JP5801777B2 - 農作物用の選別装置 - Google Patents
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Description
特許文献1では、搬送用のチェーン(特許文献1の図3及び図4の11)、搬送方向に沿って所定間隔を置いてチェーンに支持され且つ搬送方向と直交する横軸芯周りに回転自在に支持された多数の回転円板(特許文献1の図4及び図7の12A,12B)、搬送方向に沿って隣接する一対の回転円板の間に備えられたアーム(特許文献1の図4及び図7の13)を備えて搬送装置が構成されている。
これにより、チェーンが回転駆動されることによって、回転円板及びアームがチェーンと一体で搬送方向に移動するのであり、搬送方向に沿って隣接する一対の回転円板の間に被測定物(特許文献1の図4及び図6の6)が支持されて搬送される。
これにより、回転円板及びアームがチェーンと一体で搬送方向に移動するのに伴って、回転円板のボス部が遮光板の上辺部に接触することにより回転円板が回転し、被測定物が搬送されながら横軸芯周りに回転して(特許文献1の図6参照)、被測定物が所定の向き(根部が横向きになる向き)(特許文献1の図4参照)に設定される。
この場合、搬送方向に沿って複数の発光部又は受光部を配置することにより、回転円板により被測定物を回転させながら、複数回に亘って発光部の測定光を被測定物に通して受光部に受光させることによって、測定光に対する被測定物の角度を変更しながら複数回に亘って被測定物の内部の品質を測定することができる。
これにより、発光部の測定光が搬送方向に沿って隣接する一対の回転円板の間を通る際に、前述のアームにより発光部の測定光の一部が遮られることになるので、品質測定装置による被測定物の内部の品質の測定が精度よく行われなくなる可能性がある。
(構成)
本発明の第1特徴は、農作物用の選別装置において次のように構成することにある。
上側が搬送部分となり下側が戻り部分となるように回転駆動される第1無端搬送体と、搬送方向に沿って所定間隔を置いて前記第1無端搬送体に支持されて前記第1無端搬送体から搬送方向と直交する方向に片持ち状に延出され且つ搬送方向と直交する横軸芯周りに回転自在に支持された多数の第1支持体とを備えて、第1搬送装置を構成して、
搬送方向に沿って隣接する一対の前記第1支持体の間に被測定物を支持した状態で、前記第1無端搬送体が回転駆動されることにより、被測定物を搬送するように構成し、
前記第1無端搬送体の搬送部分における所定の測定位置に、前記第1無端搬送体に対して前記第1支持体を回転させることにより被測定物を回転させる回転手段と、前記測定位置の上方又は下方の一方に備えられた発光部と、前記測定位置の上方又は下方の他方に備えられた受光部とを備えて、
前記発光部の測定光が一対の前記第1支持体の間及び被測定物を通過して前記受光部に受光され、前記受光部の受光に基づいて被測定物の品質が品質測定装置により測定されるように構成し、
前記測定位置から搬送下手側の位置に、前記品質測定装置の測定結果に基づいて被測定物を分別する分別装置を備えており、
前記分別装置が、前記測定位置から搬送下手側の位置において前記第1搬送装置から被測定物を受け取って搬送下手側に搬送する第2搬送装置により構成されて、
前記第1及び第2搬送装置が平面視で略一直線状に配置され、
前記第2搬送装置が、上側が搬送部分となり下側が戻り部分となるように回転駆動される第2無端搬送体と、搬送方向に沿って所定間隔を置いて前記第2無端搬送体に支持され且つ前記第1支持体とは反対方向に片持ち状に延出されて支持された多数の第2支持体とを備えて構成されて、
前記測定位置から搬送下手側の位置において、前記第1支持体の間に対し前記第1無端搬送体とは反対側から前記第2支持体が入り込むように、前記第1搬送装置の搬送終端部と前記第2搬送装置の搬送始端部とを重複させることにより、被測定物が前記第1支持体から前記第2支持体に受け渡されるように構成している。
本発明の第1特徴によると、搬送方向に沿って隣接する一対の第1支持体の間に被測定物を支持した状態で、第1無端搬送体が回転駆動されることによって、被測定物が測定位置に向けて搬送される。この場合、品質測定装置の測定結果に基づいて被測定物を分別する分別装置が、測定位置から搬送下手側の離れた位置に備えられており、測定位置に分別装置は備えられていない。
この場合、測定位置に分別装置は備えられていないので、搬送方向に沿って隣接する一対の第1支持体の間に発光部の測定光を遮るものは無く、品質測定装置による被測定物の内部の品質の測定が精度よく行われるようになる。
この場合、前述のように品質測定装置による被測定物の内部の品質の測定が精度よく行われているので、品質測定装置の測定結果に基づいて行われる分別装置による被測定物の分別が精度よく行われるようになる。
被測定物が第1支持体から分別装置である第2支持体に受け渡される場合、本発明の第1特徴によると、第1支持体の間に第2支持体が入り込むように、第1搬送装置の搬送終端部と第2搬送装置の搬送始端部とを重複させており、この重複部分において被測定物が第1支持体から第2支持体に円滑に受け渡されるようになる。
前述のように第1搬送装置の搬送終端部と第2搬送装置の搬送始端部とを重複させる場合、本発明の第1特徴によると、第1搬送装置において第1支持体が第1無端搬送体から搬送方向と直交する方向に片持ち状に延出されて支持され、第2搬送装置において第2支持体が第2無端搬送体から搬送方向と直交する方向で第1支持体とは反対方向に片持ち状に延出されて支持されている。
これにより、本発明の第1特徴によると、第1搬送装置の搬送終端部と第2搬送装置の搬送始端部との重複部分において、第1支持体の間に第2支持体が入り込むように構成する場合、第1無端搬送体と第2無端搬送体とは、第1及び第2支持体を間に挟んで互いに離れることになり、互いに干渉し合うことはなく、第1搬送装置の搬送終端部と第2搬送装置の搬送始端部とを無理なく重複させて配置することができるようになる。
(構成)
本発明の第2特徴は、本発明の第1特徴の農作物用の選別装置において次のように構成することにある。
前記第2支持体の姿勢を変更することにより、前記品質測定装置により所定の品質を満たさないと測定された被測定物を前記第2搬送装置の搬送途中で前記第2支持体から離して回収し、前記品質測定装置により所定の品質を満たすと測定された被測定物を前記第2搬送装置の搬送終端部から回収するように構成している。
本発明の第2特徴によると、品質測定装置による被測定物の内部の品質の測定が行われた後、測定位置の搬送下手側の位置において、被測定物が第1搬送装置の第1支持体から分別装置である第2搬送装置の第2支持体に受け渡される。
被測定物が第2支持体に支持された状態で搬送されながら、第2支持体の姿勢が変更されることで、所定の品質を満たさないと測定された被測定物が、第2支持体から離れて第2搬送装置の搬送途中部分から離れるのであり、所定の品質を満たすと測定された被測定物が第2搬送装置の搬送終端部まで搬送されて回収される。
これにより本発明の第2特徴によると、所定の品質を満たすと測定された被測定物が、第2搬送装置の搬送終端部から一箇所にまとめて回収されるようになるのであり、この後において所定の品質を満たすと測定された被測定物の処理が行い易くなる。
(構成)
本発明の第3特徴は、本発明の第2特徴の農作物用の選別装置において次のように構成することにある。
前記第2支持体を前記第2無端搬送体に上下揺動自在に支持して、
前記第2支持体が下方に揺動することにより、前記品質測定装置により所定の品質を満たさないと測定された被測定物を前記第2搬送装置の搬送途中から下方に落下させて回収するように構成している。
前項[II]に記載のように、所定の品質を満たさないと測定された被測定物を第2支持体から離す場合、本発明の第3特徴によると、第2支持体に被測定物が支持された状態において、第2無端搬送体に対して第2支持体が下方に揺動することにより、所定の品質を満たさないと測定された被測定物が第2支持体から下方に落下して回収される。
(構成)
本発明の第4特徴は、本発明の第1〜第3特徴の農作物用の選別装置うちのいずれか一つにおいて次のように構成することある。
前記受光部をカメラで構成し、前記測定位置の横側に被測定物の横部を映す鏡部を備えて、前記鏡部を搬送方向に沿って複数の被測定物の横部を映すことができる長さに設定し、
前記カメラに対向する複数の被測定物の上部分又は下部分と、前記鏡部に映る複数の被測定物の横部分とを、前記カメラにより撮影するように構成している。
本発明の第4特徴によると、受光部としてカメラを使用した場合、測定位置の横側に被測定物の横部を映す鏡部を備えることにより、カメラに対向する被測定物の上部分(又は下部分)と被測定物の横部分(鏡部に映る部分)とを同時に撮影することができる。
これにより、被測定物においてカメラに対向する上部分(又は下部分)ばかりではなく横部分も撮影することによって、被測定物の内部の品質を異なる方向から測定することができて、品質測定装置による被測定物の内部の品質の測定の精度を向上させることができる。
このように設定すれば、一つの被測定物において搬送しながら横軸芯周りに姿勢を変更して、複数回の撮影を行うことができるのであり、品質測定装置による被測定物の内部の品質の測定の精度を向上させることができる。
図1は、農作物である被測定物1(例えばミカン)に測定光を当てて、内部の傷んだ部分の有無を検出し、内部に傷んだ部分を備えない被測定物1(良の被測定物1)と、内部に傷んだ部分を備えた被測定物1(不良の被測定物1)とを分別する農作物用の選別装置を示している。
次に、第1搬送装置11について説明する。
図1及び図2(a)(b)に示すように、縦フレーム5,6,7に支持軸16が回転自在に支持されて、支持軸16に右及び左の円板状の誘導輪17が固定されており、縦フレーム7,8に中継軸18,19が回転自在に支持されて、中継軸18,19に右及び左の円板状の中継輪20,24が固定されている。
図4に示すように、ローラー13は、支持軸25に回転自在に外嵌される円筒軸13aに、中央側の2個の小径の第1円板13bと、外側の2個の大径の第2円板13cとを固定して構成されている。
以上のように、第1搬送チェーン12及びローラー13等により、第1搬送装置11が構成されている。
次に、第1搬送装置11の作動について説明する。
後述の[6]に記載のように、中継輪20,24が図1及び図2(b)の紙面時計方向に回転駆動されることにより、第1搬送チェーン12が搬送方向A1に回転駆動される。これに対してベルト30は、電動モータ33により第1搬送チェーン12と同じ搬送方向A1に回転駆動されながら、第1搬送チェーン12よりも高速で搬送方向A1に回転駆動される。
次に、第1搬送装置11の下手側搬送部11bに備えられた測定位置14の各部の構造について説明する。
図5,6,7,8に示すように、縦フレーム6,7に右及び左の支持フレーム42が固定されており、支持フレーム42に連結された横フレーム43に、支持レール36が支持ロッド45を介して支持されて、第1搬送チェーン12が支持レール36に下側から支持されている。支持フレーム42に駆動軸46が回転自在に支持されて、駆動軸46に右及び左の駆動輪47が固定されており、右の支持フレーム42に固定された電動モータ48と駆動軸46とに亘って伝動チェーン49が巻回されている。
次に、第1搬送装置11の下手側搬送部11bに備えられた測定位置14の各部の作動について説明する。
後述の[6]に記載のように、中継輪20,24が図1の紙面時計方向に回転駆動されることにより、第1搬送チェーン12が搬送方向A1に回転駆動される。これに対して図5に示すように、ベルト51は電動モータ48により搬送方向A1とは反対方向の移動方向A4に回転駆動されながら、第1搬送チェーン12よりも低速で移動方向A4に回転駆動される。
次に、第2搬送装置21の構造について説明する。
図1,2(a)(b),9,10に示すように、中継軸18,19の外側部分に右及び左の円板状の中継輪58,59が固定されて、中継輪20と中継輪58とに亘ってボルト64が連結されており、中継輪20と中継輪58とが強固に連結されている。縦フレーム9に支持軸60が回転自在に支持されており、支持軸60の外側部分に右及び左の円板状の誘導輪61が固定されている。縦フレーム10に駆動軸62が回転自在に支持されて、駆動軸62の外側部分に右及び左の駆動輪63が固定されている。
次に、第2搬送装置21の作動について説明する。
図1及び図2(a)に示すように、第1搬送装置11(第1搬送チェーン12)と第2搬送装置21(第2搬送チェーン22)とが、平面視で略一直線状に配置されている。
図3(a)及び図4に示すように、第1搬送装置11において、右及び左のローラー13が右及び左の第1搬送チェーン12に搬送方向A1と直交する横軸芯周りに回転自在に支持されて、右及び左の第1搬送チェーン11から片持ち状に外側に延出された状態となっている。
図10及び図11に示すように、第2搬送装置21において、右及び左のハンド部23が右及び左の第2搬送チェーン22から片持ち状に内側(ローラー13とは反対方向)に延出された状態となっている。
この場合、不良の被測定物1は、後述の[8]〜[11]に記載のように、ハンド部23による搬送途中でハンド部23から下方に落下させられてコンテナ15に回収される(内部に傷んだ部分を備えた被測定物1が分別される)。
次に第2搬送装置21において、不良の被測定物1を分別する構造について説明する。
図12及び図16(a)(b)に示すように、第2搬送チェーン22の長手方向に沿って、支持部69が所定間隔(搬送方向に沿って隣接する一対のローラー13(支持軸25)の間隔と同じ間隔)を置いて固定されており、支持部69から延出されたアーム部69aの縦軸芯P1(第2搬送チェーン22の長手方向及び搬送方向A1と平行)周りに、ハンド部23が揺動自在に支持されている。
次に、ハンド部23及び操作部材80の作動について説明する。
図9及び図10に示すように、被測定物1を支持したハンド部23が中継輪59の位置から搬送方向A1に搬送されると、図11及び図12に示すように、支持部69がレール部材71の上レール71aに乗って支持され、支持部69及びハンド部23が図12に示す姿勢に支持された状態で搬送方向A1に搬送される。
例えば右及び左の第2搬送チェーン22の右及び左のハンド部23において、同じ横隣りの位置の右及び左のハンド部23に不良の被測定物1が支持されていても、右及び左のハンド部23において不良の被測定物1が、搬送方向A1に沿った異なる位置で落下させられる。従って、右及び左のハンド部23から落下させられた不良の被測定物1が、空中で互いに衝突してコンテナ15から外れた位置に飛ばされるようなことは生じない。
次に、測定位置14における不良の被測定物1の測定(前項[5]参照)から、第2搬送装置21における不良の被測定物1の回収までの流れについて説明する(その1)。
この場合、第1搬送装置11の右及び左の第1搬送チェーン12、第2搬送装置21の右及び左の第2搬送チェーン22のうち、一方の第1及び第2搬送チェーン12,22に着目して説明しており、他方の第1及び第2搬送チェーン12,22については同じ作動を行う為に、説明を省略している。
この場合、1ピッチは、搬送方向A1に沿って隣接する一対のローラー13の間隔(搬送方向A1に沿って隣接する一対の被測定物1の間隔)(搬送方向A1に沿って隣接する一対のハンド部23の間隔)であり、第1搬送チェーン11の下手側搬送部11bに沿って配置される発光ダイオード52の間隔に合致している。
同様に、3番目の発光ダイオード52(52c)の位置から(X−2)ピッチだけ電動モータ65が作動すると、3番目の発光ダイオード52(52c)の位置の被測定物1が操作部材80の位置に達するのであり、4番目の発光ダイオード52(52d)の位置から(X−3)ピッチだけ電動モータ65が作動すると、3番目の発光ダイオード52(52d)の位置の被測定物1が操作部材80の位置に達する。
次に、測定位置14における不良の被測定物1の測定(前項[5]参照)から、第2搬送装置21における不良の被測定物1の回収までの流れについて説明する(その2)。
図19(a)に示すように、例えば1番目の発光ダイオード52(52a)の位置の被測定物1(1a)が、内部に傷んだ部分を備えていると測定されると、この時点から(X)ピッチだけ電動モータ65が作動すると不良の被測定物1(1a)が操作部材80の位置に達することが、制御装置86において認識されるのであり、これと同時に制御装置86において、不良の被測定物1(1a)に対して(X)ピッチのカウントが開始される。
これにより、前述と同様にハンド部23が縦軸芯P1周りに下方に揺動して、不良の被測定物1(1b)がハンド部23から下方に落下させられてコンテナ15に回収される(内部に傷んだ部分を備えた被測定物1が分別される)。
前述の[発明を実施するための形態]において、第1及び第2搬送装置11,21の片側の第1搬送チェーン12及び第1支持体13等、片側の第2搬送チェーン22及びハンド部23等を廃止して、残りの第1搬送チェーン12及び第1支持体13等により第1搬送装置11を構成し、残りの第2搬送チェーン22及びハンド部23等により第2搬送装置21を構成してもよい。
前述の[発明を実施するための形態][発明の実施の第1別形態]において、第1搬送装置11の下手側搬送部11bにおいて、第1搬送チェーン12の上側に発光ダイオード52を備え、第1搬送チェーン12の下側にカメラ55及び鏡部53,54を備えるように構成してもよい。
この場合、[発明を実施するための形態][発明の実施の第1別形態][発明の実施の第2別形態]において、鏡部54を廃止して、測定位置14の上方(又は下方)にカメラ55を備えるように構成してもよい。
前述の[発明を実施するための形態][発明の実施の第1別形態][発明の実施の第2別形態]において、第1搬送チェーン12に対して1個の発光ダイオード52を備え、被測定物1が発光ダイオード52の位置に達すると、第1搬送チェーン12が一時停止し、この状態でローラー13を回転させながら、複数回の発光ダイオード52の発光及びカメラ55による撮影、品質測定装置87による画像処理(被測定物1の内部に傷んだ部分を備えているか否かの測定)が行われるように構成してもよい。
前述の[発明を実施するための形態][発明の実施の第1別形態]〜[発明の実施の第3別形態]において、第1搬送装置11の右及び左の第1搬送チェーン12の間隔を大きくし、第1搬送チェーン12からローラー13を片持ち状に内側向き(右及び左の第1搬送チェーン12の間)に支持してもよい。このように構成すると、第2搬送装置21の右及び左の第2搬送チェーン22の間隔を小さくし、第2搬送チェーン22からハンド部23を片持ち状に外側向きに支持する。
11 第1搬送装置
12 第1無端搬送体
13 第1支持体
14 測定位置
21 分別装置、第2搬送装置
22 第2無端搬送体
23 第2支持体
47,50,51 回転手段
52 発光部
53 鏡部
55 受光部、カメラ
87 品質測定装置
A1 搬送方向
Claims (4)
- 上側が搬送部分となり下側が戻り部分となるように回転駆動される第1無端搬送体と、搬送方向に沿って所定間隔を置いて前記第1無端搬送体に支持されて前記第1無端搬送体から搬送方向と直交する方向に片持ち状に延出され且つ搬送方向と直交する横軸芯周りに回転自在に支持された多数の第1支持体とを備えて、第1搬送装置を構成して、
搬送方向に沿って隣接する一対の前記第1支持体の間に被測定物を支持した状態で、前記第1無端搬送体が回転駆動されることにより、被測定物を搬送するように構成し、
前記第1無端搬送体の搬送部分における所定の測定位置に、前記第1無端搬送体に対して前記第1支持体を回転させることにより被測定物を回転させる回転手段と、前記測定位置の上方又は下方の一方に備えられた発光部と、前記測定位置の上方又は下方の他方に備えられた受光部とを備えて、
前記発光部の測定光が一対の前記第1支持体の間及び被測定物を通過して前記受光部に受光され、前記受光部の受光に基づいて被測定物の品質が品質測定装置により測定されるように構成し、
前記測定位置から搬送下手側の位置に、前記品質測定装置の測定結果に基づいて被測定物を分別する分別装置を備えており、
前記分別装置が、前記測定位置から搬送下手側の位置において前記第1搬送装置から被測定物を受け取って搬送下手側に搬送する第2搬送装置により構成されて、
前記第1及び第2搬送装置が平面視で略一直線状に配置され、
前記第2搬送装置が、上側が搬送部分となり下側が戻り部分となるように回転駆動される第2無端搬送体と、搬送方向に沿って所定間隔を置いて前記第2無端搬送体に支持され且つ前記第1支持体とは反対方向に片持ち状に延出されて支持された多数の第2支持体とを備えて構成されて、
前記測定位置から搬送下手側の位置において、前記第1支持体の間に対し前記第1無端搬送体とは反対側から前記第2支持体が入り込むように、前記第1搬送装置の搬送終端部と前記第2搬送装置の搬送始端部とを重複させることにより、被測定物が前記第1支持体から前記第2支持体に受け渡されるように構成している農作物用の選別装置。 - 前記第2支持体の姿勢を変更することにより、前記品質測定装置により所定の品質を満たさないと測定された被測定物を前記第2搬送装置の搬送途中で前記第2支持体から離して回収し、前記品質測定装置により所定の品質を満たすと測定された被測定物を前記第2搬送装置の搬送終端部から回収するように構成している請求項1に記載の農作物用の選別装置。
- 前記第2支持体を前記第2無端搬送体に上下揺動自在に支持して、
前記第2支持体が下方に揺動することにより、前記品質測定装置により所定の品質を満たさないと測定された被測定物を前記第2搬送装置の搬送途中から下方に落下させて回収するように構成している請求項2に記載の農作物用の選別装置。 - 前記受光部をカメラで構成し、前記測定位置の横側に被測定物の横部を映す鏡部を備えて、前記鏡部を搬送方向に沿って複数の被測定物の横部を映すことができる長さに設定し、
前記カメラに対向する複数の被測定物の上部分又は下部分と、前記鏡部に映る複数の被
測定物の横部分とを、前記カメラにより撮影するように構成している請求項1〜3のうちのいずれか一つに記載の農作物用の選別装置。
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CN108160523A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-06-15 | 王芳原 | 一种基于计算机视觉技术的外观品质自动分级装置 |
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