JP4498120B2

JP4498120B2 - 球状農作物移載用の把持機構

Info

Publication number: JP4498120B2
Application number: JP2004363291A
Authority: JP
Inventors: 隆岩川
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2010-07-07
Anticipated expiration: 2024-12-15
Also published as: JP2006168785A

Description

本発明は、主として、レタスやキャベツなどの結球した農作物、あるいは、球状の果物などの球状農作物を搬送する移載装置、などに利用する把持機構に関する。

上記把持機構としては、コンベアで載置搬送されてきたレタスを包装装置本体の投入口に供給する移載装置に利用されたものがあり、例えば、特許文献１に示されているように、下向きに延出された複数のフィンガーを内外に開閉操作自在に装備し、各フィンガーの下部に中空に構成されたゴム製のフィンガー本体を装着し、内外に屈曲操作自在に構成し、これらフィンガー本体をエヤーによって屈曲開閉操作するよう構成したものが知られている。
特開２０００−９５２１８号公報

上記把持機構は、ゴム製のフィンガー本体を屈曲開閉させて手で掴むように球状農作物を傷つけることなくソフトにかつ確実に把持することができる特徴を有するものであるが、長期間使用している間にゴムの劣化によって弾性復元性能が低下するおそれがあるとともに、エアー漏れやエアー圧の低下によって把持機能が損なわれるので、エアー系のメンテナンスを特に充分行う必要があるものであった。

本発明は、このような点に着目してなされたものであって、球状農作物を傷つけることなく確実に掴み取ることができるとともに、メンテナンス性にも優れた把持機構を提供することを目的としている。

第１の発明は、開閉自在な複数のフィンガーを、上部支点を中心にして揺動開閉自在なフィンガーアームと、そのフィンガーアームの内方側の下部に対して上方側部分が重複するとともに前記フィンガーアームの下端部よりも下方に向けて延設された弾性樹脂材製のフィンガー本体とで構成し、
このフィンガー本体を内外方向に駆動変位させるためのフィンガー駆動リンクを、前記フィンガー本体の前記フィンガーアームの下端から離れた位置の下方遊端部に連結して、そのフィンガー本体の下方側部分をフィンガー本体の前記フィンガーアームに重複する上方側部分に対して屈曲させることにより、フィンガー本体の下方遊端部を内方側へ駆動変位させ、前記屈曲を緩める側にフィンガー本体の下方遊端部をフィンガー本体の上方側部分に対して変位させることにより、フィンガー本体の下方遊端部を外方側へ駆動変位させるよう構成してあることを特徴とする。

上記構成によると、フィンガーアームを内外に揺動することでフィンガーを大きく開閉することができ、また、フィンガー駆動リンクを作動させてフィンガー本体の下方遊端部を内方に移動させることで、指先を曲げるようにフィンガー本体を弾性屈曲させて球状農作物を掴むことができる。

この場合、フィンガー本体は、その上端部と下方遊端部を機械的にフィンガーアームおよびフィンガー駆動リンクに連結支持されているが、その中間部は自由に弾性変形できる状態にあり、把持対象の球状農作物の外周になじむように変形することができる。

また、ここで使用するフィンガー本体は樹脂材の弾性復元力で開閉するものではなく、耐久性に優れた機械部材で強制的に屈曲変形されるものであるから、フィンガー駆動系のメンテナンスは、一般の機械装置に施す程度のもの、つまり、潤滑油補給を適時行う程度でよい。

従って、第１の発明によると、球状農作物を傷つけることなく確実に掴み取ることができるとともに、メンテナンス性にも優れた把持機構を構成することができた。

第２の発明は、上記第１の発明において、
複数のフィンガーにおけるフィンガーアームをそれぞれ内方に向けて揺動付勢するとともに、各フィンガーアームを内方から受け止め支持するカム部材を配備して、このカム部材の回転作動によって複数のフィンガーアームを外方に強制揺動させるよう構成してあるものである。

上記構成によると、フィンガーの大きい掴み作動は弾性的なものとなり、球状農作物を無理なく掴むことができる。

第３の発明は、上記第１または２の発明において、
コンベアに載置されて搬送されてきた球状農作物を包装装置本体の投入口に供給する移載装置に装備してあるものである。

上記構成によると、コンベアで搬送されてきた球状農作物を掴んで取り上げて、包装装置本体へ搬送してその投入口に供給する移載作動を好適に行うことができる。

図１および図２に、本発明に係る球形農作物の包装装置の一例であるレタス包装装置の正面と平面がそれぞれ示されている。この包装装置は、基本的には包装装置本体１、レタス搬入用のコンベア２、および、移載装置３から構成されており、各部の構造および機能を以下に説明する。

包装装置本体１は箱型に構成されており、その上部には包装台５とこれを上方から覆う上部カバー６が配備され、包装台５の中央にはレタス（球状農作物）ｗより幾分大きい目の投入口７が形成されるとともに、この投入口７に臨む大きい開口８が上部カバー６に形成されている。包装装置本体１における一端部の上方にはシートロールＳＲの装填部９が配備されており、このシートロールＳＲから繰出された包装シートｓが寸法切りされて包装台５の上に供給されるようになっている。そして、この包装シートｓの上からレタスｗを投入口７に押し込み供給することで、包装台５の下方おいてレタスｗを包装シートｓでをくるんで絞込むとともに、包装シートｓの絞込み箇所を熱融着して封止し、包装したレタスｗを排出口１０から送出するよう構成されており、図１３に、包装作動の概略手順が示されている。

つまり、先ず、図１３（イ）に示すように、包装台５の上面に包装シートｓが供給装填された状態で、切り口を上向きにしたレタスｗを投入口７に押し込んで、投入口７の下方に待機している保持台１１の上に供給する。

レタスｗが押し込み供給されたことが光センサなどによって検知されると、図１３（ロ）に示すように、保持台１１が下降されるとともに、これに連動して一対の保持アーム１２が接近作動し、投入口７の口縁によって絞り込まれる包装シートｓをレタスｗに密着させながら更に絞り込む。

次に、図１３（ハ）に示すように、一対の挟持板１３が接近作動して、包装シートｓの絞込み箇所を更に前後および左右から小さく絞り込む。

次に、図１３（ニ）に示すように、一対のヒータ１４が接近作動して、挟持板３２で絞り込まれた箇所を熱融着して封止するとともに、その封止箇所より上方の余剰シート部分ｓ’を溶融切断する。

封止が完了すると、図１３（ホ）に示すように、保持アーム１２が開放作動するとともに保持台１１が側方に回倒作動して、包装されたレタスｗ’を排出シュート１５に送り出す。

以上のような包装作動を行う包装装置本体１へのレタス自動供給が前記コンベア２および移載装置３によって行われる。

前記コンベア２は、包装装置本体１における前記シートロール装填部９と反対側の端部において包装装置本体１の上方に重複配備されており、モータ２０によって縦軸心周りに駆動回動される大径の駆動スプロケット２１と、これと同径の遊転スプロケット２２とに亘って搬送チェーン２３を横回し巻回するとともに、チェーン回動方向に所定ピッチをもって複数の受け部２４を搬送チェーン２３に取付け、かつ、搬送チェーン２３を直線移動径路において図示されていないガイドレールで案内するよう構成されたものであり、受け部２４が包装装置本体１の上方において長円状の搬送径路でもって平面的に循環回動するようになっている。なお、前記受け部２４は、弾性変形可能な４個の受け片２４ａを放射状に配置して構成されており、レタスｗを傷つけることなく安定載置することが可能となっている。

移載装置３には、レタスｗを掴み取る把持機構３０と、把持機構３０を一定姿勢のままで昇降させる昇降機構３１と、この昇降機構３１を横移動させる横移動機構３２とが備えられており、各部の詳細な構成を以下に説明する。

図１〜図３に示すように、包装装置本体１の上部には、左右の支柱３３を介して上下幅広の支持フレーム３４が左右に亘って架設され、この支持フレーム３４の前面に水平姿勢に固定されたガイドレール３５に前記昇降機構３１を装着した可動台３６が水平横移動可能に支持されている。図１０に示すように、可動台３６の上下には、支持フレーム３４の前面を転動するガイドローラ３７が装備されて、可動台３６の前後への倒れが阻止されている。

前記昇降機構３１は、基端を可動台３６に枢支連結した上下の昇降リンク３８とその遊端に亘って枢支連結された先端ブラケット３９とからなる平行四連リンク機構として構成されており、先端ブラケット３９に把持機構３０が装備されている。

また、支持フレーム３４の前面には横移動機構３２を構成する駆動アーム４０が備えられ、この駆動アーム４０の遊端が前記昇降リンク３８の下部に枢支連結されている。この構成によると、駆動アーム４０が左右に大きく反転回動されることによって昇降リンク３８が上下揺動されるともに昇降機構３１全体が可動台３６と共に左右に押し動かされ、駆動アーム４０の左右の回動エンドにおいて、把持機構３０がコンベア２における取出し位置Ａと包装装置本体１における投入口７の直上に位置するようになっている。なお、駆動アーム４０は大径スプロケット４１に固着されて一体に回動されるとともに、大径スプロケット４１は、フレーム裏面からモータＭ1で正逆に駆動される小径スプロケット４２にチェーン４３を介して巻き掛け連動されている。

図４〜図９に示すように、昇降機構３１における先端ブラケット３９に装備された前記把持機構３０には開閉自在な４本のフィンガー４５が備えられている。このフィンガー４５は、前記先端ブラケット３９の前面に水平姿勢で固着された基板４６の上部にそれぞれ支点ａ周りに内外に揺動可能に枢支されたフィンガーアーム４７と、このフィンガーアーム４７の下部に取付けられたゴム材などの弾性樹脂材からなる短冊状のフィンガー本体４８とから構成されている。

各フィンガーアーム４７と基板４６とに亘ってバネ４９が張設され、各フィンガーアーム４７が内向き、つまり、レタス把持方向に揺動付勢されている。また、図７に示すように、基板４６にはフィンガー群の中心に位置させてボス部材５０が鉛直に設けられるとともに、このボス部材５０の下部外周にカム板５１が水平回転可能に外嵌装着されている。カム板５１は、各フィンガーアーム４７の内側に備えられたローラ５２に対向されており、内向きに揺動付勢された各フィンガーアーム４７がローラ５２を介してカム板５１の外周で受け止め支持されるようになっている。

図１１に示すように、前記カム板５１には、モータＭ2によって操作される２本の操作ワイヤ５３，５４に連結されており、モータＭ2の正逆回転によって両操作ワイヤ５３，５４が背反して引き操作および弛緩操作されることでカム板５１が正逆に回転駆動され、カム板外周のカム形状に応じて全フィンガーアーム４７が同時に外側に強制開放揺動および、内側に付勢閉じ揺動するようになっている。

前記フィンガー本体４８は、その上方側部分がフィンガーアーム４７の下部に対して重複し、下方側部分が前記フィンガーアーム４７の下端部よりも下方に向けて延出されている。そして、前記フィンガーアーム４７の下部に対して重複するフィンガー本体４８の上方側部分のみがフィンガーアーム４７にネジ連結されており、フィンガー本体４８をフィンガーアーム４７に沿わせた開き姿勢と、内方に向けて屈曲変形された掴み姿勢とに切換えることが可能となっている。また、フィンガー本体４８の内向き面には、レタスｗを傷つけることなく把持できるよう適度の弾性を有するスポンジ材５５が貼付けられている。

また、フィンガーアーム４７の外側にはフィンガー本体４８を内外に屈曲させるフィンガー駆動リンク５６が配備されている。このフィンガー駆動リンク５６の上端は、フィンガーアーム４７の上部支点ａに枢支された操作アーム５７の遊端に枢支連結されるとともに、フィンガー駆動リンク５６の下端が、フィンガー本体４８の下端部外面から突設した連結片５８に枢支連結され、更に、フィンガー駆動リンク５６の長手方向中間に備えたピン５９がフィンガーアーム４７に形成した傾斜長孔６０に係入されており、操作アーム５７が揺動操作されてフィンガー駆動リンク５６が上下に移動されると、ピン５９と傾斜長孔６０との案内作用でフィンガー駆動リンク５６の下端部が内外方向に変位してフィンガー本体４８が内外に屈曲されるようになっている。

前記基板４６に設けられた前記ボス部材５０には上下動自在にスライドボス６１が外嵌装着されており、このスライドボス６１から放射状に突設した操作突起６２と前記操作アーム５７の延長端とが長孔６３とピン６４を介して係合連動されている。また、前記基板４６の上方には立設された一対のステー６５を介してブラケット６６が横架固定され、このブラケット６６に支点ｂ周りに回動可能に枢支された一対の駆動アーム６７が前記スライドボス６１の外周対角位置に軸支装着されたローラ６８にそれぞれ係合されている。なお、スライドボス６１から突設した一対のガイド片６１ａに前記ステー６５が貫通されて、スライドボス６１の縦軸心周りでの回転が阻止されている。

前記駆動アーム６７はモータＭ3によって操作される２本の操作ワイヤ６９，７０に連結されており、モータＭ3が正逆回転されて両操作ワイヤ６９，７０が背反して引き操作および弛緩操作されることで駆動アーム６７が正逆に回動されて全操作アーム５７が揺動操作され、もって上記のように全フィンガー４５のフィンガー本体４８が同時に内外に屈曲されるようになっている。

基板４６に立設されたボス部材５０には操作ロッド７１が挿通支持され、この操作ロッド７１の下端に押し出し具７２が装備されている。また、操作ロッド７１の上部は、ブラケット６６から立設した支持枠７３に上下動可能に案内支持されるとともに、外嵌装着した圧縮コイルバネ７４によって操作ロッド７１が上方にスライド付勢され、常態では押し出し具７２がフィンガー間の上方待機位置に保持されている。また、操作ロッド７１の上端からは受動アーム７５が片持ち状に突設されている。

前記支持フレーム３４にはモータＭ4によって回動される駆動アーム７６が装備されており、この駆動アーム７６の先端に備えたピン７７の移動軌跡内に前記受動アーム７５が位置しており、駆動アーム７６が回動して受動アーム７５を下方に接当押圧することで操作ロッド７１が圧縮コイルバネ７４に抗して下方に押し下げられるようになっている。

本発明は以上のように構成されており、次にレタスｗの自動供給作動について説明する。

作業者はコンベア２の周囲の適所に立って循環ピッチ回動する受け部２４に、切り口を上向きにしてレタスｗを載置供給することで、レタスｗは移載装置３による取出し位置Ａに向けて搬送されてゆく。ここで、図１２に示すように、取出し位置Ａの手前近傍の上方には、レタスｗの移動径路と干渉する高さに位置させてタオルローラ７８が上方に退避可能に配備されており、レタスｗがタオルローラ７８を押し上げて通過する間に、切り口に滲み出ている汁がタオルローラ７８に吸収除去されるようになっている。

搬送されてきたレタスｗが前記取出し位置Ａに到着すると、これが光センサあるいは接触センサなどの存否検出手段によって検知され、この検知に基づいてコンベア２が停止されるとともに、移載装置３の把持機構３０が、フィンガー４５が開かれるとともに押出し具７２が上方後退された状態で下降され、取出し位置Ａで停止しているレタスｗに被せられる。

把持機構３０が下限まで下降されると、カム板５１が回動されてフィンガーアーム４７が内向きに付勢揺動されるとともに、スライドボス６１が下方作動してフィンガー本体４８が内方に屈曲変形され、レタスｗがフィンガー本体によって四方から弾性的に把持される。

レタスｗの把持が完了すると、駆動アーム４０が反転回動することで、レタスｗを把持した把持機構３０は略直線的に上昇した後、包装装置本体１側に山形の湾曲軌跡をもって横移動し、投入口７の上方近傍からは略直線的に下降し、把持したレタスｗを投入口７に持ち込む。

把持機構３０が下限まで下降されると、図６に示すように、フィンガー本体４８が外側に少し伸展されてレタスｗの下方からの抱込み支持が解除され、レタスｗはフィンガー本体４８の弾性によって軽く挟持された状態で保持され、この弱挟持状態において駆動アーム７６によって操作ロッド７１が強制的に下方移動され、ロッド下端に備えた押出し具７２がレタスｗを上方から押し下げて投入口に押し込む。この場合、レタスｗはフィンガー本体４８によって弱挟持された状態で押し下げられるので、葉が大きく拡がること少なくなく投入口７におだやかに押し込みまれて保持台１１（図１３参照）上に供給されることになり、レタスｗは姿勢が大きく変化することなく、かつ、葉のまとまりの良い状態で包装シートでくるまれることになる。

投入口７へのレタス押し込みを終えた把持機構３０は次のレタス移載のために前記取出し位置Ａに向けて復帰移動されるとともに、押出し具７２は上方待機位置に復帰移動する。

〔他の実施例〕

（１）フィンガー本体４８の内面に添設するスポンジ材５５を、面ファスナを介して貼付けて、スポンジ材５５の交換を容易にしておくと便利である。

（２）実施例では本発明の把持機構３０をコンベア２から包装装置本体１への供給を行う移載装置３に利用した場合を例示したが、各種の球状農作物ｗの自動箱詰め装置の移載装置、などに利用することもできる。

包装装置の全体正面図包装装置の全体平面図把持機構の昇降機構および横移動機構を示す正面図開放作動状態の把持機構を示す正面図把持作動状態の把持機構を示す正面図排出作動状態の把持機構を示す正面図把持機構の一部を示す縦断正面図把持機構の一部を示す横断平面図把持機構の要部を示す縦断側面図把持機構の横移動機構の一部を示す縦断側面図フィンガー開閉構造の要部を示す平面図コンベアの一部を示す側面図包装作動の概略手順を示す説明図

符号の説明

１包装装置本体
２コンベア
３移載装置
７投入口
４５フィンガー
４７フィンガーアーム
４８フィンガー本体
５１カム板
５６フィンガー駆動リンク
ａ上部支点
ｗ球状農作物（レタス）

Claims

開閉自在な複数のフィンガーを、上部支点を中心にして揺動開閉自在なフィンガーアームと、そのフィンガーアームの内方側の下部に対して上方側部分が重複するとともに前記フィンガーアームの下端部よりも下方に向けて延設された弾性樹脂材製のフィンガー本体とで構成し、
このフィンガー本体を内外方向に駆動変位させるためのフィンガー駆動リンクを、前記フィンガー本体の前記フィンガーアームの下端から離れた位置の下方遊端部に連結して、そのフィンガー本体の下方側部分をフィンガー本体の前記フィンガーアームに重複する上方側部分に対して屈曲させることにより、フィンガー本体の下方遊端部を内方側へ駆動変位させ、前記屈曲を緩める側にフィンガー本体の下方遊端部をフィンガー本体の上方側部分に対して変位させることにより、フィンガー本体の下方遊端部を外方側へ駆動変位させるよう構成してあることを特徴とする球状農作物移載用の把持機構。
複数のフィンガーにおけるフィンガーアームをそれぞれ内方に向けて揺動付勢するとともに、各フィンガーアームを内方から受け止め支持するカム部材を配備して、このカム部材の回転作動によって複数のフィンガーアームを外方に強制揺動させるよう構成してある請求項１記載の球状農作物移載用の把持機構。
コンベアに載置されて搬送されてきた球状農作物を包装装置本体の投入口に供給する移載装置に装備してある請求項１または２記載の球状農作物移載用の把持機構。