JP2021093969A - エンドエフェクタ - Google Patents
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Abstract
Description
図1から図14は第1実施形態の説明図を示す。図2は収穫システム1の一部構成を示しており、例えば房なりの作物としてのミニトマト7の栽培領域を示している。この収穫システム1は、例えばビニールハウスの中でハイワイヤー方式を採用してミニトマト7を房ごと自動的に収穫するシステムである。以下では、ミニトマト7を対象物体、作物として説明するが、その他の対象物体、作物も適用できる。
本実施形態では、エンドエフェクタ20の構造に特徴を備える。このため、図1及び図4に例示したエンドエフェクタ20の基端部20aを基準とし、X正方向X+、Y正方向Y+、Z正方向Z+を図1に示した方向に定義し、図示状態をXYZ方向の原位置と定義して説明する。また図1に示すように、Z軸を回転する方向をヨー方向Rb、Y軸を回転する方向をピッチ方向Ra、X軸を回転する方向をロール方向Rc、とそれぞれ定義して説明する。
挟持組41は、母体となる一組の挟持基部41a、41bを備える。一組のリンク部材34、35は、一組の挟持基部41a、41bの操作部分にそれぞれ連結すると共にリンク長孔36a、36bを所定支持領域、支軸域として回転可能に連結されている。
図6、図7には、挟持組41及び切断刃組42の中心線C1を図示している。連結部32は、一組のリンク部材34、35の操作部分を連結している。コントローラ16は、アクチュエータ部25により連結部32をX負方向X−に直動駆動させると、図7に例示したように、リンク部材34、35は、揺動ピン37、38の揺動領域を所定支持領域、支持域として回転する。すると、リンク部材34、35のL字型他端が中心線C1の側に向けて回転する。
切断刃組42は、図3に例示した切断対象部6bを切断領域Re(図6、図7参照)にて切断するために設けられている。
挟持組41は中心線C1の付近で果柄6aを挟持するが、切断刃組42は果柄6aに近接した切断対象部6bを中心線C1の付近の切断領域Reで切断するように設けられる。
切断刃組42は挟持組41のZ正方向Z+の側に近接して配置されている。リンク機構33は、挟持組41及び切断刃組42を回動ピン43、44及び締結部材39により一体に連結している。このため、リンク機構33が回動軸40にて挟持組41及び切断刃組42を連結することで、挟持組41及び切断刃組42を一体で回動可能になっている。リンク機構33は、挟持組41及び切断刃組42を一体で回動させることで櫛歯部材41c、41dが組合い挟持対象部となる果柄6aを挟持しつつ切断刃組42により切断対象部6bを切断できる。
次に、図1に例示したガード部材50の説明を行う。ガード部材50は、切断刃組42に対しZ軸方向に近接して構成されている。ガード部材50は、切断刃組42が回動可能な刃組可動領域Rx(図10参照)の少なくとも一部に対し、特に切断領域Reに非望切断物となる主茎6などの大物の進入を阻止するために設けられる。非望切断物は、切断を望まない大物を意味する。
ガード部材50のフロント部52は、図9に例示したように、X方向先端に向かう途中部分に屈曲部50aを備えておりZ正方向Z+に直角に屈曲すると共に、所定の屈曲部からさらにX正方向X+に屈曲するように構成される。フロント部52の構成は屈曲部50aを備えていなくても良い。
次に、図8及び図9に参照図面を戻して復帰機構60の構成を説明する。復帰機構60は、ばね機構61、62及び重り63を主体として構成される。例えば、コントローラ16が、エンドエフェクタ20を図1に示すロール方向Rcに傾け制御すると、ガード部材50のフロント部52は、その自重に応じて回転軸51を中心として回転力がかかる。そこで復帰機構60が、フロント部52を原位置の側に復帰させる力を作用させるように設けられる。ここでいう原位置とは、ガイド溝57の中心線C2が挟持組41及び切断刃組42の中心線C1と一致する位置を意味している。
図15及び図16は第2実施形態の説明図を示す。第2実施形態では、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分を説明する。図15に例示したように、挟持組241は、一組の挟持基部41a、41bを回動軸40にて連結し当該回動軸40を支軸として回動可能に構成される。挟持組241は、挟持基部41a、41bからそれぞれ櫛歯状に延びる櫛歯部材241c、241dを備える。櫛歯部材241c、241dは、その櫛歯先端241eが平板状、矩形状に構成されている。
図17から図19は第3実施形態の説明図を示す。第3実施形態では、第1実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分を説明する。本実施形態が、第1実施形態及び第2実施形態と異なるところは、挟持組341の構造である。このため、以下の説明では、挟持組341の構造及び動作を中心に説明し、その他の部分の説明を省略する。
前述実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
対象物体、作物、農作物、収穫対象物としてミニトマト7を適用した形態を示したが、特に限定されるものではない。例えばトマト、ナス、ゴーヤ、赤パプリカ、黄パプリカなどのように主茎6から垂下した条件下で成長する果菜類、リンゴ、ナシ、ブドウのように樹木の枝から垂下した条件下で成長する果樹類などの作物であっても適用可能となる。
Claims (6)
- 対象物体(7)の挟持対象部(6a)を挟持するエンドエフェクタ(20)であって、
回動軸(40)と、
一組の挟持基部(41a、41b)を前記回動軸にて連結し当該回動軸を支軸として回動可能に構成される挟持組(41)とを備え、
前記挟持組は、前記挟持基部から櫛歯状に延びる櫛歯部材(41c、41d;241c、241d;341c、341d)を備え、
前記挟持基部が前記回動軸を支軸として回動し前記挟持組の櫛歯部材が所定の隙間を存して組合うことで前記挟持対象部を挟持するエンドエフェクタ。 - 前記挟持組により挟持された前記挟持対象部に近接した切断対象部にて切断刃先により切断可能にする一組の切断刃(42a、42b)を備える切断刃組(42)と、
前記櫛歯部材が組合い前記挟持対象部を挟持しつつ前記切断刃組により前記切断対象部を切断するよう前記回動軸にて前記挟持組及び前記切断刃組を連結するリンク機構(33)と、
を備える請求項1記載のエンドエフェクタ。 - 前記リンク機構は、前記一組の前記挟持基部の操作部分にそれぞれ連結すると共に所定支持領域を支軸域として回転可能に連結された一組のリンク部材(34、35)を備え、
前記一組の前記リンク部材の操作部分を連結した連結部(31)を直動駆動させることにより前記挟持基部の操作部分及び前記切断刃組の操作部分を前記回動軸を支軸として一体で回動操作する直動駆動装置(25)を備える請求項2記載のエンドエフェクタ。 - 前記リンク機構が前記回動軸にて前記挟持組及び前記切断刃組を連結して回動させるときに前記櫛歯部材の櫛歯先端が前記切断刃組の切断刃先と一致又は切断刃先より先に回動する請求項2又は3記載のエンドエフェクタ。
- 前記回動軸に連結された前記挟持組と前記切断刃組との間に位置して前記切断刃組の刃組可動領域(Ra)の少なくとも一部に非望切断物となる大物(6)の進入を阻止するガード部材(50)をさらに設けた請求項2から4の何れか一項に記載のエンドエフェクタ。
- 前記櫛歯部材(341c、341d)は、最もフロント側に設けた櫛歯(341n)を他の櫛歯(341m)より長く構成した請求項1から5の何れか一項に記載のエンドエフェクタ。
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