JP2023000474A - Skin peeling device and skin peeling method for processing object vegetable - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、大根、人参、牛蒡などの棒状野菜等の被加工野菜の皮を剥く皮剥き装置、および皮剥き方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a peeling apparatus and a peeling method for peeling the skins of vegetables to be processed, such as stick-shaped vegetables such as radishes, carrots, and burdocks.
棒状野菜等の被加工野菜の皮剥き装置として、以下の発明が出願されている。
特許文献1(特開2020-014406号公報)には、被加工野菜の回転ぶれを抑えつつ皮剥きを行なうことのできる皮剥き装置が開示されている。
特許文献1に記載の被加工野菜の皮剥き装置は、一列に並んだ複数対のピーラー間に被加工野菜を通過させて、ピーラーにより被加工野菜の皮を剥く皮剥き装置であって、被加工野菜を支持する支持手段と、支持手段を回転させる回転手段とを有し、ピーラー間を進行する野菜取付部を具え、支持手段は、被加工野菜の先端を進行方向に対して下方に傾斜した状態で支持し、回転手段は、前記被加工野菜の先端を進行方向に対して下方に傾斜した状態で回転させる。
The following invention has been filed as a device for peeling vegetables such as stick-shaped vegetables.
Patent Document 1 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2020-014406) discloses a peeling device capable of peeling the vegetables while suppressing rotational shake of the vegetables to be processed.
The peeling apparatus for vegetables to be processed described in Patent Document 1 is a peeling apparatus that allows the vegetables to be processed to pass between a plurality of pairs of peelers arranged in a row and peels the skins of the vegetables to be processed by the peelers. It has a support means for supporting the processed vegetables and a rotating means for rotating the support means, and has a vegetable mounting portion that advances between the peelers, and the support means tilts the tips of the vegetables to be processed downward with respect to the direction of movement. The vegetable to be processed is supported in such a state that the vegetable is to be processed, and the rotating means rotates the top end of the vegetable to be processed in a state inclined downward with respect to the traveling direction.
特許文献2(特開2017-169461号公報)には、作業性に優れると共に、生産性の向上が図れる棒状野菜の皮剥き装置が開示されている。
特許文献2に記載の棒状野菜の皮剥き装置は、載置された棒状野菜を送る棒状野菜供給チェーンコンベア手段と、棒状野菜供給チェーンコンベア手段で送られてきた棒状野菜を支持する棒状野菜支持手段と、棒状野菜支持手段の両側に対向して設けられた複数個の刃物手段と、棒状野菜支持手段の上方に設けられた棒状野菜押しチェーンコンベアと、棒状野菜押しチェーンコンベアのチェーンに設けられ、棒状野菜供給チェーンコンベア手段より送られてきた棒状野菜を刃物手段に送る棒状野菜押し手段と、棒状野菜供給チェーンコンベア手段のチェーンコンベアと棒状野菜押しチェーンコンベアを同期駆動する駆動手段とを備えている。
Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-169461) discloses a device for peeling bar-shaped vegetables that is excellent in workability and capable of improving productivity.
The stick-shaped vegetable peeling device described in Patent Document 2 includes a stick-shaped vegetable supply chain conveyor means for sending the placed stick-shaped vegetables, and a stick-shaped vegetable support means for supporting the stick-shaped vegetables sent by the stick-shaped vegetable supply chain conveyor means. , a plurality of blade means provided facing both sides of the stick-shaped vegetable supporting means, a stick-shaped vegetable pushing chain conveyor provided above the stick-shaped vegetable supporting means, and a chain of the stick-shaped vegetable pushing chain conveyor, It comprises a stick-shaped vegetable pushing means for sending the stick-shaped vegetables sent from the stick-shaped vegetable supply chain conveyor means to the cutler means, and a driving means for synchronously driving the chain conveyor of the stick-shaped vegetable supply chain conveyor means and the stick-shaped vegetable pushing chain conveyor. .
特許文献3(特開2014-097005号公報)には、棒状野菜を連続的に軸回転させると同時に複数のピーラーの刃を圧接した状態で連続的に棒状野菜の長手方向に移動させ、ピーラーの1回の移動で棒状野菜の全周を皮むきする皮むき装置が開示されている。
特許文献3に記載の皮むき装置は、棒状野菜の長手方向の両端を支持する野菜支持機構と、棒状野菜を軸回転させる野菜軸回転機構と、棒状野菜に刃を圧接しつつ棒状野菜の長手方向にピーラーを移動させて、棒状野菜の外周部を皮むきする皮むき機構と、を具える棒状野菜の皮むき装置であって、野菜軸回転機構は、棒状野菜を連続的に軸回転させ、皮むき機構は、棒状野菜を挟むように対向配置されて棒状野菜に対する皮むき空間を形成する一対の無端のピーラー搬送部を具えており、ピーラー搬送部は各々、複数のピーラーを並べて配置し、対称的に連続的に循環回転して、複数のピーラーを皮むき空間内にて棒状野菜の長手方向に沿って等速度で移動させる。
Patent Document 3 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-097005) discloses that a bar-shaped vegetable is continuously axially rotated and simultaneously moved in the longitudinal direction of a plurality of peeler blades while being pressed against each other. A peeling device is disclosed that peels the entire circumference of a stick-shaped vegetable in one movement.
The peeling device described in Patent Document 3 includes a vegetable support mechanism that supports both ends of a stick-shaped vegetable in the longitudinal direction, a vegetable shaft rotation mechanism that axially rotates the stick-shaped vegetable, and a blade that is pressed against the stick-shaped vegetable to cut the length of the stick-shaped vegetable. and a peeling mechanism for peeling the outer periphery of the vegetable stick by moving a peeler in a direction, wherein the vegetable axial rotation mechanism continuously rotates the vegetable stick. The peeling mechanism comprises a pair of endless peeler conveying parts arranged oppositely to sandwich the vegetable stick to form a peeling space for the vegetable stick, each of the peeler conveying parts having a plurality of peelers arranged side by side. , symmetrically and continuously circulating and rotating to move the plurality of peelers along the longitudinal direction of the vegetable sticks in the peeling space at a constant speed.
特許文献4(特開2008-278807号公報)には、生産性の向上が図れる根菜類の皮剥き装置が開示されている。
特許文献4に記載の皮剥き装置は、回転駆動される回転円板と、回転円板に等角度に設けられ根菜類を支持する複数個の根菜支持機構部とを備え、回転円板の回転によって根菜支持機構部が回転して位置するステーションとして、少なくとも1個の根菜供給ステーション、複数個の根菜皮剥きステーション、根菜排出ステーションを設け、複数個の根菜皮剥きステーションには、上下動してそれぞれ根菜類の異なる周辺の皮剥きを行う皮剥き機構部を設けてなり、回転円板が1ステーション回転する毎に根菜類の皮剥きが完了する。
Patent Document 4 (Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-278807) discloses a device for peeling root vegetables capable of improving productivity.
The peeling device described in Patent Document 4 includes a rotating disc that is driven to rotate, and a plurality of root vegetable support mechanisms that are provided at equal angles on the rotating disc and support root vegetables. At least one root vegetable supply station, a plurality of root vegetable peeling stations, and a root vegetable discharge station are provided as stations where the root vegetable support mechanism is rotated by the position, and the plurality of root vegetable peeling stations are vertically moved. A peeling mechanism section is provided for peeling the skins of the different circumferences of the root vegetables, and the peeling of the root vegetables is completed each time the rotary disk rotates one station.
大根、人参などの被加工野菜の皮剥き装置に対する課題としては、被加工野菜を皮剥き装置に1本ずつではなく連続的に供給できること、また、被加工野菜の種類、形状によらず安定して皮剥きができること、が挙げられる。 Problems with peeling machines for vegetables to be processed such as radishes and carrots are that vegetables to be processed can be continuously fed to the peeling machine instead of one by one, and that the peeling process can be performed stably regardless of the type or shape of the vegetables to be processed. and that the skin can be peeled off.
特許文献1に記載の皮剥き装置では、供給部の無端状ベルトに被加工野菜を載置することで皮剥き装置に連続的に被加工野菜を供給することができる。しかし、被加工野菜の種類が変更された場合には、作業者がフレームの高さと角度を調整する必要がある。また、特許文献1には、被加工野菜の直径のばらつきに対して、レーザーセンサー等の計測機器を配置して測定し、中心が搬送部の野菜取付部と一致してセンタリングできるように高さ調整を行なうと記載されているが、被加工野菜の形状のばらつき等に対して安定してセンタリングができるかどうかは明確でない。 In the peeling device described in Patent Document 1, the vegetables to be processed can be continuously supplied to the peeling device by placing the vegetables to be processed on the endless belt of the supply unit. However, when the type of vegetables to be processed is changed, the operator needs to adjust the height and angle of the frame. In addition, in Patent Document 1, a measurement device such as a laser sensor is arranged to measure the variation in the diameter of the vegetables to be processed, and the height is adjusted so that the center matches the vegetable mounting portion of the conveying unit and can be centered. Although it is described that adjustment is performed, it is not clear whether centering can be stably performed against variations in the shape of the vegetables to be processed.
特許文献2に記載の棒状野菜の皮剥き装置でも、供給チェーンコンベア手段に被加工野菜を載置することで皮剥き装置に連続的に被加工野菜を供給することができる。しかし、特許文献2に記載の皮剥き装置では、ばねとセンター出し板などで構成されたセンター出し手段で被加工野菜のセンター出しする構成になっており、例えば人参と大根では一部部品の交換が必要になる。
また、被加工野菜は、円柱或いは円錐状ではなく、曲がりや歪みがある。このため、軸心を進行方向に対して平行に回転させつつ被加工野菜を進行させると、進行につれて回転ぶれを起こし、上手く皮剥きを行なえないことがある。
Even in the stick-shaped vegetable peeling device described in Patent Document 2, the vegetables to be processed can be continuously supplied to the peeling device by placing the vegetables to be processed on the supply chain conveyor means. However, the peeling device described in Patent Document 2 is configured to center the vegetables to be processed by a centering means composed of a spring and a centering plate. is required.
Also, the vegetables to be processed are curved or distorted, rather than cylindrical or conical. For this reason, if the vegetable to be processed is advanced while the axis is rotated parallel to the direction of movement, the rotation may be shaken as the vegetable is advanced, and the skin may not be peeled properly.
特許文献3および特許文献4に記載の皮むき装置はともに被加工野菜を1本ずつ皮むき装置にセットして皮をむく皮むき装置であり、複数本の被加工野菜に対して、連続的に皮剥き作業を行うことはできない。 The peeling apparatuses described in Patent Document 3 and Patent Document 4 are both peeling apparatuses that set vegetables to be processed one by one on the peeling apparatus and peel the skins, and continuously peel a plurality of vegetables to be processed. It is not possible to perform peeling work on
本発明の主な目的は、複数本の被加工野菜を供給部にセットするだけで、それぞれの被加工野菜の直径その他の形状のばらつきを検出して皮剥き装置の設定を適合させることによって、被加工野菜の形状がばらついても、安定して連続的に皮剥きを行うことができる、被加工野菜の皮剥き装置および皮剥き方法を提供することにある。
本発明の第2の目的は、被加工野菜を供給部にセットするだけで、被加工野菜の種類を検出して皮剥き装置の設定を適合させることによって、被加工野菜の種類が変更されても、それぞれの被加工野菜に対して皮剥きを好適に行うことのできる、被加工野菜の皮剥き装置および皮剥き方法を提供することにある。
The main object of the present invention is to detect variations in the diameter and other shapes of each vegetable to be processed and to adapt the setting of the peeling device, simply by setting a plurality of vegetables to be processed in the supply unit. To provide a peeling device and method for a vegetable to be processed, capable of stably and continuously peeling the vegetable even if the shape of the vegetable to be processed varies.
A second object of the present invention is to change the type of vegetable to be processed by detecting the type of vegetable to be processed and adapting the settings of the peeling device simply by setting the vegetable to be processed in the supply unit. Another object of the present invention is to provide a vegetable peeling device and a method for peeling the skin of each vegetable to be processed.
(1)
一局面に従う皮剥き装置は、一列に並んだ複数対のピーラーの間に被加工野菜を通過させて、ピーラーにより被加工野菜の皮を剥く皮剥き装置であって、被加工野菜の画像を撮影する撮影部と、多層ニューラルネットワークで構成され、画像を入力して被加工野菜の種類と形状とを検出する検出部と、被加工野菜を支持する支持部と支持部を回転させる回転機構とを有しピーラーの間を進行する野菜取付部と、被加工野菜の形状に基づいて被加工野菜の軸心と支持部との高さを一致させる支持部高さ調節機構と、を備える。
(1)
A peeling device according to one aspect is a peeling device that passes a vegetable to be processed between a plurality of pairs of peelers arranged in a row and peels the skin of the vegetable to be processed by the peelers, and takes an image of the vegetable to be processed. a detection unit configured with a multi-layer neural network to input an image and detect the type and shape of the vegetables to be processed; a support for supporting the vegetables to be processed; and a rotation mechanism for rotating the support. and a support portion height adjusting mechanism for matching the height of the axis of the vegetable to be processed and the support portion based on the shape of the vegetable to be processed.
この場合、多層ニューラルネットワークで構成された検出部により、被加工野菜の種類と、最大の直径と中心位置とが検出され、支持部の高さを調節することによって、被加工野菜の軸心と支持部の十字刃との位置を一致させることができる。
特に、多層ニューラルネットワークで構成された検出部では、入力された被加工野菜全体の形状のうちの最大輪郭の幅を検出することから、長さが大幅に異なる大根と人参でも同じ方法で最大の直径を求めることができる。また、根元付近が最も大きい大根と中央付近が最も大きい大根とのそれぞれに対しても、正確に最大の直径を検出することができる。
また、同じ大根であっても、通常の白い大根と青首大根などではその色が異なる部分があるが、多層ニューラルネットワークで構成された検出部では、大根の教師データとして通常の白い大根と青首大根など異なる外観のデータを用意し、それらの教師データを用いて多層ニューラルネットワークに学習させることによって、外観の異なる大根であってもそれぞれの大根の最大の直径を正確に検出することができる。
したがって、一局面に従う皮剥き装置は、検出部が正確に被加工野菜の最大の直径を正確に検出し、被加工野菜の形状に基づいて被加工野菜の軸心と支持部との高さを一致させることによって、被加工野菜の形状がばらついても、安定して連続的に皮剥きを行うことができる。
In this case, the type of vegetable to be processed, the maximum diameter, and the center position are detected by a detection unit configured with a multi-layer neural network, and the height of the support unit is adjusted to detect the axis of the vegetable to be processed. The position of the support portion and the cross blade can be matched.
In particular, the detector, which consists of a multi-layered neural network, detects the width of the maximum contour of the entire shape of the input processed vegetables. diameter can be obtained. Moreover, the maximum diameter can be accurately detected for each of the radish that is the largest near the root and the radish that is the largest near the center.
In addition, even for the same radish, there are parts that differ in color between a normal white radish and a blue-necked radish. By preparing data with different appearances such as neck radishes and training a multi-layer neural network using these training data, it is possible to accurately detect the maximum diameter of each radish even if it has different appearances. .
Therefore, in the peeling device according to one aspect, the detection unit accurately detects the maximum diameter of the vegetable to be processed, and the height between the axis of the vegetable to be processed and the support portion is determined based on the shape of the vegetable to be processed. By matching, even if the shape of the vegetables to be processed varies, the peeling can be stably and continuously performed.
(2)
第2の発明にかかる皮剥き装置は、一局面に従う皮剥き装置において、多層ニューラルネットワークはYOLOシステム(you only look once)であって、YOLOシステムの教師データは、被加工野菜の種類ごとに別々の教師データとして用意されてもよい。
(2)
A peeling apparatus according to a second aspect of the present invention is a peeling apparatus according to one aspect, wherein the multi-layer neural network is a YOLO system (you only look once), and the training data of the YOLO system is provided separately for each type of vegetable to be processed. may be prepared as training data for
YOLOシステムでは、教師データとして、例えば、大根と人参それぞれについて、いろいろな形状、あるいは、通常の大根と青首大根のようないろいろな外観の教師データを準備して学習させ、撮影部で撮影した被加工野菜の画像を入力することにより、物体のクラス(被加工野菜の種類、例えば、大根か人参か、に相当)とバウンダリーボックス(被加工野菜の外接四角形に相当)を出力する。したがって、検出部では、出力されたクラスにより被加工野菜の種類を検出し、バウンダリーボックスの幅により被加工野菜の最大の直径を検出することができる。
また、例えば大根の教師データとして、通常の白い大根、青首大根、少し土の付いた大根、レンズの汚れなどにより少しぼやけている大根などの画像データを用意し、それらの画像データを用いてYOLOシステムに学習させることによって、多種多様な外観の大根の最大の直径と長さとを正確に検出させることができる。また、カメラのレンズなどのメンテナンスの頻度を下げることができる。
In the YOLO system, as training data, for example, training data for various shapes of radishes and carrots, or various appearances such as normal radishes and blue-necked radishes, were prepared and trained, and photographed by the imaging unit. By inputting the image of the vegetable to be processed, the object class (corresponding to the type of vegetable to be processed, for example, radish or carrot) and the boundary box (corresponding to the circumscribing rectangle of the vegetable to be processed) are output. Therefore, the detection unit can detect the type of vegetable to be processed from the output class, and detect the maximum diameter of the vegetable to be processed from the width of the boundary box.
In addition, for example, as training data for radishes, prepare image data of normal white radishes, green neck radishes, radishes with a little soil, and radishes that are slightly blurred due to dirt on the lens, etc., and use these image data By training the YOLO system, it is possible to accurately detect the maximum diameter and length of radishes of various appearances. In addition, the frequency of maintenance of camera lenses and the like can be reduced.
(3)
第3の発明にかかる皮剥き装置は、一局面または第2の発明にかかる皮剥き装置において、複数対のピーラー間の下方に配備された支持プレートをさらに備え、支持部は、被加工野菜の先端を支持プレートに当接させて、進行方向に対して下方に傾斜した状態で被加工野菜を支持し、回転機構は、被加工野菜の先端を進行方向に対して下方に傾斜した状態で被加工野菜を回転させてもよい。
(3)
A peeling device according to a third aspect of the invention is the peeling device according to one aspect or the second aspect of the invention, further comprising a support plate disposed below between the plurality of pairs of peelers, wherein the support part is for the vegetables to be processed. The vegetables to be processed are supported in a state in which the tips are brought into contact with the support plate so as to be inclined downward with respect to the direction of travel, and the rotation mechanism supports the vegetables to be processed in a state in which the tips of the vegetables to be processed are inclined downward with respect to the direction of travel. Processed vegetables may be rotated.
この場合、被加工野菜は、先端が支持プレートに当接し、下方に傾斜した状態で支持されて回転することで、回転ぶれや先端の浮き上がりを起こすことなく安定して進行することができる。また、被加工野菜は、先端が下方に傾斜した状態で回転してピーラー間に侵入することで、ピーラーの刃が被加工野菜に斜め方向に当たり、斜め切り効果によって皮剥きを好適に行なうことができる。 In this case, the vegetable to be processed can be stably advanced without rotational shake or floating of the tip by rotating while being supported in a downwardly inclined state with the tip abutting against the support plate. In addition, the vegetable to be processed rotates with its tip tilted downward and enters between the peelers, so that the blade of the peeler strikes the vegetable to be processed in an oblique direction, and the vegetable can be effectively peeled by the oblique cutting effect. .
(4)
第4の発明にかかる皮剥き装置は、第3の発明にかかる皮剥き装置において、複数対のピーラーおよび支持プレートの高さを調節するフレーム昇降機構をさらに備え、検出部で検出した被加工野菜の種類および/または形状に基づいて、複数対のピーラーおよび支持プレートの高さを調節してもよい。
(4)
A peeling apparatus according to a fourth invention is the peeling apparatus according to the third invention, further comprising a frame elevating mechanism for adjusting the height of the plurality of pairs of peelers and the support plate, and The height of multiple pairs of peelers and support plates may be adjusted based on the type and/or shape of the.
第3の発明にかかる皮剥き装置では、先端が支持プレートに当接し、下方に傾斜した状態で支持されて回転することで、被加工野菜が安定して進行し、皮剥きを好適に行うことができる。しかし、支持プレートの高さが同じ場合、この傾斜角度は、長さの短い人参等では長さの長い大根等に比べて大きくなる。また、長さが同じであっても、直径が小さい場合には傾斜角度が大きくなる。また、径の大きな大根と径の小さな人参とではピーラーの高さも調整したほうが皮をスムーズに剥くことができる。
第4の発明にかかる皮剥き装置では、検出部で検出した被加工野菜の種類および/または形状に基づいて、複数対のピーラーおよび支持プレートの高さを調節することによって、被加工野菜の傾斜角度を適切に保ち、また、ピーラーの被加工野菜に当たる位置を適切に合わせて、それぞれの被加工野菜に対して皮剥きを好適に行うことができる。
なお、フレーム昇降機構の高さの調節を頻繁に行った場合には皮剥き装置の作業効率が低下するため、被加工野菜の形状に対応して複数対のピーラーおよび支持プレートの高さを調節する場合には、複数対のピーラーおよび支持プレートの高さ調節のための閾値にヒステリシスを設け、複数対のピーラーおよび支持プレートの高さ調節の頻度を下げることが望ましい。
In the peeling apparatus according to the third aspect of the present invention, the leading end abuts against the support plate, and the vegetable to be processed is stably advanced and peeled by rotating while being supported in a downwardly inclined state. can be done. However, if the height of the support plate is the same, the angle of inclination is greater for short carrots and the like than for long radishes and the like. Also, even if the length is the same, if the diameter is small, the inclination angle is large. In addition, adjusting the height of the peeler makes it possible to peel radishes with a large diameter and carrots with a small diameter more smoothly.
In the peeling apparatus according to the fourth aspect of the invention, the inclination of the vegetable to be processed is adjusted by adjusting the height of the plurality of pairs of peelers and the support plate based on the type and/or shape of the vegetable to be processed detected by the detection unit. By maintaining an appropriate angle and appropriately aligning the position of the peeler with which the vegetables are to be processed, it is possible to peel the skins of each of the vegetables to be processed appropriately.
In addition, if the height of the frame lifting mechanism is adjusted frequently, the work efficiency of the peeling device will decrease. If so, it is desirable to provide hysteresis in the threshold for height adjustment of the multiple pairs of peelers and support plates to reduce the frequency of height adjustments of the multiple pairs of peelers and support plates.
(5)
他の局面に従う被加工野菜の皮剥き方法は、被加工野菜の画像を撮影する撮影工程と、
画像を入力して被加工野菜の種類と形状とを検出する検出工程と、被加工野菜の形状に基づいて、被加工野菜の軸心と被加工野菜を支持する支持部との高さを調節する支持部高さ調節工程と、支持部を回転させつつ、一列に並んだ複数対のピーラーの間に、支持部に支持された被加工野菜を通過させて、ピーラーにより被加工野菜の皮を剥く皮剥き工程と、を備え、検出工程は多層ニューラルネットワークを用いて実行される。
(5)
A method of peeling a vegetable to be processed according to another aspect includes the steps of photographing an image of the vegetable to be processed;
A detection process of inputting an image and detecting the type and shape of the vegetable to be processed, and adjusting the height of the center of the vegetable to be processed and the support part that supports the vegetable to be processed based on the shape of the vegetable to be processed. and a step of adjusting the height of the supporting portion, and while rotating the supporting portion, the vegetable to be processed supported by the supporting portion is passed between a plurality of pairs of peelers arranged in a row, and the peeler removes the skin of the vegetable to be processed. and a peeling step, wherein the detecting step is performed using a multi-layer neural network.
この場合、多層ニューラルネットワークを用いて被加工野菜の最大の直径を検出し、検出した最大の直径の半分の高さに支持部の高さを調節することによって、被加工野菜の種類や形状によらず、支持部を被加工野菜の軸心にセンタリングすることができ、好適に被加工野菜の皮を剥くことができる。 In this case, the maximum diameter of the vegetable to be processed is detected using a multi-layer neural network, and the height of the supporting part is adjusted to a height half of the detected maximum diameter. Therefore, the support portion can be centered on the axis of the vegetable to be processed, and the vegetable to be processed can be peeled off appropriately.
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る皮剥き装置10について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。
本発明の皮剥き装置10により皮剥きすることのできる被加工野菜Vとして、大根、人参、牛蒡などの棒状野菜を例示できるが、これに限定されるものではない。
Hereinafter, a
Examples of processed vegetables V that can be peeled by the peeling
図1は、本発明の一実施形態に係る皮剥き装置10の斜視図、図2は正面図である。また、図3は皮剥き装置10の一実施形態に係るブロック図、図4は皮剥き装置10の供給部20の上面図である。
皮剥き装置10は、一実施形態として、図中、前方右側に被加工野菜Vを供給する供給部20、前方左側に供給された被加工野菜Vの皮剥きを行なうピーラー部80を併設して構成され、これらの後方には、被加工野菜Vを供給部20からピーラー部80に搬送し、ピーラー部80内で進行させる搬送部40を配置している。
FIG. 1 is a perspective view of a
As one embodiment, the peeling
<供給部>
供給部20は、被加工野菜Vを皮剥き装置10に供給する。供給部20は、本実施形態では、ピーラー部80に供給される被加工野菜Vの進行方向に対して直交する向きに配置された無端状ベルト21とすることができる。無端状ベルト21は、プーリー25,25aに張設されており、一方のプーリー25に内装又は外付けされたコンベアモータ24の駆動により周回する。図示の実施形態では、搬送部40側に近い先端側のプーリー25にコンベアモータ24を内装している。コンベアモータ24は、図3に示すように、制御部12に電気的に接続され、搬送部40の野菜取付部50の動作に合わせて間欠回転可能となっている。なお、制御部12は、皮剥き装置10の適所に配置することができる。
<Supply Department>
The
図2、および図4に示すように、供給部20の無端状ベルト21の側方には、供給部20上に載置された被加工野菜Vを撮影する、カメラおよび照明装置を備えた撮影部29が配置されている。図4に示すように撮影部29は被加工野菜Vを支持する支持部55に対して、無端状ベルト21の進行方向手前に配置され、支持部55が被加工野菜Vを支持する(十字刃で刺して固定する)時に、一つ手前の被加工野菜Vを根元側から撮影するように構成されている。
図3に示すように、撮影部29で撮影された被加工野菜Vを根元側から撮影した画像は多層ニューラルネットワークで構成される検出部30に送られ、被加工野菜Vの種類と形状(直径および中心位置32)が検出される。
本実施形態では、多層ニューラルネットワークはYOLO(you only look once)システムである。YOLOシステムの教師データとして、大根、人参、牛蒡などの被加工野菜Vの種類ごとに別々の画像データを用意し、それらの画像データを用いてYOLOシステムを学習させることによって、物体のクラス(被加工野菜Vの種類、例えば、大根か人参か、に相当)を検出させることができる。
また、例えば、大根の教師データとして、通常の白い大根、青首大根、少し土の付いた大根、レンズの汚れなどにより少しぼやけている大根などの画像データを用意し、それらの画像データを用いてYOLOシステムに学習させることによって、多種多様な外観の大根の最大の直径と中心位置32とを正確に検出させることができる。また、カメラのレンズなどのメンテナンスの頻度を下げることができる。
As shown in FIGS. 2 and 4, a camera and an illumination device are provided on the side of the
As shown in FIG. 3, an image of the vegetable to be processed V photographed from the root side photographed by the photographing
In this embodiment, the multilayer neural network is a YOLO (you only look once) system. As training data for the YOLO system, separate image data are prepared for each type of processed vegetable V such as radish, carrot, and burdock. It is possible to detect the type of processed vegetable V, for example, radish or carrot).
In addition, for example, as training data for radishes, prepare image data of normal white radishes, green-necked radishes, radishes with a little soil, and radishes that are slightly blurred due to dirt on the lens, etc., and use those image data. By having the YOLO system learn by using , it is possible to accurately detect the maximum diameter and the
図5に被加工野菜V(大根)を根元側から撮影部29で撮影した写真とYOLOで検出したバウンディングボックス31、および被加工野菜Vの中心位置32を示す。被加工野菜Vの中心位置32はバウンディングボックス31の中心に相当し、被加工野菜Vの直径はバウンディングボックス31の幅、または高さに相当する。
被加工野菜Vは一般に、長さ方向で根元付近よりも中央付近の方が直径が大きい。YOLOシステムでは、教師データとして、根元側から撮影した被加工野菜Vの画像の最大輪郭に合わせてバウンディングボックス31を設定することにより、被加工野菜Vの最大の直径、および最大の直径に対応した中心位置32を検出することができる。
また、本実施形態では検出部30の多層ニューラルネットワークとしてYOLOシステムを使用しているが、R-CNNなど、YOLOシステム以外の多層ニューラルネットワークを検出部30に用いることも可能である。
FIG. 5 shows a photograph of the vegetable V (radish) to be processed taken from the root side by the
The vegetable to be processed V generally has a larger diameter near the center than near the root along the length. In the YOLO system, by setting the
Moreover, although the YOLO system is used as the multilayer neural network of the
皮剥き装置10の検出部30にレーザーセンサーを用いることに対するYOLOシステムを用いることの利点は以下の通りである。
レーザーセンサーは被加工野菜Vの長手方向に直交する方向に帯状のレーザー光を照射し、その反射光をCCDで受光して三角測距の原理で計測対象物の形状プロファイルを生成する。したがって、レーザーを照射した部分の形状は正確に測定することができる。しかし、被加工野菜Vが大根の場合と人参の場合とで、長手方向において最大の直径となる位置が異なるため、被加工野菜Vの種類ごとにレーザーセンサーの位置を調整する必要がある。また、同じ大根でも支持部55が支持する根元付近が直径が大きいものと根元よりも中央付近の方が直径が大きいものとがあり、長手方向の一定位置で測定した場合、最大の直径を正確に測ることができない。
これに対して、本発明の撮影部29と多層ニューラルネットワークの検出部30とからなる検出方法では、根元側から撮影した被加工野菜Vの画像の最大輪郭に相当するバウンディングボックス31の大きさにより被加工野菜Vの最大の直径を検出できるため、被加工野菜Vの種類および形状によらず、被加工野菜Vの最大の直径を正確に検出することができる。
The advantages of using the YOLO system over using a laser sensor in the
The laser sensor irradiates a belt-shaped laser beam in a direction orthogonal to the longitudinal direction of the vegetables V to be processed, receives the reflected light with a CCD, and generates a shape profile of the object to be measured based on the principle of triangulation. Therefore, the shape of the laser-irradiated portion can be accurately measured. However, since the position of the maximum diameter in the longitudinal direction differs depending on whether the vegetable V to be processed is radish or carrot, it is necessary to adjust the position of the laser sensor for each type of vegetable V to be processed. In addition, even in the same radish, there are those whose diameter is larger near the base supported by the
On the other hand, in the detection method comprising the
また、皮剥き装置10の検出部30に、従来の、画像データを用いた検出方法に対するYOLOシステムを用いることの利点は以下の通りである。
従来は、画像データに対して閾値を設定し、例えば、閾値以下の領域は被加工野菜V、閾値以上の領域は背景とすることによって被加工野菜Vの形状を検出していた。しかし、この場合には、色の異なる人参と大根とでは閾値を設定しなおす必要がある。また、同じ大根でも青首大根の場合は根元側が青く、閾値の値によってはその形状を正確に検出できない場合もある。
これに対して、本発明の撮影部29と多層ニューラルネットワークの検出部30とからなる検出方法では、被加工野菜Vの種類ごとに別々の教師データとして用意するとともに、大根の教師データとして通常の白い大根と青首大根など異なる外観のデータを用意し、それらの教師データを用いて多層ニューラルネットワークに学習させることによって、被加工野菜Vの種類と形状とを正確に検出することができる。
検出された被加工野菜Vの種類に応じて、支持プレート91の高さ、傾斜角度、支持部55の回転数、各ピーラー81の付勢力などを自動的に調整可能としてもよい。例えば、大根、人参、胡瓜、かぶ、芋など野菜の分類を検出して調整してもよいし、同じ大根でも秋大根と冬大根などのように、品種、収穫時期、産地なども検出してさらに詳細に調整してもよい。
Advantages of using the YOLO system in the
Conventionally, a threshold is set for image data, and the shape of the processed vegetable V is detected by, for example, setting the area below the threshold as the vegetable V to be processed and the area above the threshold as the background. However, in this case, it is necessary to set the threshold value again for carrots and radishes with different colors. In addition, even if the radish is the same, the root side of the green-necked radish is blue, and depending on the threshold value, the shape may not be detected accurately.
On the other hand, in the detection method comprising the photographing
The height and inclination angle of the
無端状ベルト21は、図6に示すように外周面の幅方向に複数のガイド板が突設されており、ガイド板間に形成される保持スペースSに被加工野菜Vが載置される。ガイド板は、図7に拡大して示すように、高さの低い一対の第1ガイド板22,22と、これらの両側に配置され、第1ガイド板22,22よりも高く突出した一対の第2ガイド板22a、22aから構成することができる。高さの異なるガイド板によって、図7(a)中、線V1で示すように、直径の小さい被加工野菜Vは第1ガイド板22,22間に安定して保持することができ、図7(b)中、線V2で示すように、直径の大きい被加工野菜Vは、側方を第2ガイド板22a、22a、下方を第1ガイド板22,22によって安定して保持される。なお、図1に示すように、第1ガイド板22,22は無端状ベルト21の幅方向全長ではなく、一部のみに設けてもよい。
As shown in FIG. 6, the
無端状ベルト21は、図1、図2及び図6に示すように、複数の保持スペースSが上面側に存する長さに構成され、同時に複数の被加工野菜Vを各保持スペースSに載置することができる。従って、作業者は、複数の被加工野菜Vを無端状ベルト21に載置し、これら被加工野菜Vがなくなるまで皮剥き装置10から離れることができ、作業効率を可及的に向上することができる。また、無端状ベルト21は、ピーラー部80に供給される被加工野菜Vの進行方向に対して直交する向きに配置しているから、皮剥き装置10の長手方向長さが長くなることはなく、皮剥き装置10のコンパクト化を図ることができる。
As shown in FIGS. 1, 2 and 6, the
供給部20は、被加工野菜Vの直径に応じて、搬送部40側の高さを上下に調節する支持部高さ調節機構27を具える。支持部高さ調節機構27は、例えば、カム片を支持部高さ調節モータ28で作動させる構成や、アクチュエーター等から構成することができ、制御部12により制御される。
供給される被加工野菜Vは、図2に示された撮影部29で撮影され、撮影された画像が検出部30に送られ、検出部30のYOLOシステムで幅および高さ(被加工野菜Vの直径に相当)が検出される。そして、支持部高さ調節機構27は、検出部30により検出された直径に応じて供給部20の高さを上下動する。具体的には、支持部高さ調節機構27は、被加工野菜Vの中心位置32が、次に説明する搬送部40の野菜取付部50の支持部55と一致してセンタリングできるように高さ調節を行なう。
The
The vegetables to be processed V to be supplied are photographed by the photographing
<搬送部>
供給部20から供給された被加工野菜Vは、図1等に示すように、搬送部40に配置された野菜取付部50に装着されて、ピーラー部80に搬送される。野菜取付部50は、図2及び図6に示すように、皮剥き装置10の後方側に配置された搬送部ケーシング41内に左右に長く周回するよう長円状に張設された無端状の搬送用チェーン44に取り付けられている。搬送用チェーン44は、図2に示すように、両側のギア45,45aに噛合しており、一方のギア45にはたとえば搬送用駆動手段となる搬送用駆動モータ46が連繋されている。搬送用駆動モータ46は、図3に示すように、制御部12に電気的に接続され、搬送用駆動モータ46を駆動することで、搬送用チェーン44に取り付けられた野菜取付部50は長円状に周回する。搬送部ケーシング41の前面には、図1、図2等に示すように、搬送用チェーン44の周回軌道の内周側に対応する位置に長円状の溝42が形成されており、野菜取付部50が前方に向けて延出している。
<Conveyor>
The vegetables to be processed V supplied from the
また、搬送用チェーン44の下周回後方であって、後述するピーラー部80と対向する位置には、図2に示すように、野菜取付部50の回転機構53を駆動する回転駆動手段が配置されている。回転駆動手段は、搬送用チェーン44に沿って配設された長軸ギア60と、長軸ギア60を回転させる長軸ギア駆動モータ61を具える。長軸ギア60は、長手方向周面にギア溝が刻設されている。また、長軸ギア駆動モータ61は、制御部12に電気的に接続される(図3)。
In addition, as shown in FIG. 2, a rotation drive means for driving the
野菜取付部50は、搬送用チェーン44に所定間隔で複数装着され、被加工野菜Vを供給部20からピーラー部80に搬送すると共に、ピーラー部80内で被加工野菜Vを回転させて、ピーラー部80により皮剥きを行なう。
A plurality of the
野菜取付部50は、図8に示すように、先端が下方に向けて屈曲した略L字形状の搬送アーム51の基端近傍を搬送用チェーン44に取り付けて構成される。
As shown in FIG. 8 , the
搬送アーム51の基端には、長軸ギア60と噛合可能な位置に、次に説明する支持部55を回転させる回転機構53の一部を形成するギア54が支持されている。搬送アーム51は、内部が中空に形成されており、中空部には、ギア54と動力伝達可能にかさ歯車、軸等(何れも図示せず)が配備されており、搬送アーム51の下向きに屈曲した先端に進行方向に向けて装着された被加工野菜Vを保持する支持部55を回転可能としている。すなわち、ギア54が回転すると、回転機構53を介して支持部55が従動して回転する。
A
図示の実施形態では、支持部55は十字刃であり、被加工野菜Vは、十字刃に刺さって支持部55に支持される。
In the illustrated embodiment, the
搬送アーム51には、支持部55よりも上部に舟形の開き部材57が装着されており、被加工野菜Vを支持部55に装着しない状態で野菜取付部50をピーラー81間に進入させたときに、開き部材57がピーラー81,81を押し開いて、支持部55とピーラー81との衝突を防止する。
A boat-shaped
また、野菜取付部50を、周回経路上で安定して進行させるために、搬送アーム51の基端にはローラー58が転動自在に装着されている。ローラー58は、図6に示すように、野菜取付部50の周回移行路に沿って、搬送部ケーシング41の背面側内面に設けられた長円状の案内溝47内を走行する。
A
搬送用駆動モータ46を駆動すると搬送用チェーン44が周回し、図2に示すように、野菜取付部50は、供給部20からピーラー部80を通って旋回し、再度供給部20に戻る長円の経路を進行する。
When the
野菜取付部50は、支持部55がピーラー部80を通過する間、図2及び図6に示すように、長軸ギア駆動モータ61により回転する長軸ギア60にギア54が噛合すると、ギア54が回転し、回転機構53を介して支持部55が従動回転する。支持部55の回転数は、長軸ギア駆動モータ61の回転数を制御することで、自在に調整することができる。なお、ピーラー部80を通過した後、再度供給部20を通過する間は、ギア54は長軸ギア60と噛合していないため、支持部55が回転することなく野菜取付部50は進行する。
As shown in FIGS. 2 and 6 , while the
<ピーラー部>
ピーラー部80は、図1等、より詳細には、図9乃至図11に示すように、複数対のピーラー81,81を並べて構成される。各ピーラー81,81は、平行に配置されたフレーム90,90にそれぞれ揺動可能に支持されており、被加工野菜Vの進行方向に向けて観音開き可能となっている。なお、フレーム90,90は、図2中符号90aで示すカム片90aにより上下方向に高さ調節が可能である。カム片90aは、上記した支持部高さ調節機構27と同様の構成からなるフレーム昇降機構93により作動する。したがって、フレーム昇降機構93によってカム片90aを作動させることにより、フレーム90,90、フレーム90,90、に支持された各ピーラー81,81、および、フレーム90,90の略中央で、ピーラー81,81よりも下方に配備された、平らな支持プレート91(図12参照)を昇降することができる。フレーム昇降機構93はフレーム昇降調節モータ93aに駆動される。
大根と人参のように野菜の径や長さが大幅に変化した場合、搬送部40の野菜取付部50の支持部55の高さを被加工野菜Vの中心位置32と一致するように調節を行なうだけでなく、各ピーラー81,81、および支持プレート91の高さも調整することが望ましい。本実施形態では、検出部30で検出した野菜の種類に合わせて、制御部12がフレーム昇降調節モータ93aを制御し、フレーム90,90、各ピーラー81,81、および支持プレート91の高さを調整する。
したがって、検出部30が検出した野菜種別に応じて、フレーム90等が昇降して高さが調整され、また、検出30部が検出した中心位置32に応じて、搬送部40に対する支持部55の高さが調整される。
また、支持プレート91とフレーム90,90間には、剥かれた皮が落下する隙間92が形成されている。隙間92の下には、図1等に示すように、剥かれた皮を集めるダストボックス15を配置しておくことができる。また、ピーラー部80の下流側には、図1、図2等に示すように、皮剥きされた被加工野菜Vが排出される野菜排出案内板16が取り付けられている。
<Peeler part>
The
When the diameter and length of the vegetables change significantly, such as radish and carrot, the height of the
Therefore, the
Between the
ピーラー81,81は、図9乃至図11に示すように、フレーム90,90の中央、具体的には支持プレート91の上部で、被加工野菜Vの進行方向に向けて傾斜した状態で、先端どうしが互いに接近するよう配置されている。各ピーラー81は、ピーラーアーム83の先端にピーラー刃82を具える。ピーラー刃82は、たとえば、樹脂製のカバー部86を介してピーラーアーム83に装着することができ、刃先が被加工野菜Vの進行方向とは逆向きに配置され、ピーラー81,81間を通過する被加工野菜Vの皮を剥く。
As shown in FIGS. 9 to 11, the
ピーラーアーム83は、基端にフレーム90へ枢支される軸部84を有する。ピーラー81は、フレーム90に対して付勢手段85によってそれぞれ内向きに付勢される。たとえば、付勢手段85として、トーションバネを例示することができ、トーションバネの一端を軸部84又はピーラーアーム83に装着し、他端をフレーム90に取り付けることで、ピーラー81を内向きに付勢している。
The
ピーラー81,81は、ピーラー81,81間に被加工野菜Vが進入しピーラー81,81が付勢手段85の付勢力に抗して開いたときに、後方のピーラー81,81に当接し(図10及び図11のP参照)、後方のピーラー81,81を押し広げることができる間隔に配置される。たとえば、カバー部86を後方に向けて凸形状とすることで、開いたピーラー81,81のカバー部86,86が当たりとなって後方のピーラー81,81に当接し、後方のピーラー81,81を押し広げる。このように、前方のピーラー81,81が後方のピーラー81,81を押し広げる構成とすることで、各列のピーラー81,81の間隔を短くすることができ、皮剥き装置10の小型化を達成できる。また、前方のピーラー81は、後方のピーラー81の付勢力を利用することができるから、皮剥き能力の向上を図ることができると共に、付勢手段85の付勢力を小さくすることができ、付勢手段85の小型化、ひいてはピーラー81の小型化を達成できる。
The
一番手前に配置されるピーラー81,81は、後述するとおり、被加工野菜Vを支持部55に深く突き刺すため、また、被加工野菜Vの進行方向を規定して回転ぶれすることなく被加工野菜Vをピーラー81,81間で進行させるために、付勢手段85による付勢力は、後方のピーラー81に比して強くすることが望ましい。すべてのピーラー81に同じ付勢力の付勢手段85を採用する場合には、たとえば、一番手前のピーラー81,81の先端に磁石(図示せず)を配置し、磁力によってピーラー81,81どうしを引き寄せ合うことで、付勢力を高めるようにしてもよい。
As will be described later, the
一番後方に配置されるピーラー81には、図11に示すように、ピーラー刃82の側方にガイド87を形成している。ガイド87は、剥かれた皮が被加工野菜Vに付着して下流側に引っ張られることを防止し、支持プレート91とフレーム90との間に剥かれた皮を落下させる案内の役割をなす。これにより、皮の落下位置をコントロールすることができ、フレーム90等に皮が残らず、清掃性を向上できる。たとえば、ガイド87は、カバー部86に装着され、外向きに湾曲した形状とすることができる。
The
本発明の皮剥き装置10は、図1等に示すように、搬送部ケーシング41の適所に設けられた操作部13によって操作される。操作部13や、上記したコンベアモータ24、支持部高さ調節モータ28、撮影部29、検出部30,搬送用駆動モータ46、長軸ギア駆動モータ61、フレーム昇降調節モータ93aは、図3に示すように、制御部12に電気的に接続されている。制御部12は、皮剥き装置10の各種制御プログラム等が記憶されており、操作部13を操作することで、プログラムに応じて、たとえば以下の要領でモータ等が駆動する。
The peeling
供給部20では、制御部12は、コンベアモータ24を間欠運転させて、野菜取付部50が供給部20の上を通過する際には無端状ベルト21の回転を止め、次の野菜取付部50が供給部20に到達するまでに保持スペースSが1つ進むように回転させる。
In the
搬送部40では、制御部12は、搬送用駆動モータ46を連続的に運転させて、搬送用チェーン44を走行させ、野菜取付部50を周回させる。また、制御部12は、長軸ギア駆動モータ61を連続的に運転させて、長軸ギア60を回転させる。長軸ギア駆動モータ61は、ピーラー部80を野菜取付部50が通過する間に、長軸ギア60により回転する支持部55が1周乃至複数周する回転速度に調整することができる。支持部55の回転数は、被加工野菜Vの硬さ、皮の厚さ、剥く皮の量などにより決定され、たとえば、被加工野菜Vを厚く皮剥きする場合には、支持部55が2周以上回転するように長軸ギア駆動モータ61の回転速度を調整すればよい。本発明では、支持部55の回転数を長軸ギア駆動モータ61により任意に決定することができ、被加工野菜Vの種類、皮剥き厚さなどに合わせた加工が可能となる。
In the conveying
供給部20には、作業者によって保持スペースSに順次被加工野菜Vが載置される。保持スペースSには、先端がピーラー部80側となるように被加工野菜Vを配置する。無端状ベルト21には、複数の保持スペースSが存するから、作業者は、一度に複数の被加工野菜Vを保持スペースSに載置することができ、被加工野菜Vを載置した後、皮剥き装置10から離れることができ、1本ずつ被加工野菜Vを載置する場合に比べて、作業効率を高めることができる。
Vegetables to be processed V are sequentially placed in the holding space S of the
保持スペースSには、第1ガイド板22および第2ガイド板22aが設けられているから、載置された被加工野菜Vは、図7(a)中、線V1で示すように、直径が小さい場合には第1ガイド板22,22間に安定して保持され、直径が大きい場合には、図7(b)中、線V2で示すように下方が第1ガイド板22,22に当接して第2ガイド板22a,22a間に安定して保持される。
Since the holding space S is provided with the
コンベアモータ24の間欠駆動により、無端状ベルト21上の保持スペースSが1つ進み、保持スペースSが野菜取付部50の移行路に到達した状態で、コンベアモータ24は停止して、撮影部29により被加工野菜Vの画像が撮影され、検出部30により被加工野菜Vの直径が検出される。制御部12は、検出部30により検出された被加工野菜Vの直径に基づき、被加工野菜Vの軸心が支持部55の軸心と一致するように支持部高さ調節モータ28を駆動し、無端状ベルト21の先端の高さを調節(センタリング)する。
By the intermittent driving of the
この状態で、搬送用駆動モータ46により周回する搬送用チェーン44に装着された野菜取付部50が供給部20の先端の保持スペースS上を通過する。野菜取付部50には、支持部55が進行方向先端に取り付けられており、この支持部55が保持スペースS上で待機する被加工野菜Vの軸心に突き刺さり、被加工野菜Vを支持した状態で野菜取付部50が前進する。支持部55への被加工野菜Vの刺さりが浅い場合であっても、本発明では、次に説明するように、ピーラー部80の最初のピーラー81,81の付勢力を強くしているから、野菜取付部50を前進させることで、被加工野菜Vの先端がピーラー部80の最初のピーラー81,81に当たり、支持部55は被加工野菜Vに深く突き刺さる。
In this state, the
野菜取付部50は、被加工野菜Vを支持部55に装着した状態でさらに前進する。被加工野菜Vは、基端を支持部55に支持されているが、先端は自由であるから、その重みによって下方に垂れる。しかしながら、ピーラー部80には、被加工野菜Vの移行路下方に平らな支持プレート91が配置されているから、被加工野菜Vは、図12に示すように、先端が支持プレート91に当接しつつ、一点鎖線Eのように、若干先端が下方に傾いた状態で進行する。
この場合、被加工野菜Vの先端が支持プレート91に当接し、下方に傾斜した状態で支持されて回転することで、被加工野菜Vが安定して進行し、皮剥きを好適に行うことができる。しかし、支持プレート91の高さが同じ場合、この傾斜角度は、長さの短い人参等では長さの長い大根等に比べて大きくなる。また、長さが同じであっても、直径が小さい場合には傾斜角度が大きくなる。
本実施形態の皮剥き装置10では、検出部30で検出した被加工野菜Vの種類および/または形状に基づいて、フレーム昇降機構93により複数対のピーラー81および支持プレート91の高さを調節することによって、被加工野菜Vの傾斜角度を適切に保ち、それぞれの被加工野菜Vに対して皮剥きを好適に行うことができる。
なお、複数対のピーラー81および支持プレート91の高さの調節を頻繁に行った場合には皮剥き装置10の作業効率が低下するため、被加工野菜Vの形状に対応して複数対のピーラー81および支持プレート91の高さを調節する場合には、複数対のピーラー81および支持プレート91の高さ調節のための被加工野菜Vの形状(直径)の閾値にヒステリシスを設け、複数対のピーラー81および支持プレート91の高さ調節の頻度を下げることが望ましい。
また、本発明における被加工野菜Vの先端とは、被加工野菜Vの頂点(最も尖った一点)のみをいうのではなく、頂点に向かって直径が小さくなる傾斜部分の全体または一部を含むものである。したがって、支持プレート91には、被加工野菜Vの頂点が当接していてもよいし、頂点に向かって直径が小さくなる傾斜部分の一部が当接していてもよい。
The
In this case, the tip of the vegetable V to be processed abuts against the
In the
In addition, if the heights of the plurality of pairs of
In addition, the tip of the vegetable V to be processed in the present invention does not refer only to the vertex (the most pointed point) of the vegetable V to be processed, but includes the whole or part of the inclined portion whose diameter decreases toward the vertex. It is a thing. Therefore, the
被加工野菜Vの先端が、ピーラー部80の一番手前のピーラー81,81に当たると、被加工野菜Vが付勢手段85の付勢力に抗してピーラー81,81を押し広げる。このとき、被加工野菜Vが支持部55に深く刺さっていない場合であっても、被加工野菜Vがピーラー81,81に当たることで、支持部55を深く突き刺すことができる。
When the tip of the vegetable V to be processed hits the
被加工野菜Vの先端が、ピーラー81,81に当接するのとほぼ同時に、野菜取付部50は、ギア54が回転する長軸ギア60と噛合し、回転機構53を介して支持部55が回転する。そして、支持部55に支持された被加工野菜Vも共に回転する。被加工野菜Vが野菜取付部50により、回転しながらピーラー81,81間を進行することで、被加工野菜Vは、ピーラー刃82,82によって皮剥きされる。
Almost at the same time that the tip of the vegetable V to be processed comes into contact with the
さらに被加工野菜Vが進行すると、一番手前のピーラー81,81は被加工野菜Vによりさらに開放し、開き角度が大きくなると、図10及び図11にPで示すように、ピーラー81,81のカバー部86が後方に位置するピーラー81,81と当接する。これにより、一番手前のピーラー81,81は、自らの付勢手段85の付勢力に加えて、当接したピーラー81,81の付勢手段85の付勢力が加わり、被加工野菜Vにより強く当接し、皮剥きが行なわれる。とくに、被加工野菜Vの直径が大きい場合ほど、ピーラー81,81の開き角度は大きくなり、後方のピーラー81,81の付勢力を利用でき、ピーラー刃82,82を被加工野菜Vに強く押し当てて皮剥き能力を高めることができる。
When the vegetable V to be processed further advances, the
被加工野菜Vの先端が、一番手前のピーラー81,81を通過すると、二番目に位置するピーラー81,81を押し広げ、これらのピーラー刃82,82によって皮剥きが進む。剥かれた皮は、ピーラー刃82,82から支持プレート91の両側の隙間92からダストボックス15に落下する。
When the tip of the vegetable V to be processed passes through the
被加工野菜Vを、図12に一点鎖線Eで示すように、先端が斜め下方に傾いた状態で支持プレート91に当接しながら、回転(矢印F)、進行(矢印G)させることで、被加工野菜Vがピーラー部80から浮き上がることなく、滑らかに回転ぶれすることなく安定して回転する。このため、きれいに、効率的な皮剥きを行なうことができる。とくに、被加工野菜Vは、曲がりや歪みがあるが、先端を斜め下方に傾けた状態で回転させることで、滑らかな回転を維持できる。また、被加工野菜Vが斜め下向きの状態でピーラー部80に当たることで、斜め切り効果により、ピーラー刃82,82が被加工野菜Vに食い込む抵抗を小さくすることができ、きれいに皮剥きを行なうことができる。
12, the vegetables V to be processed are rotated (arrow F) and advanced (arrow G) while being in contact with the
被加工野菜Vを回転させつつ進行させることにより、被加工野菜Vは、順次ピーラー81,81を押し広げつつ、ピーラー刃82,82により皮剥きが行なわれる。そして、被加工野菜Vが一番後方のピーラー81,81に達する。一番後方のピーラー81,81には、ピーラー刃82にガイド87が取り付けられているから、剥かれた皮は、ガイド87に案内されて、支持プレート91とフレーム90との間の隙間92に落下する。従って、剥かれた皮が被加工野菜Vに付着したまま、皮剥きが完了することはない。
By advancing the vegetable V to be processed while rotating, the vegetable V to be processed is peeled by the
搬送用チェーン44は、ピーラー部80の後方で上向きに周回しているから、野菜取付部50は、ピーラー部80を通過した後、支持部55が上向きに傾動する。これにより、皮剥きが完了した被加工野菜Vは、自重によって支持部55である十字刃から外れ、野菜排出案内板16に沿って落下する。被加工野菜Vの落下位置には、皮剥きされた被加工野菜Vが投入されるケースなどを置いておくことで、ケース内に順次被加工野菜Vが収容される。
Since the conveying
なお、供給部20の保持スペースSに被加工野菜Vが載置されていない場合には、空の野菜取付部50がピーラー81,81間を進行する。このとき、ピーラーアーム83に設けられた舟形の開き部材57が、ピーラー81,81を押し広げつつ進行するから、ピーラー刃82,82に支持部55が当接することはなく、ピーラー刃82が傷むこともない。
In addition, when the vegetable to be processed V is not placed in the holding space S of the
ピーラー部80を通過した野菜取付部50は、周回する搬送用チェーン44により、旋回し、再度、供給部20に戻る。
After passing through the
本発明では、被加工野菜Vの回転数、すなわち、支持部55の回転数を、長軸ギア駆動モータ61の回転速度により、適宜調整することができる。従って、長軸ギア駆動モータ61の回転速度を制御することで、被加工野菜Vの回転数を調整することで、皮剥き量の増減、或いは、被加工野菜Vの硬さなどに応じて、皮剥きの厚みなどに対する細かなニーズに対応することができる。
In the present invention, the number of rotations of the vegetables V to be processed, that is, the number of rotations of the
本発明では、野菜取付部50を進行させる搬送部40、支持部55を回転させる長軸ギア60及び長軸ギア駆動モータ61は、被加工野菜Vの進行移行路上に配置せず、進行移行路から後退した位置に設けている。従って、搬送用チェーン44や長軸ギア60等の潤滑油が被加工野菜Vに落下し付着することはない。また、剥かれた皮が搬送用チェーン44や長軸ギア60に付着することもないから、これらの動作安定性も確保できる。
In the present invention, the conveying
本発明において、ピーラー81が『ピーラー』に相当し、被加工野菜Vが『被加工野菜』に相当し、皮剥き装置10が『皮剥き装置』に相当し、撮影部29が『撮影部』に相当し、検出部30が『検出部』に相当し、支持部55が『支持部』に相当し、回転機構53が『回転機構』に相当し、野菜取付部50が『野菜取付部』に相当し、支持部高さ調節機構27が『支持部高さ調節機構』に相当し、支持プレート91が『支持プレート』に相当し、フレーム昇降機構93が『フレーム昇降機構』に相当する。
In the present invention, the
本発明の好ましい一実施形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。 Although one preferred embodiment of the invention is described above, the invention is not so limited. It is understood that various other embodiments can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Furthermore, in this embodiment, the actions and effects of the configuration of the present invention are described, but these actions and effects are examples and do not limit the present invention.
10 皮剥き装置
27 支持部高さ調節機構
29 撮影部
30 検出部
40 搬送部
50 野菜取付部
53 回転機構
55 支持部
81 ピーラー
91 支持プレート
93 フレーム昇降機構
V 被加工野菜
REFERENCE SIGNS
Claims (5)
前記被加工野菜の画像を撮影する撮影部と、
多層ニューラルネットワークで構成され、前記画像を入力して前記被加工野菜の種類と形状とを検出する検出部と、
前記被加工野菜を支持する支持部と、前記支持部を回転させる回転機構とを有し、前記ピーラーの間を進行する野菜取付部と、
前記被加工野菜の形状に基づいて前記被加工野菜の軸心と前記支持部との高さを一致させる支持部高さ調節機構と、を備える皮剥き装置。 A peeling device for passing a vegetable to be processed between a plurality of pairs of peelers arranged in a row and peeling the skin of the vegetable to be processed by the peeler,
a photographing unit for photographing an image of the vegetables to be processed;
a detection unit configured by a multi-layered neural network for inputting the image and detecting the type and shape of the vegetable to be processed;
A vegetable mounting portion having a support portion that supports the vegetables to be processed and a rotation mechanism that rotates the support portion, and progressing between the peelers;
A peeling device, comprising: a supporting portion height adjusting mechanism for matching the height of the axis of the vegetable to be processed and the height of the supporting portion based on the shape of the vegetable to be processed.
前記支持部は、前記被加工野菜の先端を前記支持プレートに当接させて、進行方向に対して下方に傾斜した状態で前記被加工野菜を支持し、
前記回転機構は、前記被加工野菜の先端を前記進行方向に対して下方に傾斜した状態で前記被加工野菜を回転させる、請求項1または2に記載の皮剥き装置。 further comprising a support plate disposed below between the plurality of pairs of peelers;
The support part supports the vegetable to be processed in a state in which the tip of the vegetable to be processed is in contact with the support plate and is inclined downward with respect to the traveling direction,
3. The peeling apparatus according to claim 1, wherein the rotating mechanism rotates the vegetable to be processed while the tip of the vegetable to be processed is inclined downward with respect to the advancing direction.
前記検出部で検出した前記被加工野菜の種類および/または形状に基づいて、前記複数対のピーラーおよび前記支持プレートの高さを調節する、請求項3に記載の皮剥き装置。 Further comprising a frame lifting mechanism for adjusting the height of the plurality of pairs of peelers and the support plate,
4. The peeling apparatus according to claim 3, wherein heights of said plurality of pairs of peelers and said support plate are adjusted based on the type and/or shape of said vegetable to be processed detected by said detector.
前記画像を入力して前記被加工野菜の種類と形状とを検出する検出工程と、
前記被加工野菜の形状に基づいて、前記被加工野菜の軸心と前記被加工野菜を支持する支持部との高さを調節する支持部高さ調節工程と、
前記支持部を回転させつつ、一列に並んだ複数対のピーラーの間に、前記支持部に支持された前記被加工野菜を通過させて、前記ピーラーにより前記被加工野菜の皮を剥く皮剥き工程と、を備え、
前記検出工程は多層ニューラルネットワークを用いて実行される、皮剥き方法。
a photographing step of photographing an image of the vegetables to be processed;
a detection step of inputting the image and detecting the type and shape of the vegetable to be processed;
a support portion height adjusting step of adjusting the height between the axis of the vegetable to be processed and the support portion that supports the vegetable to be processed, based on the shape of the vegetable to be processed;
A peeling step of passing the vegetable to be processed supported by the supporting part between a plurality of pairs of peelers arranged in a row while rotating the supporting part, and peeling the skin of the vegetable to be processed by the peeler. and
A method of peeling, wherein the detecting step is performed using a multilayer neural network.
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