JP2022070535A - 農作物収穫装置 - Google Patents

Abstract

【課題】多数の農作物を短時間で効率良く収穫する。【解決手段】農作物収穫装置（１０）は、水平に対して傾斜して配置されて相互に対向して並行に設けられた２つで１組の分離部材（４１、６１）を有し、２つの分離部材の間を分離部材の下端側から上端側へ分離部材の長手方向に沿って主茎が通過可能に構成され、主茎が２つの分離部材の間を通過する際に分離部材が果柄又は実に力を作用させて主茎から実を分離させる機能を有する分離機構（４０、６０）と、分離機構の下方に設けられ少なくとも主茎が分離機構を通過するまでの期間において主茎の根元部分を保持する機能を有する保持機構（３０）と、分離機構及び保持機構に対して農作物を移動させて、又は農作物に対して分離機構及び保持機構を移動させて、分離部材の間に主茎を通過させる機能を有する搬送機構（２０、８０）と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明の実施形態は、農作物を収穫するための農作物収穫装置に関する。

近年、農作業の自動化を実現するため、農作物を自動で収穫するための収穫装置が提案されている。例えば果実などを収穫するための収穫装置としては、例えばロボットアームの先端にハサミ形状の刃を有する収穫ツールを装着したものが考えられる。このような収穫装置は、例えば田畑や果樹園等の圃場内を自動で走行可能な移動装置に搭載されて、収穫対象となる個体へ移動する。そして、収穫装置は、ハサミ形状の収穫ツールによって果柄や枝を切断することで、主茎や枝から収穫対象を分離し収穫することができる。

しかしながら、例えば上述した収穫ツールを用いて農作物を収穫する場合、実を個別に又はひと房ごとにしか収穫することができないため、効率が悪く多数の農作物を短時間で収穫することができない。

特開２０００－９２９５２号公報

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的は、多数の農作物を短時間で効率良く収穫することができる農作物収穫装置を提供することにある。

実施形態の農作物収穫装置（１０）は、収穫対象である農作物（９０）の実（９０４）を果柄（９０２、９０３）から分離して又は前記実を前記果柄ごと主茎（９０１）から分離して収穫する農作物収穫装置（１０）である。農作物収穫装置は、水平に対して傾斜して配置されて相互に対向して並行に設けられた２つで１組の分離部材（４１、６１）を有し、２つの前記分離部材の間を前記分離部材の下端側から上端側へ前記分離部材の長手方向に沿って前記主茎が通過可能に構成され、前記主茎が２つの前記分離部材の間を通過する際に前記分離部材が前記果柄又は前記実に力を作用させて前記主茎から前記実を分離させる機能を有する分離機構（４０、６０）と、前記分離機構の下方に設けられ少なくとも前記主茎が前記分離機構を通過するまでの期間において前記主茎の根元部分を保持する機能を有する保持機構（３０）と、前記分離機構及び前記保持機構に対して前記農作物を移動させて、又は前記農作物に対して前記分離機構及び前記保持機構を移動させて、前記分離部材の間に前記主茎を通過させる機能を有する搬送機構（２０、８０）と、を備える。

これによれば、搬送機構を用いて農作物の主茎を分離機構に通過させることで実を収穫することができる。このため、農作物の主茎を連続的に分離機構に通過させることで、各主茎に実っている実を次々に収穫することができる。その結果、多数の農作物の実を短時間で効率良く収穫することができる。

また、農作物を自動又は半自動で収穫する方法としては、例えばハサミ形状のエンドエフェクタを有するロボットや装置が、そのエンドエフェクタで果柄や小果柄を切断することで実を収穫する構成が考えられる。しかしながら、この構成の場合、ロボットや装置は、果柄や小果柄の位置や形状等を認識する必要がある。そして、果柄や小果柄の位置や形状等の認識は、例えば画像認識等を用いるが、比較的細い果柄や小果柄の位置や形状等を画像処理によって認識するためには、複雑で膨大な処理が必要となり、その結果、コンピュータの処理負荷が大きくなりまた時間もかかり易くなる。そのため、エンドエフェクタで果柄や小果柄を切断することで実を収穫する構成は、各実を丁寧に収穫する場合には適しているが、多数の実を短時間で収穫する場合には不向きである。

これに対し、本実施形態によれば、農作物の主茎を連続的に分離機構に通過させることで、各主茎に実っている実を次々に収穫することができる。そして、この場合、果柄や小果柄を認識する必要はないため、簡単で少ない処理で良く、その結果、コンピュータの処理負荷も小さくまた時間も比較的短時間で済む。このように、本構成によれば、画像認識等のような複雑でデータ量の多い処理が不要であるため、多数の農作物の実を更に短時間で効率良く収穫することができる。

第１実施形態による農作物収穫装置が使用される圃場の構成の一例を示す図 第１実施形態による農作物収穫装置の使用態様の一例を示す図 第１実施形態による農作物収穫装置の構成の一例を示す図 第１実施形態による農作物収穫装置について図３の矢印Ｘ４方向から示す図 第１実施形態による農作物収穫装置の使用態様の一例を図３の矢印Ｘ４方向から示す図 第１実施形態による農作物収穫装置について、図３の矢印Ｘ６－Ｘ６線方向から見た保持機構の構成の一例を示す図 第１実施形態による農作物収穫装置について、図３の矢印Ｘ７方向から見た分離機構の構成の一例を示す図 第１実施形態による農作物収穫装置について、図７の矢印Ｘ８部分を拡大して示す図 第１実施形態による農作物収穫装置について、図８の矢印Ｘ９－Ｘ９線に沿って示す断面図 第１実施形態による農作物収穫装置について、分離機構に関して収穫時の動作の一例を示す図 第１実施形態による農作物収穫装置の電気的構成の一例を示すブロック図 第１実施形態による農作物収穫装置について、各機構の動作態様の一例を示すタイムチャート 第２実施形態による農作物収穫装置の構成の一例を示す図 第２実施形態による農作物収穫装置について図１３の矢印Ｘ１４方向から示す図 第２実施形態による農作物収穫装置について図１３の矢印Ｘ１５方向から示す図 第２実施形態による農作物収穫装置について、図１５の矢印Ｘ１６－Ｘ１６線に沿って示す断面図 第２実施形態による農作物収穫装置について、各機構の動作態様の一例を示すタイムチャート 第３実施形態による農作物収穫装置が使用される圃場の構成の一例を示す図 第３実施形態による農作物収穫装置の使用態様の一例を示す図（その１） 第３実施形態による農作物収穫装置について図１９の矢印Ｘ２０方向から示す図 第３実施形態による農作物収穫装置の使用態様の一例を示す図（その２） 第３実施形態による農作物収穫装置について図２１の矢印Ｘ２２方向から示す図

以下、複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１から図１２を参照して説明する。
図１等に示す農作物収穫装置１０は、例えば田畑や果樹園、ビニールハウス、若しくはいわゆる植物工場のような圃場において、圃場内で育成されている農作物９０を収穫するための装置である。本実施形態の場合、農作物収穫装置１０は、自動又は半自動で農作物９０を収穫することができる。

なお、本実施形態において、自動とは、農作物収穫装置１０を用いた農作物９０の収穫作業に関して圃場内において人の手による作業が発生しないこと意味する。また、本実施形態において、半自動とは、農作物収穫装置１０を用いた農作物９０の収穫作業に関して圃場内において部分的に人の手による作業が発生するものの、その作業は物品の運搬や配置等といった補助的なもののみであることを意味する。本実施形態では、圃場として例えばビニールハウスや植物工場を想定し、また農作物９０としては例えばミニトマト等を想定している。なお、圃場は上述したものに限られず屋外の畑などであっても良いし、農作物９０もミニトマト以外であっても当然良い。

農作物９０は、図２に示すように、例えば１株ずつポット９１に植えられて栽培されている。農作物９０の一例であるミニトマトについて説明する。この場合、農作物９０は、１本の主茎９０１と、複数の果柄９０２と小果柄９０３と実９０４とを有している。なお、本実施形態では、小果柄９０３を果柄９０２の概念に含むものとして取り扱う場合がある。ポット９１内には例えば図示しない培養土が充填されている。主茎９０１はポット９１の培養土から生えている。各果柄９０２は、それぞれ主茎９０１から分岐して延びている。各小果柄９０３は、各果柄９０２から更に分岐して延びている。そして、各実９０４は、各小果柄９０３の先端に結実している。なお、農作物収穫装置１０の対象となる農作物９０はミニトマトに限られない。

ポット９１は、ガター９２と称する容器に配置されている。ガター９２は、全体として長尺状の板状に構成され、複数のポット９１を一列に収容可能に構成されている。ガター９２は、例えば樹脂等で形成されているため比較的軽量であり、ポット９１を配置した状態で移動可能に構成されている。農作物９０は、例えばガター９２ごとに管理されている。すなわち、ガター９２は、農作物９０を管理する際の最小単位となる。同一のガター９２に収容された各ポット９１で栽培される農作物９０は、それぞれ栽培期間や栽培条件が同一であるため、収穫時期も同一となる。

本実施形態の場合、農作物収穫装置１０は、例えば圃場内の特定の場所に設定されて使用される。収穫時期となった農作物９０が栽培されているポット９１は、ガター９２ごと農作物収穫装置１０まで運ばれて、図１及び図３に示すように、農作物収穫装置１０にガター９２ごと通される。そして、農作物収穫装置１０は、農作物収穫装置１０を通過するポット９１で栽培されている各農作物９０を連続して収穫する機能を有する。

農作物収穫装置１０は、図３及び図４等に示すように、ベース部材１１、取付け部材１２、搬送機構２０、保持機構３０、及び分離機構４０を備えている。ベース部材１１は、例えば板材やアルミフレーム等で構成されており、保持機構３０及び分離機構４０の土台となる。保持機構３０及び分離機構４０は、ベース部材１１に固定されて１つのユニットとして構成されている。取付け部材１２は、保持機構３０及び分離機構４０とで構成されたユニットを搬送機構２０に取り付けるためのものである。取付け部材１２は、例えば金属の板を折り曲げて形成されたもので、いわゆるＬ字のステー等である。

搬送機構２０は、ポット９１と保持機構３０及び分離機構４０とを相対的に移動させて、農作物９０が栽培されているポット９１を保持機構３０及び分離機構４０に通過させる機能を有する。すなわち、搬送機構２０は、保持機構３０及び分離機構４０に対して農作物９０を移動させて、又は農作物９０に対して保持機構３０及び分離機構４０を移動させて、主茎９０１を分離機構４０の間を通過させる機能を有する。

本実施形態の場合、搬送機構２０は、保持機構３０及び分離機構４０に対して農作物９０を移動させて、主茎９０１を分離機構４０の間を通過させる。この場合、本実施形態の場合、保持機構３０及び分離機構４０は一定位置に設けられている。そして、搬送機構２０は、ガター９２とともにポット９１を移動させることで、保持機構３０及び分離機構４０に対してポット９１で栽培されている農作物９０の主茎９０１を相対的に移動させることができる。

また、本実施形態の場合、搬送機構２０は、例えば電気駆動式のベルトコンベアやローラコンベア等で構成されており、ガター９２を載せて一方向へ搬送する機能を有する。このため、搬送機構２０の搬送面の幅寸法は、ガター９２の幅寸法よりも大きく設定されている。なお、以下の説明においては、搬送機構２０によるガター９２の搬送方向を進行方向とする。また、水平方向でかつ進行方向に対して直角方向を幅方向とする。そして、重力方向を上下方向とする。

搬送機構２０がベルトコンベアやローラコンベア等で構成されている場合、保持機構３０及び分離機構４０は、図１及び図３に示すように、搬送機構２０の途中部分に設けられている。本実施形態の場合、保持機構３０及び分離機構４０は、図３及び図４に示すように、取付け部材１２を介して搬送機構２０に取り付けられている。

保持機構３０及び分離機構４０は、搬送機構２０の上面すなわちガター９２が載置され
る搬送面から離した状態で搬送機構２０に取り付けられている。そして、搬送機構２０の搬送面と保持機構３０及び分離機構４０との間の空間が、ガター９２に収容された状態のポット９１が通過可能な通過空間Ｓとされている。この場合、図５に示すように、通過空間Ｓの高さ寸法Ｈ１、つまり搬送機構２０の搬送面から保持機構３０及び分離機構４０の底部この場合保持機構３０の底部までの高さ寸法Ｈ１は、ガター９２に収容された状態のポット９１の高さ寸法Ｈ２よりも高く設定されている。これにより、ポット９１を載置したガター９２は、搬送機構２０に搬送されて保持機構３０及び分離機構４０の下方を通過することができる。

また、通過空間Ｓの高さ寸法Ｈ１は、搬送機構２０の搬送面から農作物９０の上端までの平均的な高さよりも十分に小さく、かつ農作物９０の主茎９０１から分岐する果柄９０２のうち最も下に位置するものよりも下方となるように設定されている。そのため、ポット９１と共に農作物９０が通過空間Ｓを通過する際、各果柄９０２は通過空間Ｓの上方を通過する。この場合、主茎９０１から分岐した果柄９０２のうち最も下に位置する果柄９０２における搬送面からの高さ寸法Ｈ３は、農作物９０の栽培過程において高さ寸法Ｈ１よりも低い位置にある果柄を間引くこと等によって調整される。

ガター９２に収容されたポット９１が搬送機構２０に搬送されて通過空間Ｓを通過する際、ポット９１に植えられている農作物９０のうち通過空間Ｓよりも上側部分すなわち主茎９０１は、保持機構３０及び分離機構４０を通過することができる。

保持機構３０は、分離機構４０の下方に設けられている。そして、保持機構３０は、ポット９１に植えられた農作物９０がガター９２と共に通過空間Ｓを通過する際に、その農作物９０の主茎９０１が分離機構を通過するまでの期間において主茎９０１の根元部分を保持する機能を有する。この場合、保持機構３０における主茎９０１の保持位置は、ポット９１の進行方向へ向かって、搬送機構２０によるポット９１の移動速度と等しい速度で移動する。これにより、搬送機構２０により移動されるポット９１の位置と保持機構３０による主茎９０１の保持位置との位置関係が維持された状態で、ポット９１は進行方向へ向かって移動して行く。

ここで、保持機構３０の進行方向及び幅方向は、搬送機構２０の進行方向及び幅方向と同一とする。保持機構３０は、図４及び図６等に示すように、幅方向の中心に対して対称に構成されている。ここで、以下の説明では、保持機構３０のうち図４に示すように、保持機構３０を進行方向へ向かって見た場合における右側の構成を右側保持機構３０Ｒと称し、左側の構成を左側保持機構３０Ｌと称することがある。すなわち、保持機構３０は、右側保持機構３０Ｒと左側保持機構３０Ｌとを含んで構成されている。そして、右側保持機構３０Ｒ及び左側保持機構３０Ｌの主要な構成は共通している。

右側保持機構３０Ｒ及び左側保持機構３０Ｌは、保持部材３１、保持機構用駆動部材３２、保持機構用駆動装置３３、及び複数の保持機構用従動部材３４１、３４２、３４３をそれぞれ有している。保持部材３１は、長尺で屈曲可能な環状の部材、例えばチェーンやベルトで構成されている。本実施形態の場合、保持部材３１は、例えば柔軟性を有するゴム又はスポンジ状の部材で構成されている。本実施形態において、保持部材３１は、主茎９０１の根元部分に接触して、対向する保持部材３１で挟み込んで保持する機能を有する。なお、本実施形態において、保持機構３０による主茎９０１の保持位置とは、２つの保持部材３１が相互に対向する部分のうち主茎９０１に接触している部分とる。

右側保持機構３０Ｒ及び左側保持機構３０Ｌの保持部材３１は、保持機構３０の幅方向の中心において相互に接触していても良いし、離れていても良い。２つの保持部材３１が保持機構３０の幅方向の中心において相互に接触している場合、保持部材３１は、収穫対象となる農作物９０の主茎９０１よりも柔らかい素材であることが好ましい。これにより、２つの保持部材３１が主茎９０１を保持する際に主茎９０１が損傷することを極力抑制することができる。また、２つの保持部材３１が保持機構３０の幅方向の中心において相互に離れている場合、その間の距離は主茎９０１の太さ寸法よりも小さいことが好ましい。この場合、保持部材３１は、上述した主茎９０１よりも柔らかい素材だけでなく、硬質樹脂や硬質ゴム、又は金属等剛性を有する部材で構成することもできる。

保持機構用駆動部材３２は、ベース部材１１に回転可能に設けられている。保持機構用駆動部材３２は、保持部材３１の平面形状を規定するとともに、保持機構用駆動装置３３の駆動を保持部材３１に伝達して保持部材３１を駆動させる機能を有する。保持部材３１がチェーンやベルトで構成される場合、保持機構用駆動部材３２は、チェーンに噛み合うギヤやベルトを回転させるプーリー等で構成される。保持機構用駆動部材３２は、保持機構用駆動装置３３に直接又はギヤボックス等の変速機を介して接続されている。

保持機構用駆動装置３３は、ベース部材１１に設けられている。保持機構用駆動装置３３は、保持機構用駆動部材３２に動力を与えて保持機構用駆動部材３２を介して保持部材３１を回転させる機能を有する。本実施形態の場合、保持機構用駆動装置３３は、保持機構用駆動部材３２を回転させるための例えば電気モータを含んで構成されている。保持機構用駆動装置３３は、回転速度及び回転方向を調整可能に構成されている。保持機構用駆動装置３３は、例えば外部からの指示を受けて、回転の開始、停止、その回転方向、及び回転速度を変更する。これにより、保持部材３１の回転の開始や停止、その回転方向、及び回転速度が変更される。

保持機構用従動部材３４１、３４２、３４３は、それぞれベース部材１１に回転可能に設けられている。保持機構用従動部材３４１、３４２、３４３は、チェーンやベルトで構成された保持部材３１の平面形状を規定するとともに、保持部材３１に対し、保持機構用駆動部材３２の回転を受けて保持部材３１が回転するために必要な張力を与える機能を有する。本実施形態の場合、３つの保持機構用従動部材３４１、３４２、３４３のうち２つの保持機構用従動部材３４１、３４２は、保持機構３０の幅方向の中央側に進行方向に沿って並べて配置されている。

以下の説明では、搬送機構２０によるポット９１の搬送方向すなわち、保持機構３０に対する主茎９０１の進行方向を下流側と称し、下流側とは反対側すなわち進行方向とは逆側を上流側と称することがある。つまり、本実施形態において保持機構３０の上流側とは、保持機構３０の両端側のうち主茎９０１が侵入する側を言う。また、本実施形態において保持機構３０の下流側とは、保持機構３０から主茎９０１が出る側を言う。

また、主茎９０１の進行方向に並べて配置された２つの保持機構用従動部材３４１、３４２のうち、上流側に位置する方を第１保持機構用従動部材３４１と称し、下流側に位置する方を第２保持機構用従動部材３４２と称することがある。そして、３つの保持機構用従動部材３４１、３４２、３４３のうち残りの１つを第３保持機構用従動部材３４３と称することがある。

第３保持機構用従動部材３４３は、保持機構３０の進行方向に沿って配置された２つの保持機構用従動部材３４１、３４２のうち上流側に配置された第１保持機構用従動部材３４１に対して、進行方向とは反対方向すなわち上流側の外側でかつ幅方向の外側に位置している。このため、右側保持機構３０Ｒ及び左側保持機構３０Ｌの各保持部材３１は、上流側すなわち主茎９０１が保持機構３０に侵入してくる側において進行方向へ進むほど幅方向の内側へ閉じるように傾斜している。これにより、保持機構３０に接近してきた主茎９０１は、保持機構３０の幅方向の中心側すなわち２つの保持部材３１の間に向かって案内される。

また、この場合、保持機構用駆動部材３２は、保持機構３０の進行方向に沿って配置された２つの保持機構用従動部材３４１、３４２のうち保持機構３０の下流側に配置された保持機構用従動部材３４２に対して、進行方向側すなわち下流側の外側でかつ幅方向の外側に位置している。このため、右側保持機構３０Ｒ及び左側保持機構３０Ｌの各保持部材３１は、進行方向の下流側すなわち主茎９０１が保持機構３０から出ていく側において進行方向の下流側へ進むほど外側へ開くように傾斜している。これにより、保持機構３０から出た主茎９０１は、保持部材３１に接触して保持部材３１の回転に巻き込まれてしまうことが抑制される。

この場合、保持機構用駆動部材３２は、保持部材３１の下流側の端部に位置している。また、第３保持機構用従動部材３４３は、保持部材３１の上流側の端部に位置している。そして、保持機構用駆動部材３２は、第３保持機構用従動部材３４３に対して、幅方向の外側に位置している。したがって、図６に示すように、２つの保持部材３１のうち上流側部分すなわち第１保持機構用従動部材３４１と第３保持機構用従動部材３４３とで張られた部分の傾斜角度α１は、２つの保持部材３１のうち下流側部分すなわち第２保持機構用従動部材３４２と保持機構用駆動部材３２とで張られた部分の傾斜角度α２よりも小さく設定されている。

保持機構３０は、搬送機構２０によって搬送される農作物９０の主茎９０１を、２つの保持部材３１で挟み込んで保持する。これにより、２つの保持部材３１で挟まれた主茎９０１は、保持部材３１による保持位置から外れる方向への移動が規制される。そして、保持機構３０は、保持部材３１で主茎９０１を保持した状態で、搬送機構２０によって保持機構３０に対して相対的に移動する主茎９０１の進行方向へ向かって主茎９０１の移動速度に合わせた速度で主茎９０１の保持位置を移動可能に構成されている。

この場合、保持機構３０の速度とは、保持部材３１による主茎９０１の保持の絶対位置がポット９１の進行方向へ向かって随時変化していく場合の移動速度を意味する。本実施形態の場合、保持機構３０の速度とは、保持部材３１の周速を意味する。また、主茎９０１の移動速度に合わせた速度とは、保持機構３０において主茎９０１を保持する区間すなわち第１保持機構用従動部材３４１と第２保持機構用従動部材３４２との間の区間において、主茎９０１の保持位置の移動速度が搬送機構２０によるポット９１の移動速度と略等しいことを意味する。

そして、本実施形態において、主茎９０１の保持位置の移動速度が搬送機構２０によるポット９１の移動速度と略等しいとは、両者の移動速度が完全に等しい場合だけでなく、両者の速度差により主茎９０１がポット９１から引き抜かれたり主茎９０１が損傷したりすることが無い程度に両者の速度が近い場合も含まれる。すなわち、主茎９０１の保持位置の移動速度と搬送機構２０によるポット９１の移動速度とに速度差があったとしても、その速度差により主茎９０１がポット９１から引き抜かれたり主茎９０１が損傷したりしない程度であれば、両者の速度差は許容される。

これにより、保持機構３０は、保持の絶対位置を随時変化させながら保持することができる。すなわち、これによれば、搬送機構２０によりポット９１が移動しても、保持機構３０は、保持部材３１が主茎９０１を保持する際の相対位置を変化させないようにできる。このため、搬送機構２０により移動するポット９１に植えられた農作物９０の主茎９０１を保持した場合において、農作物９０がポット９１から引き抜かれたり主茎９０１が損傷してしまうことを抑制でき、その結果、安全に主茎９０１を保持することができる。

分離機構４０は、搬送機構２０及び保持機構３０の上方に設けられている。分離機構４０は、図３等に示すように、幅方向の中央部が主茎９０１を通過可能に構成されている。農作物９０の主茎９０１は、搬送機構２０によってポット９１が進行方向へ移動された際に分離機構４０の幅方向の中央部を通過する。そして、分離機構４０は、主茎９０１が分離機構４０を通過する際に果柄９０２や小果柄９０３又は実９０４に力を作用させて実９０４を果柄９０２又は小果柄９０３から分離し、若しくは実９０４を果柄９０２又は小果柄９０３ごと主茎９０１から分離させる機能を有する。

分離機構４０は、図４及び図７に示すように、幅方向の中心に対して対称に構成されている。また、分離機構４０は、水平に対して主茎９０１の進行方向の上流側から下流側へ向かって高くなるように傾斜している。本実施形態では、図３に示すように、水平に対する分離機構４０の傾斜角度を角度θとする。本実施形態において、分離機構４０の傾斜角度θは４５°以下であり、例えば角度θ＝２５°に設定されている。

ここで、分離機構４０のうち図４に示すように、分離機構４０を進行方向へ向かって見た場合における右側の構成を右側分離機構４０Ｒと称し、左側の構成を左側分離機構４０Ｌと称することがある。すなわち、分離機構４０は、右側分離機構４０Ｒと左側分離機構４０Ｌとが組み合わされて構成されている。そして、右側分離機構４０Ｒ及び左側分離機構４０Ｌの主要な構成は共通している。

右側分離機構４０Ｒ及び左側分離機構４０Ｌは、分離部材４１、分離機構用駆動部材４２、分離機構用駆動装置４３、及び複数の分離機構用従動部材４４１、４４２、４４３をそれぞれ有している。右側分離機構４０Ｒ及び左側分離機構４０Ｌの各分離部材４１は、右側分離機構４０Ｒ及び左側分離機構４０Ｌの長手方向つまり分離機構４０の長手方向に仮想的に延びる中心線を挟んで相互に対向しており、２つで１組を構成している。

分離部材４１は、水平に対して主茎９０１の進行方向の上流側から下流側へ向かって高くなるように傾斜している。右側分離機構４０Ｒ及び左側分離機構４０Ｌの各分離部材４１は、主茎９０１の進行方向に沿って相互に並行に配置されており、この２つの分離部材４１の間を主茎９０１が通過可能に構成されている。

分離部材４１は、屈曲可能な環状の部材、例えばチェーンやベルトを含んで構成されており、全体として主茎９０１の進行方向に対して長い長尺状に形成されている。分離部材４１は、２つの分離部材４１の間すなわち右側分離機構４０Ｒと左側分離機構４０Ｌとの間を主茎９０１が通過する際に、果柄９０２や小果柄９０３、及び実９０４に接触して力を作用させる。これにより、主茎９０１から実９０４を収穫可能な状態で分離させる。この場合、主茎９０１から実９０４を収穫可能な状態で分離させるとは、主茎９０１から果柄９０２及び小果柄９０３ごと実９０４を分離させること、果柄９０２から小果柄９０３ごと実９０４を分離せること、及び小果柄９０３から実９０４のみを分離させること、の全てを含む概念である。

本実施形態の場合、分離部材４１は、ローラーチェーンを主体に構成されている。すなわち、分離部材４１は、図８及び図９に示すように、１つのローラーチェーン４１１と、１つの支持部材４１２と、１つの回転部材４１３とを組み合わせたものを１単位とし、複数単位を環状に接続して構成されている。ローラーチェーン４１１は、既知の構成であるため詳細は説明しないが、隣接するローラーチェーン４１１に対して回動可能に構成されている。支持部材４１２は、ローラーチェーン４１１の環状の内側に設けられており、回転部材４１３の両端部を回転可能に支持する。支持部材４１２は、例えば金属製の板を曲げて形成されている。

回転部材４１３は、円柱又は円筒状の部材で構成されており、支持部材４１２に回転可能に取り付けられている。図８に示すように、右側分離機構４０Ｒの回転部材４１３と左側分離機構４０Ｌの回転部材４１３とは部分的に対向している。そして、回転部材４１３の回転軸Ｊは、分離機構４０を上方から見た平面視において、２つの回転部材４１３が対向する部分において搬送機構２０の進行方向へ延びている。この場合、回転軸Ｊは、図８に示すように、分離機構４０の長手方向に沿って延びているため、水平方向に対して傾斜している。なお、回転軸Ｊは、搬送機構２０の進行方向でかつ水平方向へ延びる軸であっても良い。回転部材４１３は、例えば金属や剛性を有する樹脂で構成することもできる。また、回転部材４１３は、例えば金属や剛性を有する樹脂を芯にしてその芯の周囲をゴムやスポンジ等柔軟性を有する部材で覆って構成しても良い。

そして、回転部材４１３は、上下方向の移動を許容した状態で対向する回転部材４１３の間に主茎９０１を配置可能に構成されている。すなわち、回転部材４１３は、図１０に示すように、対向する２つの回転部材４１３で主茎９０１を挟み込むことによって、主茎９０１に関して水平方向の移動を規制している。また、回転部材４１３は、主茎９０１を挟み込む回転部材４１３がそれぞれ回転することによって、主茎９０１に関して上下方向の移動を許容している。

分離機構用駆動部材４２は、ベース部材１１に回転可能に設けられている。分離機構用駆動部材４２は、分離部材４１の平面形状を規定するとともに、分離機構用駆動装置４３の駆動を分離部材４１に伝達して分離部材４１を駆動させる機能を有する。分離部材４１がチェーンやベルトで構成される場合、分離機構用駆動部材４２は、チェーンに噛み合うギヤやベルトを回転させるプーリー等で構成される。本実施形態の場合、分離機構用駆動部材４２は多数のローラーチェーン４１１を含んで構成されている。このため、分離機構用駆動部材４２は、ローラーチェーン４１１に噛み合うことが可能なギヤで構成されている。そして、分離機構用駆動部材４２は、分離機構用駆動装置４３に直接又はギヤボックス等の変速機を介して接続されている。

分離機構用従動部材４４１、４４２、４４３は、それぞれベース部材１１に回転可能に設けされている。分離機構用従動部材４４１、４４２、４４３は、チェーンやベルトで構成された分離部材４１の平面形状を規定するとともに、分離部材４１に対し、分離機構用駆動部材４２の回転を受けて分離部材４１が回転するために必要な張力を与える機能を有する。本実施形態の場合、３つの分離機構用従動部材４４１、４４２、４４３のうち２つの分離機構用従動部材４４１、４４２は、保持機構３０の幅方向の中央側に進行方向に沿ってかつ水平に対して傾斜した状態で並べて配置されている。

なお、以下の説明においては、主茎９０１の進行方向に並べて配置された２つの分離機構用従動部材４４１、４４２のうち、上流側に位置する方を第１分離機構用従動部材４４１と称し、下流側に位置する方を第２分離機構用従動部材４４２と称することがある。そして、３つの分離機構用従動部材４４１、４４２、４４３のうち残りの１つを第３分離機構用従動部材４４３と称することがある。

第３分離機構用従動部材４４３は、主茎９０１の進行方向に沿って配置された２つの分離機構用従動部材４４１、４４２のうち上流側に配置された第１分離機構用従動部材４４１に対して、進行方向とは反対方向すなわち上流側の外側でかつ幅方向の外側に位置している。このため、右側分離機構４０Ｒ及び左側分離機構４０Ｌの各分離部材４１は、上流側すなわち主茎９０１が分離機構４０に侵入してくる側において進行方向へ進むほど幅方向の内側へ閉じるように傾斜している。これにより、分離機構４０に接近してきた主茎９０１は、分離機構４０の幅方向の中心側すなわち２つの分離部材４１の間に向かって案内される。

この場合、分離機構用駆動部材４２は、分離部材４１の下流側の端部に位置している。また、第３分離機構用従動部材４４３は、分離部材４１の上流側の端部に位置している。そして、分離機構用駆動部材４２は、第３分離機構用従動部材４４３に対して、幅方向の外側に位置している。したがって、図７に示すように、２つの分離部材４１のうち上流側部分すなわち第１分離機構用従動部材４４１と第３分離機構用従動部材４４３とで張られた部分の傾斜角度β１は、２つの分離部材４１のうち下流側部分すなわち第２分離機構用従動部材４４２と分離機構用駆動部材４２とで張られた部分の傾斜角度β２よりも大きく設定されている。

農作物収穫装置１０は、図１１に示すように、制御装置５０及び通信部５１を備えている。搬送機構２０、保持機構３０、及び分離機構４０は、それぞれ制御装置５０に電気的に接続されている。制御装置５０は、例えばＣＰＵ５０１や、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及び書き換え可能なフラッシュメモリなどの記憶領域５０２を有するマイクロコンピュータを主体に構成されている。制御装置５０は、例えば汎用のパーソナルコンピュータで構成することもできるし、農作物収穫装置１０に専用のマイコンやプログラマブルコントローラ等で構成することもできる。

通信部５１は、農作物収穫装置１０の上位の装置である上位装置１００と有線又は無線によって通信可能に接続されている。そして、記憶領域５０２は、農作物収穫プログラムを記憶している。制御装置５０は、ＣＰＵ５０１において農作物収穫プログラムを実行することにより、例えば自律的に、又は上位装置１００からの指示を受けて、搬送機構２０、保持機構３０、及び分離機構４０の駆動を制御する。

上位装置１００は、例えば圃場に設置された各種装置等を制御するためのサーバー等で構成することができる。また、制御装置５０は、１つの制御装置５０で搬送機構２０、保持機構３０、及び分離機構４０を制御する構成でも良いし、例えば搬送機構２０、保持機構３０、及び分離機構４０のそれぞれに制御装置５０に相当する構成を別体で設けも良い。

農作物収穫装置１０の駆動の開始及び停止は、様々な態様が考えられる。農作物収穫装置１０の駆動の開始及び停止の態様に関する一例としては、例えば農作物収穫装置１０にスタートボタン１０１及びストップボタン１０２を設けることが考えられる。この場合、ユーザがスタートボタン１０１を操作することで農作物収穫装置１０の駆動を開始させる。すなわち、制御装置５０は、スタートボタン１０１の操作を検出すると、各機構２０、３０、４０を動作させる。また、ユーザがストップボタン１０２を操作することで農作物収穫装置１０の駆動を停止させる。すなわち、制御装置５０は、ストップボタン１０２の操作を検出すると各機構２０、３０、４０を停止させる。

また、農作物収穫装置１０の駆動の開始及び停止の態様に関して他の態様の例としては、例えば詳細は図示しないが、搬送機構２０上にあるガター９２の存在を検出可能なセンサを設けることが考えられる。この場合、制御装置５０は、例えば搬送機構２０にガター９２が載せられたことを検知すると、各機構２０、３０、４０を動作させる。また、制御装置５０は、例えば搬送機構２０上を搬送されるガター９２が保持機構３０及び分離機構４０の通過が完了したことを検出すると、各機構２０、３０、４０を停止させる。

農作物収穫装置１０の駆動が開始されると、制御装置５０は、図１２に示すように、各機構２０、３０、４０を駆動させる。この場合、搬送機構２０、保持機構３０、及び分離機構４０における水平方向の移動速度の平均値はほぼ等しく設定されている。本実施形態において搬送機構２０の移動速度とは、搬送機構２０によるポット９１の搬送速度を意味する。また、保持機構３０の移動速度とは、保持部材３１の回転速度、換言すれば保持部材３１で保持されている主茎９０１の移動速度を意味する。そして、分離機構４０の移動速度とは、分離部材４１の回転速度、換言すれば対向する２つの分離部材４１間に配置されている主茎９０１の移動速度を意味する。また、移動速度の平均値とは、例えば主茎９０１が保持機構３０及び分離機構４０を通過する期間における各機構２０、３０、４０の移動速度の平均値である。このため、ポット９１とそのポット９１で栽培されている農作物９０とはほぼ同時に保持機構３０及び分離機構４０を通過する。

本実施形態の場合、制御装置５０は、主茎９０１が分離機構４０を通過する際に対向する２つの分離部材４１のうち少なくとも一方を主茎９０１の進行方向とは逆方向へ間欠的に回転させる動作を実行可能である。すなわち、制御装置５０は、対向する２つの分離部材４１の少なくとも一方を前進方向及び逆方向へ動かすことで、２つの分離部材４１の間に主茎９０１が詰まってしまい、分離部材４１の動きを阻害することを抑制できる。

制御装置５０は、図１２に示すように、Ｔ０からＴ２の期間を１サイクルとし、このサイクルを繰り返す。Ｔ０からＴ２の期間は、主茎９０１が保持機構３０及び分離機構４０を通過する間に少なくとも複数回のサイクルを実行できる程度の期間に設定されている。制御装置５０は、Ｔ０からＴ１の期間において、搬送機構２０及び保持機構３０を動作させるとともに、左側分離機構４０Ｌ及び右側分離機構４０Ｒを進行方向に動作させる。次に、制御装置５０は、Ｔ１からＴ２の期間において、搬送機構２０、保持機構３０、及び左右の分離機構４０Ｌ、４０Ｒのうちいずれか一方を停止させるとともに、左右の分離機構４０Ｌ、４０Ｒのうち他方を進行方向とは逆方向へ動作させる。本実施形態の場合、制御装置５０は、左側分離機構４０Ｌを停止させるとともに、右側分離機構４０Ｒを逆行させる。

この場合、Ｔ０からＴ２の期間における左側分離機構４０Ｌ及び右側分離機構４０Ｒの進行方向への移動量はほぼ等しく設定されている。すなわち、例えばＴ０からＴ１の期間における左側分離機構４０Ｌの進行方向への移動量を２単位量とする。この場合、Ｔ０からＴ１の期間における右側分離機構４０Ｒの進行方向への移動量は３単位量に設定されており、また、Ｔ１からＴ２の期間における右側分離機構４０Ｒの逆行方向への移動量は１単量に設定されている。このように、左右の分離機構４０Ｌ、４０Ｒにおける進行方向への移動量の平均はほぼ等しくなるように設定されている。これにより、左右の分離機構４０Ｌ、４０Ｒに挟まれた主茎９０１が進行方向及び逆行方向へ揺らされながら、ポット９１とともにそのポット９１に植えられている農作物９０は全体としてほぼ等しい速度で進行方向へ進んでいく。

そして、分離部材４１は、図３に示すように、全体として進行方向へ向かうほど上側へ位置するように傾斜している。このため、ポット９１及びそのポット９１に植えられている農作物９０が分離機構４０に対して進行方向へ進んで行くと、図１０の（Ａ）から（Ｂ）にかけて示すように、分離部材４１の特に回転部材４１３は、主茎９０１に対して上側へ移動する。

ここで、例えば搬送機構２０の搬送面からある果柄９０２と主茎９０１との接続部分までの高さ寸法をＨｘとする。主茎９０１の根元は保持機構３０によって上下方向の移動が規制された状態で保持されているため、分離機構４０の上方への移動によってもこの高さ寸法Ｈｘは概ね変化しない。そして、ポット９１及び農作物９０の進行方向への移動に伴い分離部材４１の特に回転部材４１３の高さ位置が高さＨｘに到達し、その後、更に回転部材４１３が高さ寸法Ｈｘを超えて上方向へ移動すると、回転部材４１３が果柄９０２に対して主茎９０１との接続部分に対して上方への力を作用させる。

これにより、果柄９０２と主茎９０１との接続部分が分断されて、実９０４ごと果柄９０２が主茎９０１から分離される。また、小果柄９０３と果柄９０２との間、及び実９０４と小果柄９０３との間でも同様の作用が生じる。このようにして、農作物収穫装置１０は、主茎９０１が分離機構４０を通過する際に果柄９０２や小果柄９０３又は実９０４に力を作用させて、実９０４を果柄９０２又は小果柄９０３から分離させ、若しくは実９０４を果柄９０２又は小果柄９０３ごと主茎９０１から分離させて、収穫対象物である実９０４を収穫する。

以上説明した実施形態によれば、農作物収穫装置１０は、収穫対象である実９０４を果柄９０２、９０３から分離して又は実９０４を果柄９０２、９０３ごと主茎９０１から分離して収穫するためのものである。農作物収穫装置１０は、分離機構４０と、保持機構３０と、搬送機構２０と、を備える。

分離機構４０は、水平に対して傾斜して配置されて相互に対向して並行に設けられた２つで１組の分離部材４１を有している。分離機構４０は、２つの分離部材４１の間を分離部材４１の下端側から上端側へ分離部材４１の長手方向に沿って主茎９０１が通過可能に構成されている。分離機構４０は、主茎９０１が２つの分離部材４１の間を通過する際に分離部材４１が果柄９０２、９０３又は実９０４に力を作用させて主茎９０１から実９０４を分離させる機能を有する。

保持機構３０は、分離機構４０の下方に設けられ、主茎９０１が分離機構４０を通過するまでの期間において主茎９０１の根元部分を保持する機能を有する。搬送機構２０は、分離機構４０に対して主茎９０１を相対的に移動させて主茎９０１を分離部材４１の間を通過させる機能を有する。そして、搬送機構２０は、分離機構４０及び保持機構３０に対して農作物９０を移動させて、又は農作物９０に対して分離機構４０及び保持機構３０を移動させて、分離部材４１の間に主茎９０１を通過させる機能を有する。本実施形態の場合、搬送機構２０は、分離機構４０及び保持機構３０に対して農作物９０を移動させることで、主茎９０１を分離部材４１の間を通過させる。

これによれば、搬送機構２０を用いて農作物９０の主茎９０１を分離機構４０に通過させることで実９０４を収穫することができる。このため、農作物９０の主茎９０１を連続的に分離機構４０に通過させることで、各主茎９０１に実っている実９０４を次々に収穫することができる。その結果、本実施形態によれば、多数の農作物９０の実９０４を短時間で効率良く収穫することができる。

また、農作物９０を自動又は半自動で収穫する方法としては、例えばハサミ形状のエンドエフェクタを有するロボットや装置が、そのエンドエフェクタで果柄９０２や小果柄９０３を切断することで実９０４を収穫する構成が考えられる。しかしながら、この構成の場合、ロボットや装置は、果柄９０２や小果柄９０３の位置や形状等を認識する必要がある。そして、果柄９０２や小果柄９０３の位置や形状等の認識は、例えば画像認識等を用いるが、比較的細い果柄９０２や小果柄９０３の位置や形状等を画像処理によって認識するためには、複雑で膨大な処理が必要となり、その結果、コンピュータの処理負荷が大きくなりまた時間もかかり易くなる。そのため、エンドエフェクタで果柄９０２や小果柄９０３を切断することで実９０４を収穫する構成は、各９０４を丁寧に収穫する場合には適しているが、多数の実を短時間で収穫する場合には不向きである。

これに対し、本実施形態によれば、農作物９０の主茎９０１を連続的に分離機構４０に通過させることで、各主茎９０１に実っている実９０４を次々に収穫することができる。そして、この場合、果柄９０２や小果柄９０３を認識する必要はないため、簡単で少ない処理で良く、その結果、コンピュータの処理負荷も小さくまた時間も比較的短時間で済む。このように、本実施形態によれば、画像認識等のような複雑でデータ量の多い処理が不要であるため、多数の農作物９０の実９０４を更に短時間で効率良く収穫することができる。

保持機構３０は、環状に構成された２つの保持部材３１を更に有し、この２つの保持部材３１の間に主茎９０１を挟んで保持可能に構成されている。ここで、保持機構３０による農作物９０全体の移動速度すなわちポット９１の移動速度と、保持機構３０による主茎９０１との移動速度とが大きく異ると、搬送機構２０及び保持機構３０の移動に伴って、保持機構３０上に乗せられたポット９１の位置と保持機構３０により主茎９０１を保持している位置とが大きくずれていってしまう。すると、主茎９０１の保持位置とポット９１とが離れる方向へ移動していき、その結果、ポット９１から農作物９０が引き抜かれてしまったり傷ついてしまったりする可能性がある。

これに対し、本実施形態によれば、保持機構３０は、主茎９０１を保持した状態で搬送機構２０によって保持機構３０に対して相対的に移動する主茎９０１の進行方向へ向かって主茎９０１の移動速度に合わせた速度で主茎９０１の保持位置を移動可能に構成されている。これによれば、搬送機構２０及び保持機構３０の移動に伴って、保持機構３０上に乗せられたポット９１の位置と保持機構３０により主茎９０１を保持している位置とが大きくずれてしまうことを抑制できる。すなわち、これによれば、主茎９０１の保持位置とポット９１とが離れる方向へ移動していくことを抑制でき、その結果、ポット９１から農作物９０が引き抜かれてしまったり傷ついてしまったりすることを回避して安全に収穫することができる。

また、分離部材４１は、環状に構成されてかつ回転可能に構成されている。これによれば、２つの分離部材４１が相互に対向する部分、具体的には図７に示すように第１分離機構用従動部材４４１と第２分離機構用従動部材４４２との間の部分であればどの部分でも主茎９０１を挟んで保持することできる。このため、分離機構４０を通過しようとする主茎９０１を連続的に保持することができるため、作業効率の向上を図ることができる。

ここで、搬送機構２０によりポット９１とともに農作物９０が進行方向へ移動すると、２つの分離部材４１と主茎９０１とが重なる位置すなわち２つの分離部材４１が主茎９０１を挟んでいる位置が上側へ移動していく。このとき、分離部材４１が主茎９０１の上下方向の移動を規制していると、主茎９０１が持ち上げられてしまい、主茎９０１から果柄９０２を分離できないばかりか、主茎９０１が根ごとポット９１等から引き抜かれてしまうおそれがある。

そこで、本実施形態において、分離部材４１は、主茎９０１の進行方向に延びる軸を中心に回転可能な複数の回転部材４１３を更に有している。そして、回転部材４１３は、対向する回転部材４１３の間に主茎９０１を配置可能に構成されている。これによれば、農作物９０の進行方向への移動に伴い２つの分離部材４１が主茎９０１を挟んでいる位置が上側へ移動した場合に、回転部材４１３が回転することで主茎９０１に対する上下方向の位置が規制されない。このため、回転部材４１３は、主茎９０１を引っ張ることなく主茎９０１に対して上側へ移動することができる。これにより、回転部材４１３が果柄９０２等に上側へ力を与えて主茎９０１から果柄９０２を分離させることができ、また、主茎９０１が持ち上げられてしまうことを抑制して主茎９０１が根ごとポット９１等から引き抜かれてしまうことを防ぐことができる。

ここで、分離部材４１を動かしている際に例えば２つの分離部材４１の間等に主茎９０１が詰まってしまうと、分離部材４１が動かなくなってしまい、その結果、収穫作業が止まってしまうおそれがある。そこで、本実施形態において、農作物収穫装置１０は、主茎９０１が分離機構４０を通過する際に対向する２つの分離部材４１のうち少なくとも一方を主茎９０１の進行方向とは逆方向へ間欠的に移動させることで、主茎９０１が詰まっている場合にはその詰まりを解消することができ、その結果、効率良く円滑な収穫作業を行うことができる。

（第２実施形態）
次に、図１３から図１７も参照して第２実施形態について説明する。本実施形態の農作物収穫装置１０は、上記第１実施形態の分離機構４０に換えて、図１３及び図１４に示す分離機構６０を備えている点で上記第１実施形態と異なる。この場合、分離機構６０の間に主茎９０１を通過させることで主茎９０１から果柄９０２等を分離させる点では上記第１実施形態の分離機構４０と共通している。

すなわち、本実施形態の分離機構６０も、水平に対して傾斜して配置されて相互に対向して並行に設けられた２つで１組の分離部材６１を有している。この場合、図１３に示すように、水平に対する分離機構６０の傾斜角度を角度θとすると、分離機構６０の傾斜角度θは、上記第１実施形態の分離機構４０と同様に４５°以下であり、例えば角度θ＝３０°に設定されている。

本実施形態の場合、農作物収穫装置１０は、主茎９０１の進行方向へ沿って並べられた３組の分離部材６１を備えている。分離機構６０は、２つの分離部材６１の間を分離部材６１の下端側から上端側へ分離部材６１の長手方向に沿って主茎９０１が通過可能に構成されている。そして、分離機構６０は、主茎９０１が２つの分離部材６１の間を通過する際に分離部材６１が果柄９０２、９０３又は実９０４に力を作用させて主茎９０１から実９０４を分離させる機能を有する。

一方で、本実施形態の分離機構６０と、上記第１実施形態の分離機構４０とでは、果柄９０２、９０３又は実９０４に対する力の加え方が異なる。すなわち、本実施形態の分離機構６０は、振動を発生させて２つの分離部材６１の間に配置された主茎９０１又は果柄９０２、９０３に振動を加える機能を有する。

ここで、図１５及び図１６に示すように、分離機構６０のうち分離機構４０を進行方向へ向かって見た場合における右側の構成を右側分離機構６０Ｒと称し、左側の構成を左側分離機構６０Ｌと称することがある。すなわち、分離機構６０は、右側分離機構６０Ｒと左側分離機構６０Ｌとが組み合わされて構成されている。そして、右側分離機構６０Ｒ及び左側分離機構６０Ｌの主要な構成は共通している。

右側分離機構６０Ｒ及び左側分離機構６０Ｌは、分離部材６１、櫛歯部材６２、及び振動発生装置６３をそれぞれ備えている。右側分離機構６０Ｒ及び左側分離機構６０Ｌの各分離部材６１は、右側分離機構６０Ｒ及び左側分離機構６０Ｌの長手方向つまり分離機構６０の長手方向に仮想的に延びる中心線を挟んで相互に対向しており、対向する２つで１組を構成している。

分離部材６１は、水平に対して主茎９０１の進行方向の上流側から下流側へ向かって高くなるように傾斜している。右側分離機構６０Ｒ及び左側分離機構６０Ｌの各分離部材６１は、主茎９０１の進行方向に沿って相互に並行に配置されており、この対向する２つの分離部材６１の間を主茎９０１が通過可能に構成されている。

分離部材６１は、図１５及び図１６に示すように、例えば全体として主茎９０１の進行方向へ長い長方形状の薄い板部材で構成されている。分離部材６１は、例えば薄い金属板を折り曲げて形成されている。この場合、分離部材６１は、振動するため振動板とも称することができる。分離部材６１は、図１６に示すように、全体として分離機構６０の幅方向の外側から中心側へ向かって下降するように傾斜している。対向する２つの分離部材６１の間つまり右側分離機構６０Ｒの分離部材６１と左側分離機構６０Ｌの分離部材６１との間は、主茎９０１が通過するために十分な隙間が形成されている。

また、右側分離機構６０Ｒ及び左側分離機構６０Ｌは、主茎９０１の進行方向に沿って複数の分離部材６１を並べて構成されている。本実施形態の場合、右側分離機構６０Ｒ及び左側分離機構６０Ｌは、それぞれ３つの分離部材６１を有している。この場合、主茎９０１の進行方向に沿って配置された複数の分離部材６１は、進行方向に隣接する２つの分離部材６１のうち下流側の分離部材６１の一部が上流側の他方の分離部材６１の下方に潜り込むように配置されている。そして、右側分離機構６０Ｒ及び左側分離機構６０Ｌが有する各分離部材６１は、図１３に示すように、それぞれステー１３を介してベース部材１１に取り付けられている。

櫛歯部材６２は、各分離部材６１に複数個ずつ設けられている。櫛歯部材６２は、図１５に示すように、平面視において分離部材６１の幅方向の中央側から突出するように設けられているとともに、分離部材６１から遠ざかるほどつまり分離機構６０の幅方向の中央側へ向かうほど主茎９０１の進行方向へ向かって傾斜している。本実施形態の場合、櫛歯部材６２は、分離部材６１とは別部材つまり別の種類の材質で構成されている。櫛歯部材６２は、例えば角柱又は円柱等の棒状であって、例えば樹脂やゴム等のように柔軟性及び弾性を有する部材で構成されている。なお、櫛歯部材６２は、分離部材６１と一体に形成すなわち同じ材質で構成されていても良い。また、櫛歯部材６２は、金属等の剛性を有する部材で構成されていても良い。そして、本実施形態の場合、櫛歯部材６２は、分離部材６１の裏面つまり下側の面に取り付けられている。

振動発生装置６３は、右側分離機構６０Ｒ及び左側分離機構６０Ｌのそれぞれに対応して設けられている。すなわち、右側分離機構６０Ｒ及び左側分離機構６０Ｌは、それぞれ振動発生装置６３を有している。振動発生装置６３は、例えば偏心モータ等であって、例えばベース部材１１に取り付けられている。振動発生装置６３で発生した振動は、ベース部材１１及びステー１３を介してそのベース部材１１に設けられた各分離部材６１に伝わり、これにより右側分離機構６０Ｒ及び左側分離機構６０Ｌがそれぞれ全体的に振動する。

本実施形態において、農作物収穫装置１０の駆動が開始されると、制御装置５０は、図１７に示すように、各機構２０、３０、６０を駆動させる。この場合、制御装置５０は、少なくとも主茎９０１が分離機構６０を通過する期間は、各機構２０、３０、６０を駆動させ続ける。これにより、農作物９０は、保持機構３０によって主茎９０１の根元が保持された状態で搬送機構２０によってポット９１及びガター９２とともに進行方向へ移動する。そして、主茎９０１が分離機構６０を通過する際に、振動する分離部材６１や櫛歯部材６２が果柄９０２や小果柄９０３、及び実９０４に接触し、これにより果柄９０２や小果柄９０３、及び実９０４に力が加えられる。これにより、農作物収穫装置１０は、実９０４を果柄９０２又は小果柄９０３から分離させ、若しくは実９０４を果柄９０２又は小果柄９０３ごと主茎９０１から分離させて、収穫対象物である実９０４を収穫する。

このように、本実施形態において、分離機構６０は、振動を発生させて２つの分離部材６１の間に配置された主茎９０１又は果柄９０２、９０３に振動を加える機能を有している。これによっても、上記第１実施形態と同様に、例えば多数の農作物９０の実９０４を更に短時間で効率良く収穫することができる等の作用効果が得られる。

また、分離部材６１は、主茎９０１の進行方向へ向かって複数配置されている。これによれば、上流側の分離部材６１で分離できなかった果柄９０２等を下流側の分離部材６１で分離させることができるため、更に効率良く収穫作業を行うことができる。

また、分離機構６０は、複数の櫛歯部材６２を更に有している。櫛歯部材６２は、分離部材６１に設けられている。櫛歯部材６２は、平面視において分離部材６１の幅方向の中央側から突出するとともに分離部材６１から遠ざかるほど主茎９０１の進行方向へ向かって傾斜している。

これによれば、対向する２つの分離部材６１の間を主茎９０１が通過する際に、分離部材６１から突出した複数の櫛歯部材６２が主茎９０１に接触することで、分離部材６０で発生した振動を、櫛歯部材６２を介して効率良く農作物９０に伝えることができる。更に、櫛歯部材６２は、分離部材６１から遠ざかるほど主茎９０１の進行方向へ向かって傾斜している。これにより、進行方向へ移動する主茎９０１は、櫛歯部材６２の傾斜に案内されて分離機構６０の幅方向の中央側すなわち対向する２つの分離部材６１の間の隙間部分に案内され易くなる。その結果、櫛歯部材６２が主茎９０１の移動を阻害することを抑制でき、農作物９０を円滑に移動させることができる。これらにより、本実施形態によれば、分離機構６０に対して農作物９０を円滑に移動させつつ分離機構６０で発生した振動を効率良く農作物９０に伝えることができる。その結果、収穫効率の向上を図ることができて多数の農作物９０をより効率良く収穫することができる。

櫛歯部材６２は、柔軟性を有する部材で構成されている。これによれば、櫛歯部材６２が農作物９０の主茎９０１や果柄９０２、小果柄９０３及び実９０４等に接触した場合に、これら主茎９０１や果柄９０２、小果柄９０３及び実９０４等が傷つくことを抑制できる。その結果、収穫した実９０４の商品価値を高く保つことができる等の効果が得られる。

（第３実施形態）
本実施形態の農作物収穫装置１０は、上記各実施形態における搬送機構２０に換えて搬送機構８０を備えている点で異なる。すなわち、上記各実施形態において、保持機構３０及び分離機構４０、６０は、一定の場所に設定して使用することを前提にしている。一方、本実施形態における保持機構３０及び分離機構４０、６０は、搬送機構８０によって農作物９０に対して自ら接近して収穫することが可能となっている。すなわち、上記各実施形態の搬送機構２０は、保持機構３０及び分離機構４０、６０に対して農作物９０を搬送する機能を有する。一方、本実施形態の搬送機構８０は、農作物９０に対して保持機構３０及び分離機構４０、６０を搬送する機能を有する。

図１９及び図２０の例において、搬送機構８０は、保持機構３０及び上記第１実施形態で説明した分離機構４０を搭載している。また、図２１及び図２２の例において、搬送機構８０は、保持機構３０及び上記第２実施形態で説明した分離機構６０を搭載している。搬送機構８０は、無軌道又はレール等の軌道上を走行可能な構成である。

搬送機構８０は、制御装置５０からの指示により自律的に、又は制御装置５０に通信可能に接続された上位装置１００からの指示により、圃場内を走行することができる。そして、搬送機構８０は、収穫対象となる農作物９０まで移動し、保持機構３０及び分離機構４０、６０内に主茎９０１を通過させることで収穫を行う。

本実施形態の場合、搬送機構８０は、例えば左側台車部８１Ｌ及び右側台車部８１Ｒを有している。左側台車部８１Ｌ及び右側台車部８１Ｒは、それぞれ分離した構成であって、車輪８１１や、この車輪８１１を駆動するための図示しないモータ等を有している。左側保持機構３０Ｌ及び左側分離機構４０Ｌ、６０Ｌは、左側台車部８１Ｌに搭載されている。また、右側保持機構３０Ｒ及び右側分離機構４０Ｒ、６０Ｒは、右側台車部８１Ｒに搭載されている。

この場合、搬送機構８０は、フレーム８２を有している。フレーム８２は、左側台車部８１Ｌ及び右側台車部８１Ｒを一体的に接続するための構成である。この場合、フレーム８２は、例えば角柱状のアルミフレームを組み合わせて構成することができる。そして、フレーム８２は、農作物９０の高さ寸法よりも高い位置で保持機構３０及び分離機構４０、６０の上方を跨ぐようにして左側台車部８１Ｌ及び右側台車部８１Ｒを繋いでいる。この場合、台車部８１Ｌ、８１Ｒに、ポット９１が通過可能な通過空間Ｓを形成しても良い。
このような実施形態によっても、上記各実施形態と同様の作用効果が得られる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

１０…農作物収穫装置、２０…搬送機構、３０…保持機構、３１…保持部材、４０…分離機構、４１…分離部材、４１３…回転部材、６０…分離機構、６１…分離部材、６２…櫛歯部材、９０…農作物、９０１…主茎、９０２…果柄、９０３…小果柄（果柄）、９０４…実

Claims (9)

1. 収穫対象である農作物（９０）の実（９０４）を果柄（９０２、９０３）から分離して又は前記実を前記果柄ごと主茎（９０１）から分離して収穫する農作物収穫装置（１０）であって、
   水平に対して傾斜して配置されて相互に対向して並行に設けられた２つで１組の分離部材（４１、６１）を有し、２つの前記分離部材の間を前記分離部材の下端側から上端側へ前記分離部材の長手方向に沿って前記主茎が通過可能に構成され、前記主茎が２つの前記分離部材の間を通過する際に前記分離部材が前記果柄又は前記実に力を作用させて前記主茎から前記実を分離させる機能を有する分離機構（４０、６０）と、
   前記分離機構の下方に設けられ少なくとも前記主茎が前記分離機構を通過するまでの期間において前記主茎の根元部分を保持する機能を有する保持機構（３０）と、
   前記分離機構及び前記保持機構に対して前記農作物を移動させて、又は前記農作物に対して前記分離機構及び前記保持機構を移動させて、前記分離部材の間に前記主茎を通過させる機能を有する搬送機構（２０、８０）と、
   を備える農作物収穫装置。
2. 前記保持機構は、環状に構成された２つの保持部材（３１）を更に有し、２つの前記保持部材の間に前記主茎を挟んで保持可能に構成され、前記主茎を保持した状態で前記搬送機構によって前記保持機構に対して相対的に移動する前記主茎の進行方向へ向かって前記主茎の移動速度に合わせた速度で前記主茎の保持位置を移動可能に構成されている、
   請求項１に記載の農作物収穫装置。
3. 前記分離部材は、環状に構成されてかつ回転可能に構成されている、
   請求項１又は２に記載の農作物収穫装置。
4. 前記分離部材は、平面視において前記主茎の進行方向に延びる回転軸を中心に回転可能な複数の回転部材（４１３）を更に有し、
   前記回転部材は、対向する前記回転部材の間に前記主茎を配置可能に構成されている、
   請求項３に記載の農作物収穫装置。
5. 前記主茎が前記分離機構を通過する際に対向する２つの前記分離部材のうち少なくとも一方を前記主茎の進行方向とは逆方向へ間欠的に移動させる動作を実行可能である、
   請求項３又は４に記載の農作物収穫装置。
6. 前記分離機構は、振動を発生させて２つの前記分離部材の間に配置された前記主茎又は前記果柄に振動を加える機能を有している、
   請求項１又は２に記載の農作物収穫装置。
7. 前記分離部材は、前記主茎の進行方向へ向かって複数配置されている、
   請求項６に記載の農作物収穫装置。
8. 前記分離機構は、前記分離部材に設けられて、平面視において前記分離部材の幅方向の中央側から突出するとともに前記分離部材から遠ざかるほど前記主茎の進行方向へ向かって傾斜した複数の櫛歯部材（６２）を更に備えている、
   請求項６又は７に記載の農作物収穫装置。
9. 前記櫛歯部材は、柔軟性を有する部材で構成されている、
   請求項８に記載の農作物収穫装置。

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