JP2786788B2 - 結球野菜の外葉拡開装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として、キャベツ等
の結球野菜を収穫する収穫機等に採用される結球野菜の
外葉拡開装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、キャベツの収穫は人手によってい
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来のもののよう
に、人手によるキャベツの収穫作業は多大なる労力と時
間とを伴う。そこで、キャベツの収穫を機械化しようと
する試みがある。そして、該機械化にあたって、圃場か
ら抜き取ったキャベツの結球部と茎部とを分離する場
合、キャベツの茎部は結球部の外葉内に在る主要部分の
付け根から切り取らなければならないことから、結球部
主要部分と茎部とを画像処理して切断部分を検出し、該
切断部分にカッターを位置合わせして、結球部主要部分
を切り取る機構が考えられている。

【０００４】しかしながら、この場合、外葉が邪魔物と
なって結球部主要部分等を画像処理できないと云う問題
がある。そこで、本発明は外葉を拡開して結球部主要部
分を露出させて、該結球部主要部分等を画像処理し得る
ようにする装置を提供して、キャベツ等の収穫の機械化
に対応できるよう考慮することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明が、前記目的を達
成するために講じた技術的手段は、上下方向に配設され
且つ昇降自在な複数の拡開アーム21と、圃場から抜き取
られた結球野菜6 の下部側の茎部7 を挟持して拡開アー
ム21の下方に移送する移送装置14と、下降されてくる拡
開アーム21をその下端部が結球野菜6 の頂部上方の所定
位置に位置するように一旦停止させるべく結球野菜6 を
検出するセンサ19と、前記所定位置からさらに拡開アー
ム21を下降させる際拡開アーム21の下端部が結球野菜6
の結球部8 の主要部分8aと外葉8bとの間を主要部分8aに
略沿って下降して外葉8bを折り曲げるように拡開アーム
21を拡開する拡開手段とを備えてなる点にある。

【０００６】

【作用】圃場から抜き取られた結球野菜の下部側の茎部
は移送装置で挟持されて拡開アームの下方に移送され
る。次いで、拡開アームが下降し、センサによって結球
野菜が検出されて、拡開アームはその下端部が結球野菜
の頂部上方の所定位置に位置したところで一旦停止され
る。次いで、拡開アームをさらに下降させると、拡開ア
ームが拡開手段によって拡開し、拡開アームの下端部
が、結球野菜の結球部の主要部分と外葉との間を主要部
分に略沿って下降して外葉を折り曲げる。これによって
結球野菜の結球部主要部分が露出される。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図3 及び図4 において、1 は自走式のキャベツ収
穫機を示し、前部に、圃場に在るキャベツ6 を抜き取る
抜取部2 を備えている。この抜取部2 は左右対向状で後
方に向けて上方傾斜状の回転式2 軸スクリュウオーガ3
と、該スクリュウオーガ3 の上方側の左右両側に在る挟
持ベルト4 と、スクリュウオーガ3 の上方のフィードベ
ルト5 とから成り、キャベツ6 の茎部7 をスクリュウオ
ーガ3 で挟むと共にキャベツ6 の結球部8 を挟持ベルト
4 で挟んで、キャベツ6 を後方へ移送することで、該キ
ャベツ6 が圃場から抜き取られ、抜き取られたキャベツ
6 は後方に移送される間にフィードベルト5 で押さえら
れて姿勢制御される。

【０００８】抜取部2 の後方には、球切り処理部9 が設
けられ、ここでキャベツ6 の結球部8 の主要部分8aと茎
部7 及び外葉8bとが分離される。この球切り処理部9 は
外葉拡開装置10と、切断位置検出装置11と、切断装置12
と、挟持ベルト13とから構成されている。外葉拡開装置
11は前記抜取部2 のスクリュウオーガ3 の後方に配置さ
れた移送装置14を備え、この移送装置14は前後方向の軸
心を有する左右一対のスクリュウオーガ15で構成されて
いる。移送装置14の前部上方には、図3 及び図4 にも示
すように、機体側に昇降自在に支持された昇降フレーム
( 図示省略) に、昇降自在に支持された支持筒16が設け
られている。この支持筒16には、ロッド17が上下方向相
対移動自在に内嵌されると共に、該ロッド17は昇降フレ
ーム側に支持され、ロッド下端には、押さえ部18が設け
られていると共に、接触センサ19が設けられている。

【０００９】また、支持筒16上部にはブラケット20が径
方向外方に突設され、ブラケット20には拡開アーム21が
支持筒16径方向に揺動自在に枢支され、拡開アーム21の
下端部にはローラ22が回転自在に設けられ、該ローラ22
はスポンジ或いはゴム様の弾性体から形成されている。
拡開アーム21は板材等から成り、支持筒16の周囲に、該
支持筒16軸心を中心とした円周方向に等間隔をおいて3
本配置されており、拡開アーム21相互間に設けた引張り
コイルバネ( 或いは、拡開アーム21上端の枢支部に設け
たねじりコイルバネ)37 によって、中心に向けて付勢さ
れている。

【００１０】各拡開アーム21の上部は上端から下方に向
けて外方に傾斜すると共に途中で屈曲されて内方に傾斜
されており、この内方傾斜部分が第1 カム部23とされて
いる。また、中途部は第1 カム部23下端から下方に向け
て外方に傾斜すると共に途中で下方に向けて屈曲されて
おり、外方傾斜部分が第2 カム部24とされ、下部はロー
ラ22が中心部に位置するように湾曲形成されている。
尚、拡開アーム21は2 本或いは4 本以上設けられていて
も良い。

【００１１】各拡開アーム21の中途部の屈曲部分には、
ガイドローラ25が接当しており、このガイドローラ25
は、昇降フレームに固定の固定筒26から径方向外方に突
設されたサポート27の突出端部に回転自在に取付けられ
ている。尚、固定筒26には前記支持筒16が挿通自在であ
る。また、前記第1,第2 カム部23,24 及びガイドローラ
25によって拡開手段が構成されている。

【００１２】切断位置検出装置11は、図5 に示すよう
に、キャベツ6 を撮像するＴＶカメラ28と、該ＴＶカメ
ラ28で撮像した映像信号を画像処理するＣＰＵ29とを備
えて成る。切断装置12は移送装置14の後方に配置され、
図6 に示すように、円板状カッター30と、該カッター30
を回転駆動するモータ31と、カッター30の上下位置調整
手段32とを備えて成り、モータ31は上下動自在で且つ上
下軸心廻り回動不能に支持され、上下調整手段32はモー
タ31に固定したナット体33と、これに螺合されるネジ杆
34と、該ネジ杆34を軸心廻りに回動するモータ31とから
成る。

【００１３】挟持ベルト13は切断装置12の上方側の左右
両側に配置されている。前記球切り処理部9 では、キャ
ベツ6 は以下のようにして処理される。先ず、抜取部2
から移送されてきたキャベツ6 はその茎部7 が移送装置
12で挟持されて後方へ移送され、拡開アーム21の下方に
て一旦移送が停止され、その後、昇降フレームが下降さ
れて、支持筒16、ロッド17及びガイドローラ25が一体的
に下降される。そして、図1 に示すように、ロッド17下
端の接触センサ19が結球部8 の頂部に接触した時点で支
持筒16等の下降が停止される。このとき、結球部8 の頂
部に押さえ部18が接当して、該結球部8 が軽く押さえら
れ、拡開アーム21下端のローラ22は結球部8 頂部の若干
上方に位置する。

【００１４】次に、支持筒16が下降される。すると、第
2 カム部24が下方に向けて外方に傾斜状であることか
ら、図2 に仮想線で示すように、拡開アーム21はガイド
ローラ25にガイドされて、バネ37の付勢力に抗して拡開
( 上端の枢支部廻りに中心から外方に向けて揺動) しな
がら下降し、そして、第1 カム部23の下端にガイドロー
ラ25が位置した時には、第1 カム部23は下方に向けて若
干内方に傾斜していることから、図2 に実線で示すよう
に、拡開アーム21は若干中央に寄りながら下降する。従
って、拡開アーム21下端のローラ22は、図2 及び図7 に
示すように、結球部8 の主要部分8aと外葉8bとの間を、
結球部8 の頂部から側部を経て下方にかけて、結球部8
の主要部分8a外面にほぼ沿って下降し、外葉8bを押し広
げて主要部分8aを露出させる。

【００１５】尚、この際、外葉8bの基部が充分に折れ曲
がるまでローラ22を下降させるのが好ましい。そして、
ローラ22が設定位置まで下降すると、前記動作と逆の動
作で支持筒16、ロッド17、拡開アーム21等は初期の位置
に戻されるようになっている。次に、図5 及び図6 に示
すように、露出された結球部8 の主要部分8a及び茎部7
等はＴＶカメラ28で撮像され、撮像された結球部8 等の
映像信号はＣＰＵ29に入力され、ここで画像処理され
て、切断位置( 茎部7 の主要部分8aに対する付け根部
分) が検出されると共に、この切断位置と基準線( スク
リュウオーガ15の軸心)Oとの上下方向の距離H が演算さ
れる。そして、この演算値が上下位置調整手段32を制御
する制御器36に入力され、これによってカッター30が茎
部7 の切断位置に対応する位置に位置調整されるように
なっている。

【００１６】尚、この際、鉛直線P に対する結球部8 の
前後の傾きαをも検出して、該傾きαに対応してカッタ
ー30を傾動させるようにするのが望ましい。次に、移送
装置14が再び駆動されてキャベツ6 が後方へ移送され、
挟持ベルト13によって結球部主要部分8aの側部が挟持さ
れ、カッター30によって茎部7 が切断される。尚、茎部
7 は移送装置14の後端部で圃場に落下される。

【００１７】球切り処理部9 の後方には、後上方に傾斜
状の上下一対のベルトコンベヤから成るエレベータ装置
38が設けられ、該エレベータ装置38の上部後方には積込
みコンベヤ39が設けられ、積込みコンベヤ39の後方には
収納箱42が設けられていて、球切り処理部9 で処理され
たキャベツ6 の結球部主要部分8aはエレベータ装置38に
よって後上方に移送され、積込みコンベヤ39を経て収納
箱42に積み込まれる。

【００１８】また、積込みコンベヤ39上では、センサ40
によって球径が検出され、規格外のものは排除板43でコ
ンベヤ39側方へ押しやられ、シュート44を介して圃場に
落下される。収納箱42は前後左右の壁部から成る側周壁
50と前後一対の底板51とから上方開口状に形成され、リ
フトシリンダ52によって昇降されるようになっている。
また、収納箱42の側周壁50の前面側には、キャベツ6 の
結球部主要部分8aの投入口53が上端から下部に亘って切
欠形成され、前側の底板51の前縁及び後側の底板51の後
縁は夫々ヒンジ54により側周壁50の下端に左右軸心廻り
回動自在に取付けられていて、収納箱42の底部は観音開
き状に開放可能とされている。また、収納箱42内にはビ
ニールシート55が収納されている。尚、このビニールシ
ート55にも前記投入口53に対応する切欠部が形成され
る。

【００１９】前記収納箱42内にキャベツ6 の結球部主要
部分8aを収納する際にあっては、先ず、図1 に仮想線で
示すように、リフトシリンダ52を伸長させて収納箱42を
持ち上げて、底板51を積込みコンベヤ39の終端に近づけ
ておき、収納箱42に投入されるキャベツ6 の結球部主要
部分8aの量に応じて収納箱42を徐々に下降させる。そし
て、キャベツ6 の結球部主要部分8aが収納設定数に達す
ると、一旦収穫を中止し、収納したキャベツ6 の結球部
主要部分8aを圃場に放出する。

【００２０】収納したキャベツ6 の結球部主要部分8aを
放出するには、収納箱42の底板51を地面に近接させた状
態から底板51をヒンジ54廻りに回動可能とすると共に、
収納箱42を徐々に上昇させる。これによって、収納した
キャベツ6 の結球部主要部分8aがビニールシート55と共
に放出される。尚、前記実施例において、外葉拡開装置
10のロッド17下端の押さえ部18はキャベツ6 の頂部に接
当することから、該接当部分に弾性体を設けると共に、
ロッド17と昇降フレームとの間に、押さえ部17のキャベ
ツ6 に対する接当を緩和する緩衝バネを設けるのが好ま
しい。

【００２１】図8 はキャベツの茎部切断部の変形例を示
し、56は外葉拡開装置10の移送装置14の後方に配置され
るベルトコンベヤ、57は結球部主要部分8aの側部を挟持
する挟持ベルトで、前記ベルトコンベヤ56の前部から後
方に亘って設けられている。ベルトコンベヤ56には、ベ
ルトの撓みを防止する支持板58が設けられている。切断
装置12は前記実施例と同様の構成である。

【００２２】この変形例では、以下のようにして処理さ
れる。先ず、画像処理することによって、茎部7 の結球
部主要部分8aに対する付け根部分と、結球部主要部分8a
の頂部との距離ｈを求める。次に、カッターで茎部7の
根部側を切断して結球部主要部分8aを外葉拡開装置10の
移送装置14から離反し、結球部主要部分8aを反転装置等
により上下反転させて、ベルトコンベヤ56上に載置す
る。結球部主要部分8aはベルトコンベヤ56及び挟持ベル
ト57で後方の切断装置12へと移送される。一方、切断装
置12のカッター30のベルトコンベヤ56上面からの距離
は、画像処理によって求めた距離ｈと同じ距離に調整さ
れており、茎部7 が付け根から切断されるようになって
いる。

【００２３】尚、球切り処理部9 は前記実施例に示すよ
うに、堀取部2 及び収納箱42等と一体の機械に設けられ
ておらなくても良く、別体の機械に設けられていても良
い。また、前記実施例では、拡開アーム21の第1,第2 カ
ム部23,24 及びガイドローラ25によって拡開手段を構成
しているが、アクチュエータによって拡開アーム21を拡
開動作させるようにしても良い。

【００２４】

【発明の効果】本発明によれば、結球野菜の外葉を拡開
させて結球部主要部分を露出させることができ、これに
よって茎部の切断位置を画像処理により検出できること
となり、結球野菜の収穫の機械化に対応できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】要部の構成図である。

【図２】作用状態説明図である。

【図３】キャベツ収穫機の側面構成図である。

【図４】キャベツ収穫機の平面構成図である。

【図５】切断位置検出装置の構成図である。

【図６】切断装置の構成図である。

【図７】キャベツの外葉拡開状態を示す平面図である。

【図８】切断部の変形例を示す側面図である。

【図９】画像処理したキャベツの結球部主要部分を示す
側面断面図である。

【符号の説明】

６ キャベツ( 結球野菜) ７ 茎部 ８ 結球部 8a 主要部分8a 8b 外葉8b 14 移送装置 19 接触センサ 21 拡開アーム 23 第1 カム部 24 第2 ガム部 25 ガイドローラ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上下方向に配設され且つ昇降自在な複数
   の拡開アーム(21)と、圃場から抜き取られた結球野菜
   (6) の下部側の茎部(7) を挟持して拡開アーム(21)の下
   方に移送する移送装置(14)と、下降されてくる拡開アー
   ム(21)をその下端部が結球野菜(6 )の頂部上方の所定位
   置に位置するように一旦停止させるべく結球野菜(6 )を
   検出するセンサ(19)と、前記所定位置からさらに拡開ア
   ーム(21)を下降させる際拡開アーム(21)の下端部が結球
   野菜(6 )の結球部(8 )の主要部分(8a)と外葉(8b)との間
   を主要部分(8a)に略沿って下降して外葉(8b)を折り曲げ
   るように拡開アーム(21)を拡開する拡開手段とを備えて
   なることを特徴とする結球野菜の外葉拡開装置。