JP2995573B2 - 非破壊検査方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は例えば果実または根菜などの形状を維持した
状態で、熟度、鮮度及び空洞状態などを検出する非破壊
検査方法に関する。

「従来の技術」 従来、特開昭53−149548号公報に示す如く、果実を人
が手に持って大きと重量から空洞（スアガリ）を判別す
るのに代え、光学的に空洞を判別する技術がある。ま
た、特開昭56−118619号公報に示す如く、コンデンサを
形成する２枚の金属板の間にラットの足を入れて容積を
測定する技術がある。また、実開昭60−58290号公報に
示す如く、重量判別器を移動させて被測定物を搬送し乍
ら重量測定して選別して取出す技術がある。

「発明が解決しようとする課題」 前記従来技術は、人が経験的に果実の空洞を予測した
り、果実を空洞を光学的に判別する技術、或いは２枚の
金属板を用いる容積測定技術、或いは搬送し乍ら重量測
定して選別する技術を開示しているだけであり、２枚の
金属板の間を被測定物を移動させるだけでは、容積の測
定精度を容易に向上させ得ず、特に搬送途中に被測定物
の姿勢が変化するのを防いだり、被測定物を一時停止さ
せる必要があり、測定構造の簡略化並びに測定時間の短
縮などを容易に図り得ない等の問題がある。

「課題を解決するための手段」 然るに、本発明は、被測定物の重量を測定する重量測
定手段と、被測定物の静電容量から体積を測定する体積
測定手段と、被測定物の重量と体積から比重量を計算す
る演算手段を設けると共に、被測定物を比重量別に選別
する取出し方向に移動させる搬送手段に前記重量測定手
段を設ける非破壊検査方法において、被測定物の表面に
接離自在に圧着させる面接触形の導電ゴム製センサを前
記搬送手段に設け、被測定物を少なくとも三面を囲む静
電容量測定枠体を前記体積測定手段に設け、導電ゴム製
センサに圧着させて搬送する途中の被測定物を静電容量
測定枠体の静電容量測定空間に通過移動させて重量測定
と略同時に体積測定して空洞を判別して取出すもので、
導電ゴム製センサに面接触固定させた状態で被測定物を
搬送し乍ら体積と重量の両方を略同時に測定するから、
少なくとも三面を囲む静電容量測定枠体に対して前記導
電ゴム製センサと被測定物の距離と姿勢を略一定維持し
て搬送し得ると共に、導電ゴム製センサに被測定物の一
面を圧着させ、被測定物の他の三面を静電容量測定枠体
によって囲み、被測定物の四面を囲む構成により、幅方
向のみならず、同時に高さ方向にも対応できるので、体
積を反映した静電容量を容易に得られ、被測定物の体積
測定と重量測定を高精度で短時間に容易に行い得、被測
定物の空洞判別構造の簡略化並びに空洞判別時間の短縮
などを高精度を維持し乍ら容易に行い得、被測定物の空
洞判別結果の信頼性向上並びに空洞判別検査コストの低
減などを容易に図り得、例えば転動し易い球状の被測定
物、またはリンゴとスイカのように大きさが大きく異な
る被測定物であっても、空洞の判別を高精度で容易に行
い得、選果場などの稼動率を高くして出荷コストの低減
並びに出荷商品の品質向上などを容易に図り得るもので
ある。

「実施例」 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述する。第
１図は果実（例えばリンゴ）の選別装置を示す説明図で
あり、被測定物である果実（１）をシュート（２）から
投入する粗選別機（３）を備え、所定の大きさで整流形
の果実（１）を粗選別機（３）出口から取出し、搬送ベ
ルト（４）上面に整列させるように構成している。ま
た、果実（１）の形状を維持し乍ら鮮度及び熟度及び空
洞状態などを測定する非破壊検査ロボット（５）を備え
るもので、サーボモータ（６）（７）（８）（９）によ
り折曲及び旋回動作させるロボットアーム（10）（11）
（12）を設け、該アーム（10）（11）（12）基端側を架
台（13）上に取付けると共に、サーボモータ（14）によ
り掴み動作させる絶縁体よりなる一対のロボットハンド
（15）（15）を前記アーム（10）（11）（12）先端に取
付け、前記搬送ベルト（４）上の果実（１）をロボット
ハンド（15）によって掴み上げ、静電容量測定枠体（1
6）並びに搬出用トレー（17）（18）（19）位置に果実
（１）を移動させるように構成している。

さらに、第２図にも示す如く、果実（１）を圧着支持
させる導電性の搬送手段である導電ゴム製の吸盤センサ
（20）を備え、該センサ（20）を前記ロボットハンド
（15）に取付けると共に、果実（１）に接触させる前記
センサ（20）の略円形凹面中央に吸引通路（21）を一端
側を開口させ、モータ（22）により駆動する真空ポンプ
（23）の吸込側に前記吸引通路（21）の他端側を連通接
続させ、吸盤センサ（20）の略円形凹面を果実（１）周
面に真空吸着させ、一対のロボットハンド（15）（15）
の各吸盤センサ（20）（20）間に果実（１）を圧着支持
させるように構成したもので、前記真空ポンプ（23）の
吸引圧の調整により果実（１）と吸盤センサ（20）との
電気的接着状態を簡単にコントロールできる様構成され
ている。

また、果実（１）の直列等価抵抗を測定する抵抗計
（24）を備え、一対のロボットハンド（15）（15）の各
吸盤センサ（20）（20）に抵抗計（24）を電気接続さ
せ、第３図に示す如く、1MHZまたは10MHZなどの高周波
電圧を各吸盤センサ（20）（20）間に印加し、果実
（１）の直列等価抵抗を抵抗計（24）によって測定し、
その直列等価抵抗の変化に基づいて果実（１）を鮮度
（劣化）を判定するように構成している。

また、果実（１）自体の静電容量を測定する静電容量
計（25）を備え、一対のロボットハンド（15）（15）の
各吸盤センサ（20）（20）に静電容量計（25）を電気接
続させ、果実（１）自体の静電容量を静電容量計（25）
によって測定し、その静電容量値に基づいて果実（１）
の熟度または腐敗状態を判定するように構成している。

また、果実（１）と静電容量測定枠体（16）間の空隙
の静電容量を測定する静電容量計（26）を備え、測定枠
体（16）と一方の吸盤センサ（20）にその静電容量（2
6）を電気接続させると共に、歪ゲージで形成する重量
センサ（27）をロボットアーム（11）に取付け、果実
（１）を掴み上げたときのアーム（11）の撓みに基づい
て果実（１）の重量を前記センサ（27）によって測定す
るもので、マイクロコンピュータで構成する比重量演算
回路（28）に前記静電容量計（26）及び重量センサ（2
7）を入力接続させている。

そして、果実（１）と静電容量測定枠体（16）内で空
隙の静電容量が果実（１）の体積に比例して増加するこ
とを利用し、静電容量計（26）の出力に基づいて比重量
演算回路（28）で果実（１）の体積を算出し、重量セン
サ（27）によって測定される果実（１）の重量と算出さ
れた体積とにより果実（１）の比重量を算出し、基準比
重量とその比重量との比較により果実（１）の空洞状態
を判定するように構成している。

上記から明らかなように、被測定物である果実（１）
の重量を測定する重量測定手段である重量センサ（27）
と、果実（１）の静電容量から体積を測定する体積測定
手段である静電容量計（26）と、果実（１）の重量と体
積から比重量を計算する演算手段である比重量演算回路
（28）を設けると共に、果実（１）を比重量別に選別す
る取出し方向に移動させる搬送手段であるロボットアー
ム（11）に前記重量センサ（27）を設ける非破壊検査方
法において、果実（１）の表面に接離自在に圧着させる
面接触形の導電ゴム製センサである吸盤センサ（20）を
前記ロボットアーム（11）に設け、果実（１）の少なく
とも三面を囲む静電容量測定枠体（16）を前記静電容量
計（26）に設け、吸盤センサ（20）に圧着させて搬送す
る途中の果実（１）を静電容量測定枠体（16）の静電容
量測定空間に通過移動させて重量測定と略同時に体積測
定して空洞を判別して取出す。そして、吸盤センサ（2
0）に面接触固定させた状態で果実（１）を搬送し乍ら
体積と重量の両方を略同時に測定、少なくとも三面を囲
む静電容量測定枠体（16）に対して前記吸盤センサ（2
0）と果実（１）の距離と姿勢を略一定維持して搬送
し、果実（１）の体積測定と重量測定を高精度で短時間
に行い、果実（１）の空洞判定構造の簡略化並び空洞判
別時間の短縮などを高精度を維持し乍ら行い、果実
（１）の空洞判別結果の信頼性向上並びに空洞判別検査
コストの低減などを図ると共に、例えば転動し易い球状
の果実（１）、またはリンゴとスイカのように大きさが
大きく異なる果実（１）であっても、空洞の判別を高精
度で行い、選果場などの稼動率を高くして出荷コストの
低減並びに出荷商品の品質向上などを図る。

本実施例は上記の如く構成しており、粗選別機（３）
から取出した果実（１）をベルト（４）で整列移動さ
せ、ロボット（５）のロボットハンド（15）（15）によ
り前記ベルト（４）上の果実（１）を掴み上げ、果実
（１）に吸盤センサ（20）（20）を真空吸着させ、一対
の吸盤センサ（20）（20）と抵抗計（24）により果実
（１）の直列等価抵抗を測定し、果実（１）の鮮度（劣
化）などを判定させ、また一対の吸盤センサ（20）（2
0）と静電容量計（25）により果実（１）自体の静電容
量を測定し、果実（１）の熟度または腐敗状態などを判
定させると共に、ロボットアーム（10）（11）（12）制
御によりロボットハンド（15）の果実（１）を静電容量
測定枠体（16）内部に移動させ、該枠体（16）と果実
（１）間の空隙の静電容量を静電容量計（26）によって
測定し、この空隙の静電容量に基づいて比重量演算回路
（28）によって果実（１）の体積を算出し、この果実
（１）を体積と重量センサ（27）からの果実（１）の重
量に基づいて比重量演算回路（28）によって果実（１）
の比重量を算出し、果実（１）の空洞状態を判定させる
もので、ロボットハンド（15）により果実（１）を移動
させ乍ら導電性の吸盤センサ（20）を介して果実（１）
の内部情報の測定を電気的に行う。

そして、上記した判定結果に基づいてロボットハンド
（15）の果実（１）を各トレー（17）（18）（19）に選
択的に移動させ、果実（１）の選別を行うもので、等級
別に、また食用と加工用とに分けて各トレー（17）（1
8）（19）に果実（１）を取出すものである。

さらに、第４図及び第５図は他の実施例を示すもの
で、第４図（イ）に示す如く、チェンまたはベルトで形
成する無端コンベア（29）を備え、該コンベア（29）に
複数のセンサボックス（30）…を取付け、各センサボッ
クス（30）…下面にセンサアーム（31）…を介して吸盤
センサ（20）を設けると共に、ロードセルで形成する重
量センサ（27）をセンサアーム（31）に設けるもので、
第５図の如く、搬送ベルト（４）上の果実（１）を吸盤
センサ（20）に真空吸着させ、センサ（20）に支持させ
た果実（１）をコンベア（29）によって移動させ、静電
容量測定枠体（16）を円筒形内部の略中心を果実（１）
が移動するとき、果実（１）と前記枠体（16）間の空隙
の静電容量を静電容量計（26）によって測定し、その空
隙の静電容量と重量センサ（27）の果実（１）重量とに
より比重量演算回路（28）で果実（１）の空洞状態を判
定させるもので、前記回路（28）を判定結果に基づき、
等級別または出荷先別などに分けて複数の選果搬出ベル
ト（32）（33）（34）に前記吸盤センサ（20）を果実
（１）を選択的に移動させ、ベルト（32）（33）（34）
によって果実（１）の振分けて搬送するものである。

また、第４図（ロ）は、センサボックス（30）を測定
位置に固定させ、センサ（20）が測定位置に移行したと
きブラシ（30a）を介してセンサ（20）にセンサボック
ス（30）を電気接続させ、検出信号を入力させるもので
ある。

なお、単一の吸盤センサ（20）をセンサアーム（31）
に設けて果実（１）を支持させたが、上記実施例と同様
に、一対の吸盤センサ（20）（20）をセンサアーム（3
1）に設け、コンベア（29）による移動途中に果実
（１）自体の抵抗及び静電容量を測定することも容易に
行えるものである。

さらに、第６図及び第７図は他の実施例を示すもの
で、導電性の搬送手段である導電ゴム製の重量測定ベル
ト（35）を備え、ロードセルによって形成する重量セン
サ（27）により前記ベルト（35）を支持させ、ソレノイ
ド（36）によって開閉するシャッタ（37）を設けた供給
シュート（38）を介して搬入ベルト（４）の果実（１）
を前記ベルト（35）始端に送給させると共に、モータ
（39）によって作動制御する振分け体（40）を備える搬
出ベルト（41）を設け、重量測定ベルト（35）からの果
実（１）を搬送ベルト（41）で移動させ、振分け体（4
0）（40）によって各トレー（17）（18）（19）に選択
的に果実（１）を送込むように構成している。

また、第７図の如く、重量測定ベルト（35）上面側に
静電容量測定枠体（16）を設け、前記シュート（38）か
らの果実（１）をベルト（35）上面の受皿体（42）に載
せて枠体（16）内部を通過させると共に、受皿体（42）
中央部の吸引口（43）をベルト（35）下面のノズル体
（44）を介して真空ポンプ（23）に連通させ、前記枠体
（16）内部を果実（１）が移動しているときに果実
（１）の受皿体（42）に吸着させるように構成してい
る。

また、前記枠体（16）に電気接続させる静電容量計
（26）を前記ベルト（35）にブラシ体（45）を介して電
気接続させ、果実（１）と枠体（16）間の空隙の静電容
量を静電容量計（26）によって測定し、上記実施例と同
様に、比重量演算回路（28）によって果実（１）の体積
と比重量を算出して果実（１）の空洞状態を判定させる
もので、前記回路（28）の判定結果によって各モータ
（39）（39）を制御し、果実（１）を各トレー（17）
（18）（19）に振分け選別して取出すものである。

「発明の効果」 以上実施例から明らかなように本発明は、被測定物
（１）の重量を測定する重量測定手段（27）と、被測定
物（１）の静電容量から体積を測定する体積測定手段
（26）と、被測定物（１）の重量と体積から比重量を計
算する演算手段（28）を設けると共に、被測定物（１）
を比重量別に選別する取出し方法に移動させる搬送手段
（11）（29）（35）に前記重量測定手段（27）を設ける
非破壊検査方法において、被測定物（１）の表面に接離
自在に圧着させる面接触形の導電ゴム製センサ（20）を
前記搬送手段（11）（29）（35）に設け、被測定物
（１）の少なくとも三面を囲む静電容量測定枠体（16）
を前記体積測定手段（26）に設け、導電ゴム製センサ
（20）に圧着させて搬送する途中の被測定物（１）を静
電容量測定枠体（16）の静電容量測定空間に通過移動さ
せて重量測定と略同時に体積測定して空洞を判別して取
出すもので、導電ゴム製センサ（20）に面積触固定させ
た状態で被測定物（１）を搬送し乍ら体積と重量の両方
を略同時に測定するから、少なくとも三面を囲む静電容
量測定枠体（16）に対して前記導電ゴム製センサ（20）
と被測定物（１）の距離と姿勢を略一定維持して搬送で
きると共に、導電ゴム製センサ（20）に被測定物（１）
の一面を圧着させ、被測定物（１）の他の三面を静電容
量測定枠体（16）によって囲むもので、被測定物（１）
の四面を囲む構成により、幅方向のみならず、同時に高
さ方向にも対応できるので、体積を反映した静電容量を
容易に得ることができ、被測定物（１）の体積測定と重
量測定を高精度で短時間に容易に行うことができ、被測
定物（１）の空洞判別構造の簡略化並びに空洞判別時間
の短縮などを高精度を維持し乍ら容易に行うことがで
き、被測定物（１）の空洞判別結果の信頼性向上並びに
空洞判別検査コストの低減などを容易に図ることがで
き、例えば転動し易い球状の被測定物（１）、またはリ
ンゴとスイカのように大きさが大きく異なる被測定物
（１）であっても、空洞の判別を高精度で容易に行うこ
とができ、選果場などの稼動率を高くして出荷コストの
低減並びに出荷商品の品質向上などを容易に図ることが
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す果実の選別装置を示す
説明図、第２図は測定回路の説明図、第３図は果実の直
列等価抵抗の変化を示す出力線図、第４図乃至第７図は
他の実施例を示す説明図である。 （１）……果実（被測定物） （11）……ロボットアーム（搬送手段） （16）……静電容量測定枠体 （20）……吸盤センサ（導電ゴム製センサ） （26）……導電容量計（体積測定手段） （27）……重量センサ（重量測定手段） （28）……比重量演算回路（演算手段） （29）……無端コンベア（搬送手段） （35）……重量測定ベルト（搬送手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き 審査官 ▲高▼見 重雄 (56)参考文献 特開 昭53−149548（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−118619（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−58290（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G01N 9/00 - 9/36 G01N 27/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定物（１）の重量を測定する重量測定
   手段（27）と、被測定物（１）の静電容量から体積を測
   定する体積測定手段（26）と、被測定物（１）の重量と
   体積から比重量を計算する演算手段（28）を設けると共
   に、被測定物（１）を比重量別に選別する取出し方向に
   移動させる搬送手段（11）（29）（35）に前記重量測定
   手段（27）を設ける非破壊検査方法において、被測定物
   （１）の表面に接離自在に圧着させる面接触形の導電ゴ
   ム製センサ（20）を前記搬送手段（11）（29）（35）に
   設け、被測定物（１）の少なくとも三面を囲む静電容量
   測定枠体（16）を前記体積測定手段（26）に設け、導電
   ゴム製センサ（20）に圧着させて搬送する途中の被測定
   物（１）を静電容量測定枠体（16）の静電容量測定空間
   に通過移動させて重量測定の略同時に体積測定して空洞
   を判別して取出すことを特徴とする非破壊検査方法。