JP2023066823A - 果菜箱詰め装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 等階級別に選別された果菜の箱詰めを自動で行う果菜箱詰め装置を提供する。【解決手段】 本発明の果菜箱詰め装置は、果菜選別装置で等階級別に選別された果菜の箱詰め装置であって、選別済みの果菜を搬送する第一搬送体と、第一搬送体で搬送された果菜を引き継いで、引き継がれる複数の果菜の間隔を詰めながら先方に搬送する第二搬送体と、第二搬送体で間隔が詰められた複数の果菜を取り出して収容箱に収容するロボットを備えたものである。【選択図】図１

Description

本発明は等階級別に選別された果菜を箱詰めする果菜箱詰め装置に関する。

従来、キュウリ、茄子、ゴーヤ、人参、ズッキーニのような長物果菜（長尺果菜）を等階級別に選別する装置として、本件発明者が先に開発した果菜選別装置（特許文献１及び２）がある。

この果菜選別装置は、果菜搬送体の果菜受体（バケット）に果菜を載せて搬送し、その搬送中に当該果菜を計測し、その計測結果に基づいて当該果菜を等階級別に判別し、判別済みの果菜が等階級別にプールコンベアに振り分けて排出されるように構成されている。

特開２０１６－１５３１１９号公報 特開２０２０－１８６１３２号公報

等階級別に選別された果菜は等階級ごとに箱詰めされるが、前記果菜選別装置は等階級ごとに選別するところまでを行う装置であり、その後の箱詰め作業は手作業で行われていた。

しかしながら、手作業で箱詰めをするためには、果菜を一つ一つ手で取って収容箱に詰める必要があり、作業者の中には腱鞘炎等を患っている人もいるなど、作業者にとっては体力的な負担が大きかった。また、昨今の人手不足の影響で、箱詰め作業を行う人員の確保が難しく、箱詰め作業を自動で行うことができる装置の提案が望まれている。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その解決課題は、等階級別に選別された果菜の箱詰めを自動で行うことのできる果菜箱詰め装置を提供することにある。

本発明の果菜箱詰め装置は、果菜選別装置で等階級別に選別された果菜の箱詰め装置であって、選別済みの果菜を搬送する第一搬送体と、第一搬送体で搬送された果菜を引き継いで、引き継がれる複数の果菜の間隔を詰めながら先方に搬送する第二搬送体と、第二搬送体で間隔が詰められた複数の果菜を取り出して収容箱に収容するロボットを備えたものである。

本発明の果菜箱詰め装置は、等階級別に選別された果菜の間隔を詰める第二搬送体と、間隔が詰められた複数の果菜を取り出して収容箱に詰めるロボットを備えているため、作業者の箱詰め作業に係る負担を解消することができ、人手不足による人員確保の問題の解決の一助ともなる。また、果菜の選別から箱詰めまでを一連のシステムで行うことができるため、作業効率が向上する。

本発明の果菜箱詰め装置と果菜選別装置の一例を示す概要説明図。 本発明の果菜箱詰め装置の一例を示す概要説明図。 ロボットによる箱詰め動作の説明図。 第二搬送体の上方に配置された果菜誘導手段の一例を示す平面図。 第一搬送体と第二搬送体の正面図。

（実施形態）
本発明の果菜箱詰め装置の実施形態の一例を、図面を参照して説明する。本発明の果菜箱詰め装置は各種果菜の箱詰めに用いることができるが、ここでは、果菜が長物果菜であるキュウリの場合を一例として説明する。

本発明の果菜箱詰め装置は、果菜選別装置Ａで等階級別に選別された果菜Ｘを自動で箱詰めする装置であり、図１に示すように、果菜選別装置Ａの下流側に設置して使用するものである。

一例として図１に示す果菜選別装置Ａは、果菜Ｘを搬送する果菜搬送体Ａ１と、果菜搬送体Ａ１で搬送中の果菜Ｘの等階級を判別する計測判別手段Ａ２と、果菜搬送体Ａ１で搬送された果菜Ｘを取り出す果菜取出し手段Ａ３と、果菜取出し手段Ａ３で取り出された果菜Ｘを引き継いで先方に搬送する引継ぎ搬送体Ａ４を備えている。

この果菜選別装置Ａでは、果菜搬送体Ａ１の果菜受け体Ａ５に載せられた果菜Ｘの等階級がその搬送中に計測判別手段Ａ２で計測・判定され、その計測・判定結果に基づいて振り分けられる。振り分けられた各ラインの先方には果菜取出し手段Ａ３が設けられ、所定位置に到達した果菜受け体Ａ５上の果菜Ｘが果菜取出し手段Ａ３で取り出される。各果菜取出し手段Ａ３の先方には引継ぎ搬送体Ａ４が設けられ、各果菜取出し手段Ａ３で取り出された果菜Ｘが各果菜取出し手段Ａ３の先方の引継ぎ搬送体Ａ４で引き継がれる。

果菜搬送体Ａ１で搬送される果菜Ｘは、終始搬送方向に交差する向きで搬送される。この実施形態の果菜箱詰め装置は、引継ぎ搬送体Ａ４で引き継がれた際の向きのまま果菜Ｘを取り出して箱詰めできるようにしてある。なお、ここで示す果菜選別装置は一例であり、果菜選別装置はこれ以外であってもよい。

図２に示すように、この実施形態の果菜箱詰め装置は、等階級選別済みの果菜Ｘを搬送する第一搬送体１０と、第一搬送体１０で搬送された果菜Ｘを引き継いで搬送する第二搬送体２０と、第二搬送体２０上の複数の果菜Ｘを取り出して収容箱Ｙに収容するロボット３０を主要構成として備え、その近傍には、果菜を収容するための収容箱Ｙを搬送する収容箱搬送体４０と、果菜収容済みの収容済み収容箱を搬送する排出搬送体５０が配置されている。

図示は省略していているが、前記第一搬送体１０、第二搬送体２０及びロボット３０は、果菜Ｘの等階級ごとに設けられている。収容箱搬送体４０と排出搬送体５０の間には分配搬送体６０が配置され、収容箱搬送体４０で搬送された収容箱Ｙが、プッシャー７０によって各分配搬送体６０に送り出されるようにしてある。分配搬送体６０及びプッシャー７０はロボット３０と同数設けられている。

前記第一搬送体１０は、果菜選別装置Ａで等階級別に選別された果菜Ｘを搬送するものである。この実施形態では、引継ぎ搬送体Ａ４を第一搬送体１０として用いている。第一搬送体１０は引継ぎ搬送体Ａ４とは別に設けることもできる。第一搬送体１０には既存のベルトコンベアやその他のコンベアを用いることができる。

前記第二搬送体２０は、第一搬送体１０で搬送された果菜Ｘを引き継いで搬送するものである。第二搬送体２０には、既存のアキュームコンベアやベルトコンベア、その他のコンベアを用いることができる。その他のコンベアとしては、平ベルトの表面に果菜Ｘが収まる複数の凹部が所定間隔で設けられたもの等を用いることができる。

第二搬送体２０は常時回転するようにすることも、第一搬送体１０から果菜Ｘが送り出される度に間欠回転するようにすることもできる。常時回転するようにするときは、アキュームコンベアのように、第二搬送体２０を停止させることなく果菜Ｘを所定位置に一定時間維持できるような構成にすることができる。

一方、第二搬送体２０を、第一搬送体１０から果菜Ｘが送り出される度に間欠回転するようにするときは、たとえば、第一搬送体１０の搬送方向先端側にセンサなどを設け、そのセンサでの検知信号に基づいて第二搬送体２０が一ピッチ分回転するようにすることができる。

第二搬送体２０の回転速度は第一搬送体１０と同じとすることも、第一搬送体１０よりも遅くすることもできる。第二搬送体２０の回転速度を第一搬送体１０の回転速度よりも遅くすることで果菜Ｘの間隔を詰めることができるため、第二搬送体２０を常時回転させる場合には、第二搬送体２０の回転速度を第一搬送体１０の回転速度よりも遅くするのが好ましい。

第二搬送体２０は、その上面が第一搬送体１０の上面と同じ高さ又は略同じ高さとなるように、第一搬送体１０の先方に配置されている。第二搬送体２０はその上面が第一搬送体１０の上面よりも低くなるように設置することもできる。両者の上面の高さを揃えることで段差がなくなり、果菜が傷つきにくくなるというメリットがあり、第二搬送体２０を第一搬送体１０よりも低くすることで、果菜Ｘの第二搬送体２０への移動がスムーズになるというメリットがある。

図２に示すように、第二搬送体２０の上方であって第一搬送体１０寄りの位置には、果菜Ｘを第二搬送体１０の幅方向一方側（この実施形態ではロボット３０側）に誘導する果菜誘導手段８０が設けられている。この実施形態では、果菜誘導手段８０としてベルトコンベアを用いている。

この実施形態の果菜誘導手段８０は搬送面が第二搬送体２０の搬送面に対して垂直になる向きで設置してある。また、図４に示すように、果菜誘導手段８０は先端側の端部が始端側よりもロボット３０側に近くなるように、斜めに角度をつけて設けてある。果菜誘導手段８０は果菜Ｘをロボット３０側に誘導できるものであればよく、たとえば、板材やローラ等のベルトコンベア以外のものを用いることもできる。

図５に示すように、この実施形態では、第二搬送体２０に間隔が詰まった状態で平行に整列し、所定数（図５に示す例では十本）の果菜Ｘが揃ったところで、第二搬送体２０と分配搬送体６０の近傍に設置されたロボット３０によってまとめて取り上げられ、収容箱Ｙに収容される。ロボット３０は、各第二搬送体２０及び各分配搬送体６０の近傍に設置される。

前記ロボット３０は、第二搬送体２０上で間隔が詰められた複数の果菜Ｘを取り出して収容箱Ｙに収容するものである。ロボット３０は、予め設定された移動位置の始点や終点、移動経路等に従って動作するようにしてある。移動位置の始点や終点、移動経路等は位置座標（ＸＹＺ座標）で特定される。

一例として図１～図３に示すロボット３０は、多関節のアーム部３１とアーム部３１の先端側に設けられたエンドエフェクタ３２を備えている。この実施形態では、ロボット３０として五軸垂直多関節ロボットを用いており、ロボット３０の先端にはエンドエフェクタ３２として、横長のベース部３２ａとベース部３２ａの底面側に突設された複数の吸着具３２ｂが設けられている。

複数の吸着具３２ｂは第二搬送体２０上に整列した果菜Ｘと等間隔又は略等間隔で設けられている。図示は省略しているが、各吸着具３２ｂには電磁バルブを介してコンプレッサー（高圧空気源）が接続され、当該コンプレッサーから供給されるエアによって、果菜Ｘが吸着されるようにしてある。なお、この実施形態では、吸着具３２ｂでキュウリのつる側に存在するイボなし部Ｘ１（図４参照）が吸着されるようにしてある。

図２に示すように、この実施形態のロボット３０は、第二搬送体２０上に整列した果菜Ｘをエンドエフェクタ３２で取り出した後、果菜Ｘを吸着（保持）した状態のまま向きを変え、分配搬送体６０上の収容箱Ｙに果菜Ｘを収容する。なお、図２に示す例では、一つの収容箱Ｙに一回分（図示した例では十本）の果菜Ｘが収容されるようにしているが、一つの収容箱Ｙには複数回分（たとえば二回分であれば二十本）の果菜Ｘが収容されるようにすることもできる。

前記収容箱搬送体４０は果菜Ｘを収容する収容箱Ｙを搬送するものである。収容箱搬送体４０には、既存のローラコンベアやベルトコンベア等を用いることができる。この実施形態では収容箱搬送体４０としてローラコンベアを用いている。収容箱搬送体４０は第一搬送体１０及び第二搬送体２０と平行に設けられている。

前記排出搬送体５０は、果菜収容済みの収容箱Ｙを外部に排出するものである。排出搬送体５０には、既存のローラコンベアやベルトコンベア等を用いることができる。この実施形態では排出搬送体５０として、収容箱搬送体４０と同様のローラコンベアを用いている。

前記収容箱搬送体４０と排出搬送体５０の間に配置された分配搬送体６０は、収容箱搬送体４０で搬送された収容箱Ｙを各ロボット３０による果菜収容位置に分配するものである。分配搬送体６０には、既存のローラコンベアやベルトコンベア等を用いることができる。この実施形態では分配搬送体６０として、収容箱搬送体４０と同様のローラコンベアを用いている。

各分配搬送体６０の上流側（収容箱搬送体４０の側方）には、収容箱搬送体４０で搬送された収容箱Ｙを各分配搬送体６０に押し出すプッシャー７０が設けられている。収容箱搬送体４０で搬送された収容箱Ｙは分配搬送体６０の位置で一時停止し、プッシャー７０によって分配搬送体６０に送り出される。

図２に示すように、収容箱搬送体４０、分配搬送体６０及び排出搬送体５０は、それらの搬送面の上面に段差が生じないように、同じ又はほぼ同じ高さになるようにしてある。段差が生じないようにすることで、収容箱Ｙをスムーズに搬送することができるのみならず、収容箱Ｙに収容された果菜Ｘの不用意な位置ずれを防止できるというメリットがある。

なお、図２に示すように、この実施形態では、収容箱搬送体４０、分配搬送体６０及び排出搬送体５０を、第一搬送体１０及び第二搬送体２０よりも高い位置に設けてあり、収容箱搬送体４０、分配搬送体６０及び排出搬送体５０が第一搬送体１０及び第二搬送体２０に干渉しないようにしてある。

（その他の実施形態）
前記実施形態では、果菜誘導手段８０を第二搬送体２０の上方に設ける場合を一例としているが、果菜誘導手段８０は第一搬送体１０の上方や、第一搬送体１０と第二搬送体２０の双方に跨る位置の上方に設けることもできる。果菜誘導手段８０は必要に応じて設ければよく、不要な場合は省略することができる。

前記実施形態では、エンドエフェクタ３２として吸着具３２ｂを備えたものを用いる場合を一例としているが、エンドエフェクタ３２にはこれ以外のものを用いることもできる。たとえば、コンプレッサーから供給されるエアによって把持及び把持解除をすることのできる把持体等を用いることができる。

前記実施形態では、果菜Ｘがキュウリの場合を一例としているが、本発明の果菜箱詰め装置は、キュウリ以外の各種果菜の箱詰め装置としても利用することができる。

前記実施形態の構成は一例であり、本発明の果菜箱詰め装置はこの構成に限定されるものではない。本発明の果菜箱詰め装置は、所期の目的を達成できる範囲内で、構成の追加や省略、入替え等の変更を加えることができる。

本発明の果菜箱詰め装置は、各種果菜の箱詰め、特に、キュウリ、茄子、ゴーヤ、人参、ズッキーニのような長物果菜（長尺果菜）の箱詰めに好適に用いることができる。

１０ 第一搬送体
２０ 第二搬送体
３０ ロボット
３１ アーム部
３２ エンドエフェクタ
３２ａ ベース部
３２ｂ 吸着具
４０ 収容箱搬送体
５０ 排出搬送体
６０ 分配搬送体
７０ プッシャー
８０ 果菜誘導手段
Ａ 果菜選別装置
Ａ１ 果菜搬送体
Ａ２ 計測判別手段
Ａ３ 果菜取出し手段
Ａ４ 引継ぎ搬送体
Ａ５ 果菜受け体
Ｘ 果菜
Ｘ１ イボなし部
Ｙ 収容箱

Claims (8)

1. 果菜選別装置で等階級別に選別された果菜の箱詰め装置において、
   選別済みの果菜を搬送する第一搬送体と、
   前記第一搬送体で搬送された果菜を引き継いで、引き継がれる複数の果菜の間隔を詰めながら先方に搬送する第二搬送体と、
   前記第二搬送体で間隔が詰められた複数の果菜を取り出して収容箱に収容するロボットを備えた、
   ことを特徴とする果菜箱詰め装置。
2. 請求項１記載の果菜箱詰め装置において、
   第二搬送体は果菜が収まる複数の凹部が所定間隔で設けられたコンベアである、
   ことを特徴とする果菜箱詰め装置。
3. 請求項１記載の果菜箱詰め装置において、
   第二搬送体は間欠回転するコンベアである、
   ことを特徴とする果菜箱詰め装置。
4. 請求項１記載の果菜箱詰め装置において、
   第二搬送体は第一搬送体よりも回転速度の遅いコンベアである、
   ことを特徴とする果菜箱詰め装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の果菜箱詰め装置において、
   第二搬送体はその上の所定数の果菜が溜まると停止し、
   ロボットは停止した前記第二搬送体上の果菜を取り出して収容箱に収容する、
   ことを特徴とする果菜箱詰め装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の果菜箱詰め装置において、
   第一搬送体又は／及び第二搬送体上に、果菜を第二搬送体の幅方向一方側に寄るように誘導する果菜誘導手段が設けられた、
   ことを特徴とする果菜箱詰め装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の果菜箱詰め装置において、
   果菜が長物果菜であり、
   前記果菜は、第一搬送体で当該第一搬送体の搬送方向に交差する向きで搬送され、その向きのまま第二搬送体に引き継がれ、引き継がれた複数の果菜の搬送方向の間隔が当該第二搬送体で詰められる、
   ことを特徴とする果菜箱詰め装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の果菜箱詰め装置において、
   果菜がイボなし部を備えたキュウリであり、
   ロボットは前記キュウリのイボなし部を吸着又は把持するエンドエフェクタを備えた、
   ことを特徴とする果菜箱詰め装置。

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