JP2891973B2 - 選別機用受皿並びに農産物選別装置 - Google Patents

選別機用受皿並びに農産物選別装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば柑橘(温州
みかん,オレンジ等)、キウイ、柿、リンゴ、梨等の農
産物、特に球塊状の農産物の透過光情報に基づく選別に
好適に用いることができる選別機用受皿、及びこの受皿
を用いた透過光情報検出機能付きの選別装置に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】農産物の市場での取引価格は、周知のよ
うにその品質に影響されるために農産物は選果場におい
て所定の品質項目で選別仕分けされて出荷されるのが通
常である。選別仕分けの品質項目は、一般的には大き
さ,重量等の階級要素と、傷,色,糖度,熟度等の等級
要素であるが、これらの要素を作業者の目視によらない
で自動的に評価・判定するためには、評価情報を機械的
に検出する手段が必要であり、近時はこの評価情報の検
出のために光学的手段が多用されている。
【0003】この農産物の評価情報を検出する光学的手
段としては、農産物の外観情報を検出するカメラなどの
撮像手段と、糖度などの農産物内部の情報を検出する透
過光検出手段とが知られている。これらで検出された光
情報は、コンピュータ技術により画像処理、分光分析等
の演算処理、比較処理、判定処理等々の処理がされ、所
定の品質項目についての評価判定が行われる。これらの
外観情報や透過光情報は光情報である点では共通する
が、情報検出のための光学的手段は大きく異なってい
る。すなわち透過光として検出される透過光量は農産物
内部を通るために、農産物の種類にもよるが照明光の例
えば100万分の1〜1億分の1に減衰して非常に小さ
いものとなるからであり、外観情報に比べて検出が格段
に難かしいとされている。
【0004】従来から知られる前記透過光検出のための
方法,手段を挙げると、透過光検出の原理的構成を説明
するものとしては、検定箱の中に設けた載置台に農産物
を載せて透過光を検出するもの(特開平4−84740
号公報)、周方向に離隔して設けた透孔を有するターン
テーブルを用いて透孔に載せた農産物の透過光を検出す
るもの(実公平58−25345号公報)、載置台の上
に載せた農産物の透過光をフィルターを介して検出する
もの(特開平4−83148号公報)、ゴム製光遮蔽物
とゴム製外乱光遮蔽物を用いて農産物の透過光を検出す
るもの(特開平3−160344公報)などがあり、ま
た搬送受皿を用いた選別仕分け装置と関連するものとし
ては、扁平で中央に上下貫通の開口を有する皿型の穴あ
き受皿上に農産物を載せ、これを停止させて下方から開
口内に受光系をなす光ファイバーを上動接触させて透過
光を検出する方式のもの(特開平6−288903号公
報)、同様に農産物を載せた穴あき受皿を停止させ糖度
センサを上動近接させて糖度情報を検出する方式のもの
(特開平7−253397号公報)が知られている。
【0005】ところで実際装置においては、上述のよう
に光量が非常に小さい透過光の光情報を用いて評価判定
を正確に行うためには、その光情報を精度,感度良く検
出できることが重要となり、また近時においては、多数
の農産物を連続的に選別仕分けするために検出が迅速に
行えること、及びコンベア等の搬送を停止させることな
くその搬送途中で検出が行えることが求められるが、上
述の従来提案のものでは、ラインを停止させずに各農産
物の透過光情報を検出するには適していない。例えば、
農産物に受光系を接触ないし近接させる特開平6−28
8903号や特開平7−253397号の方式は、微弱
光の検出の点では優れているが受皿をコンベアチェーン
に連結して移動させながら検出することは極めて困難で
ある。
【0006】しかし、農産物の選別仕分けにおいては、
種々の関連装置(例えば評価情報検出装置,仕分排出装
置,箱詰装置や、制御装置などのコンピュータ技術)の
発達などにより極めて迅速な処理が行われるようになっ
てきているため、透過光情報の検出についても、ライン
の連続稼働中での検出を可能とすることは不可欠となっ
てきている。
【0007】なお、搬送ラインを連続的に移動させなが
ら透過光を検出する提案は、例えば特公平3−8055
7号公報、実開平7−26709号公報、特公平7−7
2712号公報でされているが、特公平3−80557
号では評価判定する情報の一つに透過光を挙げているだ
けで、透過光を精度,感度良く検出する具体的手段につ
いては開示がない。また実開平7−26709号の提案
も受光系が概念的に開示されているにすぎないし、特公
平7−72712号の提案もチョッピング周波数と同期
するロックイン増幅でノイズの影響を低減する原理を開
示するだけで、非常に小さい微弱光である透過光を精
度,感度良く検出するための具体的な提案はない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、照明光
に比べて極めて減衰した光情報となる農産物透過光を搬
送ラインを停止させることなく感度よく検出可能とする
ことは近時強く求められているが、これを実現する装置
の提供は容易でなく、上述したように種々されている提
案にも連続搬送しながら高感度検出を可能とする方法,
装置は、適当なものはないのが実状である。
【0009】本発明者は、以上のような種々の問題、す
なわち、微弱な透過光を高感度に検出することは容易で
ないこと、農産物は自然物、天然物であるために大き
さ,形状が必ずしも一定せずこれが前記微弱透過光の高
感度検出をより困難としていること、生産性向上のため
に農産物を停止させることなく連続移動させながら前記
微弱透過光の高感度検出を実現することが問題をより困
難としていること、などを考慮しながら鋭意研究,開発
を進めた。
【0010】そしてこれらの問題の解決のためには、農
産物を透過して極めて微弱な光に減衰した透過光を検出
するに際して、検出しようとする透過光が、圧倒的に大
きな光量(通常透過光よりも数万倍以上の光量、照明光
が漏れ入光する場合には100万倍以上の光量)の外乱
光に埋没してしまう問題を解決する必要があり、このよ
うな外乱光混入の防止のために、農産物内部を透過した
光を照明光から分離して取り出す工夫、すなわち照明光
が農産物透過光を受光する検出側に漏れ入光することを
効果的に防ぐようにした選別機用の受皿、並びにこの受
皿を用いた透過光情報検出機能付きの農産物選別装置の
提供を目的として本発明はなされたものである。
【0011】本発明の目的は、実際の農産物選別装置に
おいては、大きさ(階級)と形状、着色等の外観品位
(等級)を併せて計測し、階級別外観品位別に選別して
いるので、選別機の受皿は、この両方の計測が可能とな
る様に、受皿の中央に設けた上部受座を上方に高く突き
出し、農産物(青果物等)の周囲を赤道部より下側面ま
で露出して載せる如く形成して農産物の内部品質、外部
品質を測定できる農産物選別装置を提供するところにあ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記の目的は上述した特
許請求の範囲における各請求項に記載した発明により達
成される。
【0013】本願請求項1の農産物選別装置の発明は、
無端状に搬送される多数の受皿に各一個宛に農産物を載
せて該農産物の内部品質を計測するため透過光検出を連
続的に行うようにした仕分排出機構を有する搬送コンベ
アにより、透過光検出領域を搬送コンベア上方の照明部
と下方の透過光検出部に区画して該下方の透過光検出部
を暗部となし、複数の照明ランプにより照射され農産物
の内部を通った透過光を前記受皿に設けた透過光通過路
を通して透過光検出部に配置した透過光受光手段で受光
するようにした農産物選別装置において、前記受皿は、
載せられた農産物と環状に弾着係合する1重あるいは同
心多重の遮光用弾性環状の上部受座を有し且つ該環状の
上部受座の内側で前記透過光通過路の上端が農産物に臨
むように構成し、前記照明部には、移動する各受皿上の
農産物を押下するように搬送上流側で弾着し下流側で弾
着解除する押え素子の多数が搬送ラインの受皿と同期し
て無端回動する農産物押え手段を設けたことを特徴とす
る。
【0014】この発明によれば、受皿の上部受座が農産
物と弾着係合し且つ押え手段により農産物が押下されて
その上部受座との隙間のない弾着状態が確保される。ま
た、受皿を水平に振動なく摺動安定走行させ受皿の下部
の透過光の出口と透過光検出部との間を可能な限り近接
させて、外乱光が入らないようにするために受皿の下部
に突出した摺動部とそれを受ける受皿搬送姿勢ガイドレ
ールを設け、外乱光が透過光通路に漏れ入光することを
確実に防止し、農産物内部を透過した光を照明光から分
離して取り出すことができるように構成した。また搬送
ラインの受皿により上下に区画された下方の透過光検出
部を暗部としたので、透過光が受光系に入る部位におい
ても外乱光の入光を防止できる。したがってこれらによ
り感度の高い透過光検出が実現できる。
【0015】上記の構成における農産物選別装置は、受
皿を回動させる上記搬送ラインの途中で透過光を検出す
ることに加えて、同一搬送ライン上で撮像カメラなどの
光学的手段を設けて、階級や外観品位の計測を行うこと
ができる。
【0016】上記構成における受皿は、上に載せた農産
物の内部を透過した光を搬送ラインの下方に導くことが
できる透過光通路を有する他、上述した搬送ライン上下
を光学的に区画でき且つ透過光通路への照明光の漏れ入
光を防止できるものであればよい。搬送ラインの下方に
形成される透過光検出部を暗部とするには、該部を外部
から遮蔽すると共に、搬送ラインの搬送面を通して照明
光が下方の暗部内に漏れないようにすればよく、該搬送
面の遮光は、受皿及び必要に応じて受皿周囲あるいは隣
接受皿間の隙間を遮光シートなどで遮蔽することで行う
ことができる。上記構成における遮光用弾性環状の上部
受座(以下「環状受座」という場合がある)は、載せら
れる農産物の外周に隙間なく接触して該接触部から内側
の透過光通路に照明光が漏れ入光することを防止するの
に適した弾性変形性を有し、且つ載せられた農産物を安
定支持できるものとして、一般的にはゴム,プラスチッ
ク等の弾性材料を用いて形成される。環状受座の形状は
一般的には円形のものとされるのが普通であるが、請求
項2の発明はこれを着脱交換できるように構成したので
農産物の形状に対応して長円形,楕円形等の形状を適宜
選択できる。環状受座は1重でもよいが、例えば同じリ
ンゴであっても選別しようとするものの大きさは大小さ
まざまなであるため、これらのいずれの大きさのもので
も接触部の遮光と保持を確実にするために、二重あるは
それ以上の多重に設けることが好ましい。環状受座は農
産物と係合して遮光できるものであれば特に構造を限定
されず、また二重ないしそれ以上の多重の場合に内,外
の各受座の構造が異なっていてもよい。
【0017】上記構成における透過光検出に設けられ
る透過光受光手段は、光学的な受光手段として知られる
ものを用いることができ、例えば、撮像管,CCD等の
受光素子、分光回折格子、フィルター(例えば分光分析
用のフィルター)、レンズ、光ファイバー等の光伝送
体、ミラーなど必要に応じて適宜組合せて採用すること
ができる。
【0018】上記の構成における農産物押え手段として
は、後述の実施の形態で説明するように、搬送上流側で
農産物に弾着し下流側で弾着解除するように設けられた
押え素子が、移動する各受皿上の農産物を各独立して押
下するものが好ましく採用される。これらの各押え素子
は搬送ラインの受皿と同期して無端回動される。「搬送
ラインの受皿と同期」というのは、所定ピッチで連接さ
れた受皿に載せられた農産物に弾着して押下できるタイ
ミングで移動され且つ同一速度で移動(搬送)されるこ
とをいう。
【0019】本願請求項3の発明は、各受皿が平面矩形
をなし、進行方向片側下部に支点部を有し、該支点部を
コンベアチェーンに設けたブラケットに支点ピンにより
回動傾動可能に組み合わせて取り付け、該組み合わせに
関連して設けた係合フックにより該受皿を水平に係止し
て搬送すると共に、該受皿により搬送面の上下を遮光し
た状態で走行し、所定の位置で係合フックの係合を解除
させたとき、該受皿は側方に傾動する如く構成したこと
を特徴とし、搬送ラインの受皿が高速移動をしても押え
手段が同期し透過光検出部の暗部化を確実にするので、
信頼性の高い処理を実現できる。
【0020】なお、搬送ラインの遮光性の確保のために
連接受皿間に遮光性の可撓性シートを架設するようにし
てもよい。
【0021】本願請求項4の発明は、受皿の下部に突出
した摺動部を設け、該摺動部をガイドレールで受け、受
皿の透過光通過路の出口と透過光検出部との間を外乱光
が入らないように可能な限り近接して配置したことを特
徴とする。
【0022】これは次のことによる。すなわち、コンベ
アチェーンに連結した受皿には、製作上のアローワンス
や機構・構造から生ずる多少の公差による寸法の狂いは
避け難いから、受皿の保持角度に多少のバラツキを招く
のが普通である。しかしこのようなバラツキを放置する
ことは外乱光の漏れ入光を招く虞につながるので、この
発明においては、透過光測定部では全受皿を水平,一定
の高さに整え、透過光出口から検出部への射出角を一定
にし、かつ透過光出口と透過光検出部の間を可能な限り
近接させて配置することで、外乱光が入らないようにし
たものであり、このことにより、全受皿を製作上のバラ
ツキを除去した、一定の条件下で計測を行えるように
し、精度の高い計測を実現させた。
【0023】また前記無端回動する受皿は、前記請求項
5のように、コンベアに連結された受皿底体に対し、遮
光用弾性環状の上部受座を有する受座体を着脱可能に設
けており、このように構成することで、異なる種類の農
産物に適した受皿を、座体の交換だけで提供でき、装
置の共通化によりコストを安価とできる。
【0024】本願の請求項6の発明は、コンベアチェー
ンに連結した受皿の受座体は、中央部を高くした上部に
上部受座を突出させて設け、受座体は、中央部から少な
くとも両側方に下り傾斜させているので、上部受座に載
せられた農産物は、下から高くかかげた形となり、最大
径の赤道部より下側面まで露出し、周囲から照明ランプ
の光源をより広く効果的に照射することができ、農産物
の内部への透過光量を多くすることができる。また農産
物の着色等外観品位を計測するとき、後述説明する図8
に示す様に、より広い範囲を計測することができる。
【0025】本願の請求項7の発明は、前記押え手段を
例えば平行2線又は曲線弾性材で構成される各押え素子
を、搬送される農産物の一つ一つに対応して独立して押
下するので農産物の大小が隣り合っても大小に応じて確
実に押下することができる。また前記押え手段は、各押
え素子を農産物に弾着(押下)させる姿勢と弾着解除
(押下解除)する姿勢の間で切り換える切換手段を有す
るように構成したことを特徴とする。
【0026】この発明によれば、農産物の押え状態と非
押え状態を所定位置で確実に切り換えることができるの
で、押え手段の回動軌道の設計の自由度が大きく且つ容
易に行える。
【0027】本願の請求項8の発明は、前記各押え素子
を、線材部の農産物への押下力の変動を緩和する押下力
変動緩和手段を有するように構成したことを特徴とす
る。
【0028】この発明によれば、大きさの異なる農産物
に対しての押え力が予め設定した所定のバネ力範囲内と
することができるので、載置農産物の安定支持を確保し
ながら該農産物を押え手段で傷めることがない。
【0029】本願請求項9の受皿の発明は、請求項1な
いし8の農産物選別装置に用いられる受皿であって、平
面矩形をなし、進行方向片側下部に支点部を有し、該支
点部をコンベアチェーンに設けたブラケットに支点ピン
により回動傾動可能に組み合わせて取り付け、該組み合
わせに関連して設けた係合フックにより該受皿を水平に
係止して搬送すると共に、該受皿により搬送面の上下を
遮光した状態で走行し、所定の位置で係合フックの係合
を解除させたとき、該受皿は側方に傾動する如く構成し
たことを特徴とし、この受皿を用いることにより、上述
した農産物選別装置が有効に機能することができる。
【0030】
【発明の実施の形態】
実施形態1 図1〜図11に示した本例において、図1は本発明を適
用した透過光情報検出機能付きの農産物選別装置の全体
概要を示したものであり、後述する図7,図11でその
構造を説明する平面矩形の受皿1は、チェーンコンベア
に連結されて、連接して一対のスプロケット4,4、及
びモータ5により無端回動するように構成され、チェー
ンコンベア2の始端側(図1の左端側)において、例え
ば図示しない整列供給装置から一つの受皿1に一つの農
産物Pが載るように供給される。そして本例では、農産
物Pを載せた受皿1はまず外観撮像ステージ6におい
て、所定の外光遮蔽ボックス601内で照明ランプ60
2で照明されて撮像カメラ603で外観が撮像され、外
観撮像情報はコンピュータからなる信号処理装置8に送
られる。この外観撮像時の詳細については図8により後
述する。なお、図1における多数の受皿1の間隔は比較
的大きな寸法に図示されているが、これは図示の便宜上
であって、実際には軌道面上下の遮光性や処理効率の向
上等のために密に近接して連接させることができる。
【0031】次に、受皿1は透過光検出ステージ(透過
光検出領域)7に移動し、受皿に載せられた農産物Pは
所定の外光遮蔽ボックス701内に形成された受皿搬送
ライン上方の照明部704内の照明ランプ702により
照射され、その透過光は受皿底板110の透過光通路路
出口112を通して射出される。その透過光を、搬送ラ
イン下方に形成された透過光検出部705において、受
皿1の底面111のリングパッキン113の下面が近接
してその上を通過できるように配置されている受光光学
系の受光部材703により検出し、透過光情報は上記信
号処理装置8に送られる。この透過光情報検出時の詳細
については図9により後述する。
【0032】上記外観撮像情報及び透過光検出情報の各
信号が送られた信号処理装置8は、例えば色,傷の有
無,大きさ等を外観撮像情報に基づいて判定し、糖度等
の内部品質を透過光検出情報に基づいて判定すること
で、総合的に農産物Pの仕分区分を判定し、得られた仕
分区分信号を、制御装置9を介して仕分区分毎に設置さ
れている排出コンベア101 〜104 の対応する仕分排
出作動装置111 〜114に送る。これにより、例えば
排出コンベア101 には、これに対応する仕分区分に判
定された農産物を載せた受皿1がその位置に移動してく
るごとに、仕分排出作動装置111 が作動して同一仕分
区分の農産物Pが排出される。排出された農産物Pは図
示しない適宜の箱詰装置により仕分区分毎に箱詰めされ
る。
【0033】図7はチェーンコンベア2のリンクに受皿
1を連係した状態をその搬送軌道に直交する面で縦断面
した図を示している。
【0034】この図において、農産物Pを載置する本例
の受皿1は、黒色ゴム製の殻壁構造をなす受座体101
と、この受座体の底面をなすように組み付けられる黒色
硬質プラスチック製の底110とからなり、受座体1
01は図に示すように搬送軌道の中央から左右(幅方
向)両側が対称的構造をなすように設けられている。
【0035】前記の殻壁構造をなす受座体101は、下
部受座102と上部受座103とからなり、下部受座1
02は、比較的薄肉のゴム体により外側から光が内側に
入ることを遮光することができる殻壁型に成形してなる
もので、本例では、左右両側から略15°程の角度で傾
斜したテーパー壁が上部平面(図11参照)に連続して
概ね台形状をなし、その上部平面の略中央に上部受座1
03が組み付けられるようになっている。なお上部受座
103の下部受座102に対する組み付けは、図7に示
すように、下部受座102のテーパー壁から上方に立ち
上がるように形成された外周環状の溝部1021に、上
部受座103の下端に設けた内向き環状突起1031が
嵌合することで行われる。
【0036】また本例の上記上部受座103は農産物P
の載る座を形成するものであり、図7〜図11に示すよ
うに、内向き環状突起1031の外周から上方に向かっ
て径が漸増するテーパー形状をなし且つ上端に向かって
薄肉となるすり鉢壁型の外側筒座(シールリップ部)1
032、及び内側筒座1033が二重に設けられてい
る。内側筒座1033は外側筒座1032よりも高さが
若干低く設けられて、さらに、内側筒座1033の基部
より水平に内側へ水平リップ部1034が設けられてい
て、外側筒座1032,内側筒座1033で遮光し得な
い場合に、遮光用弾性環状の受座を形成している。これ
らの外側筒座1032,内側筒座1033、水平リップ
部1034は、農産物を載せた際にできるだけ密に接す
ることで隙間のない遮光性に優れた係合・接触状態を保
持できる材質,形状が選択される。水平リップ部103
4の内側は透過光が受皿1の下側へ抜けて通る透過光通
過路入口107を形成している。
【0037】なお上記下部受座102のテーパー壁の左
右両端には、次記する平面矩形の底110の縁部に嵌
合するように内向きの溝部108が設けられている。な
お、受座体101の搬送方向の前面及び後面はテーパー
壁から連続する垂直壁(図11参照)により閉じられ、
この垂直壁の下端部にも上記底110の縁部に嵌合す
るための内向きの溝部が設けられている。なお、本例に
おいては図示していないが、上部受座103の上に農産
物を載置した場合に該受座体101の下部受座102
下方に大きく撓むことを防ぐのに、撓み防止用のリブ
(本例では内部の垂直壁)を適宜設けることもできる。
【0038】上記底110は、平面矩形の平らな底面
111を有し、その周縁部において上記受座体のテーパ
ー壁及び垂直壁の溝部108が嵌合してこれらが一体化
されるようになっていると共に、上記透過光通過路入口
107の直下の位置に、透過光通過路出口112が設け
られていて受皿1の中央部に上下に貫通する透過光通過
路を形成している。本例ではその透過光通過路出口11
2にリングパッキン113が組み付けられている。ま
た、本例のこの底110には、底面111の幅方向片
側位置下方に突出した支点部114を有し、該支点部1
14をチェーンコンベア2のリンク201に固定して設
けたブラケット202に支点ピン211により受皿1が
回動傾動可能に組合せて取付け、また、ブラケット20
2にピン204により回動可能に組み付けられた係合フ
ック203が受皿下部の支点部114に設けた係止ピン
115に係合することで受皿の傾動を阻止し、図10で
説明する排出作動装置により該傾動阻止用の係合フック
203の係合を外すことで受皿1を傾動させるようにな
っている。更に又、受皿1の支点部114とは幅方向の
反対側に下方に突出した摺動部116を設け、該摺動部
116を受皿搬送姿勢ガイドレール3で受け、進行方向
に連接した各受皿1の透過光通過路出口112を一定の
レベルに揃えて、該透過光通過路出口112から透過光
検出部705への出射角を一定にすると共に、透過光検
出部705と該部に設けた受光部材703上面との間
を、外乱光が入らないように可能な限り近接させて(図
9参照)走行するようになしている。
【0039】上記のチェーンコンベア2は、リンクプレ
ート206の外側に突出したピン軸205に組み付けた
ローラ207が走行用レール208を走行するようにな
っている。なお、209,209は、受皿1の走行軌道
の両側に延設された傾斜ガイド壁であり、図示しない整
列供給装置から農産物Pが不安定な姿勢で供給され、受
皿1から農産物Pが途中落下した場合にこれを左右の戻
しコンベア210,210により整列供給装置の始端側
に戻すようになっている。
【0040】図8は、外観撮像ステージ6における外観
撮像時の状態を示したものであり、外光遮蔽ボックス6
01は、外光が内部にできるだけ入らないように、箱型
の遮壁に、その搬送される受皿1の入口と出口に遮光用
カーテン(図示せず)をたらし、また天井部に撮像用の
スリット開口604を有するように構成されている。ま
た本例の受皿1は、テーパー壁の頂部に上部受座103
を設けているので、図8に示すように球形農産物Pの中
間部(赤道部)よりも下側表面まで撮像することができ
るようになっており、このため撮像可能な表面の照明を
適切に行うためにアーチ状に複数の照明ランプ602が
配置されていると共に、斜め下側部分の外観像を撮像カ
メラ603に導くための反射鏡605が配置されてい
る。なお、本例の受皿1は上述のように平面矩形をなし
ていると共に、連接する各受皿1をできるだけ隙間なく
連続させることで、搬送軌道面から外光遮蔽ボックス6
01内に外光が入り込むことが十分に阻止され、これに
よって外光による照明ムラの影響が抑制されるので精度
のよい外観撮像が実現できる。
【0041】以上の構成の外観撮像ステージ6おいて、
農産物Pを受皿1の搬送を停止させることなく連続して
移動させながら外観を撮像することができる。
【0042】図9は、透過光検出ステージ7における透
過光検出時の状態を示したものであり、外観撮像ステー
ジ6と同様に、外光遮蔽ボックス701は、外光が内部
にできるだけ入らないように、箱型の遮壁に、その搬送
される受皿1の入口と出口に遮光用カーテン(図示せ
ず)をたらすように設けられる。また、上述のように、
受皿1が平面矩形をなしかつ連接する各受皿1ができる
だけ隙間なく連続することとあわせて、外光遮蔽ボック
ス701の内部を受皿搬送ラインの下方を遮光するため
水平隔壁706で区画することで上方の照明部704か
らの強い照射光が受皿搬送ラインの軌道面から下方の透
過光検出部705に漏れることを十分に阻止でき、ま
た、底110の底面111を、幅方向片側のチェーン
コンベア2と反対側の受皿搬送姿勢ガイドレール3とに
よって支持して軌道面の水平を精度よく維持しながら受
皿1の搬送を行わせることにより、受光光学系の受光部
材703を移動する受皿1に対して極めて近接して配置
でき、この受光部材703に外光や照明光が入ることを
良好に防止できて精度のよい透過光検出が実現できる。
なお、連接する受皿1の継ぎ目部分からの照明光の漏れ
をより一層防止するために、これら受皿の間を塞ぐ可撓
性シートを設けるようにしてもよい。また上記受光光学
系の受光部材703は、集光レンズ,光ファイバー等の
光伝送体,CCD等の光電変換素子などを用いて構成す
ることができ、また分光分析には分光回折格子やフィル
ター等を使用することもできる。これ等の受光光学系は
既知の技術を用いて構成できる。構成の概要は、透過光
通過路出口からの透過光を集光し、集光した光を各種分
光手段により分光して、各分光波長毎の光強度を電気信
号に変換する回路を経て、各波長毎の電気出力を演算し
て糖度等の内部品質情報を数値として信号処理装置8に
出力する構成となっている。
【0043】なお、他の実施例として、コンベア下部の
限られたスペースで前記受光光学系が収容困難な場合に
は、図示した受光部材703を単なる集光部とし伝導体
801を光ファイバーとして、分光、光電変換、演算部
等を分離し、信号処理装置8の内部にその部分を組み込
むことができる。または別筺体とすることもできる。照
明ランプ702は、透過光が上述のように極めて大きく
減衰して微弱となることに鑑み、受皿1及び農産物Pの
搬送に邪魔とならない範囲で多数設置することが好まし
く、例えば受皿の搬送軌道の幅方向両側に水平アーチ状
に配置する場合などを挙げることができる。
【0044】また、本例の透過光検出ステージ7におい
ては、農産物押え手段720が照明704内に設けら
れていて、その押え素子721が、受皿1と同期して回
動しながら受皿1上の農産物Pを押下して、上部受座1
03の外側筒座1032または内側筒座1033との係
合による遮光性をより一層確実にするようにしている。
なおこの農産物押え手段については更に後述する。
【0045】以上の構成の透過光検出ステージ7おい
て、農産物Pを受皿1の搬送を停止させることなく連続
して移動させながら、照光の漏れ入光を阻止して農産
物内部を透過した光の検出をすることができる。
【0046】図10は、仕分排出作動装置111 〜11
4 により農産物を所定の排出コンベア101 〜104
排出する仕分部を示し、所定の仕分区分別に、その区分
に判定された農産物を載せた受皿1が移動してくるごと
に、仕分排出作動装置111〜114 のいずれかが作動
して農産物Pを排出する。すなわち、仕分排出作動装置
111 〜114 は、電磁ソレノイド12が仕分信号によ
り励磁されることで突起13がレバー14を押下させ、
このレバー14の押下により係合フック203と受皿下
部の支点部114の係止ピン115との係合を外して図
10の実線状態から二点鎖線状態にブラケット202の
支点ピン211回りの揺動ができるようにし、これによ
り受皿1が傾動できるようになっている。またこの位置
では、受皿1の該傾動を行わせることができるように受
皿搬送姿勢ガイドレール3は図10中で符号3´で示し
たように斜め下方に弯曲して延設されている。したがっ
て、本例では4つの位置にそれぞれ設けられた仕分排出
作動装置111 〜114 に対応した各位置で受皿搬送姿
勢ガイドレール3は斜め下方に弯曲し、各受皿1は、排
出位置では係合フック203の係止ピン115との係合
が外れることで傾動し、非排出位置では該係合フック2
03の係止ピン115との係合が外れていないので、水
平姿勢を維持したまま搬送されることになる。なお、1
5は排出コンベア101 〜104 に農産物Pを導く落下
シュートである。
【0047】なお、以上の構成の農産物選別装置におい
ては、図示しないがその他の必要な構成が適宜設けられ
ることは当然であり、例えば、傾動した受皿1を水平姿
勢に戻して傾動阻止用フック203とピン115を係合
状態とする復帰手段などが設けられる。
【0048】次に上記図9で説明した透過光検出ステー
ジ7に設けられる本例の農産物押え手段720につき図
2〜図6に基づいて詳述する。
【0049】本例の農産物押え手段720は図2〜図6
及び図9に基づいて説明され、これは基本的には、無端
軌道で回動されるよう設けられた複数の押え素子721
が外光遮光ボックス701内で透過光検出を行う受皿1
の移動域で確実に農産物Pを上部受座103に押下する
ことで、外側筒座1032(又は内側筒座1033、又
は水平リップ部1034)と農産物の隙間のない密な接
触を確保して透過光通過路への照光の漏れ入光を防止
するように構成されるものである。
【0050】本例の農産物押え手段720を具体的に説
明すると、本例では第1に、一対の駆動スプロケット7
51と従動スプロケット752の周縁部に張設したチェ
ーンに設けたローラ723を図2の矢印方向に回転させ
このローラ723を、チャンネル材を用いて適宜必要
な軌道部分に設けたレール(図4,図6参照)724内
で走行させ、これにより、チェーンリンクに連結した多
数の押え素子連行用のブラケット730を、図2の符号
740の線で示した長円形のレール軌道に沿って走行さ
せるようにした特徴がある。なお、上記ブラケット73
0は、リンクに連結した連行用チェーンを上記駆動スプ
ロケット751と従動スプロケット752により回動さ
れるようになっている。
【0051】第2に、本例のこの押え素子連行用のブラ
ケット730には、図3に示すように所定位置で水平の
ピン731回りに回転自在に押え素子担体732を組み
付け、且つこの押え素子担体732に、後述する押下力
変動緩和手段770を介してバネ線材733を担持し
て、押え素子721を構成させるようにした特徴があ
る。
【0052】そして第3に、上述のように押え素子連行
用のブラケット730のピン731が長円形のレール軌
道740回りに一定回動することに対して、上記素子担
体732の片側の端部ローラ7321を図3に図示する
如くガイド基盤760のガイド溝761内を走行させる
ように設けることで、該ガイド溝761の軌道により上
記素子担体732の姿勢を所定の範囲で変更させること
ができるようにし、特に本例では図2のa点〜b点の範
囲で、受皿1上の農産物Pを押下する姿勢に切換られる
ようにしている特徴がある。なお上記片側の端部ローラ
7321は、ガイド基盤760のガイド溝761内を走
行するのに適したローラ形状に形成されている。
【0053】以上の構成をなす農産物押え素子721
は、搬送される受皿1の農産物Pに対して一個宛となる
ように設けられていて、駆動手段901が受皿搬送コン
ベアラインの移動と同期して上記押え手段720の連行
用チェーンを回動させることで、農産物Pを上部受座1
03に係合して押下できるようになっており、この押下
により農産物Pは外側筒座1032,内側筒座1033
と確実に密着して遮光性が確保される。すなわち、連行
用チェーンにより一定の長円形軌道740に沿って押え
素子連行用のブラケット730が移動され、これに伴っ
て、押え素子721のローラ形状の上記片側の端部ロー
ラ7321が、ガイド基盤760のガイド溝761内を
走行し、この端部ローラ7321が図2のa点に至る
と、ガイド溝761が長円形の内側に弯曲されているた
めに図4に示すように軌道断面内でブラケット730の
ピン731回りに揺動(図4では下側の押え素子が反時
計回りにスイング)し、これにより上記片側端部732
1とは反対側のバネ線材733が農産物Pを上方から押
下することになる。この状態は、ガイド溝761のa〜
b間の中間水平軌道部分の間維持され、これが透過光検
出のための受光部材703の上を通過する位置となる。
次いで押え素子721は次第に図4の上方(時計回り方
向)に逃げ、b点に至って農産物Pの押下を解除し、通
常の状態に復帰する。なお、前記駆動手段901は、受
皿1搬送コンベアラインのチェーンコンベア2と機械的
な連動装置に置き換えることもできる。
【0054】なお、上述したように本例においては、押
え素子連行用のブラケット730には所定位置で水平の
ピン731回りに回転自在に押え素子担体732を組み
付け、この押え素子担体732に押下力変動緩和手段7
70を介してバネ線材733を担持させる構成とした特
徴がある。この構成の詳細は図5,図6に示される。す
なわち、本例の押え素子担体732は、上方(ブラケッ
ト730の側)及び前方(バネ線材733が出る側)を
解放した箱型構造に設けられていて、後方から延出した
軸に上記端部ローラ7321が設けられている。またバ
ネ線材733は、その線材の根元部が固定板7331に
固着され該固定板7331から左右一対の側壁として延
出した側壁板7332が上記ピン731に回転自在に枢
着されていると共に、ピン731に嵌挿したドラム73
11に巻付けた捩りコイルバネ7312の一端を上記押
え素子担体732に固定のピン7322に係合し且つ該
コイルバネ7312の他端を上記側壁板7332に固定
のピン7333に係合するように構成されていて、これ
により、コイルバネ7312のバネ力でバネ線材733
を図6の反時計回り方向にバネ付勢するようにしてい
る。なお7334は上記側壁板7332が押え素子担体
732の底面に係合する部分に設けた当て板である。
【0055】このような構成の押下力変動緩和手段77
0によれば、コイルバネ7312のバネ力設定によっ
て、押え素子担体732に対してバネ線材733が若干
バネ力に抗して傾動しても、バネ線材733が農産物P
を下方に押下するバネ力の変動を小さくすることができ
て、大きさの違う農産物に対して常に略一定の押下力を
作用するようにできる。したがって外部からの強い圧力
を作用させることが好ましくない農産物に対しては極め
て有効である。なお大きさの異なる農産物P(P1 〜P
3 )に対する押え素子721のバネ線材733の姿勢の
違いについては図4に示した。
【0056】以上の構成の本例の農産物選別装置によれ
ば、農産物を受皿1の上に載せたまま連続的に搬送させ
ながら、農産物の側面下部までを含む外観の撮像と、農
産物透過光の検出とをいずれも好適に行うことができ
る。
【0057】なお、本発明がこの実施例あるいは下記す
る実施例に限定されないことは当然であり、例えば本例
では、受皿を底、下部受座、上部受座の三つを着脱可
能に組み合わせて構成したものとして示しているが、こ
れは剛性材からなる底と弾性材からなる受座の組合せ
としてもよいし、着脱できない一体型の受座としてもよ
い。要は、受皿の上部に上部受座を有し、受座の中央に
は上下に貫通する透過光通過路を有し、下面には該透過
光通過路の開口部と受光部材との間が限りなく接近した
状態に設置できるものであればよい。
【0058】実施形態2,3 図12の(a),(b)に示したものは、受皿の上部受
座を着脱可能に組み合わせた形式の受皿において、下部
受座に着脱可能に組付ける上部受座の異なる形状のもの
を示したものである。なお本例のこれらの受皿1では、
下部受座は底(図示せず)に沿って平板部と、その中
央から上方に延出した直筒部とを有するように構成され
ているが、他は実施形態1と同じである。
【0059】(a)の例では、上部受座31は、カップ
状の周壁33が第1の遮光用弾性環状受座(シールリッ
プ部)をなし、カップ底部の透過光通過路入口36周囲
の平面の水平リップ部34が第2の遮光用弾性環状受座
(シールリップ部)をなすように構成されている。なお
35は下部受座38の直筒部39上端に取り付けるため
の周溝である。
【0060】(b)の例は、上部受座41が有する外側
筒座43,内側筒座44の先端近傍を、上記実施形態1
の外側筒座1032と内側筒座1033に比べて更に外
側に折れ曲がり屈曲させた構造に設けた例を示してい
る。なお45は下部受座48の直筒部49上端に取り付
けるための周溝、46は透過光通過路入口である。
【0061】これらの構造の受皿を、上記実施形態1の
装置に受皿1に代えて用いることによっても、上記と同
様に、照明光が受皿の上記透過光通過路入口36,46
から透過光通過路に漏れ入光することが確実に防止され
る。
【0062】
【発明の効果】以上述べたように、本願の各請求項の発
明によれば以下の効果が奏される。
【0063】本願請求項1の発明によれば、受皿の上部
受座が農産物と接触係合し且つ押え手段により農産物が
押下されてその受座との弾着状態が確実に確保されるの
で、外乱光が透過光通路に漏れ入光することが防止さ
れ、農産物内部を透過した光を照明光から分離して取り
出すことができ、また受皿搬送コンベアラインにより上
下に区画された下方の透過光検出部を暗部としたので、
透過光が受光手段に入る部位においても外乱光が受光手
段に入光することも防止できる。したがってこれらによ
り感度の高い透過光検出が実現できる。
【0064】前記請求項2の発明によれば、遮光用弾性
環状受座を一重または同心多重に設けることによって、
大きさのバラツキがある農産物についての遮光性がより
向上する。また異なる種類で大きさの異なる農産物、例
えば小玉の温州みかんと大きな甘夏みかんに一つの受皿
を共用することもできる。
【0065】本願請求項3の発明によれば、平面矩形を
なす多数の受皿をコンベア片側に傾動可能に取付けしか
も連接状態で搬送面の上下を遮光した状態で無端回動さ
せ、搬送コンベアラインを高速移動させても押え手段が
同期して透過光検出部の暗部化を確実にし、信頼性の高
い計測処理をしたあと、他のコンベアに載せ替えること
なく、そのまま進行して所定の位置で受皿を傾動させて
仕分けることができる。
【0066】本願請求項4の発明は、受皿下部の摺動部
をガイドレールで受けて走行振動を防止し、水平に安定
走行させると共に、透過光検出部の受光部材との間を可
能な限り近接させて外乱光が入らないようにしたので、
信頼性の高い計測処理を実現できる。
【0067】本願請求項5の発明によれば、コンベアに
連結された受皿本体と、遮光用弾性環状受座を有してい
て該受皿体に着脱交換可能の受座体とから構成するこ
とができ、これにより、異なる種類の農産物に適した農
産物選別装置を受座体の交換だけで対応でき、装置の共
通化により低コスト化できる。
【0068】本願請求項6の発明によれば、受皿の中央
部を高くした台形の上に上部受座を設けて、農産物を高
くかかげるようにしたので、農産物は上部受座に接触し
ている部分を除く全周囲から多くの照射光で均等に照射
されるので、より効果的に、より多くの透過光を、透過
光通過路へ導くことができる効果がある。更に併せて外
観検査の撮像も斜め下方に向いた面までも検査すること
が実現できる。
【0069】本願請求項7の発明によれば、前記押え手
段を、線材部を農産物に弾着(押下)させる姿勢と弾着
解除(押下解除)する姿勢の間で切り換える切換手段を
有するようにしたので、農産物の押え状態と非押え状態
を所定位置で確実に切り換えることができるので、押え
手段の回動軌道の設計が容易且つ大きな制約を受けるこ
となく行える。
【0070】本願請求項8の発明によれば、前記押え手
段による農産物の押え弾着力の変動を緩和することがで
きるので、大きさの異なる農産物に対しての押え力が予
め設定した所定のバネ力範囲内とできて、載置農産物の
安定支持と農産物の傷み防止を同時に図ることができ
る。
【0071】本願請求項9の発明は、平面矩形状をなし
た受皿を片側でチェーンコンベアに側方に傾動可能に取
付けたので、他の片側にチェーン等の障害物はなく、計
測部では受皿下部の透過光通過路出口と透過光検出部の
受光部材との間を最小限に調整できると共に、水平に安
定走行っせることができ、仕分部では、農産物を少ない
落差で転がり出すことができる。
【0072】以上のような種々の効果により、本発明に
よれば、農産物の大きさ,形状が必ずしも一定しないこ
とにも適切に対応して農産物内部を通った透過光を感度
よく検出できる受皿、並びにこの受皿を用いた透過光情
報検出機能付きの選別装置を提供することができ、高感
度な透過光検出による内部品質の評価判定と、高い生産
性を発揮するのに適した搬送ラインの連続移動を実現す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1の受皿を用いた農産物選別
装置の全体概要を説明するための図。
【図2】本発明の実施形態1の農産物押え機構の全体を
示した正面概要図。
【図3】図2の農産物押え機構の縦断側面図。
【図4】図3の農産物押え機構の押え素子の動きを説明
するための縦断側面図。
【図5】図2の農産物押え機構の押え素子の一部平面
図。
【図6】実施形態1の押下力変動緩和機構を説明するた
めの農産物押え機構の一部縦断面図。
【図7】本発明の実施形態1の受皿を用いた農産物選別
装置における搬送コンベアの搬送軌道面の一部縦断面
図。
【図8】同実施形態1の搬送コンベアの農産物外観撮像
工程での搬送軌道面の一部縦断面図。
【図9】同実施形態1の搬送コンベアの農産物透過光検
出工程での搬送軌道面の一部縦断面図。
【図10】同実施形態1の搬送コンベアの農産物排出工
程での搬送軌道面の一部縦断面図。
【図11】同実施形態1の受皿の斜視図。
【図12】本発明の実施形態2,3の受皿の一部縦断面
図。
【符号の説明】
1・・・受皿 101・・・受座体 102・・・下部受座 1021・・・溝部 103・・・上部受座 1031・・・環状突起 1032・・・外側筒座 1033・・・内側筒座 1034・・・水平リップ部 107・・・透過光通過路入口 108・・・溝部 110・・・底 111・・・底面 112・・・透過光通過路出口 113・・・リングパッキン 114・・・支点部 115・・・係止ピン 116・・・摺動部 2・・・チェーンコンベア 201・・・リンクプレート 202・・・ブラケット 203・・・係合フック 204・・・ピン 205・・・ピン軸 206・・・リンクプレート 207・・・ローラ 208・・・走行用レール 209・・・傾斜ガイド壁 210・・・戻しコンベア 211・・・支点ピン 3・・・受皿搬送姿勢ガイドレール 4・・・スプロケット 5・・・モータ 6・・・外観撮像ステージ 601・・・外光遮蔽ボックス 602・・・照明ランプ 603・・・撮像カメラ 604・・・スリット開口 605・・・反射鏡 7・・・透過光検出ステージ 701・・・外光遮蔽ボックス 702・・・照明ランプ 703・・・受光部材 704・・・照明部 705・・・透過光検出部 706・・・水平隔壁 720・・・農産物押え手段 721・・・押え素子 723・・・ローラ 724・・・レール 730・・・ブラケット 731・・・ピン 7311・・・ドラム 7312・・・コイルバネ(捩りコイルバネ) 732・・・押え素子担体 7321・・・端部ローラ 7322・・・ピン 733・・・バネ線材 7331・・・固定板 7332・・・側壁板 7333・・・ピン 7334・・・当て板 740・・・レール軌道 751・・・駆動スプロケット 752・・・従動スプロケット 760・・・ガイド基盤 761・・・ガイド溝 770・・・押下力変動緩和手段 8・・・信号処理装置 801・・・伝導体 9・・・制御装置 901・・・駆動手段 101 〜104 ・・・排出コンベア 111 〜114 ・・・仕分排出作動装置 12・・・電磁ソレノイド 13・・・突起 14・・・レバー 15・・・落下シュート

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 無端状に搬送される多数の受皿に各一個
    宛に農産物を載せて該農産物の内部品質を計測するため
    透過光検出を連続的に行うようにした仕分排出機構を有
    する搬送コンベアにより、透過光検出領域を搬送コンベ
    ア上方の照明部と下方の透過光検出部に区画して該下方
    の透過光検出部を暗部となし、複数の照明ランプにより
    照射され農産物の内部を通った透過光を前記受皿に設け
    た透過光通過路を通して透過光検出部に配置した透過光
    受光手段で受光するようにした農産物選別装置におい
    て、前記受皿は、載せられた農産物と環状に弾着係合す
    る1重あるいは同心多重の遮光用弾性環状の上部受座を
    有し且つ該環状の上部受座の内側で前記透過光通過路の
    上端が農産物に臨むように構成し、前記照明部には、移
    動する各受皿上の農産物を押下するように搬送上流側で
    弾着し下流側で弾着解除する押え素子の多数が搬送ライ
    ンの受皿と同期して無端回動する農産物押え手段を設け
    たことを特徴とする農産物選別装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記受皿は、楕円形
    を含む少なくとも1重または同心多重の遮光用弾性環状
    の上部受座を着脱できるように構成したことを特徴とす
    る農産物選別装置。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2において、前記多数の受
    皿は、平面矩形をなし、進行方向片側下部に支点部を有
    し、該支点部をコンベアチェーンに設けたブラケットに
    支点ピンにより回動傾動可能に組み合わせて取り付け、
    該組み合わせに関連して設けた係合フックにより該受皿
    を水平に係止して搬送すると共に、該受皿により搬送面
    の上下を遮光した状態で走行し、所定の位置で係合フッ
    クの係合を解除させたとき、該受皿は側方に傾動する如
    く構成したことを特徴とする農産物選別装置。
  4. 【請求項4】 請求項1ないし3のいずれかにおいて、
    受皿の下部に突出した摺動部を設け、該摺動部をガイド
    レールで受け、受皿の透過光通過路の出口と透過光検出
    部受光部材との間を外乱光が入らないように可能な限り
    近接して配置したことを特徴とする農産物選別装置。
  5. 【請求項5】 請求項1ないし4のいずれかにおいて、
    前記各受皿は、コンベアに連結された受皿体に対し、
    遮光用弾性環状の上部受座を有する受座体が着脱交換可
    能に設けられていることを特徴とする農産物選別装置。
  6. 【請求項6】 請求項1ないし5のいずれかにおいて、
    前記各受皿は、中央部に設けた上部受座を上方に突出さ
    せ、受座体は中央部から少なくとも両側方に下り傾斜さ
    せて、農産物を赤道部より下側面まで露出して載せる如
    く構成したことを特徴とする農産物選別装置。
  7. 【請求項7】 請求項1ないし6のいずれかにおいて、
    前記押え手段は、各押え素子が農産物の各1個宛に弾着
    して押下する姿勢と弾着解除する姿勢の間で姿勢を切り
    換える切換手段を有することを特徴とする農産物選別装
    置。
  8. 【請求項8】 請求項7において、前記各押え素子は、
    農産物への押下力の変動を緩和する押下力変動緩和手段
    を有することを特徴とする農産物選別装置。
  9. 【請求項9】 請求項1ないし8の農産物選別装置に用
    いられる受皿であって、平面矩形をなし、進行方向片側
    下部に支点部を有し、該支点部をコンベアチェーンに設
    けたブラケットに支点ピンにより回動傾動可能に組み合
    わせて取り付け、該組み合わせに関連して設けた係合フ
    ックにより該受皿を水平に係止して搬送すると共に、該
    受皿により搬送面の上下を遮光した状態で走行し、所定
    の位置で係合フックの係合を解除させたとき、該受皿は
    側方に傾動する如く構成したことを特徴とする選別機用
    受皿。
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