JP5567995B2

JP5567995B2 - 青果物品質判定装置

Info

Publication number: JP5567995B2
Application number: JP2010267465A
Authority: JP
Inventors: 久也山田; 伸明田中; 咲子高田; 春彦坂井; 卓也釘尾
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2010-11-30
Filing date: 2010-11-30
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2030-11-30
Also published as: JP2012117901A

Description

本発明は、投光手段及び受光手段を有する内部品質判定手段によって、収穫された青果物の内部品質（糖度等）を測定する青果物品質判定装置の技術に関する。

従来から、青果物を破壊することなく、品質（糖度等）を判定する青果物品質判定装置として、青果物を搬送装置により搬送し、ハロゲンランプやＬＥＤ等の光を青果物に照射し、青果物を透過した光を分析することによって、糖度等の内部品質を判定するように構成したものが知られている。このような青果物品質判定装置においては、例えば、青果物を搬送する搬送装置の中途部に、光を青果物に照射するための投光手段と、青果物を透過した光を受光するための受光手段と、を有する内部品質判定手段を設けて、搬送される青果物の内部品質を判定していた（例えば特許文献１参照）。また、投光手段を搬送装置の下方若しくは上方に設け、受光手段を搬送装置の上方若しくは下方に設けた青果物品質判定装置も公知となっている
。

特開２００４−３６１３４７号公報特開２００９−２７０９７３号公報

青果物は、搬送装置のベルト上面に適宜間隔をあけて載置された載置パンに、それぞれ載置された状態で搬送される。載置パンに載置された青果物は、例えば上流にある他の搬送装置から搬送装置へと乗り移る際の衝撃や、内部品質判定手段の入口部に設けたカーテンにパン上の青果物が当たった衝撃により、搬送装置のベルトの下方に配置した板部材上に落下する場合があった。例えば、投光手段が搬送装置の下方に設けられていた場合、搬送装置のベルト上に落下した青果物は、上流から流れてくる他の載置パンに押されて、投光手段の光を通す投光用開口部へと落下することがあった。また、作業者が青果物を載置パンに載置する際に誤って落下させることがあった。この場合、投光手段から投光される光は落下した青果物により妨げられて、正確な光量を計測することができなかった。この青果物を載置パン上に安定して載置するために、特許文献１に示すように載置パンの中心部が凹む凹部を設けるように構成している。しかし、青果物の大きさや形状は不均一であり、また、凹部が深すぎると、取り出しにくくなり箱詰め等に支障が生じることになる。

そこで、本発明は係る課題に鑑み、青果物が載置パンから落下した場合であっても、青果物が投光用開口部若しくは受光用開口部に落下するのを防止することができる青果物品質判定装置を提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

請求項１においては、青果物を搬送する搬送装置と、該搬送装置の中途部に設けた青果物の内部を測定する内部測定装置と、を備える青果物品質判定装置であって、前記内部測定装置は、青果物に光を照射する投光手段と、青果物からの光を受光して分光し、その分光された光を計測する受光手段と、外部からの光を遮断するカーテンとを有し、前記搬送装置は、平行して配置した左搬送ベルトと右搬送ベルトと、該左搬送ベルトと右搬送ベルト上に載置し、該青果物を搬送する載置パンと、該左搬送ベルトと右搬送ベルトの下方に架設した板部材により構成し、前記搬送装置の下方に前記投光手段若しくは受光手段を設け、前記搬送装置を構成する板部材に青果物が落下可能な開口部を設け、該開口部は前記投光手段若しくは受光手段よりも上流側に設けたものである。

請求項２においては、前記開口部は、前記板部材に長孔として形成されたものである。

請求項３においては、前記投光手段若しくは受光手段よりも下流側の板部材にも、開口部を設けたものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、投光手段若しくは受光手段の上流側で青果物が載置パンから落下した場合であっても、板部材の開口部から下方へ落下することにより、上流からくる載置パンに押されて投光手段へ落下することがない。したがって、青果物が載置パンから落下した場合であっても、青果物が投光用開口部若しくは受光用開口部に落下するのを防止することができる。

請求項２においては、投光手段若しくは受光手段の上流側で青果物が載置パンから落下した場合であっても、板部材の開口部から下方へ落下することにより、上流からくる載置パンに押されて投光手段へ落下することがない。
また、長円状の孔で形成することにより、板部材の開口部を容易に形成することができる。したがって、青果物が載置パンから落下した場合であっても、青果物が投光用孔若しくは受光用孔に落下するのを防止することができる。

請求項３においては、投光手段若しくは受光手段の下流側で青果物が載置パンから落下した場合であっても、板部材の開口部から下方へ落下することにより、逆流して投光手段へ落下することがない。したがって、青果物が載置パンから落下した場合であっても、青果物が投光用開口部若しくは受光用開口部に落下するのを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る青果物品質判定装置を示す斜視図。青果物品質判定装置の側面一部断面図。青果物品質判定装置の側面拡大図。青果物品質判定装置の正面一部断面図。青果物品質判定装置の平面一部断面図。搬送装置、カーテン、投光手段、及び開口部の位置関係を示す斜視図。

まず、本発明の第一実施例に係る青果物品質判定装置１００について、図１から図５を用いて説明する。ここで、図１に示す矢印Ａの方向を、青果物１が搬送される方向（搬送方向）と定義して、以下の説明を行う。また、図１に示すように前後方向、左右方向、及び上下方向を定義する。青果物１は前方から後方へと搬送される。なお、本発明において、「青果物」とは、りんご、梨、みかん等の果実や、トマト、いちご、ナス、芋等の蔬菜を示し、以下の説明において、「品質」とは、青果物の大きさ、形状、内部障害、及び、糖度等の内部品質等を含むものとする。

図１に示すように、青果物品質判定装置１００は、複数の青果物１・１・・・を連続して搬送する搬送装置２や、搬送装置２の中途部に備えられ、搬送されてくる青果物１・１・・・の品質を判定する内部測定装置３等によって構成される。

搬送装置２は、図１から図５に示すように、複数の載置パン１０・１０・・・や、左搬送ベルト１１や、右搬送ベルト１２等により構成される。

載置パン１０は、青果物１を載置するものであり、皿状の部材から形成され、その上面中央部には碗状に窪んだ凹部１０ａを形成し、凹部１０ａ中央には光を通す貫通孔が開口されている。凹部１０ａに青果物１を載置することで、青果物１を安定した姿勢で載置する。

左搬送ベルト１１及び右搬送ベルト１２は、無端体として回動させることによって、複数の載置パン１０・１０・・・を連続して搬送するものである。左搬送ベルト１１及び右搬送ベルト１２は、二つの側部フレーム１３・１３の間に配置されており、二つの側部フレーム１３・１３の前後両端部には回動軸２１・２２が回動可能に横架されている。

左搬送ベルト１１及び右搬送ベルト１２は、図２及び図５に示すように、搬送装置２の前端部、及び、後端部に設けられる回動軸２１・２２に巻回されており、さらに後方の回動軸２２に巻回された左搬送ベルト１１及び右搬送ベルト１２は、搬送装置２の後側下部に設けられた駆動装置２５の駆動軸２６に巻回されている。左搬送ベルト１１及び右搬送ベルト１２は、駆動軸２６によって駆動されることで回動する。そして、左搬送ベルト１１及び右搬送ベルト１２が回動することによって、載置パン１０・１０・・・が搬送され、載置パン１０・１０・・・に載置された青果物１・１・・・が搬送される。

なお、搬送装置２は、複数の載置パン１０・１０・・・や、左搬送ベルト１１や、右搬送ベルト１２等を具備する構成としたが、本発明はこれに限るものではない。即ち、チェーンを用いた搬送装置あってもよい。

また、左搬送ベルト１１及び右搬送ベルト１２の下方であって側部フレーム１３・１３の間には板部材１４が設けられている。板部材１４は、搬送装置２の下面を保護したり、補強したりする部材である。

内部測定装置３は、青果物１・１・・・の内部品質の測定を行うものであり、図２から図５に示すように、投光手段５３や、受光手段５４等によって構成される。また、内部測定装置３は筐体５５によって固定保持される。また、内部測定装置３は制御手段としての制御装置７０によって制御される。

投光手段５３は、青果物１・１・・・に光を照射するものであり、搬送装置２によって搬送される青果物１・１・・・の下側に配設され、青果物１・１・・・の搬送経路に向けた状態で固定される。投光手段５３は筐体５５に固定された投光手段支持部材５７によって固定される。

投光手段５３は、図２、図３及び図４に示すように、主に光源体５３ａや、集光体５３ｂや、光ファイバ５３ｃや、投光部５３ｄ等によって構成される。

光源体５３ａは、図２に示すように筐体５５の下部に配置されている。光源体５３ａから発光された光は、光ファイバ５３ｃを介して投光部５３ｄに届き、投光部５３ｄから一方向（本実施形態では上方向）に照射される。

また、投光部５３ｄの上方には、凸形レンズからなる集光体５３ｂが設けられており、投光部５３ｄから発光された光が集光体５３ｂを通過することで一点に集光され、その後、測定対象物である青果物１・１・・・に照射される。

投光部５３ｄと集光体５３ｂとの間には、光量変更手段５６が設けられている。光量変更手段５６は、図３及び図４に示すように、遮光板７１や、遮光板７１を回転駆動する駆動手段７２等により構成される。

遮光板７１は板状に構成され、遮光板７１の一端部に枢支軸７１ａが貫設される。遮光板７１は、枢支軸７１ａを中心として回動可能に構成されている。投光部５３ｄの中心と、集光体５３ｂの中心と、の間に遮光板７１を配置することにより光を遮断可能な構造としている。

駆動手段７２は、ステッピングモータや、ロータリソレノイド等によって構成されており、駆動手段７２を駆動することにより遮光板７１が回転駆動されるようになっている。

受光手段５４は、青果物１・１・・・を透過した光を受光して、スペクトル情報を得るものである。受光手段５４は、図２に示すように、青果物１・１・・・を透過した光を集光する凸形の集光レンズ６１や、集光レンズ６１に入射された光を検出し、スペクトル情報を計測する光センサ６２や、集光レンズ６１に入射された光を光センサ６２へ送る光ファイバ６３等によって構成される。受光手段５４は筐体５５に固定された受光手段支持部材５８によって固定される。

光センサ６２は、特定の波長の光を取り出し（分光し）、当該特定波長の光を電気信号に変換して、光の強度に関する情報をスペクトル情報として検出するものである。光センサ６２は、図２に示すように筐体５５の下部に配置されている。光センサ６２は、その内部に、特定波長の光を分光する回折格子やプリズム等、及び、分光された光を電気信号に変換する変換部等を具備する。

このような構成からなる投光手段５３、及び、受光手段５４によって、青果物１・１・・・の内部品質の測定が実行される。

即ち、投光手段５３から照射された光は、測定対象となる青果物１を透過し、集光レンズ６１に集められて光ファイバ６３を介して光センサ６２へと入射され、その後、入射された光は特定の波長の光に分光され、電気信号に変換された後に、スペクトル情報として図２に示す制御装置７０へと出力されるのである。

なお、本実施形態においては、受光手段５４として、集光レンズ６１と光センサ６２とを、光ファイバ６３を介した別体とした構成としているが、これに限定するものではなく、一体にした構成としてもよい。

また、本実施形態においては、主に、青果物１・１・・・の大きさ、形状、内部障害、糖度等を測定するべく、透過光による内部測定装置３を用いることとしているが、これに限定されるものではなく、例えば、青果物１・１・・・に附着する残留農薬を検出するべく、反射光を利用した拡散反射装置として、内部測定装置３を構成してもよい。

筐体５５は、略箱状の部材から形成され、その内部には、搬送方向上流側より下流側に向かって、内部測定装置３を構成する投光手段５３や、受光手段５４が配設される。

筐体５５の搬送方向上流側、及び、下流側の側面には、筐体５５の内部空間と、外部空間と、を連通する入口開口部５５ａ、及び、出口開口部５５ｂが各々形成されており、入口開口部５５ａと、出口開口部５５ｂと、は互いに対向する位置に設けられている。

そして、搬送装置２によって搬送される青果物１・１・・・は、入口開口部５５ａより筐体５５の内部空間へと搬入され、その後、出口開口部５５ｂより筐体５５の外部空間へと搬出される。

このように筐体５５を構成することで、筐体５５内へ侵入する外乱光を低減させることができる。また、入口開口部５５ａ、及び、出口開口部５５ｂには筐体５５内へ侵入する外乱光を遮断するためのカーテン６５が設けられている。

制御装置７０は、図２に示すように、内部測定装置３に接続され、投光手段５３の動作を制御するとともに、受光手段５４による測定結果に基づいて青果物１・１・・・の品質を判定するものである。

制御装置７０は、具体的には、ＣＰＵや、ＲＯＭや、ＲＡＭや、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、或いは、ワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。

制御装置７０には、各搬送装置２に設けられる投光手段５３の動作を制御するための種々のプログラムや、データ等が格納されており、前記プログラムや、データ等に基づいて、投光手段５３の動作が制御されることになる。

そして、制御装置７０には、受光手段５４による受光結果に基づいて、青果物１・１・・・の品質を判定するための種々のプログラムや、データ等が格納されており、前記受光結果（光センサ６２からの電気信号）、及び、前記プログラムや、データ等に基づいて、青果物１・１・・・の品質が判定されるのである。

次に、開口部１５について説明する。搬送装置２を構成する左搬送ベルト１１と右搬送ベルト１２の下方に配置した板部材１４には、図５及び図６に示すように、衝撃やカーテン６５に当たる等の原因で青果物１が載置パン１０から落下した場合に、板部材１４より下方へ落下させるための開口部１５が設けられている。

開口部１５は、搬送装置２の板部材１４に設けられており、長孔で形成されている。また、開口部１５は、筐体５５の内側であって、上流側のカーテン６５と投光手段５３の垂直上方直前の位置との間に設けられた上流側開口部１５ａと、投光手段５３の垂直上方に設けられた投光用開口部１５ｂと、投光手段５３の垂直上方直後の位置から下流側のカーテン６５までの間に設けられた下流側開口部１５ｃとが一体となって形成されている。投光用開口部１５ｂは、投光部５３ｄの直径とほぼ同等の円形状に形成されている。また、上流側開口部１５ａの下方及び下流側開口部１５ｃの下方にはそれぞれ上流側回収箱１６ａ及び下流側回収箱１６ｂが設けられている。なお、本実施形態の開口部１５は、長孔で形成されているがこれに限定されるものではなく、左搬送ベルト１１及び右搬送ベルト１２の下方に板部材１４を設けないことで開口部１５を形成することも可能である。また、開口部１５は、上流側開口部１５ａ及び投光用開口部１５ｂを一体として形成しているが、これに限定するものではなく、それぞれを別体として設けることも可能である。

次に、青果物品質判定装置１００の動作態様について説明する。図６に示すように、青果物１・１・・・は、載置パン１０・１０・・・にそれぞれ一つずつ載置された状態で、搬送装置２によって搬送方向（後方）へと搬送される。青果物１・１・・・を載置パン１０・１０・・・に載置する方法としては、作業者の手作業による方法や、自動化された装置等によって行う方法があるが、本発明においては、特に限定されるものではない。

青果物１・１・・・が、搬送装置２によって、入口開口部５５ａから筐体５５の内部へと搬送され、青果物１が、投光手段５３と対向する位置に到達した時に、投光手段５３によって光を照射する。

その後、受光手段５４は、投光手段５３によって照射され、青果物１を透過した光を受光し、光センサ６２によって当該受光した光を分光し、電気信号に変換する。

そして、前記電気信号を取得した制御装置７０は、当該電気信号に基づいて、青果物１の内部品質や内部障害等を判定する。

その後、内部測定装置３における測定を終えた青果物１は、搬送装置２により、出口開口部５５ｂを経て筐体５５の外部へと搬送され、次に搬送されてくる青果物１に対して、再び品質判定を行う。

青果物１が載置された載置パン１０は、青果物品質判定装置１００における搬送装置２よりもさらに上流にある他の搬送装置から搬送装置２へと受け継がれて搬送されるが、前記他の搬送装置から搬送装置２へと乗り移る際の衝撃で載置パン１０から青果物１が落下する場合がある。また、作業者が青果物１を載置パン１０に載置する際に誤って落下させる場合もある。このとき、落下した青果物１は板部材１４上に留まるか若しくは上流から流れてくる他の載置パン１０に押されて、上流側開口部１５ａから下方に落下し、上流側回収箱１６ａに回収される。

また、搬送装置２による搬送中においても、筐体５５の入口開口部５５ａに設けられたカーテン６５に載置パン１０上の青果物１が当たり、その衝撃で載置パン１０から青果物１が落下する場合がある。このとき、落下した青果物１は上流側開口部１５ａから下方に落下し、上流側回収箱１６ａに回収される。

また、何らかの衝撃や搬送装置２の搬送速度の急変動等で投光手段５３の垂直上方よりも下流の位置で載置パン１０から青果物１が落下する場合もある。このとき、落下した青果物１は、下流側開口部１５ｃから下に落下し、下流側回収箱１６ｂに回収される。

このように構成することにより、載置パン１０から落下した青果物が、投光用開口部１５ｂから投光手段５３へと落下するのを防止することができる。

以上のように、青果物品質判定装置１００は、青果物１を搬送する搬送装置２と、搬送装置２の中途部に設けた青果物１の内部を測定する内部測定装置３と、を備える青果物品質判定装置１００であって、搬送装置２は、青果物１を載置する載置パン１０を有し、内部測定装置３は、青果物１に光を照射する投光手段５３と、青果物１からの光を受光して分光し、その分光された光を計測する受光手段５４と、外部からの光を遮断するカーテン６５と、を有し、搬送装置２の下方に投光手段５３若しくは受光手段５４を設け、搬送装置２の板部材１４に開口部１５を設け、開口部１５は、投光手段５３若しくは受光手段５４よりも上流側に設けたものである。このように構成することにより、投光手段５３若しくは受光手段５４の上流側で青果物１が載置パン１０から落下した場合であっても、開口部１５から下方へ落下することにより、上流からくる載置パン１０に押されて投光手段５３へ落下することがない。したがって、青果物１が載置パン１０から落下した場合であっても、青果物１が投光用開口部１５ｂに落下するのを防止することができる。

また、青果物品質判定装置１００においては、開口部１５は長孔で形成されたものである。このように構成することにより、投光手段５３若しくは受光手段５４の上流側で青果物１が載置パン１０から落下した場合であっても、開口部１５から下方へ落下することにより、上流からくる載置パン１０に押されて投光手段５３へ落下することがない。また、長円状の孔で形成することにより、開口部１５を容易に形成することができる。したがって、青果物１が載置パン１０から落下した場合であっても、青果物１が投光用開口部１５ｂに落下するのを防止することができる。

また、青果物品質判定装置１００は、投光手段５３若しくは受光手段５４よりも下流側の板部材１４に開口部１５を設けたものである。このように構成することにより、投光手段５３若しくは受光手段５４の下流側で青果物１が載置パン１０から落下した場合であっても、開口部１５から下方へ落下することにより、逆流して投光手段５３へ落下することがない。したがって、青果物１が載置パン１０から落下した場合であっても、青果物１が投光用開口部１５ｂに落下するのを防止することができる。

１青果物
２搬送装置
３内部測定装置
１０載置パン
５３投光手段
５４受光手段
６５カーテン
１００青果物品質判定装置

Claims

青果物を搬送する搬送装置と、該搬送装置の中途部に設けた青果物の内部を測定する内部測定装置と、を備える青果物品質判定装置であって、
前記内部測定装置は、青果物に光を照射する投光手段と、青果物からの光を受光して分光し、その分光された光を計測する受光手段と、外部からの光を遮断するカーテンとを有し、
前記搬送装置は、平行して配置した左搬送ベルトと右搬送ベルトと、該左搬送ベルトと右搬送ベルト上に載置し、該青果物を搬送する載置パンと、該左搬送ベルトと右搬送ベルトの下方に架設した板部材により構成し、
前記搬送装置の下方に前記投光手段若しくは受光手段を設け、前記搬送装置を構成する板部材に青果物が落下可能な開口部を設け、該開口部は前記投光手段若しくは受光手段よりも上流側に設けた
ことを特徴とする青果物品質判定装置。
前記開口部は、前記板部材に長孔として形成されたことを特徴とする請求項１に記載の青果物品質判定装置。
前記投光手段若しくは受光手段よりも下流側の板部材にも、開口部を設けたこと特徴とする請求項１または請求項２に記載の青果物品質判定装置。