。第2アームシリンダC5を伸縮させることで第1アーム部31に対して第2アーム部32が揺動し、メインアーム29(アーム17)が屈伸(曲げたり伸ばしたりすること)する。なお、本実施形態では、メインアーム29は、最も伸びた状態で直線状となるが、最も伸びた状態で若干曲がっていてもよい。 A cylinder mounting portion 32c is provided on the base side 32a of the second arm portion 32 and closer to the tip end side 32b than the second arm pivot 33B. A second arm cylinder (second hydraulic cylinder) C5 is provided over the cylinder mounting portion 32c and the cylinder stay 34. The second arm cylinder C5 expands and contracts by being driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump P1 provided on the traveling body 3. By expanding and contracting the second arm cylinder C5, the second arm portion 32 swings with respect to the first arm portion 31, and the main arm 29 (arm 17) bends and stretches (bends and stretches). In the present embodiment, the main arm 29 is linear in the most extended state, but may be slightly bent in the most extended state.

また、第2アームシリンダC5を伸縮させることで走行体3に対してロボットハンド18を遠近方向に移動させることができる。詳しくは、第2アームシリンダC5を伸長させることでロボットハンド18を走行体3から遠ざける方向に移動させることができ、第2アームシリンダC5を収縮させることでロボットハンド18を走行体3に近づける方向に移動させることができる。 Further, by expanding and contracting the second arm cylinder C5, the robot hand 18 can be moved in the perspective direction with respect to the traveling body 3. Specifically, the robot hand 18 can be moved in a direction away from the traveling body 3 by extending the second arm cylinder C5, and the robot hand 18 can be moved closer to the traveling body 3 by contracting the second arm cylinder C5. Can be moved to.

図4に示すように、第2アームシリンダC5には、第2アームシリンダC5のストロークを検出する第2ストロークセンサS2が設けられている。
図4、図8に示すように、複数の連結プレート35は、本実施形態では、第2アーム部32の長手方向に直交し且つ第3アームフレーム32Lと第4アームフレーム32Rとが対向する方向に直交する方向で対向配置された2枚で1組の連結プレート35を第2アーム部32の長手方向に間隔をあけて4組設けている。
As shown in FIG. 4, the second arm cylinder C5 is provided with a second stroke sensor S2 that detects the stroke of the second arm cylinder C5.
As shown in FIGS. 4 and 8, in the present embodiment, the plurality of connecting plates 35 are orthogonal to the longitudinal direction of the second arm portion 32 and the directions in which the third arm frame 32L and the fourth arm frame 32R face each other. A set of two connecting plates 35, which are arranged so as to face each other in the direction orthogonal to the above, are provided in four sets at intervals in the longitudinal direction of the second arm portion 32.

本実施形態では、第1アーム部31及び第2アーム部32は、2枚の中空部材を繋いで構成することで、高剛性に形成されている。また、第1アーム部31を構成する第1アームフレーム31L及び第2アームフレーム31Rと、第2アーム部32を構成する第3アームフレーム32L及び第4アームフレーム32Rとを、中空部材で構成することにより、第1アームフレーム31L〜第4アームフレーム32Rの内部に、油圧ホースやハーネス等の配策部材を配策することができる。これにより、油圧ホースやハーネスの破損防止を図ることができる。また、第1アームフレーム31Lと第2アームフレーム31Rとの間に第1アームシリンダC4のピストンロッドの先端側を挿入して連結すること、第3アームフレーム32Lと第4アームフレーム32Rとの間に第2アームシリンダC5のピストンロッドの先端側を挿入して連結することによりコンパクトな構成にすることができる。 In the present embodiment, the first arm portion 31 and the second arm portion 32 are formed with high rigidity by connecting two hollow members. Further, the first arm frame 31L and the second arm frame 31R constituting the first arm portion 31 and the third arm frame 32L and the fourth arm frame 32R constituting the second arm portion 32 are composed of hollow members. As a result, it is possible to arrange a flood control member such as a hydraulic hose or a harness inside the first arm frame 31L to the fourth arm frame 32R. As a result, it is possible to prevent damage to the hydraulic hose and the harness. Further, the tip end side of the piston rod of the first arm cylinder C4 is inserted and connected between the first arm frame 31L and the second arm frame 31R, and between the third arm frame 32L and the fourth arm frame 32R. By inserting and connecting the tip end side of the piston rod of the second arm cylinder C5 to the cylinder, a compact configuration can be obtained.

サブアーム30は、第2アーム部32に突出及び後退可能に設けられている。したがって、サブアーム30を突出及び後退させることにより、アーム17の長さが伸縮可能である。図4、図8に示すように、サブアーム30は、角パイプによって直線状に形成されている。サブアーム30は、第3アームフレーム32Lと第4アームフレーム32Rとの先端側(前部)間に長手方向移動可能に支持されている。また、サブアーム30は、対向する連結プレート35の間に配置されていて連結プレート35にボルト等の固定具によって固定可能とされている。サブアーム30の一側面には、第3アームフレーム32Lに当接する突起30aが設けられ、他側面には、第4アームフレーム32Rに当接する突起30aが設けられている。突起30aによってサブアーム30のがたつきを抑制することができる。 The sub arm 30 is provided on the second arm portion 32 so as to be projectable and retractable. Therefore, the length of the arm 17 can be expanded and contracted by projecting and retracting the sub-arm 30. As shown in FIGS. 4 and 8, the sub-arm 30 is formed linearly by a square pipe. The sub-arm 30 is supported so as to be movable in the longitudinal direction between the tip end side (front portion) of the third arm frame 32L and the fourth arm frame 32R. Further, the sub-arm 30 is arranged between the connecting plates 35 facing each other and can be fixed to the connecting plate 35 by a fixing tool such as a bolt. A protrusion 30a that comes into contact with the third arm frame 32L is provided on one side surface of the sub arm 30, and a protrusion 30a that comes into contact with the fourth arm frame 32R is provided on the other side surface. The protrusion 30a can suppress the rattling of the sub arm 30.

サブアーム30は、最も後退させた位置(最後退位置)では、第3アームフレーム32Lと第4アームフレーム32Rとの間に没入する。なお、サブアーム30は、最後退位置で第2アーム部32から若干突出していてもよい。
図4に示すように、サブアーム30の先端側には、接合フランジ30Aが固定されている。接合フランジ30Aには、取付フランジ36がボルト等によって取り付けられ、取付フランジ36には、吊りプレート37が固定されている。吊りプレート37にロボットハンド18が枢支され、吊り下げられる(図1参照)。つまり、ロボットハンド18は、サブアーム30の先端側に揺動可能に取り付けられる。第2アーム部32の先端側には、サブアーム30の第2アーム部32からの突出量を測定(検出)する第3ストロークセンサS3が設けられている。
The sub-arm 30 is immersed between the third arm frame 32L and the fourth arm frame 32R at the most retracted position (last retracted position). The sub arm 30 may slightly protrude from the second arm portion 32 at the rearmost retracted position.
As shown in FIG. 4, a joint flange 30A is fixed to the tip end side of the sub arm 30. A mounting flange 36 is attached to the joining flange 30A by bolts or the like, and a suspension plate 37 is fixed to the mounting flange 36. The robot hand 18 is pivotally supported on the suspension plate 37 and suspended (see FIG. 1). That is, the robot hand 18 is swingably attached to the tip end side of the sub arm 30. A third stroke sensor S3 that measures (detects) the amount of protrusion of the sub arm 30 from the second arm portion 32 is provided on the tip end side of the second arm portion 32.

サブアーム30は、例えば、第2アーム部32から最も突出させた位置(最突出位置)と、第2アーム部32に対して最も後退させた位置との2位置で使用される。なお、サブアーム30は、最突出位置と最後退位置との間で段階的に突出量を調整してもよく、また、最突出位置と最後退位置との間で任意の位置に固定できるようにしてもよい。また、サブアーム30を油圧シリンダによって突出及び後退させるようにしてもよい。 The sub-arm 30 is used, for example, at two positions, a position most protruding from the second arm portion 32 (the most protruding position) and a position most retracted with respect to the second arm portion 32. The sub-arm 30 may adjust the amount of protrusion stepwise between the most protruding position and the last retracted position, and can be fixed at an arbitrary position between the most projected position and the last retracted position. You may. Further, the sub-arm 30 may be projected and retracted by a hydraulic cylinder.

アーム17は、前後方向A3の一方側(進行逆方向側)を向く作業姿勢W1(図11参照)と、前後方向A3の他方側(進行方向側)を向くと共に屈曲させた収納姿勢W2(図1参照)とに姿勢変更可能である。本実施形態では、作業姿勢W1は、図11に示すように、走行体3の後方側を向く姿勢である。詳しくは、作業姿勢W1は、走行体3の後方と機体幅方向B3との間の任意の方向を向く姿勢である。また、収納姿勢W2は、図1に示すように、走行体3の前方を向く姿勢である。 The arm 17 has a working posture W1 (see FIG. 11) facing one side (reverse traveling direction) of the front-rear direction A3 and a storage posture W2 (FIG. 11) facing the other side (traveling direction side) of the front-rear direction A3 and bending. The posture can be changed to (see 1). In the present embodiment, the working posture W1 is a posture facing the rear side of the traveling body 3 as shown in FIG. Specifically, the working posture W1 is a posture facing an arbitrary direction between the rear of the traveling body 3 and the body width direction B3. Further, the storage posture W2 is a posture facing the front of the traveling body 3 as shown in FIG.

農業用ロボット1は、アーム17が作業姿勢W1にある状態で且つ回動軸心J1の周囲の所定の範囲内で、作物2の収穫作業等の作業を行う。アーム17が作業姿勢W1にある状態で、回動フレーム21を左方または右方に回動させると共にアーム17を昇降及び屈伸させることにより、ロボットハンド18を任意の位置に移動させることができる。つまり、ロボットハンド18を作物2の上方に移動させると共に下降させて該ロボットハンド18によって作物2を把持することができる。 The agricultural robot 1 performs work such as harvesting the crop 2 while the arm 17 is in the working posture W1 and within a predetermined range around the rotation axis J1. The robot hand 18 can be moved to an arbitrary position by rotating the rotating frame 21 to the left or right and raising / lowering and bending / extending the arm 17 while the arm 17 is in the working posture W1. That is, the robot hand 18 can be moved above and lowered of the crop 2 to grip the crop 2 by the robot hand 18.

図1に示すように、収納姿勢W2では、アーム17は、第1アーム部31が走行体3の上方を前方に向かうにつれて上方に移行する傾斜方向に延伸しており、且つ第2アーム部32が走行体3の前後方向A3の中途部の上方から前方に向かうにつれて下方に移行する傾斜方向に延伸している。サブアーム30は、最後退位置に位置させている。
本実施形態にあっては、アーム17を回動可能に支持する回動フレーム21が走行体3の後部に設けられ、アーム17が後方側を向く作業姿勢W1にある状態で作物2の収穫作業を行うので、作業範囲を広くとることができる。
As shown in FIG. 1, in the storage posture W2, the arm 17 is extended in an inclined direction in which the first arm portion 31 shifts upward as the first arm portion 31 moves forward toward the upper side of the traveling body 3, and the second arm portion 32 Is extending in an inclined direction in which the traveling body 3 shifts downward from above the middle portion of the front-rear direction A3 toward the front. The sub arm 30 is positioned at the rearmost retracted position.
In the present embodiment, a rotating frame 21 that rotatably supports the arm 17 is provided at the rear portion of the traveling body 3, and the crop 2 is harvested in a state where the arm 17 is in the working posture W1 facing the rear side. Therefore, the work range can be widened.

また、作業姿勢W1では、第1アーム部31の先端側31cが走行体3よりも後方側に位置しているのに対して、収納姿勢W2では、第1アーム部31の先端側31cは、走行体3(機体6)の前端よりも後方に位置していて、第1アーム部31が走行体3の上方に位置している(図例では、第1アーム部31の先端側31cは、走行体3の前後方向の略中央部の上方に位置している)。これにより、移動時や格納時等の非使用時に、農業用ロボット1を前後方向A3にコンパクトにすることができる。 Further, in the working posture W1, the tip end side 31c of the first arm portion 31 is located on the rear side of the traveling body 3, whereas in the storage posture W2, the tip end side 31c of the first arm portion 31 is located. The first arm portion 31 is located above the traveling body 3 and is located behind the front end of the traveling body 3 (airframe 6) (in the illustrated example, the tip end side 31c of the first arm portion 31 is located. It is located above the substantially central portion of the traveling body 3 in the front-rear direction). As a result, the agricultural robot 1 can be made compact in the front-rear direction A3 when not in use, such as when moving or storing.

本実施形態の農業用ロボット1にあっては、アーム17を油圧シリンダによって揺動させる構成にすることにより、10kgを超えるスイカ等の作物2を容易に持ち上げ搬送することができる。また、第1アームシリンダC4及び第2アームシリンダC5の動力源(油圧源)として、走行体3に装備した油圧ポンプP1を利用する(走行体3側の油圧アクチュエータを駆動する動力源とマニピュレータ4側の油圧アクチュエータを駆動する動力源とが別々の動力源でない)ことから、コンパクトに構成することができる。 In the agricultural robot 1 of the present embodiment, the arm 17 is configured to swing by a hydraulic cylinder, so that a crop 2 such as a watermelon weighing more than 10 kg can be easily lifted and transported. Further, as the power source (hydraulic source) of the first arm cylinder C4 and the second arm cylinder C5, the hydraulic pump P1 equipped on the traveling body 3 is used (the power source for driving the hydraulic actuator on the traveling body 3 side and the manipulator 4). Since the power source that drives the side hydraulic actuator is not a separate power source), it can be configured compactly.

図12、図13に示すように、装着部19の上面側には、回動規制部材38と位置決め部材39とが設けられている。回動規制部材38及び位置決め部材39は、本実施形態では、それぞれ1本のピンによって形成されている。なお、回動規制部材38及び位置決め部材39は、ピンに限定されることはない。回動規制部材38は、アーム17が作業姿勢W1にあるときの回動フレーム21の回動を規制する。アーム17が作業姿勢W1にあるときの回動フレーム21の回動を規制することで、アーム17に配策される油圧ホース及びハーネスが回動フレーム21に巻き付いたり、破損するのを防止することができる。位置決め部材39は、回動フレーム21の回動を規制してアーム17を収納姿勢W2に位置決めする。位置決め部材39で回動フレーム21の回動を規制することで、回動フレーム21を迅速且つ正確にアーム17の収納姿勢W2の位置に回動させることができる。 As shown in FIGS. 12 and 13, a rotation restricting member 38 and a positioning member 39 are provided on the upper surface side of the mounting portion 19. In the present embodiment, the rotation restricting member 38 and the positioning member 39 are each formed by one pin. The rotation restricting member 38 and the positioning member 39 are not limited to pins. The rotation restricting member 38 regulates the rotation of the rotating frame 21 when the arm 17 is in the working posture W1. By restricting the rotation of the rotating frame 21 when the arm 17 is in the working posture W1, the hydraulic hose and harness arranged on the arm 17 are prevented from being wound around the rotating frame 21 or being damaged. Can be done. The positioning member 39 regulates the rotation of the rotating frame 21 to position the arm 17 in the storage posture W2. By restricting the rotation of the rotating frame 21 by the positioning member 39, the rotating frame 21 can be quickly and accurately rotated to the position of the storage posture W2 of the arm 17.

本実施形態では、図12に示すように、回動規制部材38は、回動フレーム21の右側方(側方)に配置されている。図12の上図に示すように、アーム17が回動フレーム21から後方に延伸する状態(後向き状態W3)から回動フレーム21を矢印Y3で示す第1回動方向(反時計方向)に90°回動すると、図12の下図に示すように、回動フレーム21(シリンダブラケット)は回動規制部材38に当接する。これにより、回動フレーム21の回動が規制される。 In the present embodiment, as shown in FIG. 12, the rotation restricting member 38 is arranged on the right side (side) of the rotation frame 21. As shown in the upper part of FIG. 12, from the state in which the arm 17 extends rearward from the rotation frame 21 (rearward state W3), the rotation frame 21 is moved 90 in the first rotation direction (counterclockwise direction) indicated by the arrow Y3. When rotated by °, the rotating frame 21 (cylinder bracket) comes into contact with the rotation restricting member 38 as shown in the lower figure of FIG. As a result, the rotation of the rotating frame 21 is restricted.

本実施形態では、図13に示すように、位置決め部材39は、回動フレーム21の前方側で且つ右寄りに配置されている。図13の上図に示すように、アーム17が後向き状態W3にある位置から回動フレーム21を矢印Y4で示す第2回動方向(時計方向)に180°回動すると、回動フレーム21は位置決め部材39に当接する。
以上のように、本実施形態では、回動フレーム21が回動規制部材38に当接した状態から時計回りに回動して位置決め部材39に当接するまでの回動範囲は、略270°に設定されている。なお、回動フレーム21の回動範囲は、270°に限定されることはない。
In the present embodiment, as shown in FIG. 13, the positioning member 39 is arranged on the front side and the right side of the rotating frame 21. As shown in the upper part of FIG. 13, when the rotating frame 21 is rotated 180 ° in the second rotation direction (clockwise) indicated by the arrow Y4 from the position where the arm 17 is in the backward state W3, the rotating frame 21 is rotated. It comes into contact with the positioning member 39.
As described above, in the present embodiment, the rotation range from the state where the rotating frame 21 is in contact with the rotation restricting member 38 to when it rotates clockwise and comes into contact with the positioning member 39 is approximately 270 °. It is set. The rotation range of the rotation frame 21 is not limited to 270 °.

なお、回動規制部材38を回動フレーム21の左側方に配置し、回動フレーム21の第2回動方向Y4の回動でアーム17が作業姿勢W1にあるときの回動フレーム21の回動を規制するようにしてもよい。この場合、位置決め部材39は、回動フレーム21の前方側で且つ左寄りに配置され、回動フレーム21の第1回動方向Y3の回動でアーム17を収納姿勢W2に位置決めする。即ち、回動モータM2を正逆回転することで、回動フレーム21は、回動軸心J1回りの第1回動方向Y3と第1回動方向Y3の反対方向である第2回動方向Y4とに回動可能であり、回動規制部材38は、回動フレーム21の第1回動方向Y3及び第2回動方向Y4のうちの一方の方向の回動を規制し、位置決め部材39は、回動フレーム21の第1回動方向Y3及び第2回動方向Y4のうちの他方の方向の回動を規制する。 The rotation restricting member 38 is arranged on the left side of the rotation frame 21, and the rotation of the rotation frame 21 when the arm 17 is in the working posture W1 due to the rotation of the rotation frame 21 in the second rotation direction Y4. The movement may be regulated. In this case, the positioning member 39 is arranged on the front side and to the left of the rotating frame 21, and positions the arm 17 in the storage posture W2 by rotating the rotating frame 21 in the first rotation direction Y3. That is, by rotating the rotation motor M2 in the forward and reverse directions, the rotation frame 21 has a second rotation direction which is the opposite direction of the first rotation direction Y3 and the first rotation direction Y3 around the rotation axis J1. It is rotatable with Y4, and the rotation restricting member 38 regulates the rotation of the rotating frame 21 in one of the first rotation direction Y3 and the second rotation direction Y4, and the positioning member 39. Restricts the rotation of the rotation frame 21 in the other direction of the first rotation direction Y3 and the second rotation direction Y4.

図1に示すように、本実施形態では、撮像装置5Aは、回動フレーム21に取り付けられている。詳しくは、アームブラケット26の上部に支柱40を介して取り付けられている。これに限定されることはなく、撮像装置5Aは、走行体3等に取り付けてもよい。また、撮像装置5Aは複数箇所に設けられていてもよい。つまり、農業用ロボット1は、撮像装置5Aを複数有していてもよい。撮像装置5Aは、走行体3の周囲を撮影可能であって、走行体3の周囲の情報を撮影によって取得する。 As shown in FIG. 1, in the present embodiment, the image pickup apparatus 5A is attached to the rotating frame 21. Specifically, it is attached to the upper part of the arm bracket 26 via a support column 40. The image pickup device 5A may be attached to the traveling body 3 or the like without being limited to this. Further, the image pickup apparatus 5A may be provided at a plurality of locations. That is, the agricultural robot 1 may have a plurality of image pickup devices 5A. The image pickup apparatus 5A can photograph the surroundings of the traveling body 3, and acquires information on the surroundings of the traveling body 3 by photographing.

撮像装置5Aは、例えば、ステレオカメラやレーザカメラ等の測距機能を有するカメラが採用される。ステレオカメラは、撮影した画像(イメージ)の視差データを生成し、カメラ(レンズ)と対象物(例えば、作物2や後述する運搬車48等の農業用ロボット1の周囲の物体や走行領域の境界等)までの距離を測定(計測)することができるカメラである。レーザカメラは、照明光として長距離まで届くレーザーを使用し、CCDカメラで撮影することでカメラと対象物までの距離を測定するカメラシステムである。 As the image pickup apparatus 5A, for example, a camera having a distance measuring function such as a stereo camera or a laser camera is adopted. The stereo camera generates parallax data of the captured image (image), and the boundary between the camera (lens) and the object (for example, the object around the agricultural robot 1 such as the crop 2 and the carrier 48 described later and the traveling area). Etc.) It is a camera that can measure (measure) the distance to. A laser camera is a camera system that uses a laser that reaches a long distance as illumination light and measures the distance between the camera and an object by taking a picture with a CCD camera.

また、撮像装置5Aは、複数台のカメラで走行体3の周囲(前方、後方、左方及び右方)を撮影するものであってもよいし、1台で走行体3の周囲360°撮影することのできる全方位(360°)カメラで構成されていてもよい。
なお、作物2の品質をセンシングすることのできるカメラ(例えば、マルチスペクトルカメラ、遠赤外線カメラ、近赤外線分光カメラ等)をロボットハンド18や走行体3等に設けてもよい。これにより、作物2の品質をセンシングしながら収穫すべき作物2を選択して収穫することができる。
Further, the image pickup device 5A may capture the surroundings of the traveling body 3 (front, rear, left and right) with a plurality of cameras, or may capture 360 ° around the traveling body 3 with one camera. It may be composed of an omnidirectional (360 °) camera capable of performing.
A camera capable of sensing the quality of the crop 2 (for example, a multispectral camera, a far-infrared camera, a near-infrared spectroscopic camera, etc.) may be provided on the robot hand 18, the traveling body 3, or the like. As a result, the crop 2 to be harvested can be selected and harvested while sensing the quality of the crop 2.

図14Aに示すように、農業用ロボット1は、制御装置41を有している。制御装置41は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やEEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)などを備えたマイクロコンピュータを利用して構成される。
制御装置41には、撮像装置5Aが接続されている。制御装置41は、撮像装置5Aが取得(検知)した情報(検知情報)を取得可能である。撮像装置5Aの検知情報によって、収穫すべき作物2、作物2との距離、作物2が栽培される栽培地と栽培地との間の通路と栽培地との境界、農業用ロボット1の周囲の様子等を制御装置41に把握(認識)させることができる。
As shown in FIG. 14A, the agricultural robot 1 has a control device 41. The control device 41 is configured by using, for example, a microcomputer provided with a CPU (Central Processing Unit), an EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), and the like.
An imaging device 5A is connected to the control device 41. The control device 41 can acquire the information (detection information) acquired (detected) by the imaging device 5A. Based on the detection information of the image pickup device 5A, the crop 2 to be harvested, the distance from the crop 2, the boundary between the cultivated area and the passage between the cultivated areas where the crop 2 is cultivated, and the periphery of the agricultural robot 1. The state and the like can be grasped (recognized) by the control device 41.

制御装置41には、走行装置7が接続されている。制御装置41は、走行制御部41Aを有している。走行制御部41Aは、撮像装置5Aが取得した情報(検知情報)に基づいて、操向シリンダC1、第1昇降シリンダC2、第2昇降シリンダC3及び走行モータM1を制御する。即ち、走行制御部41Aは、走行装置7を制御する。走行制御部41Aが走行装置7の速度制御及び操向制御等を行うことで、走行体3が自律走行する。また、走行制御部41Aは、機体6の昇降、傾き等の制御を行う。 A traveling device 7 is connected to the control device 41. The control device 41 has a travel control unit 41A. The travel control unit 41A controls the steering cylinder C1, the first elevating cylinder C2, the second elevating cylinder C3, and the traveling motor M1 based on the information (detection information) acquired by the imaging device 5A. That is, the travel control unit 41A controls the travel device 7. The traveling body 3 autonomously travels by the traveling control unit 41A performing speed control, steering control, and the like of the traveling device 7. Further, the traveling control unit 41A controls the raising / lowering, tilting, etc. of the machine body 6.

なお、走行体3を自律走行させるのに、ライダー(LiDAR: Light Detection And Ranging)によって行ってもよい。ライダーは、1秒間に何百万回ものパルス状の赤外線等を照射し、跳ね返って戻ってくるまでの時間を測定することで、走行体3周辺の3Dマップを構築する光を用いたリモートセンシング技術である。
制御装置41には、第1ストロークセンサS1が接続されている。制御装置41は、第1ストロークセンサS1の検出情報を取得可能であり、第1ストロークセンサS1の検出情報によって制御装置41に第1アーム部31の揺動量を把握させることができる。また、制御装置41には、第2ストロークセンサS2が接続されている。制御装置41は、第2ストロークセンサS2の検出情報を取得可能であり、第2ストロークセンサS2の検出情報によって制御装置41に第1アーム部31に対する第2アーム部32の揺動量を把握させることができる。
The rider (LiDAR: Light Detection And Ranging) may be used to autonomously drive the traveling body 3. The rider irradiates millions of times per second with pulsed infrared rays, etc., and measures the time it takes for the rider to bounce back and return, thereby constructing a 3D map around the vehicle 3 Remote sensing using light. It is a technology.
The first stroke sensor S1 is connected to the control device 41. The control device 41 can acquire the detection information of the first stroke sensor S1, and the control device 41 can be made to grasp the swing amount of the first arm portion 31 by the detection information of the first stroke sensor S1. Further, the second stroke sensor S2 is connected to the control device 41. The control device 41 can acquire the detection information of the second stroke sensor S2, and causes the control device 41 to grasp the swing amount of the second arm portion 32 with respect to the first arm portion 31 by the detection information of the second stroke sensor S2. Can be done.

なお、第1アーム部31及び第2アーム部32の揺動量は、ポテンショメータによって直接検出し、このポテンショメータのポテンショ値を制御装置41に送信するようにしてもよい。
図14Aに示すように、制御装置41には、回動モータM2、第1シリンダ制御弁42、第2シリンダ制御弁43が接続されている。制御装置41は、回動モータM2を制御することで回動フレーム21の回動を制御するフレーム制御部41Bを有している。フレーム制御部41Bは、回動規制部材38で規制された回動フレーム21の位置を基準(旋回原点)として回動フレーム21の回動を制御する。つまり、フレーム制御部41Bは、旋回原点を基準として回動フレーム21の回動位置を算出し、回動フレーム21の回動を制御する。したがって、収穫作業を開始する前(初期)に、回動フレーム21を一度回動規制部材38まで回動させておき、回動フレーム21の初期位置を制御装置41に把握させておく。
The swing amount of the first arm portion 31 and the second arm portion 32 may be directly detected by the potentiometer, and the potentiometer value of the potentiometer may be transmitted to the control device 41.
As shown in FIG. 14A, a rotary motor M2, a first cylinder control valve 42, and a second cylinder control valve 43 are connected to the control device 41. The control device 41 has a frame control unit 41B that controls the rotation of the rotation frame 21 by controlling the rotation motor M2. The frame control unit 41B controls the rotation of the rotation frame 21 with the position of the rotation frame 21 regulated by the rotation regulation member 38 as a reference (turning origin). That is, the frame control unit 41B calculates the rotation position of the rotation frame 21 with reference to the rotation origin, and controls the rotation of the rotation frame 21. Therefore, before starting the harvesting operation (initial stage), the rotating frame 21 is once rotated to the rotation restricting member 38, and the control device 41 is made to grasp the initial position of the rotating frame 21.

第1シリンダ制御弁42、第2シリンダ制御弁43は、例えば、パイロット式の電磁弁によって構成されている。第1シリンダ制御弁42は、第1アームシリンダC4を制御し第2シリンダ制御弁43は、第2アームシリンダC5を制御する。制御装置41は、第1シリンダ制御弁42、第2シリンダ制御弁43を制御することで第1アーム部31及び第2アーム部32の揺動を制御するアーム制御部41Cを有している。 The first cylinder control valve 42 and the second cylinder control valve 43 are composed of, for example, a pilot type solenoid valve. The first cylinder control valve 42 controls the first arm cylinder C4, and the second cylinder control valve 43 controls the second arm cylinder C5. The control device 41 has an arm control unit 41C that controls the swing of the first arm unit 31 and the second arm unit 32 by controlling the first cylinder control valve 42 and the second cylinder control valve 43.

アーム制御部41Cは、第1シリンダ制御弁42の第1ソレノイド42a及び第2ソレノイド42bを励磁又は消磁させることによって、第1シリンダ制御弁42を中立位置42cから第1位置42d又は第2位置42eに切り換える。第1位置42dに切り換えると、第1アームシリンダC4が伸長し、これにより、第1アーム部31(アーム17)が上方揺動する。第2位置42eに切り換えると、第1アームシリンダC4が収縮し、これにより第1アーム部31(アーム17)が下方揺動する。また、アーム制御部41Cは、第2シリンダ制御弁43の第1ソレノイド43a及び第2ソレノイド43bを励磁又は消磁することによって、第2シリンダ制御弁43を中立位置43cから第1位置43d又は第2位置43eに切り換える。第1位置43dに切り換えると、第2アームシリンダC5が伸長し、これにより、第2アーム部32が上方揺動する。第2位置43eに切り換えると、第2アームシリンダC5が収縮し、これにより、第2アーム部32が下方揺動する。 The arm control unit 41C excites or degausses the first solenoid 42a and the second solenoid 42b of the first cylinder control valve 42 to move the first cylinder control valve 42 from the neutral position 42c to the first position 42d or the second position 42e. Switch to. When the position is switched to the first position 42d, the first arm cylinder C4 is extended, whereby the first arm portion 31 (arm 17) swings upward. When the position is switched to the second position 42e, the first arm cylinder C4 contracts, whereby the first arm portion 31 (arm 17) swings downward. Further, the arm control unit 41C excites or degausses the first solenoid 43a and the second solenoid 43b of the second cylinder control valve 43 to move the second cylinder control valve 43 from the neutral position 43c to the first position 43d or the second position 43d. Switch to position 43e. When the position is switched to the first position 43d, the second arm cylinder C5 is extended, whereby the second arm portion 32 swings upward. When the position is switched to the second position 43e, the second arm cylinder C5 contracts, whereby the second arm portion 32 swings downward.

以上のように、制御装置41は、フレーム制御部41Bによって回動モータM2による回動フレーム21の回動を制御可能であり、アーム制御部41Cによって第1アームシリンダC4の伸縮による第1アーム部31の揺動及び第2アームシリンダC5による第2アーム部32の揺動を制御可能である。これによって、制御装置41は、ロボットハンド18を任意(所望)の位置に移動させることができる。詳しくは、回動フレーム21の回動による回動軸心J1を中心とする円周方向のロボットハンド18の移動、第1アーム部31の上下揺動によるロボットハンド18の昇降、第2アーム部32の揺動によるロボットハンド18の走行体3に対する遠近方向の移動によって、ロボットハンド18を目的の位置に移動させることができる。また、制御装置41は、撮像装置5Aの検知情報に基づいてロボットハンド18を収穫すべき作物2へロボットハンド18を移動させるようにマニピュレータ4を作動させる。 As described above, the control device 41 can control the rotation of the rotating frame 21 by the rotating motor M2 by the frame control unit 41B, and the arm control unit 41C expands and contracts the first arm cylinder C4 to control the rotation of the first arm unit. It is possible to control the swing of 31 and the swing of the second arm portion 32 by the second arm cylinder C5. As a result, the control device 41 can move the robot hand 18 to an arbitrary (desired) position. Specifically, the movement of the robot hand 18 in the circumferential direction around the rotation axis J1 by the rotation of the rotation frame 21, the raising and lowering of the robot hand 18 by the vertical swing of the first arm portion 31, and the second arm portion. The robot hand 18 can be moved to a target position by moving the robot hand 18 with respect to the traveling body 3 in the perspective direction by swinging the 32. Further, the control device 41 operates the manipulator 4 so as to move the robot hand 18 to the crop 2 to be harvested based on the detection information of the image pickup device 5A.

図14Aに示すように、走行制御部41A、フレーム制御部41B及びアーム制御部41Cは、撮像装置5Aが取得した情報に基づいて、走行体3を自律走行させる走行制御及びマニピュレータ4に収穫動作を行わせる動作制御を行う制御部41Dを構成している。
図14Aに示すように、制御装置41には、第3ストロークセンサS3が接続されている。制御装置41は、第3ストロークセンサS3の検出情報を取得可能であり、第3ストロークセンサS3の検出情報によって制御装置41にサブアーム30の突出量を把握させることができる。
As shown in FIG. 14A, the travel control unit 41A, the frame control unit 41B, and the arm control unit 41C perform a travel control for autonomously traveling the traveling body 3 and a harvesting operation on the manipulator 4 based on the information acquired by the imaging device 5A. It constitutes a control unit 41D that controls the operation to be performed.
As shown in FIG. 14A, the third stroke sensor S3 is connected to the control device 41. The control device 41 can acquire the detection information of the third stroke sensor S3, and the control device 41 can grasp the protrusion amount of the sub arm 30 by the detection information of the third stroke sensor S3.

ところで、回動フレーム21の回動位置、第1アーム部31及び第2アーム部32の揺動量が同じであっても、サブアーム30を突出させていない場合と、突出させている場合とでは、ロボットハンド18の位置は異なる。そこで、制御装置41は、サブアーム30の突出量を加味(考慮)してロボットハンド18の位置を制御する。
図14Aに示すように、第1アームシリンダC4及び第2アームシリンダC5の油圧制御回路44には、圧力センサ45が設けられている。圧力センサ45は、第1シリンダ制御弁42と第1アームシリンダC4のロッド側(ピストンロッドが突出する側)の油室とを接続する第1接続油路44a、第1シリンダ制御弁42と第1アームシリンダC4のボトム側(ヘッド側)の油室とを接続する第2接続油路44b、第2シリンダ制御弁43と第2アームシリンダC5のロッド側の油室とを接続する第3接続油路44c、第2シリンダ制御弁43と第2アームシリンダC5のボトム側の油室とを接続する第4接続油路44dに設けられている。圧力センサ45の検出情報によって、アーム17(第1アームシリンダC4及び第2アームシリンダC5)に作用する負荷を検出することができる。
By the way, even if the rotation position of the rotation frame 21 and the swing amount of the first arm portion 31 and the second arm portion 32 are the same, there are cases where the sub arm 30 is not projected and cases where the sub arm 30 is projected. The positions of the robot hands 18 are different. Therefore, the control device 41 controls the position of the robot hand 18 in consideration of the amount of protrusion of the sub arm 30.
As shown in FIG. 14A, a pressure sensor 45 is provided in the hydraulic control circuit 44 of the first arm cylinder C4 and the second arm cylinder C5. The pressure sensor 45 includes a first connecting oil passage 44a connecting the first cylinder control valve 42 and an oil chamber on the rod side (the side where the piston rod protrudes) of the first arm cylinder C4, the first cylinder control valve 42, and the first cylinder control valve 42. 1 Second connection oil passage 44b for connecting the oil chamber on the bottom side (head side) of the arm cylinder C4, the third connection for connecting the second cylinder control valve 43 and the oil chamber on the rod side of the second arm cylinder C5. It is provided in the oil passage 44c, the fourth connecting oil passage 44d connecting the second cylinder control valve 43 and the oil chamber on the bottom side of the second arm cylinder C5. The load acting on the arm 17 (first arm cylinder C4 and second arm cylinder C5) can be detected by the detection information of the pressure sensor 45.

図14Aに示すように、各圧力センサ45は、制御装置41に接続されている。制御装置41は、各圧力センサ45の検出情報を取得可能である。制御装置41は、アーム17に作用する負荷(作物2の重さ)に応じて、油圧ポンプP1の出力を制御する力制御が可能である。
なお、圧力センサ45は、第1接続油路44aと第2接続油路44bとの両方に設ける必要はなく、いずれか一方に設けられていていればよい。また、圧力センサ45は、第3接続油路44cと第4接続油路44dとの両方に設ける必要はなく、いずれか一方だけに設けてもよい。
As shown in FIG. 14A, each pressure sensor 45 is connected to the control device 41. The control device 41 can acquire the detection information of each pressure sensor 45. The control device 41 can control the force that controls the output of the hydraulic pump P1 according to the load (weight of the crop 2) acting on the arm 17.
The pressure sensor 45 does not have to be provided in both the first connecting oil passage 44a and the second connecting oil passage 44b, and may be provided in either one. Further, the pressure sensor 45 does not have to be provided in both the third connecting oil passage 44c and the fourth connecting oil passage 44d, and may be provided in only one of them.

図14Aに示すように、制御装置41は、判定部41Eを有している。判定部41Eは、撮像装置5Aが取得した情報に基づいて作物2の種別に特化した特徴から作物2の収穫適期を判定する。
作物2がスイカの場合は、判定部41Eは、図14Bに示すように、巻きひげ2aの色、表面の縞模様2b、葉2cの状態から収穫適期を判定する。詳しくは、巻きひげ2aが、付け根まで濃い褐色(枯れた状態)になったら収穫適期である。また、縞模様2bが鮮明なほど(縞模様の黒色がハッキリしていることが)収穫適期である。また、葉2cの状態が、黄色や濃い褐色になって枯れたら収穫適期である。
As shown in FIG. 14A, the control device 41 has a determination unit 41E. The determination unit 41E determines the optimum harvest time of the crop 2 from the characteristics specialized for the type of the crop 2 based on the information acquired by the image pickup apparatus 5A.
When the crop 2 is watermelon, the determination unit 41E determines the optimum harvest time from the color of the tendril 2a, the striped pattern 2b on the surface, and the state of the leaves 2c, as shown in FIG. 14B. Specifically, when the tendril 2a turns dark brown (withered) up to the base, it is the optimum harvest time. In addition, the clearer the striped pattern 2b (the clearer the black color of the striped pattern), the better the harvest time. Moreover, when the state of the leaf 2c becomes yellow or dark brown and withers, it is the optimum harvest time.

また、作物2がメロンの場合は、判定部41Eは、図14Cに示すように、葉2dの状態、ヘタ2eの部分の状態から収穫適期を判定する。詳しくは、葉2dの状態が、黄色や濃い褐色になって枯れたら収穫適期である。また、ヘタ2eの付け根に茶色いリング(離層)2gができたり、ヘタ2eの部分につる2hに向けて伸びる網目の延長部分2jができると収穫適期である。 When the crop 2 is a melon, the determination unit 41E determines the optimum harvest time from the state of the leaves 2d and the state of the calyx 2e, as shown in FIG. 14C. Specifically, when the state of the leaf 2d turns yellow or dark brown and withers, it is the optimum harvest time. Further, it is the optimum harvest time when a brown ring (delamination) 2 g is formed at the base of the calyx 2e and an extension portion 2j of the mesh extending toward the vine 2h is formed at the calyx 2e portion.

また、作物2がカボチャの場合は、判定部41Eは、図14Dに示すように、果梗部2kの状態、葉2mの状態から収穫適期を判定する。詳しくは、果梗部2kが茶色く(通称:コルク化という)なると収穫適期である。また、葉2mの状態が、黄色や濃い褐色になって枯れたら収穫適期である。
図14Aに示すように、制御装置41は、バランス制御部41Fを有している。バランス制御部41Fは、機体6とアーム17及びロボットハンド18(マニピュレータ4)とのバランスをとるべく第1車輪8La〜第4車輪8Rbの位置を制御する。具体的には、バランス制御部41Fは、アーム17及びロボットハンド18とのバランスをとるべく第1車輪8La〜第4車輪8Rbを昇降することで機体6の姿勢を制御する。より具体的には、図14Eに示すように、アーム17を機体幅方向B3の一方側、例えば、左側に回動させた状態で作物2を収穫する場合、走行体3の右側にある第2車輪8Ra及び第4車輪8Rbを上昇させる。すると、機体6は、右側が下がるように傾く。これにより、走行体3とマニピュレータ4とのバランスをとることができる。また、アーム17を右側に回動させた状態で作物2を収穫する場合は、走行体3の左側にある第1車輪8La及び第3車輪8Raを上昇させる。
When the crop 2 is a pumpkin, the determination unit 41E determines the optimum harvest time from the state of the fruit stem portion 2k and the state of the leaves 2m as shown in FIG. 14D. Specifically, when the fruit stalk 2k turns brown (commonly known as corking), it is the optimum harvest time. In addition, when the state of the leaves 2 m turns yellow or dark brown and withers, it is the optimum harvest time.
As shown in FIG. 14A, the control device 41 has a balance control unit 41F. The balance control unit 41F controls the positions of the first wheel 8La to the fourth wheel 8Rb in order to balance the machine body 6, the arm 17, and the robot hand 18 (manipulator 4). Specifically, the balance control unit 41F controls the posture of the machine body 6 by raising and lowering the first wheel 8La to the fourth wheel 8Rb in order to balance the arm 17 and the robot hand 18. More specifically, as shown in FIG. 14E, when the crop 2 is harvested while the arm 17 is rotated to one side of the body width direction B3, for example, to the left side, the second one on the right side of the traveling body 3. The wheel 8Ra and the fourth wheel 8Rb are raised. Then, the aircraft 6 tilts so that the right side is lowered. As a result, the traveling body 3 and the manipulator 4 can be balanced. When the crop 2 is harvested with the arm 17 rotated to the right, the first wheel 8La and the third wheel 8Ra on the left side of the traveling body 3 are raised.

また、アーム17を後方に向かうにつれて左方に移行する傾斜方向に延ばして収穫作業をする場合は、第2車輪8Raを第4車輪8Rbよりも高く上げると共に、第3車輪8Lbを下げる。これにより、機体6の右側が下がると共に機体6が後傾状となり、走行体3とマニピュレータ4とのバランスを良好にとることができる。アーム17を後方に向かうにつれて右方に移行する傾斜方向に延ばして収穫作業をする場合は、第1車輪8Laを第3車輪8Lbよりも高く上げると共に、第4車輪8Rbを下げる。 Further, when the arm 17 is extended in the inclination direction to move to the left as it goes backward, the second wheel 8Ra is raised higher than the fourth wheel 8Rb and the third wheel 8Lb is lowered. As a result, the right side of the machine body 6 is lowered and the body body 6 is tilted backward, so that the traveling body 3 and the manipulator 4 can be well balanced. When the arm 17 is extended in an inclined direction that shifts to the right as it goes backward, the first wheel 8La is raised higher than the third wheel 8Lb and the fourth wheel 8Rb is lowered.

また、走行体3に作用するマニピュレータ4からの荷重は、アーム17を延ばした量やロボットハンド18が作物2を把持しているか否かによって異なる。アーム17やロボットハンド18等の荷重は、圧力センサ45の検出情報によって制御装置41に把握させることができるので、走行体3に作用するマニピュレータ4からの荷重に応じて第1車輪8La〜第4車輪8Rbの昇降量を制御することもできる。 Further, the load from the manipulator 4 acting on the traveling body 3 differs depending on the amount of extension of the arm 17 and whether or not the robot hand 18 is gripping the crop 2. Since the load of the arm 17, the robot hand 18, etc. can be grasped by the control device 41 from the detection information of the pressure sensor 45, the first wheel 8La to the fourth wheel 8La to the fourth wheel 8La to the fourth according to the load from the manipulator 4 acting on the traveling body 3. It is also possible to control the amount of elevation of the wheel 8Rb.

また、バランス制御部41Fが機体6とアーム17及びロボットハンド18とのバランスをとる制御に、第1車輪8La〜第4車輪8Rbの向きを変更する(操向する)制御を加えてもよい。
また、車輪のトレッドを調整することにより、機体6とアーム17及びロボットハンド18とのバランスをとるように構成してもよい。
Further, the balance control unit 41F may add a control for changing (steering) the directions of the first wheel 8La to the fourth wheel 8Rb to the control for balancing the machine body 6, the arm 17, and the robot hand 18.
Further, by adjusting the tread of the wheels, the body 6 may be configured to balance the arm 17 and the robot hand 18.

図14Aに示すように、制御装置41はマップ作成部41Gを有している。マップ作成部41Gは、作物2の収穫前において、農業用ロボット1が通路47(図15参照)を自律走行することにより、撮像装置5Aが取得した情報(撮影した情報)に基づいて、作物2の個々の位置や育成状況のマップ60(図14E参照)を自動で生成する。具体的には、マップ作成部41Gは、図14Fに示すように、撮像装置5Aで撮影した情報に基づいて、圃場59における作物2(No1、No2、No3・・・・Non)の位置をマップ60に記録する。また、マップ60には、作物2の育成状況が記録される。育成状況は、例えば、作物2の大きさが考えられる。大きさは、例えば、S1→S5で記録される。S1が一番小さいサイズを示す。S5が一番大きいサイズを示す。なお、マップ60には、収穫適期か否かを記録してもよい。 As shown in FIG. 14A, the control device 41 has a map creation unit 41G. Before harvesting the crop 2, the map creation unit 41G autonomously travels the agricultural robot 1 in the passage 47 (see FIG. 15), and the crop 2 is based on the information (photographed information) acquired by the imaging device 5A. A map 60 (see FIG. 14E) of individual positions and growing conditions of the above is automatically generated. Specifically, as shown in FIG. 14F, the map creation unit 41G maps the positions of crops 2 (No1, No2, No3 ... Non) in the field 59 based on the information taken by the image pickup apparatus 5A. Record at 60. In addition, the growing status of crop 2 is recorded on the map 60. As for the growing situation, for example, the size of crop 2 can be considered. The size is recorded, for example, from S1 to S5. S1 indicates the smallest size. S5 indicates the largest size. The map 60 may record whether or not the harvest time is appropriate.

予め作物2の位置や育成状況を把握してマップ60を生成することにより、その後の作業に活用することができ、次の作業をピンポイントで、最短効率で行うことができる。その後の作業としては、例えば、施肥作業、散水作業、除草作業や収穫作業などがあげられる。
次に、図15を参照して、作物2を収穫する場合について説明する。図15は、作物2としてのスイカが栽培された圃場を示している。
By grasping the position and growing situation of the crop 2 in advance and generating the map 60, it can be utilized for the subsequent work, and the next work can be performed pinpointly and with the shortest efficiency. Subsequent work includes, for example, fertilization work, watering work, weeding work and harvesting work.
Next, a case where the crop 2 is harvested will be described with reference to FIG. FIG. 15 shows a field in which watermelon as crop 2 is cultivated.

図15に示すように、圃場には、作物2が栽培された栽培地46Aと該栽培地46Aに隣接する栽培地46Bとの間に通路47があり、作物2は、栽培過程で通路47側に寄せて育成される。走行体3は、通路47を走行する。走行体3の後方には、例えば、走行体3に追従して走行する追従型の自走式運搬車48が配置される。作物2が通路47側に寄せて育成されている場合は、アーム17は、サブアーム30を突出させない状態で使用する。 As shown in FIG. 15, in the field, there is a passage 47 between the cultivated area 46A in which the crop 2 is cultivated and the cultivated area 46B adjacent to the cultivated area 46A, and the crop 2 is on the side of the passage 47 in the cultivation process. It is brought up by the people. The traveling body 3 travels on the passage 47. Behind the traveling body 3, for example, a follow-up type self-propelled carrier 48 that follows the traveling body 3 and travels is arranged. When the crop 2 is grown closer to the aisle 47 side, the arm 17 is used in a state where the sub arm 30 does not protrude.

本実施形態の農業用ロボット1で作物2を収穫するにあたっては、走行体3は前進方向に進行し、マニピュレータ4は作業姿勢W1にした状態(例えば、アーム17を斜め後方に伸ばした状態)でロボットハンド18の位置制御を行って作物2の収穫を行う。また、撮像装置5Aが取得した情報に基づいて、判定部41Eが作物2の種別に特化した特徴から収穫適期であると判定した作物2を収穫する。収穫した作物2は、ロボットハンド18の位置制御を行って運搬車48に積み込む。なお、作物2から延びるツタは、例えば、図示省略の切断装置によって収穫作業時(例えば、ロボットハンド18で作物2を把持する直前や、作物2を把持した際)に切断する。切断装置は、ロボットハンド18またはアーム17の先端側に装備する。 When harvesting the crop 2 with the agricultural robot 1 of the present embodiment, the traveling body 3 advances in the forward direction, and the manipulator 4 is in the working posture W1 (for example, the arm 17 is extended diagonally backward). The position of the robot hand 18 is controlled to harvest the crop 2. Further, based on the information acquired by the image pickup apparatus 5A, the determination unit 41E harvests the crop 2 determined to be the optimum harvest time based on the characteristics specialized for the type of the crop 2. The harvested crop 2 is loaded onto the transport vehicle 48 by controlling the position of the robot hand 18. The ivy extending from the crop 2 is cut by, for example, a cutting device (not shown) at the time of harvesting work (for example, immediately before gripping the crop 2 with the robot hand 18 or when gripping the crop 2). The cutting device is installed on the tip end side of the robot hand 18 or the arm 17.

また、作物2が通路47から遠い場所にある場合は、アーム17は、サブアーム30を突出させて延ばした状態で使用する。サブアーム30を突出または後退させてアーム17を伸縮させることにより、作物2の位置、作業形態に合わせたアーム寸法(アーム長さ)をとることができる。
なお、作物2を収穫した後に、ロボットハンド18の代わりにアーム17の先端側にレーキ(熊手)を取り付けて、収穫後にツタや葉を引き寄せる(かき寄せる)作業をすることもできる。この場合、アーム17は、サブアーム30を突出させて延ばした状態で使用することにより、通路47から遠い場所にあるツタや葉を引き寄せることができる。
When the crop 2 is located far from the passage 47, the arm 17 is used in a state where the sub arm 30 is projected and extended. By expanding or contracting the arm 17 by projecting or retracting the sub-arm 30, it is possible to obtain an arm dimension (arm length) according to the position and working mode of the crop 2.
After harvesting the crop 2, a rake (rake) can be attached to the tip end side of the arm 17 instead of the robot hand 18, and the ivy and leaves can be attracted (scraped) after the harvest. In this case, the arm 17 can attract ivy and leaves located far from the passage 47 by using the sub-arm 30 in a protruding state.

なお、上記では、前進しながら作業をする場合を説明したが、後進しながら作業をすることもできる。
本実施形態の農業用ロボット1は、種々の設計変更が可能である。例えば、アーム17に、サブアーム30を設けない場合もある。即ち、アーム17を第1アーム部31と第2アーム部32とで構成することもできる。また、収穫した作物2が収容される運搬車48は、追従型の自走式運搬車でなくてもよく、走行体3に牽引される牽引式の運搬車であってもよい。つまり、走行体3の後方を走行体3の走行に伴って移動する運搬車48であればよい。また、収穫した作物2を収容する収容容器を機体6に装備してもよい。
In the above description, the case of working while moving forward has been described, but the work can also be performed while moving backward.
The agricultural robot 1 of the present embodiment can undergo various design changes. For example, the arm 17 may not be provided with the sub arm 30. That is, the arm 17 can also be composed of the first arm portion 31 and the second arm portion 32. Further, the transport vehicle 48 in which the harvested crops 2 are housed may not be a follow-up type self-propelled transport vehicle, but may be a tow-type transport vehicle towed by the traveling body 3. That is, it may be a carrier 48 that moves behind the traveling body 3 as the traveling body 3 travels. Further, the machine body 6 may be equipped with a storage container for storing the harvested crop 2.

次に、ロボットハンド18の構成を詳細に説明する。
以下の説明において、外方とは、ロボットハンド18の中心を通る上下方向に延伸する中心線L1(図16参照)から該中心線L1に直交する方向に離れる方向(図16の矢印L2方向)をいう。また、内方とは、外方の反対方向であって、中心線L1に近づく方向(図16の矢印L3方向)をいう。
Next, the configuration of the robot hand 18 will be described in detail.
In the following description, the outer direction is a direction away from the center line L1 (see FIG. 16) extending in the vertical direction passing through the center of the robot hand 18 in a direction orthogonal to the center line L1 (arrow L2 direction in FIG. 16). To say. Further, the inside means a direction opposite to the outside and approaching the center line L1 (direction of arrow L3 in FIG. 16).

図16に示すように、ロボットハンド18は、昇降可能な昇降体62を有している。昇降体62は、板材によって形成され、上部に連結片63を有している。連結片63は、アーム17の先端側に設けられた吊りプレート37に枢軸66を介して横軸(水平方向の軸心)回りに回動可能に枢支連結されている。したがって、昇降体62は、アーム17に連結され、該アーム17を上下揺動することで昇降可能である。 As shown in FIG. 16, the robot hand 18 has an elevating body 62 that can be raised and lowered. The elevating body 62 is formed of a plate material and has a connecting piece 63 at the upper part. The connecting piece 63 is pivotally connected to a suspension plate 37 provided on the tip end side of the arm 17 via a pivot axis 66 so as to be rotatable around a horizontal axis (horizontal axis). Therefore, the elevating body 62 is connected to the arm 17 and can be moved up and down by swinging the arm 17 up and down.

図17に示すように、昇降体62の本体62Aは、上壁67と、上壁67から下方に延びる複数の延出壁68とを有している。上壁67の上面の中央部に連結片63が固定されている。延出壁68は、上壁67の四方の端部から延出されている。したがって、本実施形態では、4つの延出壁68が設けられている。各延出壁68は、上部の第1部位68aと、中間部の第2部位68bと、下部の第3部位68cとを有している。 As shown in FIG. 17, the main body 62A of the elevating body 62 has an upper wall 67 and a plurality of extending walls 68 extending downward from the upper wall 67. A connecting piece 63 is fixed to the central portion of the upper surface of the upper wall 67. The extending wall 68 extends from the four ends of the upper wall 67. Therefore, in this embodiment, four extending walls 68 are provided. Each extending wall 68 has an upper first portion 68a, an intermediate second portion 68b, and a lower third portion 68c.

第1部位68aは、上壁67から略垂直下方に延出されている。第1部位68aの上部は、下部よりも幅広に形成されている。第1部位68aの下部は、上部の幅方向中央から一側に偏倚して形成されている。第2部位68bは、第1部位68aの下部から下方に延出されている。また、第2部位68bは、下方に向かうにつれて外方に移行する傾斜方向に延出されている。第2部位68bの下部には、上縁69aと側縁69bとを有するL字状の切り欠き部69が形成されている。第3部位68cは、第2部位68bの下端から外方に向けて延出されている。 The first portion 68a extends substantially vertically downward from the upper wall 67. The upper portion of the first portion 68a is formed wider than the lower portion. The lower portion of the first portion 68a is formed so as to deviate from the center in the width direction of the upper portion to one side. The second site 68b extends downward from the lower part of the first site 68a. Further, the second portion 68b extends in an inclined direction in which the second portion 68b shifts outward as it goes downward. An L-shaped notch 69 having an upper edge 69a and a side edge 69b is formed in the lower portion of the second portion 68b. The third portion 68c extends outward from the lower end of the second portion 68b.

図17に示すように、各延出壁68には、第2部位68bの下部から第3部位68cにわたって連続する溝70が形成されている。第3部位68cの上面には、溝70を挟んで対向配置された一対のステー71が固定されている。一対のステー71には、一方のステー71から他方のステー71にわたるように係合部材72が設けられている。本実施形態では、係合部材72は、ピンによって形成されている。係合部材72は、溝70における第3部位68cに形成された部分の上方を横切るように設けられている。 As shown in FIG. 17, each extending wall 68 is formed with a groove 70 that is continuous from the lower part of the second portion 68b to the third portion 68c. A pair of stays 71 arranged to face each other with the groove 70 interposed therebetween are fixed on the upper surface of the third portion 68c. The pair of stays 71 are provided with engaging members 72 so as to extend from one stay 71 to the other stay 71. In this embodiment, the engaging member 72 is formed by a pin. The engaging member 72 is provided so as to cross above the portion of the groove 70 formed in the third portion 68c.

図16に示すように、ロボットハンド18は、昇降体62の下方に配置された支持体73を有している。言い換えると、昇降体62は、支持体73の上方に配置されている。
図19に示すように、支持体73は、上部体74と、下部体75とを有している。
図18に示すように、上部体74は、基壁74aと、基壁74aから上方に延出された複数の上連結片74bと、基壁74aから下方に延出された複数の下連結片74cと、基壁74aの中央部に設けられた軸受け部74dとを有している。本実施形態では、4つの上連結片74bが設けられ、各上連結片74bは、各延出壁68に対応する位置に配置されている。下連結片74cは、上連結片74bの間に夫々設けられている。したがって、本実施形態では、4つの下連結片74cが設けられている。図19に示すように、軸受け部74dは、上部体74の中央に位置し、軸受け74eを収容している。
As shown in FIG. 16, the robot hand 18 has a support 73 arranged below the elevating body 62. In other words, the elevating body 62 is arranged above the support 73.
As shown in FIG. 19, the support 73 has an upper body 74 and a lower body 75.
As shown in FIG. 18, the upper body 74 includes a base wall 74a, a plurality of upper connecting pieces 74b extending upward from the base wall 74a, and a plurality of lower connecting pieces extending downward from the base wall 74a. It has a 74c and a bearing portion 74d provided at the center of the base wall 74a. In the present embodiment, four upper connecting pieces 74b are provided, and each upper connecting piece 74b is arranged at a position corresponding to each extending wall 68. The lower connecting piece 74c is provided between the upper connecting pieces 74b, respectively. Therefore, in this embodiment, four lower connecting pieces 74c are provided. As shown in FIG. 19, the bearing portion 74d is located in the center of the upper body 74 and accommodates the bearing 74e.

図19に示すように、下部体75は、複数の下連結片74cに固定されている。
図16、図18に示すように、昇降体62と支持体73とは、複数の伸縮リンク機構76によって連結されている。伸縮リンク機構76は、対応する第1部位68aと上連結片74bとを連結している。したがって、本実施形態では、4つの伸縮リンク機構76が設けられている。
As shown in FIG. 19, the lower body 75 is fixed to a plurality of lower connecting pieces 74c.
As shown in FIGS. 16 and 18, the elevating body 62 and the support 73 are connected by a plurality of telescopic link mechanisms 76. The telescopic link mechanism 76 connects the corresponding first portion 68a and the upper connecting piece 74b. Therefore, in this embodiment, four telescopic link mechanisms 76 are provided.

図18に示すように、各伸縮リンク機構76は、第1リンク76Aと、第2リンク76Bと、第3リンク76Cと、第4リンク76Dとを有している。第1リンク76A及び第2リンク76Bの一端側(上端側)は、第1部位68aにピン77Aを介して枢支されている。第3リンク76C及び第4リンク76Dの一端側は、上連結片74bにピン77Bを介して枢支されている。第1リンク76Aと第3リンク76Cの他端側同士は、ピン77Cによって枢支連結されている。第2リンク76Bと第4リンク76Dの他端側同士は、ピン77Dによって枢支連結されている。 As shown in FIG. 18, each telescopic link mechanism 76 has a first link 76A, a second link 76B, a third link 76C, and a fourth link 76D. One end side (upper end side) of the first link 76A and the second link 76B is pivotally supported by the first portion 68a via a pin 77A. One end side of the third link 76C and the fourth link 76D is pivotally supported by the upper connecting piece 74b via the pin 77B. The other ends of the first link 76A and the third link 76C are pivotally connected by a pin 77C. The other ends of the second link 76B and the fourth link 76D are pivotally connected by a pin 77D.

伸縮リンク機構76は、ピン77Cとピン77Dとが近づく方向に移動することで伸長し、ピン77Cとピン77Dとが離れる方向に移動することで収縮する。つまり、伸縮リンク機構76は、上下方向に伸縮自在である。したがって、昇降体62と支持体73とは、伸縮リンク機構76によって上下方向に相対移動可能(近接離反可能)に連結されている。 The telescopic link mechanism 76 extends when the pin 77C and the pin 77D move in the approaching direction, and contracts when the pin 77C and the pin 77D move in the direction away from each other. That is, the telescopic link mechanism 76 can be expanded and contracted in the vertical direction. Therefore, the elevating body 62 and the support 73 are connected by the telescopic link mechanism 76 so as to be relatively movable in the vertical direction (proximity separation possible).

図19に示すように、下部体75には、複数の枢支部75aが設けられている。枢支部75aは、支持体73の中心を通る上下方向の軸心(中心線L1)回りの周方向に等間隔をあけて4つ設けられている。各枢支部75aには、夫々枢軸78が設けられている。各枢支部75aには、ツメ取付部材79が枢軸78回りに上下揺動可能に支持されている。即ち、本実施形態では、ロボットハンド18は、4つ(複数)のツメ取付部材79を有している。 As shown in FIG. 19, the lower body 75 is provided with a plurality of pivotal branches 75a. Four pivotal support portions 75a are provided at equal intervals in the circumferential direction around the vertical axis (center line L1) passing through the center of the support 73. Each pivot 75a is provided with a pivot 78, respectively. A claw attachment member 79 is supported on each pivot portion 75a so as to be vertically swingable around the pivot 78. That is, in the present embodiment, the robot hand 18 has four (plurality) claw attachment members 79.

図20に示すように、各ツメ取付部材79は、各第2部位68bの切り欠き部69に対応する位置に設けられている。各ツメ取付部材79は、枢支部75aに枢軸78を介して枢支連結される一対のブラケット片79aを有している。また、ツメ取付部材79は、ブラケット片79aの下側に位置する規制部79bを有している。さらに、ツメ取付部材79は、ブラケット片79aの下部から外方側に突出するツメ取付部79cを有している。ツメ取付部79cの上面は、切り欠き部69の上縁69a(昇降体62)が当接する当接部79dとされている。 As shown in FIG. 20, each claw mounting member 79 is provided at a position corresponding to a notch portion 69 of each second portion 68b. Each claw mounting member 79 has a pair of bracket pieces 79a that are pivotally connected to the pivotal support portion 75a via a pivotal shaft 78. Further, the claw mounting member 79 has a regulating portion 79b located below the bracket piece 79a. Further, the claw attachment member 79 has a claw attachment portion 79c that projects outward from the lower portion of the bracket piece 79a. The upper surface of the claw mounting portion 79c is a contact portion 79d with which the upper edge 69a (elevating body 62) of the notch portion 69 abuts.

図16に示すように、各ツメ取付部材79には、作物2を把持可能な把持ツメ81が取り付けられている。即ち、本実施形態では、ロボットハンド18は、4つ(複数)の把持ツメ81を有しており、これら4つの把持ツメ81によってロボットハンド18のハンド部82が構成されている。言い換えると、ハンド部82は、対面状に配置された2つの把持ツメ81を2組有して構成されている。各把持ツメ81は、揺動リンク機構83と、把持部84とを有している。揺動リンク機構83は、パラレルリンクによって構成されている。詳しくは、揺動リンク機構83は、上端側がツメ取付部79cの内方側に枢支された第1揺動リンク83Aと、上端側がツメ取付部79cの外方側に枢支された第2揺動リンク83Bとを有して構成されている。 As shown in FIG. 16, each claw attachment member 79 is attached with a grip claw 81 capable of gripping the crop 2. That is, in the present embodiment, the robot hand 18 has four (plurality) gripping claws 81, and the hand portion 82 of the robot hand 18 is formed by these four gripping claws 81. In other words, the hand portion 82 is configured to have two sets of two gripping claws 81 arranged in a face-to-face manner. Each grip claw 81 has a swing link mechanism 83 and a grip portion 84. The swing link mechanism 83 is composed of a parallel link. Specifically, the swing link mechanism 83 has a first swing link 83A whose upper end side is pivotally supported on the inner side of the claw mounting portion 79c and a second swing link mechanism 83 whose upper end side is pivotally supported on the outer side of the claw mounting portion 79c. It is configured to have a swing link 83B.

把持部84は、上部の内方側が第1揺動リンク83Aの下端側に枢支され、上部の外方側が、第2揺動リンク83Bの下端側に枢支されている。揺動リンク機構83が揺動することで把持部84が平行移動する。把持部84の下部は、該把持部84の上部の下側から内方に向けて延出されている。把持部84(把持ツメ81)の下端側は、図16に示すハンド部82(把持ツメ81)が閉じた状態でオーバーラップしている。 The inner side of the upper portion of the grip portion 84 is pivotally supported on the lower end side of the first swing link 83A, and the outer side of the upper portion is pivotally supported on the lower end side of the second swing link 83B. As the swing link mechanism 83 swings, the grip portion 84 moves in parallel. The lower portion of the grip portion 84 extends inward from the lower side of the upper portion of the grip portion 84. The lower end side of the grip portion 84 (grip claw 81) overlaps with the hand portion 82 (grip claw 81) shown in FIG. 16 closed.

把持ツメ81(ハンド部82)は、揺動リンク機構83が揺動することにより開閉する。詳しくは、把持ツメ81が閉じた状態から揺動リンク機構83が外方に揺動することにより把持ツメ81(ハンド部82)が開く(図21の二点鎖線参照)。したがって、揺動リンク機構83が内方に揺動することで把持ツメ81(ハンド部82)が閉じる。
図19に示すように、各把持ツメ81は、閉じバネ85によって閉じ方向に付勢されている。詳しくは、閉じバネ85は、ねじりコイルバネによって形成され、コイル部85aが第1揺動リンク83Aの上部を枢支する枢軸80の外側に嵌められている。閉じバネ85は、一端85bが第1揺動リンク83Aの係止部83aに係止され、他端85cがツメ取付部材79に係止されている。
The gripping claw 81 (hand portion 82) opens and closes when the swing link mechanism 83 swings. Specifically, the gripping claw 81 (hand portion 82) opens when the swing link mechanism 83 swings outward from the state where the gripping claw 81 is closed (see the two-dot chain line in FIG. 21). Therefore, the oscillating link mechanism 83 oscillates inward to close the gripping claw 81 (hand portion 82).
As shown in FIG. 19, each gripping claw 81 is urged in the closing direction by the closing spring 85. Specifically, the closing spring 85 is formed by a torsion coil spring, and the coil portion 85a is fitted to the outside of the pivot 80 that pivotally supports the upper portion of the first swing link 83A. One end of the closing spring 85 is locked to the locking portion 83a of the first swing link 83A, and the other end 85c is locked to the claw mounting member 79.

図21に示すように、把持ツメ81は、閉じバネ85の付勢力に抗する力F1で押し上げられることにより開き方向に移動する(図21の二点鎖線参照)。
図16、図19に示すように、ロボットハンド18は、把持ツメ81の開閉動作に連動する連動部材86を有している。連動部材86は、基部86aと、基部86aから斜め上方に延びるレバー86bとを有している。
As shown in FIG. 21, the gripping claw 81 moves in the opening direction by being pushed up by a force F1 that opposes the urging force of the closing spring 85 (see the alternate long and short dash line in FIG. 21).
As shown in FIGS. 16 and 19, the robot hand 18 has an interlocking member 86 interlocked with the opening / closing operation of the gripping claw 81. The interlocking member 86 has a base portion 86a and a lever 86b extending obliquely upward from the base portion 86a.

図19に示すように、基部86aの端部は、第1揺動リンク83Aの上部にボルトによって固定されている。基部86aは、第1揺動リンク83Aの上部から内方側に突出している。把持ツメ81が閉じた状態で基部86a(連動部材86)が規制部79bに当接することにより、把持ツメ81の閉じ方向の移動が規制される。
図16に示すように、レバー86bは、基部86aの端部であって第1揺動リンク83Aに固定された端部とは反対側の端部から上方に向かうにつれて外方に移行する傾斜方向に延びていて、第3部位68cに形成された溝70を挿通している。把持ツメ81が閉じた状態で係合部材72がレバー86bに下から係合(当接)していることにより、把持ツメ81の開き方向の揺動が規制される。この係合部材72がレバー86bに下から係合している状態が係合状態X1である。
As shown in FIG. 19, the end of the base 86a is bolted to the top of the first swing link 83A. The base portion 86a projects inward from the upper part of the first swing link 83A. When the base portion 86a (interlocking member 86) comes into contact with the regulating portion 79b while the gripping claw 81 is closed, the movement of the gripping claw 81 in the closing direction is restricted.
As shown in FIG. 16, the lever 86b is tilted outward from the end of the base 86a, which is opposite to the end fixed to the first swing link 83A, as it goes upward. A groove 70 formed in the third portion 68c is inserted through the groove 70. Since the engaging member 72 is engaged (contacted) with the lever 86b from below with the gripping claw 81 closed, the swing of the gripping claw 81 in the opening direction is restricted. The state in which the engaging member 72 is engaged with the lever 86b from below is the engaging state X1.

図21に示すように、把持ツメ81の下端が作物2に当接して、ツメ取付部材79及び支持体73の下方移動が規制された状態で昇降体62が下降すると、二点鎖線で示すように、係合部材72は、係合状態X1から昇降体62と共に下降して連動部材86から下方に離間する係合解除状態X2になる。係合部材72が、この係合解除状態X2にある状態で把持ツメ81の開閉が許容される。 As shown in FIG. 21, when the lower end of the gripping claw 81 comes into contact with the crop 2 and the elevating body 62 descends while the downward movement of the claw mounting member 79 and the support 73 is restricted, as shown by the alternate long and short dash line. In addition, the engaging member 72 descends from the engaging state X1 together with the elevating body 62 to enter the disengaging state X2 which is separated downward from the interlocking member 86. The gripping claw 81 is allowed to open and close while the engaging member 72 is in the disengaged state X2.

図19に示すように、支持体73には、駆動部87が設けられている。駆動部87は、動力部88と、駆動機構89とを有している。動力部88は、正逆転可能なモータ(例えば、電動モータ)によって構成され、上部体74上に取り付けられている。動力部88は、下方に突出して軸受け部74dを挿通する出力軸88aを有している。駆動機構89は、動力部88の動力によってツメ取付部材79を枢軸78回りに上下揺動させることで把持ツメ81を強制的に開閉する機構である。詳しくは、駆動機構89は、第1ギヤ89Aと、複数の第2ギヤ89Bとを有している。第1ギヤ89Aは、ウォームによって構成され、軸受け部74dの軸受け74eと、下部体75の下部に設けられた軸受け90との間に配置されて縦軸回りに回転可能に支持されている。第1ギヤ89Aは、出力軸88aに連結されていて、動力部88の回転動力によって回転駆動される。第2ギヤ89Bは、第1ギヤ89Aに噛合するウォームホイールによって構成され、各枢軸78に取り付けられている。したがって、第2ギヤ89Bは、ツメ取付部材79及び把持ツメ81に対応する数設けられている。具体的には、4つの第2ギヤ89Bが設けられている。 As shown in FIG. 19, the support 73 is provided with a drive unit 87. The drive unit 87 has a power unit 88 and a drive mechanism 89. The power unit 88 is composed of a forward / reverse reversible motor (for example, an electric motor) and is mounted on the upper body 74. The power unit 88 has an output shaft 88a that projects downward and inserts the bearing unit 74d. The drive mechanism 89 is a mechanism that forcibly opens and closes the gripping claw 81 by swinging the claw mounting member 79 up and down around the pivot 78 by the power of the power unit 88. Specifically, the drive mechanism 89 has a first gear 89A and a plurality of second gears 89B. The first gear 89A is composed of a worm, is arranged between the bearing 74e of the bearing portion 74d and the bearing 90 provided at the lower part of the lower body 75, and is rotatably supported around the vertical axis. The first gear 89A is connected to the output shaft 88a and is rotationally driven by the rotational power of the power unit 88. The second gear 89B is composed of a worm wheel that meshes with the first gear 89A and is attached to each pivot 78. Therefore, a number of second gears 89B are provided corresponding to the claw mounting member 79 and the gripping claw 81. Specifically, four second gears 89B are provided.

出力軸88aからの回転動力が第1ギヤ89Aを介して各第2ギヤ89Bに伝達されて各第2ギヤ89Bが回転駆動されると各枢軸78が回転し、各ツメ取付部材79が枢軸78回りに上下揺動する。したがって、動力部88の動力によってツメ取付部材79を上下揺動させることで把持ツメ81を強制的に開閉することができる。図19において、ツメ取付部材79は、実線で示す下降位置X3が把持ツメ81(ハンド部82)を閉じる位置であり、二点鎖線で示す上昇位置X4が把持ツメ81(ハンド部82)を開く位置である。 When the rotational power from the output shaft 88a is transmitted to each second gear 89B via the first gear 89A and each second gear 89B is rotationally driven, each pivot 78 rotates, and each claw mounting member 79 is pivot 78. It swings up and down around. Therefore, the gripping claw 81 can be forcibly opened and closed by swinging the claw mounting member 79 up and down by the power of the power unit 88. In FIG. 19, in the claw mounting member 79, the lowering position X3 shown by the solid line is the position where the gripping claw 81 (hand portion 82) is closed, and the rising position X4 shown by the alternate long and short dash line opens the gripping claw 81 (hand portion 82). The position.

なお、本実施形態では、ロボットハンド18は、4つの把持ツメ81を有しているが、これに限定されることはない。例えば、把持ツメ81は、3つ又は5つ以上であってもよい。そして、ツメ取付部材79、連動部材86、係合部材72、第2ギヤ89B等は、把持ツメ81の数に対応する数設けられる。
次に、スイカ等の作物2を収穫する際のロボットハンド18の動作について説明する。なお、以下の動作は、作物2からのびるツタ(つる)を切断した状態で作物2を収穫する場合について述べる。
In the present embodiment, the robot hand 18 has four gripping claws 81, but the robot hand 18 is not limited thereto. For example, the number of gripping claws 81 may be three or five or more. The number of the claw mounting member 79, the interlocking member 86, the engaging member 72, the second gear 89B, and the like is provided corresponding to the number of the gripping claws 81.
Next, the operation of the robot hand 18 when harvesting a crop 2 such as watermelon will be described. The following operation describes a case where the crop 2 is harvested in a state where the ivy (vine) extending from the crop 2 is cut.

図16に示すように、支持体73、ツメ取付部材79及び把持ツメ81(ハンド部82)が昇降体62に伸縮リンク機構76を介して吊り下げられている状態では、伸縮リンク機構76は伸長した状態である。また、把持ツメ81は、自重や閉じバネ85の付勢力によって閉じた状態であり、ツメ取付部材79は下降位置X3にあり且つ係合部材72は係合状態X1にある。 As shown in FIG. 16, in a state where the support 73, the claw attachment member 79, and the gripping claw 81 (hand portion 82) are suspended from the elevating body 62 via the telescopic link mechanism 76, the telescopic link mechanism 76 extends. It is in a state of being. Further, the gripping claw 81 is in a closed state by its own weight or the urging force of the closing spring 85, the claw mounting member 79 is in the lowering position X3, and the engaging member 72 is in the engaging state X1.

この図16に示す状態からロボットハンド18を作物2の上方に移動させて下降させると、先ず、把持ツメ81の下端が作物2に当接して、支持体73、ツメ取付部材79及び把持ツメ81の下方移動が規制される。さらに、昇降体62を下降させると、図22の左図に示すように、伸縮リンク機構76が収縮することで、昇降体62は、支持体73等に対して相対的に下降する。昇降体62は、図20に二点鎖線で示すように、切り欠き部69の上縁69aがツメ取付部材79の当接部79dに当接するまで下降する。また、係合部材72は、図21に二点鎖線で示すように、連動部材86から下方に離間して係合解除状態X2となり、把持ツメ81は開くことが可能な状態となる。上縁69aが当接部79dに当接すると、昇降体62でツメ取付部材79が押し下げられ、把持ツメ81に作用する作物2からの反力によって閉じバネ85の付勢力に抗して把持ツメ81が開く。さらにツメ取付部材79を押し下げていくと、図22の中央の図に示すように、把持ツメ81は、作物2の表面に沿って開く。そして、図22の右図に示すように、把持部84(把持ツメ81の下端)が圃場面(地面)G1に到達すると、昇降体62の下降が停止する。 When the robot hand 18 is moved above the crop 2 and lowered from the state shown in FIG. 16, first, the lower end of the gripping claw 81 comes into contact with the crop 2, and the support 73, the claw mounting member 79, and the gripping claw 81 come into contact with each other. Downward movement is restricted. Further, when the elevating body 62 is lowered, as shown in the left figure of FIG. 22, the telescopic link mechanism 76 contracts, so that the elevating body 62 lowers relative to the support 73 and the like. As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 20, the elevating body 62 descends until the upper edge 69a of the notch portion 69 abuts on the abutting portion 79d of the claw mounting member 79. Further, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 21, the engaging member 72 is separated downward from the interlocking member 86 and is in the disengaged state X2, and the gripping claw 81 is in a state where it can be opened. When the upper edge 69a abuts on the abutting portion 79d, the claw attachment member 79 is pushed down by the elevating body 62, and the gripping claw resists the urging force of the closing spring 85 by the reaction force from the crop 2 acting on the gripping claw 81. 81 opens. When the claw attachment member 79 is further pushed down, the gripping claw 81 opens along the surface of the crop 2 as shown in the central figure of FIG. 22. Then, as shown in the right figure of FIG. 22, when the grip portion 84 (lower end of the grip claw 81) reaches the field scene (ground) G1, the lowering of the elevating body 62 stops.

次に、図23の左図に示すように、昇降体62を上昇させると、図23の左から2番目の図に示すように、把持ツメ81が閉じ、作物2が把持ツメ81によって抱き込まれて把持される。詳しくは、昇降体62を上昇させると、図25に示すように、昇降体62の上昇に伴って係合部材72が係合解除状態X2から上昇し、係合部材72が連動部材86に下から当接する係合状態X1となると共に、係合部材72が上昇することによって連動部材86が引き上げられる。これによって、図25に二点鎖線で示すように、把持ツメ81が内方に移動して作物2を把持する。 Next, as shown in the left figure of FIG. 23, when the elevating body 62 is raised, the gripping claw 81 is closed and the crop 2 is embraced by the gripping claw 81 as shown in the second figure from the left of FIG. It is squeezed and gripped. Specifically, when the elevating body 62 is raised, as shown in FIG. 25, the engaging member 72 rises from the disengaged state X2 as the elevating body 62 rises, and the engaging member 72 lowers to the interlocking member 86. The interlocking member 86 is pulled up by raising the engaging member 72 while the engaging state X1 is brought into contact with the member. As a result, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 25, the gripping claw 81 moves inward to grip the crop 2.

係合部材72が係合状態X1にある状態では、把持ツメ81は開き方向の移動が規制されるので、昇降体62を上昇させることにより作物2を持ち上げることができる。これにより、図23の右から2番目の図及び右図に示すように、作物2を所望の移動場所(追従型の運搬車48等)へ移動させることができる。
図23の右図に示すように、作物2を移動場所に移動して該移動場所に載置した状態で、昇降体62を下降させると、係合部材72は、係合状態X1から係合解除状態X2になる。
When the engaging member 72 is in the engaged state X1, the gripping claw 81 is restricted from moving in the opening direction, so that the crop 2 can be lifted by raising the elevating body 62. As a result, as shown in the second figure from the right and the right figure of FIG. 23, the crop 2 can be moved to a desired moving place (follow-up type carrier 48 or the like).
As shown in the right figure of FIG. 23, when the elevating body 62 is lowered while the crop 2 is moved to the moving place and placed on the moving place, the engaging member 72 is engaged from the engaged state X1. The release state X2 is set.

次に、図23の右図に示すロボットハンド18を移動場所に載置した状態で、図19に示すように、駆動部87によってツメ取付部材79を下降位置X3から上昇位置X4へと上方揺動させると、図24の左図、図26に示すように、把持ツメ81が強制的に開き、作物2を解放することができる。作物2を解放した後は、図24の中央の図に示すように、把持ツメ81を開いたままロボットハンド18を上昇させ、その後、図24の右図に示すように、作物2の上方等でツメ取付部材79を上昇位置X4から下降位置X3へと下方揺動させることで把持ツメ81を強制的に閉じる。その後は、ロボットハンド18を、次の収穫目標の作物2へ移動させ、上記した動作を繰り返すことにより、順次、作物2を収穫することができる。 Next, with the robot hand 18 shown on the right side of FIG. 23 placed on the moving place, as shown in FIG. 19, the claw mounting member 79 is shaken upward from the lowering position X3 to the ascending position X4 by the drive unit 87. When it is moved, as shown in the left figure of FIG. 24 and FIG. 26, the gripping claw 81 is forcibly opened and the crop 2 can be released. After releasing the crop 2, as shown in the central figure of FIG. 24, the robot hand 18 is raised with the gripping claw 81 open, and then, as shown in the right figure of FIG. 24, above the crop 2 and the like. The gripping claw 81 is forcibly closed by swinging the claw mounting member 79 downward from the ascending position X4 to the descending position X3. After that, the robot hand 18 is moved to the next harvest target crop 2, and the above operation is repeated, so that the crop 2 can be harvested in sequence.

上記のロボットハンド18にあっては、ロボットハンド18が作物2に接触するまでは、把持ツメ81の先端が閉じているので、把持ツメ81の内側に不用意にツタや葉が入り込むことを抑制することができる。
また、ロボットハンド18の把持ツメ81は作物2の表面に接しながら開くので、把持ツメ81の内側に不用意にツタや葉が入り込むことを抑制しながら、特にロボットハンド18を制御しなくても、把持ツメ81によって自然にツタや葉を払い除けることができる。
In the above robot hand 18, since the tip of the gripping claw 81 is closed until the robot hand 18 comes into contact with the crop 2, it is possible to prevent ivy and leaves from inadvertently entering the inside of the gripping claw 81. can do.
Further, since the gripping claw 81 of the robot hand 18 opens while being in contact with the surface of the crop 2, it is not necessary to control the robot hand 18 in particular while suppressing inadvertent entry of ivy and leaves inside the gripping claw 81. , Ivy and leaves can be naturally removed by the gripping claw 81.

また、各把持ツメ81が外側に開くようにリンクが構成されているので、把持ツメ81の先端が作物2の中心からいずれかの把持ツメ81側に偏倚していても、把持ツメ81を押し下げた際に、偏倚した側とは反対側の把持ツメ81が逆関節(内側に押し込まれること)を防止できる。
また、作物2を持ち上げる際は、ロボットハンド18が上昇するとテコの作用で把持ツメ81が作物2を抱き込むので、動力がなくとも把持ツメ81を閉じて確実に作物2を把持できる。
Further, since the link is configured so that each gripping claw 81 opens outward, the gripping claw 81 is pushed down even if the tip of the gripping claw 81 is deviated from the center of the crop 2 toward any of the gripping claws 81. At that time, the gripping claw 81 on the side opposite to the deviated side can prevent the reverse joint (pushed inward).
Further, when the crop 2 is lifted, when the robot hand 18 is raised, the gripping claw 81 holds the crop 2 by the action of the lever, so that the gripping claw 81 can be closed and the crop 2 can be reliably gripped even if there is no power.

また、作物2を離す際は、動力部88(モータ)で把持ツメ81全体を根元から強制的に開くので、把持ツメ81のリンク機構やテコの作用に影響されることなく、作物2を離したいタイミングで離すことができる。
図27〜図34は、図1〜図26に示す実施形態とは異なる実施形態を示している。図27は、等級判別収穫装置53を例示している。等級判別収穫装置53は、上記の農業用ロボット1と、運搬車48とを有して構成されている。
Further, when the crop 2 is released, the power unit 88 (motor) forcibly opens the entire gripping claw 81 from the root, so that the crop 2 is separated without being affected by the link mechanism of the gripping claw 81 or the action of the lever. You can release it at the timing you want.
27 to 34 show an embodiment different from the embodiment shown in FIGS. 1 to 26. FIG. 27 illustrates the grading harvesting apparatus 53. The grade discriminating harvesting device 53 includes the above-mentioned agricultural robot 1 and a transport vehicle 48.

図28、図29に示すように、ロボットハンド18は、ベース部材18Aと、複数の把持ツメ18Bとを有している。ベース部材18Aの上面側には連結片63が設けられている。連結片63は吊りプレート37に枢支されている。つまり、ロボットハンド18はアーム17に吊り下げられている。複数の把持ツメ18Bは、ベース部材18Aの下面側に揺動可能に取り付けられている。ロボットハンド18は、複数の把持ツメ18Bが揺動することにより、把持ツメ18Bと把持ツメ18Bとの間で作物2を把持することが可能(図29参照)であると共に、把持した作物2を解放することが可能である。 As shown in FIGS. 28 and 29, the robot hand 18 has a base member 18A and a plurality of gripping claws 18B. A connecting piece 63 is provided on the upper surface side of the base member 18A. The connecting piece 63 is pivotally supported by the suspension plate 37. That is, the robot hand 18 is suspended from the arm 17. The plurality of gripping claws 18B are swingably attached to the lower surface side of the base member 18A. The robot hand 18 can grip the crop 2 between the gripping claws 18B and the gripping claws 18B by swinging the plurality of gripping claws 18B (see FIG. 29), and the gripped crop 2 can be gripped. It is possible to release it.

図28、図29に示すように、農業用ロボット1は、マニピュレータ4で収穫される作物2の品質情報を取得する品質検出装置49を備えている。詳しくは、品質検出装置49は、マニピュレータ4で収穫される作物2の分別に必要な品質情報を取得する。品質検出装置49は、撮像装置(第2撮像装置という)5Bと、検出センサ50とを含む。
第2撮像装置5Bは、作物2の品質情報を撮影によって取得する装置である。第2撮像装置5Bが取得する作物2の分別に必要な品質情報は、作物2の外観から得られる品質情報であって、例えば、作物2の大きさ、形、色、模様(スイカにあっては縞模様)、傷などである。第2撮像装置5Bは、CCD(Charge Coupled Devices:電荷結合素子)イメージセンサを搭載したCCDカメラ又はCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor:相補性金属酸化膜半導体)イメージセンサを搭載したCMOSカメラなどが採用される。
As shown in FIGS. 28 and 29, the agricultural robot 1 includes a quality detection device 49 that acquires quality information of the crop 2 harvested by the manipulator 4. Specifically, the quality detection device 49 acquires quality information necessary for sorting the crop 2 harvested by the manipulator 4. The quality detection device 49 includes an image pickup device (referred to as a second image pickup device) 5B and a detection sensor 50.
The second imaging device 5B is a device that acquires quality information of the crop 2 by photographing. The quality information required for sorting the crop 2 acquired by the second imaging device 5B is the quality information obtained from the appearance of the crop 2, for example, the size, shape, color, and pattern of the crop 2 (in the watermelon). Is a striped pattern), scratches, etc. As the second imaging device 5B, a CCD camera equipped with a CCD (Charge Coupled Devices) image sensor or a CMOS camera equipped with a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor is adopted. To.

検出センサ50は、第2撮像装置5Bで得られる品質情報とは異なる品質情報をセンシングによって取得するセンサである。検出センサ50が取得する作物2の分別に必要な品質情報は、例えば、作物2の重量、香り、打音、映像などである。
図28、図29に示すように、本実施形態では、検出センサ50は、重量センサ50A、香りセンサ50B、打音センサ50C、映像センサ50Dのうちの1つまたは複数を含む。
The detection sensor 50 is a sensor that acquires quality information different from the quality information obtained by the second imaging device 5B by sensing. The quality information required for sorting the crop 2 acquired by the detection sensor 50 is, for example, the weight, scent, tapping sound, image, etc. of the crop 2.
As shown in FIGS. 28 and 29, in the present embodiment, the detection sensor 50 includes one or more of the weight sensor 50A, the scent sensor 50B, the tapping sound sensor 50C, and the image sensor 50D.

重量センサ50Aは、作物2の品質情報として、作物2の重さを取得するセンサである。重量センサ50Aは、ロボットハンド18(ベース部材18A)と連結片63との間に設けられている。つまり、ロボットハンド18は、重量センサ50Aを介してアーム17に吊り下げられていて、把持ツメ18Bで把持された作物2の重量を検出可能である。重量センサ50Aは、例えば、ロードセルや電磁平衡式センサによって構成される。 The weight sensor 50A is a sensor that acquires the weight of the crop 2 as quality information of the crop 2. The weight sensor 50A is provided between the robot hand 18 (base member 18A) and the connecting piece 63. That is, the robot hand 18 is suspended from the arm 17 via the weight sensor 50A, and can detect the weight of the crop 2 gripped by the gripping claw 18B. The weight sensor 50A is composed of, for example, a load cell or an electromagnetically balanced sensor.

香りセンサ50Bは、作物2の品質情報として、作物2の香りを取得するセンサである。香りセンサ50Bは、例えば、ベース部材18Aに設けられ、把持ツメによって把持された作物2の香りを取得する。
打音センサ50Cは、作物2の品質情報として、作物2に打撃を与えた(作物2を叩いた)ときの打音を取得するセンサである。打音センサ50Cは、ロボットハンド18(ベース部材18A)に設けられている。
The scent sensor 50B is a sensor that acquires the scent of the crop 2 as quality information of the crop 2. The scent sensor 50B is provided on the base member 18A, for example, and acquires the scent of the crop 2 gripped by the gripping claws.
The tapping sound sensor 50C is a sensor that acquires the tapping sound when the crop 2 is hit (the crop 2 is hit) as the quality information of the crop 2. The tapping sound sensor 50C is provided on the robot hand 18 (base member 18A).

図30に示すように、打音センサ50Cは、打撃機構51と、録音機構52とを有している。打撃機構51は、把持ツメ18Bで把持された作物2に対して進退可能な打撃部材51Aを有し、打撃部材51Aを突出させて作物2に打撃を与えて打音を発生させる。録音機構52は、マイク(高指向性マイク)を有し、打撃部材51Aで作物2を打撃することによって発生した打音を録音する。 As shown in FIG. 30, the tapping sound sensor 50C has a striking mechanism 51 and a recording mechanism 52. The striking mechanism 51 has a striking member 51A capable of advancing and retreating with respect to the crop 2 gripped by the gripping claw 18B, and the striking member 51A is projected to strike the crop 2 to generate a striking sound. The recording mechanism 52 has a microphone (highly directional microphone), and records the tapping sound generated by striking the crop 2 with the striking member 51A.

映像センサ50Dは、作物2の品質情報として、作物2の映像を取得するセンサである。映像センサ50Dは、例えば、ベース部材18Aに設けられる。映像センサ50Dは、CCDイメージセンサ又はCMOSイメージセンサ等を含むセンサである。映像センサ50Dが撮影した作物2の映像によって作物2の熟度を取得することが可能である。なお、映像センサ50Dによって撮影した映像によって作物2の位置検出や不良判別などを行うことが可能である。 The image sensor 50D is a sensor that acquires an image of the crop 2 as quality information of the crop 2. The image sensor 50D is provided on, for example, the base member 18A. The image sensor 50D is a sensor including a CCD image sensor, a CMOS image sensor, and the like. It is possible to acquire the maturity of the crop 2 from the image of the crop 2 taken by the image sensor 50D. It is possible to detect the position of the crop 2 and determine defects based on the image captured by the image sensor 50D.

なお、品質検出装置49は、第2撮像装置5B及び検出センサ50のいずれか一方だけであってもよい。また、検出センサ50は、重量センサ50A、香りセンサ50B、打音センサ50C、映像センサ50Dに限定されることはなく、第2撮像装置5Bが取得する品質情報とは異なる品質情報をセンシングによって取得するセンサであればよい。その他の検出センサ50として、作物2の水分を検出する水分センサなどが考えられる。 The quality detection device 49 may be only one of the second image pickup device 5B and the detection sensor 50. Further, the detection sensor 50 is not limited to the weight sensor 50A, the scent sensor 50B, the tapping sound sensor 50C, and the image sensor 50D, and acquires quality information different from the quality information acquired by the second imaging device 5B by sensing. Any sensor can be used. As another detection sensor 50, a moisture sensor that detects the moisture of the crop 2 and the like can be considered.

図27に示すように、運搬車48は、走行体3の後方に配置される。運搬車48は、例えば、走行体3に追従して走行する追従型の自走式運搬車である。運搬車48は、収穫容器48Aを有している。収穫容器48Aは、該収穫容器48Aに割り当てられた等級別の複数の所定位置(第1収容部48a〜第4収容部48d)を有している。隣接する所定位置の間(第1収容部48aと第2収容部48bとの間、第2第収容部48bと第3収容部48cとの間、第3収容部48cと第4収容部48dとの間)は仕切り壁48eによって仕切られている。図例の収穫容器48Aにあっては、4つの所定位置を有しており、農業用ロボット1は、作物2を4段階の等級(例えば、特級→秀→優→良)に仕分け可能である。作物2を仕分ける所定位置の数は、本実施形態の数に限定されることはない。 As shown in FIG. 27, the carrier 48 is arranged behind the traveling body 3. The transport vehicle 48 is, for example, a follow-up type self-propelled transport vehicle that follows the traveling body 3 and travels. The carrier 48 has a harvesting container 48A. The harvesting container 48A has a plurality of predetermined positions (first accommodating portions 48a to fourth accommodating portions 48d) assigned to the harvesting container 48A according to the grade. Between adjacent predetermined positions (between the first accommodating portion 48a and the second accommodating portion 48b, between the second accommodating portion 48b and the third accommodating portion 48c, and between the third accommodating portion 48c and the fourth accommodating portion 48d. Between) is partitioned by a partition wall 48e. The harvest container 48A in the example has four predetermined positions, and the agricultural robot 1 can sort the crop 2 into four grades (for example, special grade → excellent → excellent → good). .. The number of predetermined positions for sorting the crop 2 is not limited to the number of the present embodiment.

図31に示すように、制御装置41には、第2撮像装置5B、重量センサ50A、香りセンサ50B、打音センサ50C、映像センサ50Dが接続されている。制御装置41は、第2撮像装置5Bが取得した作物2の品質情報を取得可能であり、また、重量センサ50Aが取得した作物2の重量、香りセンサ50Bが取得した作物2の香り、打音センサ50Cが取得した作物2の打音、映像センサ50Dが取得した映像による作物2の熟度を品質情報として取得可能である。 As shown in FIG. 31, the second image pickup device 5B, the weight sensor 50A, the scent sensor 50B, the tapping sound sensor 50C, and the image sensor 50D are connected to the control device 41. The control device 41 can acquire the quality information of the crop 2 acquired by the second imaging device 5B, the weight of the crop 2 acquired by the weight sensor 50A, and the scent and tapping sound of the crop 2 acquired by the scent sensor 50B. The tapping sound of the crop 2 acquired by the sensor 50C and the maturity of the crop 2 based on the image acquired by the image sensor 50D can be acquired as quality information.

制御装置41は、等級判別部41Hを有している。等級判別部41Hは、第2撮像装置5Bが取得した品質情報と、検出センサ50(重量センサ50A、香りセンサ50B、打音センサ50C、映像センサ50D)が取得した品質情報とに基づいて作物2の等級を判別する。即ち、等級判別部41Hは、第2撮像装置5Bが取得した作物2の大きさ、形、色、模様、傷などの作物2の外観によって作物2が複数の等級のうちのいずれに該当するかを判別する。また、等級判別部41Hは、重量センサ50Aが取得した作物2の重量によって作物2が複数の等級のうちのいずれに該当するかを判別する。また、等級判別部41Hは、香りセンサ50Bが取得した作物2の香りに基づいて作物2の熟度を判定し、これによって、作物2が複数の等級のうちのいずれに該当するかを判別する。また、等級判別部41Hは、打音センサ50Cが取得した作物2の打音に基づいて作物2の熟度を判定し、これによって、作物2が複数の等級のうちのいずれに該当するかを判別する。ところで、作物2が熟してくると、打音が高い澄んだ音から低い濁ったような音になる。この打音をフーリエ変換すると、作物2が熟するのに伴い特徴的なスペクトルの波長分布を示す。等級判別部41Hは、この波長分布に基づいて作物2の熟度を判定する。また、等級判別部41Hは、映像センサ50Dが取得した映像による熟度に基づいて作物2が複数の等級のうちのいずれに該当するかを判別する。 The control device 41 has a grade determination unit 41H. The grade determination unit 41H is based on the quality information acquired by the second imaging device 5B and the quality information acquired by the detection sensor 50 (weight sensor 50A, fragrance sensor 50B, tapping sound sensor 50C, image sensor 50D). To determine the grade of. That is, the grade determination unit 41H determines which of the plurality of grades the crop 2 corresponds to depending on the appearance of the crop 2 such as the size, shape, color, pattern, and scratches of the crop 2 acquired by the second imaging device 5B. To determine. Further, the grade determination unit 41H determines which of the plurality of grades the crop 2 corresponds to based on the weight of the crop 2 acquired by the weight sensor 50A. Further, the grade determination unit 41H determines the maturity of the crop 2 based on the scent of the crop 2 acquired by the scent sensor 50B, and thereby determines which of the plurality of grades the crop 2 corresponds to. .. Further, the grade determination unit 41H determines the maturity of the crop 2 based on the tapping sound of the crop 2 acquired by the tapping sound sensor 50C, and thereby determines which of the plurality of grades the crop 2 corresponds to. Determine. By the way, when the crop 2 is ripe, the hitting sound changes from a high clear sound to a low muddy sound. When this tapping sound is Fourier transformed, the wavelength distribution of a characteristic spectrum is shown as the crop 2 ripens. The grading unit 41H determines the maturity of crop 2 based on this wavelength distribution. Further, the grade determination unit 41H determines which of the plurality of grades the crop 2 corresponds to based on the maturity of the image acquired by the image sensor 50D.

上記の等級判別部41Hは、第2撮像装置5Bが取得した品質情報で判別される等級と、検出センサ50(重量センサ50A、香りセンサ50B、打音センサ50C、映像センサ50D)が取得した品質情報で判別される等級とを総合的に勘案して作物2の等級を判別する。これによって、作物2の等級を判別する精度を高めることができる。
図31に示すように、制御装置41は、等級仕分部41Kを有している。等級仕分部41Kは、マニピュレータ4を作動させることによって、等級判別部41Hが判別した作物2を、収穫容器48Aに割り当てられた等級別の所定位置(第1収容部48a〜第4収容部48d)に仕分ける。即ち、第1収容部48aが第1等級(特級)の作物2を収容する所定位置であり、第2収容部48bが第2等級(秀)の作物2を収容する所定位置であり、第3収容部48cが第3等級(優)の作物2を収容する所定位置であり、第4収容部48dが第4等級(良)の作物2を収容する所定位置であるとした場合、第2撮像装置5B及び検出センサ50が取得した品質情報に基づいて、等級判別部41Hが作物2を第1等級であると判別すると、等級仕分部41Kは、フレーム制御部41B及びアーム制御部41Cによって、ロボットハンド18の位置制御を行って、作物2を第1収容部48aへ収容する。等級判別部41Hが、作物2を第2等級、第3等級または第4等級と判別した場合も同様に、作物2を対応する収容部へ収容する。
The grade determination unit 41H is the grade determined by the quality information acquired by the second imaging device 5B and the quality acquired by the detection sensor 50 (weight sensor 50A, fragrance sensor 50B, tapping sound sensor 50C, image sensor 50D). The grade of crop 2 is determined by comprehensively considering the grade determined by the information. Thereby, the accuracy of discriminating the grade of crop 2 can be improved.
As shown in FIG. 31, the control device 41 has a grade sorting unit 41K. By operating the manipulator 4, the grade sorting unit 41K places the crop 2 determined by the grade discriminating unit 41H at a predetermined position according to the grade assigned to the harvesting container 48A (first accommodating unit 48a to fourth accommodating unit 48d). Sort into. That is, the first accommodating portion 48a is a predetermined position for accommodating the first grade (special grade) crop 2, the second accommodating portion 48b is the predetermined position for accommodating the second grade (excellent) crop 2, and the third. If the storage unit 48c is a predetermined position for accommodating the third grade (excellent) crop 2, and the fourth storage unit 48d is a predetermined position for accommodating the fourth grade (good) crop 2, the second imaging is performed. When the grade discriminating unit 41H determines that the crop 2 is the first grade based on the quality information acquired by the device 5B and the detection sensor 50, the grade sorting unit 41K is subjected to the robot by the frame control unit 41B and the arm control unit 41C. The position of the hand 18 is controlled, and the crop 2 is accommodated in the first accommodating portion 48a. When the grade determination unit 41H determines that the crop 2 is the second grade, the third grade, or the fourth grade, the crop 2 is similarly accommodated in the corresponding accommodating unit.

その他の構成は、上記図1〜図15に示す実施形態と略同様に構成される。この実施形態において、上記図16に示す形態のロボットハンド18を採用してもよい。
図32、図33、図34は、他の実施形態に係る農業用ロボット1を示している。
図32に示す農業用ロボット1は、マニピュレータ4が、回動フレーム21と、アーム17と、ロボットハンド18とを有して構成されるユニットを複数(4A、4B)有している。言い換えると、複数のアーム17を有し、複数のアーム17の各々にロボットハンド18を有している。詳しくは、図32に示す農業用ロボット1にあっては、マニピュレータ4は、2つのユニット4A、4Bを有して構成され、各ユニット4A、4Bは、各々、回動フレーム21、アーム17、第1アームシリンダC4、第2アームシリンダC5等を有している。
Other configurations are substantially the same as those of the embodiments shown in FIGS. 1 to 15. In this embodiment, the robot hand 18 of the form shown in FIG. 16 may be adopted.
32, 33, and 34 show the agricultural robot 1 according to another embodiment.
The agricultural robot 1 shown in FIG. 32 has a plurality of units (4A, 4B) in which the manipulator 4 includes a rotating frame 21, an arm 17, and a robot hand 18. In other words, it has a plurality of arms 17, and each of the plurality of arms 17 has a robot hand 18. Specifically, in the agricultural robot 1 shown in FIG. 32, the manipulator 4 is configured to have two units 4A and 4B, and each of the units 4A and 4B has a rotating frame 21, an arm 17, and an arm 17, respectively. It has a first arm cylinder C4, a second arm cylinder C5, and the like.

図33、図34に示す農業用ロボット1にあっては、マニピュレータ4は、回動フレーム21と、アーム17と、アーム17に設けられた複数のロボットハンド18とを有している。つまり、1つのアーム17に対して、複数のロボットハンド18を有している。
図33に示す農業用ロボット1にあっては、マニピュレータ4は、分岐アーム4Cを有している。分岐アーム4Cは、基アーム部4Caと、第1従アーム部4Cbと、第2従アーム部4Ccとを有している。基アーム部4Caは、サブアーム30が設けられる場合は、サブアーム30に取り付けられ、サブアーム30が設けられない場合は、第2アーム部32に取り付けられる。また、基アーム部4Caは、長手方向の中途部が、サブアーム30または第2アーム部32に取り付けられる。第1従アーム部4Cbは、基アーム部4Caの一端に枢支され、第2従アーム部4Ccは、基アーム部4Caの他端に枢支される。第1従アーム部4Cbは、基アーム部4Caに対して油圧シリンダC6によって揺動駆動され、第2従アーム部4Ccは、基アーム部4Caに対して油圧シリンダC7によって揺動駆動される。なお、基アーム部4Caは、サブアーム30または第2アーム部32に枢支され、油圧シリンダによって揺動駆動されるように構成されていてもよい。
In the agricultural robot 1 shown in FIGS. 33 and 34, the manipulator 4 has a rotating frame 21, an arm 17, and a plurality of robot hands 18 provided on the arm 17. That is, one arm 17 has a plurality of robot hands 18.
In the agricultural robot 1 shown in FIG. 33, the manipulator 4 has a branch arm 4C. The branch arm 4C has a base arm portion 4Ca, a first slave arm portion 4Cb, and a second slave arm portion 4Cc. The base arm portion 4Ca is attached to the sub arm 30 when the sub arm 30 is provided, and is attached to the second arm portion 32 when the sub arm 30 is not provided. Further, the base arm portion 4Ca has an intermediate portion in the longitudinal direction attached to the sub arm 30 or the second arm portion 32. The first slave arm portion 4Cb is pivotally supported at one end of the base arm portion 4Ca, and the second slave arm portion 4Cc is pivotally supported at the other end of the base arm portion 4Ca. The first slave arm portion 4Cb is swing-driven with respect to the base arm portion 4Ca by the hydraulic cylinder C6, and the second slave arm portion 4Cc is swing-driven with respect to the base arm portion 4Ca by the hydraulic cylinder C7. The base arm portion 4Ca may be pivotally supported by the sub arm 30 or the second arm portion 32 and may be configured to be swing-driven by a hydraulic cylinder.

図34に示す農業用ロボット1にあっては、マニピュレータ4は、分岐アーム4Dを有している。分岐アーム4Dは、基アーム部4Daと、従アーム部4Dbとを有している。基アーム部4Daは、一端側が第2アーム部32の長手方向の中途部に枢支され、他端側に従アーム部4Dbが枢支されている。基アーム部4Daは、第2アーム部32に対して油圧シリンダC8によって揺動駆動され、従アーム部4Dbは、基アーム部4Daに対して油圧シリンダC9によって揺動駆動される。 In the agricultural robot 1 shown in FIG. 34, the manipulator 4 has a branch arm 4D. The branch arm 4D has a base arm portion 4Da and a slave arm portion 4Db. One end side of the base arm portion 4Da is pivotally supported in the middle portion in the longitudinal direction of the second arm portion 32, and the other end side of the base arm portion 4Db is pivotally supported. The base arm portion 4Da is swing-driven by the hydraulic cylinder C8 with respect to the second arm portion 32, and the slave arm portion 4Db is swing-driven by the hydraulic cylinder C9 with respect to the base arm portion 4Da.

図32、図33、図34に示す農業用ロボット1にあっては、作物2の枝(ツタ)や葉を一方のロボットハンド18によって払い除け、他方のロボットハンド18によって作物2の収穫などの作業を行うことができる。また、一方のロボットハンド18で作物2を把持し、他方のロボットハンド18で茎(ツタ)の切り取りなどの作業を行うことができる。また、農業用ロボット1を圃場に肥料を散布する肥料散布機として構成する場合、一方のロボットハンド18で肥料袋を肥料ホッパの投入口まで持ち運び、他方のロボットハンド18によって肥料袋を開封して肥料を肥料ホッパに投入することができる。また、農業用ロボット1を苗の植え付けを行う移植機として構成する場合、機体6から空の苗箱を搬出する搬出作業と、機体6に苗を有する苗箱の装着を行う苗箱装着作業とを同時に行うことができる。即ち、これまで、人手作業でないとできなかった農作業が農業用ロボット1によって行える。 In the agricultural robot 1 shown in FIGS. 32, 33, and 34, the branches (ivy) and leaves of the crop 2 can be removed by one robot hand 18, and the crop 2 can be harvested by the other robot hand 18. You can work. In addition, one robot hand 18 can grip the crop 2, and the other robot hand 18 can perform operations such as cutting stems (ivy). When the agricultural robot 1 is configured as a fertilizer sprayer for spraying fertilizer in a field, one robot hand 18 carries the fertilizer bag to the fertilizer hopper inlet, and the other robot hand 18 opens the fertilizer bag. Fertilizer can be put into the fertilizer hopper. Further, when the agricultural robot 1 is configured as a transplanting machine for planting seedlings, an empty seedling box is carried out from the machine 6 and a seedling box mounting work for mounting a seedling box having seedlings on the machine 6. Can be done at the same time. That is, the agricultural robot 1 can perform agricultural work that could only be done manually until now.

また、図32に示す農業用ロボット1にあっては、一方のユニット4Aのアーム17及びロボットハンド18に対して他方ユニット4Bのアーム17及びロボットハンド18が小型に構成されている。また、図33に示す農業用ロボット1にあっては、一方のロボットハンド18に対して他方のロボットハンド18が小型に構成されている。また、図34に示す農業用ロボット1にあっては、大型のアーム17及びロボットハンド18におけるアーム17の中途部に小型の分岐アーム4Dが設置されている。 Further, in the agricultural robot 1 shown in FIG. 32, the arm 17 and the robot hand 18 of the other unit 4B are smaller than the arm 17 and the robot hand 18 of one unit 4A. Further, in the agricultural robot 1 shown in FIG. 33, the other robot hand 18 is configured to be smaller than the one robot hand 18. Further, in the agricultural robot 1 shown in FIG. 34, a small branch arm 4D is installed in the middle of the arm 17 in the large arm 17 and the robot hand 18.

図32、図33、図34に示す農業用ロボット1にあっては、大型のロボットハンド18で、作物2(野菜)を把持・運搬し、小型のロボットハンド18でその他の補助作業や繊細な作業を行うことで、迅速で効率的な作業を行うことができる。
図35〜図40は、図1〜図34に示す実施形態とは異なる実施形態を示している。
図35に示すように、原動機フレーム6Bには、農業用ロボット1に装備される電気機器に電力を供給するバッテリBTが搭載されている。
In the agricultural robot 1 shown in FIGS. 32, 33, and 34, the large robot hand 18 grips and transports the crop 2 (vegetables), and the small robot hand 18 is used for other auxiliary work and delicate work. By performing the work, it is possible to perform the work quickly and efficiently.
35 to 40 show an embodiment different from the embodiment shown in FIGS. 1 to 34.
As shown in FIG. 35, the prime mover frame 6B is equipped with a battery BT that supplies electric power to the electric equipment mounted on the agricultural robot 1.

図35、図37に示すように、農業用ロボット1は、原動機E1の動力を動力を取り出す動力取出し軸(第1動力取出し軸)49を有している。第1動力取出し軸49は、原動機E1の前部に連結された伝動ケース50から前方に突出している。また、第1動力取出し軸49には、伝動ケース50の内部に収容された動力伝達機構を介して原動機E1から出力される動力が伝達される。第1動力取出し軸49は、機体6の機体幅方向B3中央部に配置されている。 As shown in FIGS. 35 and 37, the agricultural robot 1 has a power take-out shaft (first power take-out shaft) 49 that takes out the power of the prime mover E1. The first power take-out shaft 49 projects forward from the transmission case 50 connected to the front portion of the prime mover E1. Further, the power output from the prime mover E1 is transmitted to the first power take-out shaft 49 via the power transmission mechanism housed inside the transmission case 50. The first power take-out shaft 49 is arranged at the center of the machine body 6 in the body width direction B3.

なお、第1動力取出し軸49は、農業用ロボット1の後部に設けられていてもよいし、農業用ロボット1の前部及び後部の両方に設けられていてもよい。
図36、図37に示すように、農業用ロボット1は、作業機53(図38参照)を昇降可能に連結する連結機構51を有している。本実施形態では、連結機構51は、1本のトップリンク51Aと、2本のロワーリンク51Bとを有する三点リンク機構で構成されている。連結機構51は、農業用ロボット1(走行体3)の前部に設けられている。トップリンク51Aは、第1動力取出し軸49よりも上方で且つメインフレーム6A(機体6)の前方に配置されている。詳しくは、トップリンク51Aは、メインフレーム6Aの前上部の機体幅方向B3中央部の前方に配置されている。トップリンク51Aの後部は、メインフレーム6Aに設けられたブラケット51aに機体幅方向B3に延伸する軸心回りに回動可能に枢支されている。2本のロワーリンク51Bは、トップリンク51A及び第1動力取出し軸49よりも下方で且つ原動機フレーム6B(機体6)の前方に配置されている。詳しくは、一方のロワーリンク51Bは、前フレーム6Baの左部の前方に配置され、他方のロワーリンク51Bは、前フレーム6Baの右部の前方に配置されている。各ロワーリンク51Bは、前フレーム6Baの下部に設けられたブラケット51bに機体幅方向B3に延伸する軸心回りに回動可能に枢支されている。
The first power take-out shaft 49 may be provided at the rear portion of the agricultural robot 1, or may be provided at both the front portion and the rear portion of the agricultural robot 1.
As shown in FIGS. 36 and 37, the agricultural robot 1 has a connecting mechanism 51 that connects the working machine 53 (see FIG. 38) so as to be able to move up and down. In the present embodiment, the connecting mechanism 51 is composed of a three-point link mechanism having one top link 51A and two lower links 51B. The connecting mechanism 51 is provided at the front portion of the agricultural robot 1 (traveling body 3). The top link 51A is arranged above the first power take-out shaft 49 and in front of the main frame 6A (airframe 6). Specifically, the top link 51A is arranged in front of the central portion of the front upper portion of the main frame 6A in the body width direction B3. The rear portion of the top link 51A is pivotally supported by a bracket 51a provided on the main frame 6A so as to be rotatable around an axis extending in the body width direction B3. The two lower links 51B are arranged below the top link 51A and the first power take-out shaft 49 and in front of the prime mover frame 6B (airframe 6). Specifically, one lower link 51B is arranged in front of the left portion of the front frame 6Ba, and the other lower link 51B is arranged in front of the right portion of the front frame 6Ba. Each lower link 51B is pivotally supported by a bracket 51b provided at the lower part of the front frame 6Ba so as to be rotatable around an axis extending in the body width direction B3.

なお、連結機構51は、二点リンク機構やその他の構造のものであってもよい。つまり、連結機構51は、作業機53を連結できる機構のものであればよい。また、連結機構51は、農業用ロボット1の後部に設けられていてもよいし、農業用ロボット1の前部及び後部の両方に設けられていてもよいが、第1動力取出し軸49が設けられた側に設けられる。 The connecting mechanism 51 may have a two-point link mechanism or other structure. That is, the connecting mechanism 51 may be any mechanism that can connect the working machine 53. Further, the connecting mechanism 51 may be provided at the rear portion of the agricultural robot 1, or may be provided at both the front portion and the rear portion of the agricultural robot 1, but the first power take-out shaft 49 is provided. It is provided on the side where it is installed.

図36、図37に示すように、農業用ロボット1は、ロワーリンク51Bを上げ下げする昇降機構52を有している。昇降機構52は、油圧装置52Aと、2本のリフトアーム52Bと、2本のリフトロッド52Cとを有している。油圧装置52Aは、メインフレーム6A(機体6)の前部の上面側に設けられている。また、油圧装置52Aは、メインフレーム6Aの機体幅方向B3の中央部に配置されている。油圧装置52Aは、油圧ポンプP1から吐出する作動油によって駆動される。リフトアーム52Bは、油圧装置52Aの左及び右に配置されている。各リフトアーム52Bは、基部(後部)が油圧装置52Aに回動可能に取り付けられ、油圧装置52Aによって上下揺動可能に駆動される。リフトロッド52Cは、機体幅方向B3で並べて配置されている。左のリフトロッド52Cは、左のリフトアーム52Bの前部と左のロワーリンク51Bの中途部とを連結しており、右のリフトロッド52Cは、右のリフトアーム52Bの前部と右のロワーリンク51Bの中途部とを連結している。油圧装置52Aによってリフトアーム52Bを上下揺動することにより、リフトロッド52Cを介してロワーリンク51Bが上げ下げされる。これにより、連結機構51に連結された作業機53が昇降される。 As shown in FIGS. 36 and 37, the agricultural robot 1 has an elevating mechanism 52 that raises and lowers the lower link 51B. The elevating mechanism 52 includes a hydraulic device 52A, two lift arms 52B, and two lift rods 52C. The hydraulic device 52A is provided on the upper surface side of the front portion of the main frame 6A (airframe 6). Further, the hydraulic device 52A is arranged at the center of the main frame 6A in the body width direction B3. The hydraulic device 52A is driven by hydraulic oil discharged from the hydraulic pump P1. The lift arm 52B is arranged on the left and right sides of the hydraulic device 52A. The base (rear portion) of each lift arm 52B is rotatably attached to the hydraulic device 52A, and is driven by the hydraulic device 52A so as to be swingable up and down. The lift rods 52C are arranged side by side in the body width direction B3. The left lift rod 52C connects the front part of the left lift arm 52B and the middle part of the left lower link 51B, and the right lift rod 52C connects the front part of the right lift arm 52B and the right lower part. It is connected to the middle part of the link 51B. By swinging the lift arm 52B up and down by the hydraulic device 52A, the lower link 51B is raised and lowered via the lift rod 52C. As a result, the working machine 53 connected to the connecting mechanism 51 is moved up and down.

図37に示すように、農業用ロボット1は、作動流体を供給可能な流体圧源としての油圧ポンプP1から供給される作動油(作動流体)を外部に取り出すための外部取出しポート54を有している。外部取出しポート54は、1または複数設けられる。外部取出しポート54は、従来の農業機械に使用されている形状のものであるのがよい。また、外部取出しポート54は、エアポンプ(流体圧源)から吐出される圧縮空気(作動流体)を外部に取り出すためのポートであってもよい。 As shown in FIG. 37, the agricultural robot 1 has an external take-out port 54 for taking out the hydraulic oil (working fluid) supplied from the hydraulic pump P1 as a fluid pressure source capable of supplying the working fluid. ing. One or a plurality of external take-out ports 54 are provided. The external take-out port 54 preferably has a shape used in conventional agricultural machinery. Further, the external take-out port 54 may be a port for taking out the compressed air (working fluid) discharged from the air pump (fluid pressure source) to the outside.

農業用ロボット1は、第1動力取出し軸49、連結機構51及び外部取出しポート54を備えていることにより、油圧式や機械式の作業機を簡単に後付けすることができる。第1動力取出し軸49、連結機構51及び外部取出しポート54の形状が従来の方式のものであれば、従来の作業機をそのまま使用することも可能である。後付けされる作業機としては、限定されることはないが、ロータリ耕耘機、ブロードキャスタやライムソワー等の肥料散布機、畝間溝の管理作業を行う管理作業機などが考えられる。 Since the agricultural robot 1 includes a first power take-out shaft 49, a connecting mechanism 51, and an external take-out port 54, a hydraulic or mechanical work machine can be easily retrofitted. If the shapes of the first power take-out shaft 49, the connecting mechanism 51, and the external take-out port 54 are of the conventional type, the conventional work machine can be used as it is. The work machine to be retrofitted is not limited, but a rotary cultivator, a fertilizer sprayer such as a broad caster or a lime sower, and a management work machine for managing furrow grooves can be considered.

図37に示すように、農業用ロボット1は、バッテリBTからの電力を外部に供給するための電源ポート55を有している。電源ポート55を有することにより、農業用ロボット1に装着される作業機53に装備された電気機器に電力を供給することができる。つまり、電動式の作業機53を簡単に後付けすることができる。また、農業用ロボット1の周辺で使用される電気機器などに電源ポート55から電力を供給することができる。 As shown in FIG. 37, the agricultural robot 1 has a power supply port 55 for supplying electric power from the battery BT to the outside. By having the power port 55, it is possible to supply electric power to the electric equipment mounted on the work machine 53 mounted on the agricultural robot 1. That is, the electric working machine 53 can be easily retrofitted. In addition, electric power can be supplied from the power port 55 to electrical equipment and the like used around the agricultural robot 1.

図37に示すように、農業用ロボット1は、外部との通信に利用可能な通信ポートを備えている。通信ポート56を有することにより、農業用ロボット1と該農業用ロボット1に取り付けられる作業機53とを通信させることができる。これにより、農業用ロボットと作業機53との協調制御を行うことができる。
回動モータM2の出力軸Maは、原動機E1とは異なる動力源の動力を取り出す動力取出し軸(第2動力取出し軸)である。
As shown in FIG. 37, the agricultural robot 1 includes a communication port that can be used for communication with the outside. By having the communication port 56, the agricultural robot 1 and the working machine 53 attached to the agricultural robot 1 can communicate with each other. As a result, the agricultural robot and the working machine 53 can be coordinated and controlled.
The output shaft Ma of the rotary motor M2 is a power take-out shaft (second power take-out shaft) that takes out the power of a power source different from that of the prime mover E1.

図40に示すように、ベース部24Aは、装着部19の上壁19kに固定された取付プレート19mにボルト及びナット等の締結具によって着脱可能に取り付けられるように構成してもよい。言い換えると、機体6に、回動モータM2が取り付けられた装着部19を残したまま、シャフト支持体24、回動シャフト20、回動フレーム21を取り外せるように構成してもよい。これにより、本実施形態のマニピュレータ4とは異なる作業装置を機体6に装着する場合に、該作業装置に第2動力取出し軸Maから動力を伝達(供給)することができる。 As shown in FIG. 40, the base portion 24A may be configured to be detachably attached to a mounting plate 19m fixed to the upper wall 19k of the mounting portion 19 by fasteners such as bolts and nuts. In other words, the shaft support 24, the rotating shaft 20, and the rotating frame 21 may be detachable while leaving the mounting portion 19 to which the rotating motor M2 is attached to the machine body 6. As a result, when a work device different from the manipulator 4 of the present embodiment is attached to the machine body 6, power can be transmitted (supplied) to the work device from the second power take-out shaft Ma.

図35に示すように、ロボットハンド18は、ベース部材18Aと、複数の把持ツメ18Bとを有している。ベース部材18Aの上面側には連結片63が設けられている。連結片63は吊りプレート37に枢支されている。つまり、ロボットハンド18はアーム17に吊り下げられている。複数の把持ツメ18Bは、ベース部材18Aの下面側に揺動可能に取り付けられている。ロボットハンド18は、複数の把持ツメ18Bが揺動することにより、把持ツメ18Bと把持ツメ18Bとの間で作物2を把持することが可能(図38参照)であると共に、把持した作物2を解放することが可能である。 As shown in FIG. 35, the robot hand 18 has a base member 18A and a plurality of gripping claws 18B. A connecting piece 63 is provided on the upper surface side of the base member 18A. The connecting piece 63 is pivotally supported by the suspension plate 37. That is, the robot hand 18 is suspended from the arm 17. The plurality of gripping claws 18B are swingably attached to the lower surface side of the base member 18A. The robot hand 18 can grip the crop 2 between the gripping claws 18B and the gripping claws 18B by swinging the plurality of gripping claws 18B (see FIG. 38), and the gripped crop 2 can be gripped. It is possible to release it.

この実施形態においても、上記図16に示す形態のロボットハンド18を採用してもよい。なお、ロボットハンド18を、肥料袋を把持可能なロボットハンドに付け替えることにより、連結機構51に連結した肥料散布機に肥料を供給する際の補助作業をマニピュレータ4にさせることができる。
図39に示すように、制御装置41には、通信ポート56が接続されている。通信ポート56には、農業用ロボット1に連結機構51を介して連結される作業機53に装備された制御部53Aが接続ケーブル等を介して接続可能である。制御装置41は、制御部53Aを制御する外部制御部41Lを有している。外部制御部41Lは、農業用ロボット1と作業機53との協調制御を行う。
Also in this embodiment, the robot hand 18 of the form shown in FIG. 16 may be adopted. By replacing the robot hand 18 with a robot hand that can grip the fertilizer bag, the manipulator 4 can perform auxiliary work when supplying fertilizer to the fertilizer spreader connected to the connecting mechanism 51.
As shown in FIG. 39, the communication port 56 is connected to the control device 41. A control unit 53A provided in the work machine 53, which is connected to the agricultural robot 1 via the connection mechanism 51, can be connected to the communication port 56 via a connection cable or the like. The control device 41 has an external control unit 41L that controls the control unit 53A. The external control unit 41L performs cooperative control between the agricultural robot 1 and the work machine 53.

その他の構成は、上記図1〜図15に示す実施形態と略同様に構成される。
上記の農業用ロボット1は、機体6と、機体6を走行可能に支持する車輪型の走行装置7であって、少なくとも3輪の車輪8を有する走行装置7と、機体6に取り付けられたアーム17と、アーム17に取り付けられていて対象物(作物2)を把持可能なロボットハンド18とを有するマニピュレータ4と、機体6とマニピュレータ4とのバランスをとるべく各車輪8の位置を制御するバランス制御部41Fと、を備えている。
Other configurations are substantially the same as those of the embodiments shown in FIGS. 1 to 15.
The agricultural robot 1 is a wheel-type traveling device 7 that supports the body 6 and the body 6 so as to be able to travel, and has a traveling device 7 having at least three wheels 8 and an arm attached to the body 6. A balance that controls the position of each wheel 8 in order to balance the manipulator 4 having the 17 and the robot hand 18 attached to the arm 17 and capable of gripping the object (crop 2), and the airframe 6 and the manipulator 4. It includes a control unit 41F.

この構成によれば、バランス制御部41Fによって各車輪8の位置を制御することにより、機体6とマニピュレータ4とのバランスをとることができる。
また、バランス制御部41Fは、各車輪8の位置を制御して機体6の姿勢を制御する。
この構成によれば、機体6の姿勢を制御することで機体6とアーム17及びロボットハンド18とのバランスをとることができる。
According to this configuration, the balance between the airframe 6 and the manipulator 4 can be balanced by controlling the position of each wheel 8 by the balance control unit 41F.
Further, the balance control unit 41F controls the position of each wheel 8 to control the posture of the machine body 6.
According to this configuration, the body 6 can be balanced with the arm 17 and the robot hand 18 by controlling the posture of the body 6.

また、走行装置7は、機体6の前部の左側に設けられた第1車輪8Laと、機体6の前部の右側に設けられた第2車輪8Raと、機体6の後部の左側に設けられた第3車輪8Lbと、機体6の後部の右側に設けられた第4車輪8Rbとを有し、第1車輪8La〜第4車輪8Rbは、機体6に対して夫々独立的に昇降可能に支持され、バランス制御部41Fは、第1車輪8La〜第4車輪8Rbを昇降することで機体6の姿勢を制御する。 Further, the traveling device 7 is provided on the first wheel 8La provided on the left side of the front part of the body 6, the second wheel 8Ra provided on the right side of the front part of the body 6, and on the left side of the rear part of the body 6. It has a third wheel 8Lb and a fourth wheel 8Rb provided on the right side of the rear part of the airframe 6, and the first wheel 8La to the fourth wheel 8Rb are supported independently of the airframe 6 so as to be able to move up and down independently. Then, the balance control unit 41F controls the posture of the machine body 6 by moving the first wheel 8La to the fourth wheel 8Rb up and down.

この構成によれば、第1車輪8La〜第4車輪8Rbを昇降することで機体6の姿勢を制御することができる。
また、マニピュレータ4は、アーム17が上下揺動可能に取り付けられる装着体16を有し、装着体16は、機体6に対して着脱可能に装着される。
この構成によれば、マニピュレータ4を他の形式のものに交換することができる。
According to this configuration, the posture of the machine body 6 can be controlled by moving the first wheel 8La to the fourth wheel 8Rb up and down.
Further, the manipulator 4 has a mounting body 16 to which the arm 17 can swing up and down, and the mounting body 16 is detachably mounted on the machine body 6.
According to this configuration, the manipulator 4 can be replaced with another type.

また、マニピュレータ4を制御する制御部41Dを備え、装着体16は、機体6に着脱可能に装着される装着部19と、装着部19に縦軸回りに回動可能に支持された回動シャフト20と、回動シャフト20を回転駆動する回動モータM2と、回動シャフト20と一体回動する回動フレーム21とを有し、アーム17は、回動フレーム21に上下揺動可能に枢支された第1アーム部31と、第1アーム部31に揺動可能に枢支された第2アーム部32とを有し、第1アーム部31に対して第2アーム部32が揺動することで屈伸可能とされ、ロボットハンド18は第2アーム17の先端側に取り付けられ、制御部41Dは、第1アーム部31及び第2アーム部32の揺動と回動フレームの回動21とを制御することでロボットハンド18の位置を制御する。 Further, a control unit 41D for controlling the manipulator 4 is provided, and the mounting body 16 has a mounting portion 19 that is detachably mounted on the machine body 6 and a rotating shaft that is rotatably supported by the mounting portion 19 around the vertical axis. A rotation motor M2 that rotationally drives the rotation shaft 20 and a rotation frame 21 that rotates integrally with the rotation shaft 20 are provided, and the arm 17 is pivotally swingable up and down on the rotation frame 21. It has a supported first arm portion 31 and a second arm portion 32 swingably supported by the first arm portion 31, and the second arm portion 32 swings with respect to the first arm portion 31. The robot hand 18 is attached to the tip end side of the second arm 17, and the control unit 41D swings the first arm portion 31 and the second arm portion 32 and rotates the rotating frame 21. The position of the robot hand 18 is controlled by controlling and.

この構成によれば、ロボットハンド18を作物2の位置に的確に移動させることができる。
また、機体6の周囲の情報を撮影によって取得する撮像装置5Aと、収穫する前に、撮像装置が取得した情報に基づいて、作物の個々の位置及び育成状況のマップ60を自動で生成するマップ作成部41Gを有している。
According to this configuration, the robot hand 18 can be accurately moved to the position of the crop 2.
In addition, an image pickup device 5A that acquires information on the surroundings of the aircraft 6 by photographing, and a map that automatically generates a map 60 of individual positions and growing conditions of crops based on the information acquired by the image pickup device before harvesting. It has a creation unit 41G.

この構成によれば、予め作物2の位置や育成状況を把握してマップ化することで、その後の作業に活用することができる。
また、撮像装置5Aが取得した情報に基づいて、作物の種別に特化した特徴から作物の収穫適期を判定する判定部41Eを備えている。
この構成によれば、作物2を、収穫するか否かを自動的に選択しながら収穫できる農業用ロボット1を提供することができる。
According to this configuration, by grasping the position and growing situation of the crop 2 in advance and mapping it, it can be utilized for the subsequent work.
Further, it is provided with a determination unit 41E that determines the optimum harvest time of the crop from the characteristics specialized for the type of crop based on the information acquired by the image pickup apparatus 5A.
According to this configuration, it is possible to provide an agricultural robot 1 capable of harvesting a crop 2 while automatically selecting whether or not to harvest the crop 2.

また、上記のロボットハンド18は、作物2を把持可能な把持ツメ81と、把持ツメ81が開閉可能に取り付けられるツメ取付部材79であって昇降可能なツメ取付部材79と、把持ツメ81の開閉動作に連動する連動部材86と、連動部材86と係脱可能な係合部材72と、を備え、把持ツメ81は、ツメ取付部材79を下降させて把持ツメ81を作物2に押しつけることで、作物からの反力によって閉じた状態から作物2の表面に沿って開き、係合部材72は、昇降可能であって、連動部材86から下方に離間して把持ツメ81の開閉を許容する係合解除状態X2と、連動部材86に下から係合する係合状態X1とに変位可能であり、且つ係合状態X1で上昇して連動部材86を引き上げることで把持ツメ81を閉じた状態に移動させる。 Further, the robot hand 18 has a gripping claw 81 capable of gripping the crop 2, a claw mounting member 79 to which the gripping claw 81 can be opened and closed, and a claw mounting member 79 that can be raised and lowered, and an opening and closing of the gripping claw 81. An interlocking member 86 interlocked with the operation and an engaging member 72 that can be engaged with and disengaged from the interlocking member 86 are provided, and the gripping claw 81 lowers the claw mounting member 79 and presses the gripping claw 81 against the crop 2. The engaging member 72 opens along the surface of the crop 2 from the closed state due to the reaction force from the crop, and the engaging member 72 can be raised and lowered, and is separated downward from the interlocking member 86 to allow the gripping claw 81 to open and close. It is possible to displace between the disengaged state X2 and the engaging state X1 that engages with the interlocking member 86 from below, and by raising in the engaging state X1 and pulling up the interlocking member 86, the gripping claw 81 moves to the closed state. Let me.

この構成によれば、把持ツメ81は、作物2に押しつけられることで作物2の反力によって閉じた状態から作物2の表面に沿って開き、係合部材72を上昇させて連動部材86を引き上げることにより閉じる。これにより、把持ツメ81の開閉の構造を簡素化することができる。
また、ツメ取付部材79を枢軸78回りに上下揺動可能に支持する支持体73と、支持体73に設けられた駆動部87と、を備え、駆動部87は、動力部88と、動力部88の動力によってツメ取付部材79を枢軸78回りに上下揺動させることで把持ツメ81を強制的に開閉する駆動機構89とを有している。
According to this configuration, the gripping claw 81 opens along the surface of the crop 2 from the closed state by the reaction force of the crop 2 when pressed against the crop 2, raises the engaging member 72, and pulls up the interlocking member 86. By closing. This makes it possible to simplify the opening / closing structure of the gripping claw 81.
Further, a support 73 that supports the claw mounting member 79 so as to swing up and down around the pivot 78 and a drive unit 87 provided on the support 73 are provided, and the drive unit 87 includes a power unit 88 and a power unit. It has a drive mechanism 89 that forcibly opens and closes the gripping claw 81 by swinging the claw mounting member 79 up and down around the pivot 78 by the power of 88.

この構成によれば、作物2を離したいタイミングで把持ツメ81から離すことができる。
また、動力部88は、モータによって構成され、駆動機構89は、モータによって回転駆動される第1ギヤ89Aと、第1ギヤ89Aに噛合し且つツメ取付部材79を枢軸78回りに上下揺動させる第2ギヤ89Bとを有している。
According to this configuration, the crop 2 can be separated from the gripping claw 81 at the desired timing.
Further, the power unit 88 is composed of a motor, and the drive mechanism 89 meshes with the first gear 89A and the first gear 89A, which are rotationally driven by the motor, and swings the claw mounting member 79 up and down around the pivot 78. It has a second gear 89B.

この構成によれば、駆動部87を簡単に構成することができる。
また、支持体73の上方に配置されており、且つ昇降可能な昇降体62と、上下方向に伸縮自在に構成されていて昇降体62と支持体73とを相対移動可能に連結する伸縮リンク機構76と、を備え、昇降体62は、把持ツメ81が作物2に当接して支持体73の下降が規制された状態で伸縮リンク機構76が収縮することで支持体73に対して下降し、ツメ取付部材79は、昇降体62が支持体73に対して下降した際に昇降体62が当接する当接部79dを有している。
According to this configuration, the drive unit 87 can be easily configured.
Further, a telescopic link mechanism that is arranged above the support 73 and can be raised and lowered, and a telescopic link mechanism that is vertically expandable and expandable to connect the elevating body 62 and the support 73 so as to be relatively movable. 76, and the elevating body 62 descends with respect to the support 73 by contracting the telescopic link mechanism 76 in a state where the gripping claw 81 abuts on the crop 2 and the descent of the support 73 is restricted. The claw mounting member 79 has a contact portion 79d that the elevating body 62 comes into contact with when the elevating body 62 descends with respect to the support 73.

この構成によれば、昇降体62によって、ツメ取付部材79及び把持ツメ81を昇降させることができ、且つツメ取付部材79を押し下げて把持ツメ81を作物2に沿って開かせることができる。
また、係合部材72は、昇降体62に設けられていて昇降体62と共に昇降し、且つ昇降体62が当接部79dに当接した状態で係合解除状態X2にある。
According to this configuration, the elevating body 62 can raise and lower the claw mounting member 79 and the gripping claw 81, and the claw mounting member 79 can be pushed down to open the gripping claw 81 along the crop 2.
Further, the engaging member 72 is provided in the elevating body 62 and is in the disengaged state X2 in a state where the elevating body 62 moves up and down together with the elevating body 62 and the elevating body 62 is in contact with the contact portion 79d.

この構成によれば、ツメ取付部材79を押し下げる動作と、係合部材72を連動部材86から離間させる動作とを別々に行う必要がなく、前記2つの動作を昇降体62によって行うことができる。
また、ツメ取付部材79は、把持ツメ81が閉じた状態で連動部材86が当接することにより把持ツメ81の閉じ方向の移動を規制する規制部79bを有している。
According to this configuration, it is not necessary to separately perform the operation of pushing down the claw mounting member 79 and the operation of separating the engaging member 72 from the interlocking member 86, and the two operations can be performed by the elevating body 62.
Further, the claw mounting member 79 has a regulating portion 79b that regulates the movement of the gripping claw 81 in the closing direction when the interlocking member 86 comes into contact with the gripping claw 81 in the closed state.

この構成によれば、把持ツメ81が内側に入り込むのを防止することができる。
また、把持ツメ81を閉じ方向に付勢する閉じバネ85を備えている。
この構成によれば、把持ツメ81が作物2の表面に沿って開く際に、該把持ツメ81を作物2の表面に良好に沿わせることができる。
上記ロボットハンドは、農業用ロボットに採用することができる。
According to this configuration, it is possible to prevent the gripping claw 81 from entering the inside.
Further, a closing spring 85 for urging the gripping claw 81 in the closing direction is provided.
According to this configuration, when the gripping claw 81 opens along the surface of the crop 2, the gripping claw 81 can be satisfactorily aligned with the surface of the crop 2.
The robot hand can be used for agricultural robots.

上記の農業用ロボット1は、走行体3と、走行体3に縦軸回りに回動可能に支持された回動フレーム21と、回動フレーム21に上下揺動可能に支持された屈伸可能なアーム17と、を備え、回動フレーム21は、走行体3における前後方向A3の一方側に偏倚して設けられ、アーム17は、前後方向A3の一方側を向く作業姿勢W1と、前後方向A3の他方側を向くと共に屈曲させた収納姿勢W2とに姿勢変更可能である。 The agricultural robot 1 is a traveling body 3, a rotating frame 21 rotatably supported by the traveling body 3 around the vertical axis, and a bendable and stretchable body rotatably supported by the rotating frame 21. The rotating frame 21 includes an arm 17 and is provided so as to be biased to one side of the front-rear direction A3 in the traveling body 3, and the arm 17 has a working posture W1 facing one side of the front-rear direction A3 and a front-rear direction A3. The posture can be changed to the storage posture W2 which is bent while facing the other side of the.

この構成によれば、アーム17を支持する回動フレーム21が走行体3の前後方向A3の一方側に偏倚して設けられて且つアーム17が前記一方側を向く作業姿勢W1にて作業を行うので、作業範囲を広くとることができる。また、アーム17を作業姿勢W1とは逆向きにして屈曲させた収納姿勢W2にすることにより、農業用ロボット1をコンパクトにすることができる。 According to this configuration, the rotating frame 21 that supports the arm 17 is provided so as to be biased to one side of the traveling body 3 in the front-rear direction A3, and the work is performed in the working posture W1 in which the arm 17 faces the one side. Therefore, the work range can be widened. Further, the agricultural robot 1 can be made compact by setting the arm 17 in the storage posture W2 which is bent in the direction opposite to the working posture W1.

また、回動フレーム21が回動可能に取り付けられる装着部19を備え、装着部19は、下部に下方に突出する係合部19Eを有し、走行体3は、並行状に設けられた第1装着フレーム(第4横フレーム6Ag)及び第2装着フレーム(第5横フレーム6Ah)を有し、且つ第1装着フレーム6Agと第2装着フレーム6Ahとの間に係合部19Eが差し込まれることで装着部19を保持可能である。 Further, a mounting portion 19 to which the rotating frame 21 is rotatably attached is provided, the mounting portion 19 has an engaging portion 19E protruding downward at the lower portion, and the traveling body 3 is provided in parallel. It has one mounting frame (fourth horizontal frame 6Ag) and a second mounting frame (fifth horizontal frame 6Ah), and the engaging portion 19E is inserted between the first mounting frame 6Ag and the second mounting frame 6Ah. The mounting portion 19 can be held by.

この構成によれば、回動フレーム21、アーム17及び装着部19を有するマニピュレータ4を交換することができる。また、装着部19の着脱を容易に行える。
また、制御装置41と、アーム17が作業姿勢W1にあるときの回動フレーム21の回動を規制する回動規制部材38を備え、制御装置41は、回動規制部材38で規制された回動フレーム21の位置を基準として回動フレーム21の回動を制御する。
According to this configuration, the manipulator 4 having the rotating frame 21, the arm 17, and the mounting portion 19 can be replaced. In addition, the mounting portion 19 can be easily attached and detached.
Further, the control device 41 and the rotation restricting member 38 that regulates the rotation of the rotating frame 21 when the arm 17 is in the working posture W1 are provided, and the control device 41 is the rotation regulated by the rotation restricting member 38. The rotation of the rotating frame 21 is controlled with reference to the position of the moving frame 21.

この構成によれば、回動フレーム21の回動を検出する検出部材がなくても、回動フレーム21の回動の制御を行える。
また、回動フレーム21の回動を規制してアーム17を収納姿勢W2に位置決めする位置決め部材39を備え、回動フレーム21は、縦軸回りの第1回動方向Y3と第1回動方向Y3の反対方向である第2回動方向Y4とに回動可能であり、回動規制部材38は、回動フレーム21の第1回動方向Y3及び第2回動方向Y4のうちの一方の方向の回動を規制し、位置決め部材39は、回動フレーム21の第1回動方向Y3及び第2回動方向Y4のうちの他方の方向の回動を規制する。
According to this configuration, the rotation of the rotating frame 21 can be controlled even if there is no detection member for detecting the rotation of the rotating frame 21.
Further, a positioning member 39 for restricting the rotation of the rotation frame 21 and positioning the arm 17 in the storage posture W2 is provided, and the rotation frame 21 has a first rotation direction Y3 and a first rotation direction around the vertical axis. It is rotatable in the second rotation direction Y4, which is the opposite direction of Y3, and the rotation regulation member 38 is one of the first rotation direction Y3 and the second rotation direction Y4 of the rotation frame 21. The rotation in the direction is regulated, and the positioning member 39 regulates the rotation in the other direction of the first rotation direction Y3 and the second rotation direction Y4 of the rotation frame 21.

この構成によれば、位置決め部材39によってアーム17を収納姿勢W2に迅速且つ確実に位置決めすることができる。また、回動フレーム21の回動を規制する回動規制部材38と位置決め部材39とを設けても、回動フレーム21の回動によってアーム17を作業姿勢W1と収納姿勢W2とに姿勢変更することができる。
また、アーム17に取り付けられていて作物2を把持可能なロボットハンド18を備え、アーム17は、回動フレーム21に上下揺動可能に枢支された第1アーム部31と、第1アーム部31に揺動可能に枢支された第2アーム部32とを有し、第1アーム部31に対して第2アーム部32が揺動することで屈伸可能とされ、制御装置41は、第1アーム部31及び第2アーム部32の揺動と回動フレーム21の回動とを制御することでロボットハンド18の位置を制御する。
According to this configuration, the arm 17 can be quickly and surely positioned in the storage posture W2 by the positioning member 39. Further, even if the rotation restricting member 38 and the positioning member 39 for restricting the rotation of the rotating frame 21 are provided, the arm 17 is changed to the working posture W1 and the storage posture W2 by the rotation of the rotating frame 21. be able to.
Further, a robot hand 18 attached to the arm 17 and capable of gripping the crop 2 is provided, and the arm 17 has a first arm portion 31 and a first arm portion that are pivotally supported by a rotating frame 21 so as to swing up and down. The control device 41 has a second arm portion 32 swingably supported by the first arm portion 31 and can be bent and stretched by swinging the second arm portion 32 with respect to the first arm portion 31. The position of the robot hand 18 is controlled by controlling the swinging of the 1st arm portion 31 and the 2nd arm portion 32 and the rotation of the rotating frame 21.

この構成によれば、ロボットハンド18を作物2の位置に的確に移動させることができる。
また、作業姿勢W1において、第1アーム部31の先端側31cは、走行体3よりも一方側に位置しており、収納姿勢W2において、第1アーム部31の先端側31cは、走行体3の上方に位置している。
According to this configuration, the robot hand 18 can be accurately moved to the position of the crop 2.
Further, in the working posture W1, the tip end side 31c of the first arm portion 31 is located on one side of the traveling body 3, and in the storage posture W2, the tip end side 31c of the first arm portion 31 is the traveling body 3. It is located above.

この構成によれば、作業姿勢W1では、走行体3から離れた作物2を良好に把持することができ、アーム17を収納姿勢W2にすると、農業用ロボット1をコンパクトにすることができる。
また、アーム17は、第2アーム部32に突出及び後退可能に設けられたサブアーム30を有し、ロボットハンド18は、サブアーム30の先端側に取り付けられている。
According to this configuration, the crop 2 separated from the traveling body 3 can be satisfactorily gripped in the working posture W1, and the agricultural robot 1 can be made compact when the arm 17 is in the storage posture W2.
Further, the arm 17 has a sub-arm 30 provided on the second arm portion 32 so as to be projectable and retractable, and the robot hand 18 is attached to the tip end side of the sub-arm 30.

この構成によれば、作物位置・作業形態に合わせたアーム寸法をとることができる。
また、制御装置41は、サブアーム30の突出量を取得可能であり、突出量を加味してロボットハンド18の位置を制御する。
この構成によれば、伸縮可能なアーム17であってもロボットハンド18の位置制御を行うことができる。
According to this configuration, the arm size can be taken according to the crop position and working mode.
Further, the control device 41 can acquire the protruding amount of the sub arm 30, and controls the position of the robot hand 18 in consideration of the protruding amount.
According to this configuration, the position of the robot hand 18 can be controlled even with the telescopic arm 17.

また、回動フレーム21を回動させる回動モータM2と、アーム17を上下揺動させる第1油圧シリンダ(第1アームシリンダC4)と、アーム17を屈伸させる第2油圧シリンダ(第2アームシリンダC5)と、を備えている。
この構成によれば、油圧シリンダによって重い作物2でも容易に持ち上げ搬送可能である。
Further, a rotation motor M2 that rotates the rotation frame 21, a first hydraulic cylinder (first arm cylinder C4) that swings the arm 17 up and down, and a second hydraulic cylinder (second arm cylinder) that bends and stretches the arm 17. C5) and.
According to this configuration, even a heavy crop 2 can be easily lifted and transported by the hydraulic cylinder.

また、上記の農業用ロボット1は、走行体3と、走行体3に設けられ、作物2の収穫を行うことが可能なマニピュレータ4と、を備え、マニピュレータ4は、上下方向に延伸する回動軸心J1の周囲を回動可能な回動フレーム21と、回動フレーム21に上下揺動可能に支持された屈伸可能なアーム17と有し、回動フレーム21は、走行体3の進行方向とは反対側の方向である進行逆方向側に偏倚して設けられ、アーム17は、進行逆方向側を向く作業姿勢W1で且つ回動軸心J1の周囲の所定の回動範囲内で収穫作業を行う。 Further, the agricultural robot 1 includes a traveling body 3 and a manipulator 4 provided on the traveling body 3 and capable of harvesting crops 2. The manipulator 4 rotates in a vertical direction. It has a rotating frame 21 that can rotate around the axis J1 and a bendable arm 17 that is vertically swingably supported by the rotating frame 21, and the rotating frame 21 is in the traveling direction of the traveling body 3. The arm 17 is provided so as to be biased to the opposite direction of travel, which is the direction opposite to the direction of travel, and the arm 17 is harvested within a predetermined rotation range around the rotation axis J1 in a working posture W1 facing the opposite direction of travel. Do the work.

この構成によれば、マニピュレータ4を走行体3の進行方向とは反対側の方向である進行逆方向側に偏倚して設け、アーム17を進行逆方向側を向く作業姿勢W1で且つマニピュレータ4の回動軸心J1回りの所定の回動範囲内で収穫作業を行うようにすることで、走行体3とマニピュレータ4とのバランスをとることができる。
また、アーム17を上下揺動させる第1油圧シリンダC4と、アーム17を屈伸させる第2油圧シリンダC5とを備えている。
According to this configuration, the manipulator 4 is provided so as to be biased toward the opposite direction of travel, which is the direction opposite to the direction of travel of the traveling body 3, and the arm 17 is provided in a working posture W1 facing the opposite direction of travel, and the manipulator 4 By performing the harvesting work within a predetermined rotation range around the rotation axis J1, the traveling body 3 and the manipulator 4 can be balanced.
Further, it includes a first hydraulic cylinder C4 that swings the arm 17 up and down, and a second hydraulic cylinder C5 that bends and stretches the arm 17.

この構成によれば、油圧力によってアーム17を作動させることにより、重量野菜を容易にハンドリングすることができる。
また、アーム17は、回動フレーム21に上下揺動可能に枢支された第1アーム部31と、第1アーム部31に揺動可能に枢支された第2アーム部32とを有し、第1アーム部31に対して第2アーム部32が揺動することで屈伸可能とされ、第1アーム部31は、第1油圧シリンダC4で揺動駆動され、第2アーム部32は、第2油圧シリンダC5で揺動駆動される。
According to this configuration, heavy vegetables can be easily handled by operating the arm 17 by hydraulic pressure.
Further, the arm 17 has a first arm portion 31 swingably supported by the rotating frame 21 and a second arm portion 32 swingably supported by the first arm portion 31. The second arm portion 32 swings with respect to the first arm portion 31 to allow bending and stretching. The first arm portion 31 is swing-driven by the first hydraulic cylinder C4, and the second arm portion 32 is driven by swinging. It is oscillated by the second hydraulic cylinder C5.

この構成によれば、油圧力により重量野菜を把持したマニピュレータ4の昇降及び屈伸を容易に行える。
また、マニピュレータ4で収穫される作物2の品質情報を取得する品質検出装置49と、品質情報に基づいて、収穫される作物2の等級を判別する等級判別部41Hと、を備え、品質検出装置49は、マニピュレータ4で収穫される作物2の品質情報を撮影によって取得する撮像装置5Bと、撮像装置5Bで得られる品質情報とは異なる品質情報をセンシングによって取得する検出センサ50とを含み、等級判別部41Hは、撮像装置5Bが取得した品質情報と、検出センサ50が取得した品質情報とに基づいて作物2の等級を判別する。
According to this configuration, the manipulator 4 that grips heavy vegetables can be easily moved up and down and bent and stretched by oil pressure.
Further, the quality detection device 49 is provided with a quality detection device 49 for acquiring quality information of the crop 2 harvested by the manipulator 4, and a grade determination unit 41H for discriminating the grade of the crop 2 to be harvested based on the quality information. 49 includes an image pickup device 5B that acquires quality information of the crop 2 harvested by the manipulator 4 by photographing, and a detection sensor 50 that acquires quality information different from the quality information obtained by the image pickup device 5B by sensing, and grades 49. The discrimination unit 41H discriminates the grade of the crop 2 based on the quality information acquired by the image pickup apparatus 5B and the quality information acquired by the detection sensor 50.

この構成によれば、作物2の等級を判別する精度を高めることができる。
また、マニピュレータ4に収穫動作を行わせる動作制御を行う制御部41と、マニピュレータ4を作動させることによって、等級判別部41Hが判別した作物2を、走行体3の走行に伴って移動する運搬車48の収穫容器48Aに割り当てられた等級別の所定位置(第1収容部48a〜第4収容部48d)に仕分ける等級仕分部41Kと、を備えている。
According to this configuration, the accuracy of discriminating the grade of crop 2 can be improved.
In addition, the control unit 41 that controls the operation of the manipulator 4 to perform the harvesting operation and the transport vehicle that moves the crop 2 determined by the grade determination unit 41H by operating the manipulator 4 as the traveling body 3 travels. It is provided with a grade sorting unit 41K for sorting into predetermined positions (first accommodating portions 48a to fourth accommodating portions 48d) assigned to the 48 harvesting containers 48A.

この構成によれば、収穫する作物2を収穫時に等級別に分別することができる
また、検出センサ50は、作物2の重量を取得する重量センサ50A、作物2の香りを取得する香りセンサ50B、作物2の打音を取得する打音センサ50Cのうちのいずれか1つまたは複数を含んでいてもよい。
また、上記の農業用ロボット1は、走行体3と、走行体3の周囲の情報を取得する撮像装置5と、撮像装置5が取得した情報に基づいて、走行体3を自律走行させる制御装置41と、走行体3に搭載された原動機E1と、原動機E1の動力を取り出す第1動力取出し軸49と、を備えている。
According to this configuration, the crop 2 to be harvested can be sorted according to the grade at the time of harvesting. Further, the detection sensor 50 includes a weight sensor 50A for acquiring the weight of the crop 2, a scent sensor 50B for acquiring the scent of the crop 2, and a crop. Any one or more of the tapping sound sensors 50C for acquiring the tapping sound of 2 may be included.
Further, the agricultural robot 1 described above includes a traveling body 3, an imaging device 5 that acquires information around the traveling body 3, and a control device that autonomously travels the traveling body 3 based on the information acquired by the imaging device 5. It includes 41, a prime mover E1 mounted on the traveling body 3, and a first power take-out shaft 49 for taking out the power of the prime mover E1.

この構成によれば、原動機E1の動力を取り出す第1動力取出し軸49を装備することにより、自律走行する農業用ロボット1に後付けで取り付けられる作業機53に、第1動力取出し軸49から動力を供給することができる。
また、原動機E1とは異なる動力源(回動モータM2)の動力を取り出す第2動力取出し軸(出力軸Ma)を備え、第1動力取出し軸49は、走行体3の前後方向A3の一方側に設けられ、第2動力取出し軸Maは、走行体3の前後方向A3の他方側に設けられている。
According to this configuration, by equipping the first power take-out shaft 49 that takes out the power of the prime mover E1, the work machine 53 that is retrofitted to the autonomously traveling agricultural robot 1 is powered by the first power take-out shaft 49. Can be supplied.
Further, a second power take-out shaft (output shaft Ma) for taking out the power of a power source (rotary motor M2) different from that of the prime mover E1 is provided, and the first power take-out shaft 49 is on one side of the traveling body 3 in the front-rear direction A3. The second power take-out shaft Ma is provided on the other side of the traveling body 3 in the front-rear direction A3.

この構成によれば、走行体3の前後方向A3一方側に作業機53を取り付けて該作業機53を第1動力取出し軸49によって駆動することができると共に、走行体3の前後方向A3他方側に作業装置を取り付けて該作業装置を第2動力取出し軸Maによって駆動することができる。これにより、多様な作業を行うことができる農業用ロボット1を提供することができる。 According to this configuration, the working machine 53 can be attached to one side of the traveling body 3 in the front-rear direction A3, and the working machine 53 can be driven by the first power take-out shaft 49, and the other side of the traveling body 3 in the front-rear direction A3. A work device can be attached to the machine and the work device can be driven by the second power take-out shaft Ma. This makes it possible to provide an agricultural robot 1 capable of performing various tasks.

また、走行体3に取り付けられ且つ第2動力取出し軸Maの動力によって縦軸回りに回動する回動フレーム21と、回動フレーム21に上下揺動可能に支持された屈伸可能なアーム17と、アーム17に取り付けられたロボットハンド18と、を備えている。
この構成によれば、第1動力取出し軸49を装備した側に取り付けられる作業機53に対する補助的な作業を、回動フレーム21、アーム17及びロボットハンド18を有して構成されるマニピュレータに行わせることができる。
Further, a rotating frame 21 attached to the traveling body 3 and rotated around the vertical axis by the power of the second power take-out shaft Ma, and a bendable arm 17 supported by the rotating frame 21 so as to swing up and down. The robot hand 18 attached to the arm 17 is provided.
According to this configuration, auxiliary work on the work machine 53 attached to the side equipped with the first power take-out shaft 49 is performed on the manipulator having the rotating frame 21, the arm 17, and the robot hand 18. Can be made.

また、走行体3における第1動力取出し軸49が設けられている側に、作業機53を連結可能な連結機構51を備えている。
この構成によれば、農業用ロボット1に作業機53を簡単に連結することができる。
また、作動流体を供給可能な流体圧源(油圧ポンプP1)と、流体圧源P1から供給される作動流体を外部に取り出すための外部取出しポート54と、を備えている。
Further, a connecting mechanism 51 capable of connecting the working machine 53 is provided on the side of the traveling body 3 where the first power take-out shaft 49 is provided.
According to this configuration, the working machine 53 can be easily connected to the agricultural robot 1.
Further, it is provided with a fluid pressure source (hydraulic pump P1) capable of supplying a working fluid, and an external take-out port 54 for taking out the working fluid supplied from the fluid pressure source P1 to the outside.

この構成によれば、農業用ロボット1に装着される作業機53に装備されるアクチュエータを外部取出しポート54からの作動流体によって駆動することができる。
また、電力を外部に供給するための電源ポート55を備えている。
この構成によれば、農業用ロボット1に装着される作業機53に装備された電気機器に電力を供給することができ、電動式の作業機53を簡単に後付けすることができる。
According to this configuration, the actuator mounted on the working machine 53 mounted on the agricultural robot 1 can be driven by the working fluid from the external take-out port 54.
Further, it is provided with a power supply port 55 for supplying electric power to the outside.
According to this configuration, electric power can be supplied to the electric equipment mounted on the working machine 53 mounted on the agricultural robot 1, and the electric working machine 53 can be easily retrofitted.

また、外部との通信に利用可能な通信ポート56を備えている。
この構成によれば、農業用ロボット1と該農業用ロボット1に取り付けられる作業機53とを通信させることができ、これにより、農業用ロボット1と作業機53との協調制御を行うことができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
In addition, it is provided with a communication port 56 that can be used for communication with the outside.
According to this configuration, the agricultural robot 1 and the working machine 53 attached to the agricultural robot 1 can be communicated with each other, whereby the agricultural robot 1 and the working machine 53 can be coordinated and controlled. ..
Although one embodiment of the present invention has been described above, it should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and it is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

2 作物
62 昇降体
72 係合部材
73 支持体
76 伸縮リンク機構
78 枢軸
79 ツメ取付部材
79b 規制部
79d 当接部
81 把持ツメ
85 閉じバネ
86 連動部材
87 駆動部
88 動力部
89 駆動機構
89A 第1ギヤ
89B 第2ギヤ
X2 係合解除状態
X1 係合状態
2 Crop 62 Elevating body 72 Engagement member 73 Support 76 Telescopic link mechanism 78 Axis 79 Claw mounting member 79b Restriction part 79d Abutment part 81 Grip claw 85 Closed spring 86 Interlocking member 87 Drive part 88 Power part 89 Drive mechanism 89A 1st Gear 89B 2nd gear X2 Disengaged state X1 Engagement state

Claims (8)

作物を把持可能な把持ツメと、
前記把持ツメが開閉可能に取り付けられるツメ取付部材であって昇降可能なツメ取付部材と、
前記把持ツメの開閉動作に連動する連動部材と、
前記連動部材と係脱可能な係合部材と、
を備え、
前記把持ツメは、前記ツメ取付部材を下降させて前記把持ツメを前記作物に押しつけることで、前記作物からの反力によって閉じた状態から前記作物の表面に沿って開き、
前記係合部材は、前記連動部材に対して昇降可能であって、前記連動部材から下方に離間して前記把持ツメの開閉を許容する係合解除状態と、前記連動部材に下から係合する係合状態とに変位可能であり、且つ前記係合状態で上昇して前記連動部材を引き上げることで前記把持ツメを前記閉じた状態に移動させるロボットハンド。
Gripping claws that can grip crops and
A claw mounting member that is a claw mounting member to which the gripping claw can be opened and closed, and a claw mounting member that can be raised and lowered.
An interlocking member that interlocks with the opening and closing operation of the gripping claw,
An engaging member that can be engaged and disengaged with the interlocking member,
With
The gripping claw opens along the surface of the crop from a closed state by a reaction force from the crop by lowering the claw mounting member and pressing the gripping claw against the crop.
The engaging member can be raised and lowered with respect to the interlocking member, and is engaged with the interlocking member from below in an disengaged state in which the gripping claw is allowed to open and close by being separated downward from the interlocking member. A robot hand that can be displaced to an engaged state and that moves the gripping claw to the closed state by ascending in the engaged state and pulling up the interlocking member.
前記ツメ取付部材を枢軸回りに上下揺動可能に支持する支持体と、
前記支持体に設けられた駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、動力部と、前記動力部の動力によって前記ツメ取付部材を前記枢軸回りに上下揺動させることで前記把持ツメを強制的に開閉する駆動機構とを有している請求項1に記載のロボットハンド。
A support that supports the claw mounting member so that it can swing up and down around the pivot axis,
A drive unit provided on the support and
With
The drive unit has a power unit and a drive mechanism that forcibly opens and closes the gripping claw by swinging the claw mounting member up and down around the pivot axis by the power of the power unit. The robot hand described in.
前記動力部は、モータによって構成され、
前記駆動機構は、前記モータによって回転駆動される第1ギヤと、前記第1ギヤに噛合し且つ前記ツメ取付部材を前記枢軸回りに上下揺動させる第2ギヤとを有している請求項2に記載のロボットハンド。
The power unit is composed of a motor.
2. The drive mechanism has a first gear that is rotationally driven by the motor, and a second gear that meshes with the first gear and swings the claw mounting member up and down around the pivot axis. The robot hand described in.
前記支持体の上方に配置されており、且つ昇降可能な昇降体と、
上下方向に伸縮自在に構成されていて前記昇降体と前記支持体とを相対移動可能に連結する伸縮リンク機構と、
を備え、
前記昇降体は、前記把持ツメが前記作物に当接して前記支持体の下降が規制された状態で前記伸縮リンク機構が収縮することで前記支持体に対して下降し、
前記ツメ取付部材は、前記昇降体が前記支持体に対して下降した際に前記昇降体が当接する当接部を有している請求項2または3に記載のロボットハンド。
An elevating body that is arranged above the support and can be raised and lowered,
A telescopic link mechanism that is configured to expand and contract in the vertical direction and connects the elevating body and the support so as to be relatively movable.
With
The elevating body descends with respect to the support by contracting the telescopic link mechanism in a state where the gripping claws are in contact with the crop and the descent of the support is restricted.
The robot hand according to claim 2 or 3, wherein the claw mounting member has a contact portion with which the elevating body comes into contact with the elevating body when the elevating body descends with respect to the support.
前記係合部材は、前記昇降体に設けられていて前記昇降体と共に昇降し、且つ前記昇降体が前記当接部に当接した状態で前記係合解除状態にある請求項4に記載のロボットハンド。 The robot according to claim 4, wherein the engaging member is provided on the elevating body, moves up and down together with the elevating body, and is in the disengaged state with the elevating body in contact with the abutting portion. hand. 前記ツメ取付部材は、前記把持ツメが閉じた状態で前記連動部材が当接することにより前記把持ツメの閉じ方向の移動を規制する規制部を有している請求項1〜5のいずれか1項に記載のロボットハンド。 The claw mounting member has any one of claims 1 to 5 having a regulating portion that regulates the movement of the gripping claw in the closing direction when the interlocking member comes into contact with the gripping claw in a closed state. The robot hand described in. 前記把持ツメを閉じ方向に付勢する閉じバネを備えている請求項1〜6のいずれか1項に記載のロボットハンド。 The robot hand according to any one of claims 1 to 6, further comprising a closing spring that urges the gripping claw in the closing direction. 請求項1〜7のいずれか1項に記載のロボットハンドを備えている農業用ロボット。 An agricultural robot comprising the robot hand according to any one of claims 1 to 7.
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