JP3243673B2 - 真空式収穫機 - Google Patents

真空式収穫機

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JP3243673B2 JP17223593A JP17223593A JP3243673B2 JP 3243673 B2 JP3243673 B2 JP 3243673B2 JP 17223593 A JP17223593 A JP 17223593A JP 17223593 A JP17223593 A JP 17223593A JP 3243673 B2 JP3243673 B2 JP 3243673B2
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田 久 也 山
田 清 隆 吉
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  • Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は例えばミニトマト或いは
サクランボ・リンゴなどの果実を収穫するようにした真
空式収穫機に関する。
【0002】
【従来の技術】収穫ロボットのマニピュレータに、真空
圧でもって各種作物を吸着させて収穫するようにした真
空式の収穫機がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし乍らこの種従来
の収穫機においては、マニピュレータを構成する収穫ハ
ンド自体を回転させながら所定位置まで移動搬送させた
り、収穫ハンドにくし状カバー・カッタ・吸着パッドを
必要とするなど極めて構造が複雑なものとなるばかりで
なく、吸着性を高めるためには高真空力の吸引装置を必
要とするなどの問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】したがって本発明は、収
穫ハンドの吸引口に栽培作物を吸着させてその収穫を行
うようにした真空式収穫機において、前記吸引口を先端
先細りで外方に開放可能な分割円錐形状に設け、該吸引
口の開放時ハンド内に作物を取入れるもので、葉が繁茂
している中にも収穫ハンドを抵抗なく容易に挿入させ、
吸引口に確実に目標の作物を吸着させての収穫が行える
と共に、吸着後は吸引口を開放するだけでハンド内に確
実に作物を取入れてハンド内の搬送路によって目的地ま
で速やかに作物の搬送が行えて、この収穫作業の無人高
能率化を図るものである。
【0005】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳述
する。図1は収穫ハンド部の側面説明図、図2は収穫機
の全体斜視図、図3は同正面図であり、図中(1)は走
行レール(2)上を走行輪(3)でもって移動する収穫
機(4)の台車、(5)は前記台車(1)の略中央に立
設させる上下動用ガイド(6)にハンド台(7)を介し
支持する真空吸引式の収穫ハンド、(8)は前記ハンド
台(7)に設置してハンド(5)前方の栽培作物の果実
であるミニトマト(A)を撮像する視覚センサ、(9)
は前記ハンド(5)によって吸引収穫されたミニトマト
(A)を台車(1)に搭載するコンテナ(10)に搬送
する搬送ホース、(11)は前記ガイド(6)を台車
(1)の進行方向に移動させるハンド台水平直動用モー
タ、(12)は前記ガイド(6)を下部基端の縦軸回り
に回転させるハンド台水平旋回用モータ、(13)は前
記ハンド台(7)をガイド(6)に沿って上下動させる
ハンド台上下直動用モータ、(14)は前記ハンド
(5)を収穫目標物であるミニトマト(A)に対し前後
に移動させるハンド前後方向移動用モータ、(15)は
前記ハンド(5)を回動支点軸(16)を中心として上
下方向に移動させるハンド上下方向回動用モータであ
り、前記ハンド(5)先端に開閉自在に取付ける吸引口
である吸引体(17)に真空吸引力でもってトマト
(A)を吸着させて収穫を行うように構成している。
【0006】図4乃至図6にも示す如く、前記収穫ハン
ド(5)は円形パイプ(5a)を用いて内部にミニトマ
ト(A)の真空吸引搬送路(18)を形成し、ハンド
(5)の正面視上下半円状に2分割される吸引体(1
7)の上下口体(17a)(17b)をハンド(5)先
端外側に固定板(19)及び開閉軸(20)を介して上
下方向に開閉自在に取付けると共に、ハンド(5)と吸
引体(17)との継目隙間を内側より覆う弾性シール部
材(21)をハンド(5)と吸引体(17)間に介設し
ている。
【0007】また前記吸引体(17)は、先端側の内径
を小、後端側の内径を大とする先端先細りの円錐形状に
形成し、常時は上下口体(17a)(17b)間に張設
する引張バネ(22)によって閉状態を保持させる一
方、上下口体(17a)(17b)に連結する開放ワイ
ヤ(23)をハンド吸引口開放用ソレノイド(24)の
励磁操作によって後方(前方作物側に対し)に引張ると
き、上下口体(17a)(17b)を開放させてこの吸
引体(17)の前端口部(17c)に吸着されるミニト
マト(A)をハンド(5)内の搬送路(18)に真空吸
引力で取込むように構成している。
【0008】さらに前記吸引体(17)にミニトマト
(A)の吸着時、トマト(A)の果梗(B)を切断(果
実(A)が離層から離脱)するくし刃(25)を吸引体
(17)の外周に臨ませるように設けるもので、前記ハ
ンド(5)のパイプ(5a)外周に摺動自在(パイプ
(5a)の軸方向に沿って)に円筒状のスライダ(2
6)を嵌合支持させ、該スライダ(26)の円筒外周に
回転自在に嵌合する回転体(27)に、前記くし刃(2
5)を等間隔に複数固定支持させて、くし刃(25)先
端をスライダ(26)前方に延設させると共に、前記回
転体(27)に形成するギヤ(28)と、前記スライダ
(26)に固設する減速低回転用モータ(29)のギヤ
(30)とを結合させて、前記モータ(29)によって
パイプ(5a)と同一軸芯円周上に配設させる複数のく
し刃(25)を回転体(27)と一体に回転させるよう
に構成している。
【0009】またさらに、前記パイプ(5a)に固設す
るブラケット(31)に支点軸(32)を介して揺動ア
ーム(33)の中間を揺動自在に支持させ、前記スライ
ダ(26)左右外側の突設ピン(34)を前記アーム
(33)一端側の長孔(35)に係合連結させると共
に、アーム(33)他端側の連結ワイヤ(36)をくし
刃前後進用ソレノイド(37)に連動連結させて、前記
ソレノイド(37)の励磁操作でもってブラケット(3
1)及びアーム(33)間の引張バネ(38)力に抗し
ワイヤ(36)を引張るとき、スライダ(26)を前方
向に移動させて吸引体(17)の前方位置までくし刃
(25)先端を臨ませるように構成している。
【0010】図7に示す如く、前記収穫ハンド(5)
は、搬送路(18)の基端側を吸引装置(39)の吸引
ブロワ(39a)に連通接続させ、搬送路(18)の途
中に空気流と果実流に分離する作物排出路(18a)を
分岐形成し、前記搬送路(18)の分岐通過口部にフイ
ルタ(40)を設けて、搬送路(18)内を移動するミ
ニトマト(A)が排出路(18a)との分岐点に至ると
き、前記フイルタ(40)によってトマト(A)のみを
排出路(18a)に自重落下するように構成している。
【0011】また前記吸引体(17)の前端口部(17
c)に、出力の一時的な高まりよりミニトマト(A)が
果梗より離れたと判断する感圧式果実離梗センサ(4
1)を埋設すると共に、前記ハンド(5)の吸引体(1
7)と排出路(18a)間に、搬送路(18)内のトマ
ト(A)の通過を検出する発光素子(42a)及び受光
素子(42b)とからなる搬送センサ(42)と、搬送
路(18)内の真空度の上昇に基づいてトマト(A)の
吸着を検出する真空圧センサである吸着センサ(43)
とを設けて、前記吸引体(17)のトマト(A)の吸
着、及び吸着後の果梗(B)よりトマト(A)の離梗、
及び離梗後搬送路(18)内をトマト(A)が搬送通
過、の各種作業状況をこれらセンサ(41)(42)
(43)で自動的に検出するように構成している。
【0012】さらに前記排出路(18a)の送り終端の
排出口(18b)には排出シャッタ(44)を開閉自在
に設けるもので、前記ハンド(5)の果実排出部(5
b)に開閉軸(45)を介しシャッタ(44)を回動自
在に支持させ、排出部(5b)及びシャッタ(44)間
に張設する閉バネ(46)によって常時はシャッタ(4
4)を閉保持すると共に、前記バネ(46)に抗しシャ
ッタ(44)を開作動する排出口開放用ソレノイド(4
7)を排出部(5b)に設けて、前記搬送センサ(4
2)がミニトマト(A)の通過を確認した直後の一定時
間のみ排出シャッタ(44)を開とさせて、この下方の
コンテナ(10)にトマト(A)を排出するように構成
している。
【0013】図8に示す如く、収穫機(4)の走行装置
(48)を駆動して機体を走行させる走行スイッチ(4
9)と、収穫ハンド(5)を自動操縦して収穫作業を行
う収穫スイッチ(50)と、前記各種センサ(8)(4
1)(42)(43)とを入力接続させる制御回路(5
1)を備えると共に、前記走行装置(48)及び吸引装
置(39)及び警報装置(52)と、前記各種モータ
(11)(12)(13)(14)(15)(29)及
びソレノイド(24)(37)(47)に制御回路(5
1)を出力接続させて、収穫スイッチ(50)のオン作
業時各種センサ(8)(41)(42)(43)の検出
に基づいてミニトマト(A)の自動収穫作業を行うよう
に構成している。
【0014】本実施例は上記の如く構成するものにし
て、以下図9のフローチャートを参照してこの作用を説
明する。
【0015】収穫作業中、前記視覚センサ(8)がミニ
トマト(A)を検出するとき、収穫ハンド(5)の所定
前方位置にミニトマト(A)がある位置まで、該ハンド
(5)の位置制御を行って、その後ハンド(5)をミニ
トマト(A)側に前進制御して、前記吸引体(17)の
前端口部(17c)にハンド(5)内の真空吸引力でも
ってミニトマト(A)を吸着させるもので、前記吸着セ
ンサ(43)が真空度の一定以上の上昇を検出すると
き、ミニトマト(A)が吸引体(17)に吸着されたも
のと判断すると共に、吸着が行われていないと判断され
たときには視覚センサ(8)によってハンド(5)の吸
着位置を修正する。
【0016】また吸着検出後にあっては、前記くし刃
(25)を前進させ、前進後は微速で回転させながらハ
ンド(5)を後退させるもので、くし刃(25)の緩や
かな回転中に何れか1本のくし刃(25)を果梗(B)
に引掛けながら後退させることによって果梗(B)より
ミニトマト(A)が確実に離脱つまり離梗(ミニトマト
(A)の場合離脱力(200〜800g)と他の果実に
比べ弱い)する。
【0017】そして前記離梗センサ(41)が前端口部
(17c)での一時的なミニトマト(A)の接触圧の高
まりを検出するとき、トマト(A)が果梗(B)より離
脱したものと判断して、くし刃(25)を後退させ、吸
引体(17)の上下口体(17a)(17b)を開放し
て、ハンド(5)内の真空吸引力で搬送路(18)内に
トマト(A)を取り込む。
【0018】その後搬送路(18)の搬送センサ(4
2)位置をミニトマト(A)が通過することを、該セン
サ(42)が検出するとき、前記吸引体(17)を閉と
させると共に、前記排出シャッタ(44)を一定時間開
とさせてこのトマト(A)をコンテナ(10)に排出す
るもので、この場合ミニトマト(A)の収穫直後より次
のトマト(A)を吸着するまでの間は吸着に必要とする
真空圧は必要なく、したがって排出シャッタ(44)を
開放しても支障がない。また、トマト(A)の果梗
(B)よりの離脱を検出し、くし刃(25)を後退さ
せ、吸引体(17)を開放したにもかかわらずトマト
(A)の搬送が検出されないときには、途中何らかの異
常が発生したものと判断して異常警報を発生させる。而
してこのような動作の繰返しによって、1時間当り50
0〜600個程度のトマト(A)の効率良い収穫が行え
るものである。
【0019】なお前述実施例にあっては、吸引体(1
7)を上下口体(17a)(17b)の2つに分割する
構成を示したが、2つ以上に分割する構成でも良い。
【0020】
【発明の効果】以上実施例からも明らかなように本発明
は、収穫ハンド(5)の吸引口(17)に栽培作物
(A)を吸着させてその収穫を行うようにした真空式収
穫機(4)において、前記吸引口(17)を先端先細り
で外方に開放可能な分割円錐形状に設け、該吸引口(1
7)の開放時ハンド(5)内に作物(A)を取入れるも
のであるから、葉が繁茂している中にも収穫ハンド
(5)を抵抗なく容易に挿入させ、吸引口(17)に確
実に目標の作物(A)を吸着させての収穫が行えると共
に、吸着後は吸引口(17)を開放するだけでハンド
(5)内に確実に作物(A)を取入れてハンド(5)内
の搬送路(18)によって所定の目的地まで速やかに作
物(A)の搬送が行えて、この収穫作業の無人高能率化
が図れるなど顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】収穫ハンド部の側面説明図である。
【図2】収穫機の全体斜視図である。
【図3】収穫機の全体正面図である。
【図4】収穫ハンド部の斜視説明図である。
【図5】収穫ハンド部の側面説明図である。
【図6】収穫ハンド部の動作説明図である。
【図7】搬送路部の説明図である。
【図8】制御回路図である。
【図9】フローチャートである。
【符号の説明】
(4) 収穫機 (5) 収穫ハンド (17) 吸引体(吸引口) (A) ミニトマト(作物)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A01D 46/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 収穫ハンドの吸引口に栽培作物を吸着さ
    せてその収穫を行うようにした真空式収穫機において、
    前記吸引口を先端先細りで外方に開放可能な分割円錐形
    状に設け、該吸引口の開放時ハンド内に作物を取入れる
    ように構成したことを特徴とする真空式収穫機。
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