JP7111656B2

JP7111656B2 - Vegetable harvesting equipment

Info

Publication number: JP7111656B2
Application number: JP2019103666A
Authority: JP
Inventors: 誠宍戸
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-06-03
Filing date: 2019-06-03
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2039-06-03
Also published as: JP2020195325A

Description

本発明は、果梗の先端に形成された果菜を収穫するための果菜収穫装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a fruit vegetable harvesting device for harvesting fruit vegetables formed at the tips of fruit stems.

例えば、特許文献１には、リンゴやトマト等の果菜を収穫するための果菜収穫装置が開示されている。この果菜収穫装置は、吸気管と、吸気管の先端に設けられた吸引パッドと、吸引パッドを回動させる回動機構とを有する。この場合、吸引パッドによって果菜を吸引保持した状態で、回動機構により吸引パッドを回動させる。これにより、果菜が回動し、果菜と枝との間の果梗が枝から分離することで、該果菜を収穫することができる。 For example, Patent Literature 1 discloses a fruit vegetable harvesting device for harvesting fruit vegetables such as apples and tomatoes. This fruit vegetable harvesting device has an intake pipe, a suction pad provided at the tip of the intake pipe, and a rotating mechanism for rotating the suction pad. In this case, the suction pad is rotated by the rotating mechanism while the fruit vegetables are suctioned and held by the suction pad. As a result, the fruit vegetable rotates, and the fruit peduncle between the fruit vegetable and the branch is separated from the branch, so that the fruit vegetable can be harvested.

特開昭６３－１３７６１４号公報JP-A-63-137614

しかしながら、特許文献１の手法では、果菜を吸引保持した状態で果菜のみを回動させるので、果菜が枝から分離し難い。これにより、果菜が枝から分離しない状態で該枝が移動して別の果菜に接触し、又は、該枝が損傷する可能性がある。また、果菜側のヘタの部分で果菜が枝から分離すると、ヘタが取れた状態で果菜が収穫される。従って、特許文献１の手法では、収穫される果菜の商品価値が低下するおそれがある。 However, in the technique of Patent Literature 1, only the fruit vegetables are rotated while being sucked and held, so that the fruit vegetables are difficult to separate from the branches. This can cause the branch to move and contact another vegetable or damage the branch without the vegetable separating from the branch. Also, when the fruit vegetable is separated from the branch at the calyx portion on the side of the fruit vegetable, the fruit vegetable is harvested with the calyx removed. Therefore, the technique of Patent Document 1 may reduce the commercial value of harvested fruit vegetables.

そこで、ロボットアームと、ロボットアームの先端に取り付けられた収穫ハンドと、収穫ハンドに設けた指部とで果菜収穫装置を構成することが考えられる。この場合、先ず、収穫ハンドの保持部で果菜を保持する。次に、指部を果菜の表面に沿わせつつ、該指部を果梗の離層に向かって移動させる。次に、指部が離層に接触したことをセンサ等で検知すると、指部をロックする。次に、果梗を指部で押圧することで離層が折れ（破壊し）、果菜が枝から分離する。 Therefore, it is conceivable to configure a fruit and vegetable harvesting device with a robot arm, a harvesting hand attached to the tip of the robot arm, and fingers provided on the harvesting hand. In this case, first, the fruit vegetable is held by the holding portion of the harvesting hand. Next, the finger is moved toward delamination of the stem while keeping the finger along the surface of the vegetable. Next, when a sensor or the like detects that the finger touches the delamination, the finger is locked. Finger pressure on the stem then breaks (breaks) the delamination and separates the vegetable from the branch.

ここで、指部を確実に果梗（離層）に当接させるためには、該指部が２個程度の関節を有するリンク機構で構成されることが望ましい。すなわち、指部を果梗に当接する段階では、果菜の形状に合わせて指部を柔軟に曲げることが必要である。また、離層を破壊する段階では、ばね等で指部を離層に確実に押し付けるか、又は、指部が全体的に固定されている状態で離層に当接することが望ましい。一方、指部は、離層に当接しなければならないため、小型でなければならない。 Here, in order to ensure that the fingers are brought into contact with the fruit stem (delamination), it is desirable that the fingers are configured by a link mechanism having about two joints. That is, it is necessary to bend the fingers flexibly according to the shape of the fruit vegetable at the stage of bringing the fingers into contact with the fruit stem. In the step of destroying the delamination, it is desirable that the fingers are firmly pressed against the delamination by a spring or the like, or that the fingers are brought into contact with the delamination in a state where they are wholly fixed. On the other hand, the fingers must be small because they must abut the delamination.

本発明は、このような課題を考慮してなされたものであり、装置の小型化、軽量化及び低コスト化を実現しつつ、指部を果梗に確実に当接させ、果菜を収穫することができる果菜収穫装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such problems, and achieves a compact, lightweight, and low-cost device, while ensuring that the fingers are brought into contact with the stems to harvest fruits and vegetables. To provide a fruit and vegetable harvesting device capable of

本発明の態様は、果梗の先端に形成された果菜を収穫するための果菜収穫装置に関する。前記果菜収穫装置は、前記果菜を保持する保持部と、前記果梗に当接可能な指部とを備える。この場合、前記指部は、基端部と、該基端部に接続された第１リンクと、前記果梗に当接する第２リンクと、前記基端部と前記第１リンクとの間に設けられた第１関節と、前記第１リンクと前記第２リンクとの間に設けられた第２関節と、前記第１関節と前記第２関節との間に設けられた回転体と、前記指部の前記第１関節側に設けられた第１歯部と、前記指部の前記第２関節側に設けられた第２歯部と、前記回転体に設けられ、前記第１歯部に噛み合う第３歯部と、前記回転体に設けられ、前記第２歯部に噛み合う第４歯部とを有する。 An aspect of the present invention relates to a fruit vegetable harvesting device for harvesting fruit vegetables formed at the tips of fruit stems. The fruit and vegetable harvesting device includes a holding portion that holds the fruit and vegetables, and a finger portion that can come into contact with the fruit stem. In this case, the finger portion includes a base end portion, a first link connected to the base end portion, a second link in contact with the fruit stem, and between the base end portion and the first link. a first joint provided; a second joint provided between the first link and the second link; a rotating body provided between the first joint and the second joint; a first tooth provided on the first joint side of the finger; a second tooth provided on the second joint side of the finger; A meshing third tooth portion and a fourth tooth portion provided on the rotating body and meshing with the second tooth portion are provided.

本発明によれば、指部が２つの関節及び２つのリンクを有するので、果菜の形状に合わせて指部を柔軟に折り曲げつつ、指部を果梗に確実に接触させることができる。また、第１歯部と第３歯部とを噛み合わせると共に、第２歯部と第４歯部とを噛み合わせることで、指部全体が一体的に固定される。これにより、指部によって離層を確実に破壊し、果菜を収穫することができる。 According to the present invention, since the finger has two joints and two links, the finger can be flexibly bent according to the shape of the fruit vegetable and can be reliably brought into contact with the fruit stem. Further, by meshing the first tooth portion and the third tooth portion and also meshing the second tooth portion and the fourth tooth portion, the entire finger portion is integrally fixed. As a result, delamination can be reliably broken by the fingers, and the vegetable can be harvested.

このように、本発明では、２つのリンク、２つの関節及び４つの歯部を含み指部が構成されるので、果菜収穫装置の小型化、軽量化及び低コスト化を実現しつつ、指部を果梗に確実に当接させて、果菜を収穫することができる。 As described above, in the present invention, since the finger portion includes two links, two joints, and four tooth portions, it is possible to reduce the size, weight, and cost of the fruit and vegetable harvesting apparatus. can be reliably brought into contact with the fruit stem to harvest the fruit vegetable.

本実施形態に係る果菜収穫装置の概略側面図である。1 is a schematic side view of a fruit and vegetable harvesting device according to this embodiment; FIG. 図２Ａは、図１の保持部の回転フリー状態を示す一部側面図であり、図２Ｂは、保持部の回転ロック状態を示す一部側面図である。2A is a partial side view showing a rotation-free state of the holding portion in FIG. 1, and FIG. 2B is a partial side view showing a rotation-locked state of the holding portion. 図３Ａは、第１リンク、第２リンク、第１関節及び第２関節のフリー状態を示す一部側面図であり、図３Ｂは、第１リンク、第２リンク、第１関節及び第２関節のロック状態を示す一部側面図である。3A is a partial side view showing a free state of the first link, second link, first joint and second joint, and FIG. 3B is a first link, second link, first joint and second joint. is a partial side view showing the locked state of the. 第１歯部と第３歯部との噛み合い状態を示す一部側面図である。It is a partial side view which shows the engagement state of a 1st tooth|gear part and a 3rd tooth|gear part. 図５Ａは、比較例の噛み合い状態を示す模式図であり、図５Ｂは、本実施形態の噛み合い状態を示す模式図である。FIG. 5A is a schematic diagram showing a meshing state of a comparative example, and FIG. 5B is a schematic diagram showing a meshing state of this embodiment.

以下、本発明に係る果菜収穫装置について好適な実施形態を例示し、添付の図面を参照しながら説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of a fruit and vegetable harvesting apparatus according to the present invention will be illustrated and described with reference to the accompanying drawings.

［１．本実施形態の構成］
図１に示すように、本実施形態に係る果菜収穫装置１０は、枝１２から延びる果梗１４の先端に形成された果菜１６を収穫するための装置である。ここでは、図１の紙面上、略水平に延びるロボットアーム１８（移動機構）から果菜１６に向かう方向をＸ方向、図１の上方をＺ方向、図１の紙面に直交する方向をＹ方向として、果菜収穫装置１０の構成を説明する。また、果梗１４には、該果梗１４の他の部分と比較して切り離しが容易な離層２０が形成されている。なお、果菜１６は、離層２０を有する果梗１４の先端に生る果物や野菜であればよい。このような果菜１６として、例えば、トマトがある。 [1. Configuration of this embodiment]
As shown in FIG. 1, a fruit vegetable harvesting device 10 according to the present embodiment is a device for harvesting a fruit vegetable 16 formed at the tip of a fruit stem 14 extending from a branch 12 . Here, on the paper surface of FIG. 1, the direction from the robot arm 18 (moving mechanism) extending substantially horizontally toward the fruit vegetable 16 is the X direction, the upper side of FIG. , the configuration of the fruit and vegetable harvesting apparatus 10 will be described. In addition, the stem 14 is formed with a delamination 20 that is easier to separate than the rest of the stem 14 . Note that the fruit vegetable 16 may be any fruit or vegetable that grows at the tip of the fruit stem 14 having the delamination 20 . An example of such a fruit vegetable 16 is a tomato.

果菜収穫装置１０は、不図示の車両等の移動体に設けられたロボットアーム１８（移動機構）と、ロボットアーム１８の先端に取り付けられた収穫ハンド２４とを備える。ロボットアーム１８は、移動体に設けられた制御手段の制御によって、移動体に対して所望の方向に回転、旋回又は揺動が可能である。収穫ハンド２４は、ロボットアーム１８のエンドエフェクタであって、後述する手法によって果菜１６を収穫する。 The fruit and vegetable harvesting device 10 includes a robot arm 18 (moving mechanism) provided on a moving body such as a vehicle (not shown) and a harvesting hand 24 attached to the tip of the robot arm 18 . The robot arm 18 can rotate, turn, or swing in a desired direction with respect to the mobile object under the control of control means provided on the mobile object. The harvesting hand 24 is an end effector of the robot arm 18, and harvests the fruit vegetables 16 by a method described later.

収穫ハンド２４は、ロボットアーム１８の先端側に装着されたハンド基部２８と、該ハンド基部２８に支持され、且つ、果菜１６を保持可能な保持部３０と、ハンド基部２８に支持され、且つ、果梗１４に当接可能な指部３２とを有する。 The harvesting hand 24 is supported by a hand base 28 attached to the tip side of the robot arm 18, a holding part 30 supported by the hand base 28 and capable of holding the fruit vegetables 16, and by the hand base 28, and It has a finger portion 32 capable of contacting the fruit stem 14 .

ハンド基部２８は、図１の側面視で、ロボットアーム１８の先端に装着された略矩形状の枠部材である。ハンド基部２８において、ロボットアーム１８に取り付けられる部分（図１の右側部分）は、果菜１６から離間するハンド基部２８の基端部２８ａである。また、ハンド基部２８において、果菜１６側の部分（図１の左側部分）は、保持部３０が取り付けられるハンド基部２８の先端部２８ｂである。保持部３０は、該保持部３０の長手方向（図１ではＸ方向）の軸回りに、ハンド基部２８に対して相対回転可能に取り付けられている。ハンド基部２８の上側部分は、ハンド基部２８の基端部２８ａから先端部２８ｂに向かって斜め下方に傾斜するように形成された上端部２８ｃである。ハンド基部２８の上端部２８ｃには、指部３２が取り付けられている。 The hand base 28 is a substantially rectangular frame member attached to the tip of the robot arm 18 as viewed from the side in FIG. The portion of the hand base 28 attached to the robot arm 18 (the right portion in FIG. 1) is the base end portion 28 a of the hand base 28 that is separated from the fruit vegetables 16 . In addition, in the hand base 28, the portion on the side of the fruit vegetable 16 (the left portion in FIG. 1) is the tip portion 28b of the hand base 28 to which the holding portion 30 is attached. The holding part 30 is attached so as to be relatively rotatable with respect to the hand base part 28 about the axis in the longitudinal direction of the holding part 30 (the X direction in FIG. 1). The upper portion of the hand base portion 28 is an upper end portion 28c formed so as to incline obliquely downward from the base end portion 28a of the hand base portion 28 toward the tip portion 28b. A finger portion 32 is attached to the upper end portion 28 c of the hand base portion 28 .

さらに、ハンド基部２８には、果菜１６に向かって指部３２を進退させるための進退機構３４と、ハンド基部２８に対して保持部３０を長手方向の軸回りに相対回転可能な回転フリー状態、又は、ハンド基部２８に対して保持部３０を相対回転不能に固定する回転ロック状態に切り替え可能な第１ロック機構３６とが設けられている。 Further, the hand base 28 is provided with an advance/retreat mechanism 34 for advancing and retreating the fingers 32 toward the fruit vegetables 16, a rotation-free state in which the holding portion 30 can rotate relative to the hand base 28 about the longitudinal axis, Alternatively, a first lock mechanism 36 is provided that can be switched to a rotation lock state in which the holding portion 30 is fixed to the hand base portion 28 so as not to rotate relative to the hand base portion 28 .

保持部３０は、該保持部３０の長手方向の軸がロボットアーム１８の軸と略同軸となるように、ハンド基部２８の先端部２８ｂに相対回転可能に取り付けられている。具体的に、保持部３０は、ハンド基部２８の先端部２８ｂを貫通し且つロボットアーム１８の軸と略同軸（図１ではＸ方向）に延びる円筒状の軸部材３８と、ハンド基部２８の内方で軸部材３８の一端に略同軸に連結される円環状の第１プレート４０と、ハンド基部２８の先端部２８ｂの果菜１６側で軸部材３８の他端に略同軸に連結される円環状の第２プレート４２と、第２プレート４２から果菜１６側に延びる吸着パッド４４とを有する。 The holding part 30 is attached to the distal end part 28 b of the hand base part 28 so as to be relatively rotatable such that the longitudinal axis of the holding part 30 is substantially coaxial with the axis of the robot arm 18 . Specifically, the holding portion 30 includes a cylindrical shaft member 38 that penetrates the tip portion 28b of the hand base portion 28 and extends substantially coaxially with the axis of the robot arm 18 (in the X direction in FIG. 1); On the other hand, an annular first plate 40 that is substantially coaxially connected to one end of the shaft member 38, and an annular shape that is substantially coaxially connected to the other end of the shaft member 38 on the fruit vegetable 16 side of the tip portion 28b of the hand base portion 28. and a suction pad 44 extending from the second plate 42 toward the fruit vegetable 16 side.

この場合、軸部材３８の外周面とハンド基部２８の先端部２８ｂとの間には、不図示の軸受が介挿されている。また、軸部材３８は、第１プレート４０と第２プレート４２とによって、Ｘ方向に狭持されている。従って、保持部３０は、軸部材３８を中心として、ハンド基部２８に対して軸部材３８の軸回り（保持部３０の長手方向の軸回り）に相対回転可能である。 In this case, a bearing (not shown) is interposed between the outer peripheral surface of the shaft member 38 and the tip portion 28b of the hand base portion 28. As shown in FIG. Also, the shaft member 38 is held between the first plate 40 and the second plate 42 in the X direction. Therefore, the holding part 30 can rotate relative to the hand base part 28 around the shaft member 38 (around the longitudinal axis of the holding part 30).

また、吸着パッド４４は、第２プレート４２の内周側、軸部材３８の内周部及び第１プレート４０の内周側と連通している。第１プレート４０の内周側は、不図示の吸引チューブを介して吸引ポンプと接続されている。吸引ポンプが駆動すると、吸着パッド４４周辺の空気は、第２プレート４２、軸部材３８、第１プレート４０、吸引チューブ及び吸引ポンプを介して排気される。これにより、吸着パッド４４に負圧が発生し、該吸着パッド４４により果菜１６を吸着することが可能となる。 Also, the suction pad 44 communicates with the inner peripheral side of the second plate 42 , the inner peripheral portion of the shaft member 38 , and the inner peripheral side of the first plate 40 . The inner peripheral side of the first plate 40 is connected to a suction pump via a suction tube (not shown). When the suction pump is driven, the air around the suction pad 44 is exhausted through the second plate 42, the shaft member 38, the first plate 40, the suction tube and the suction pump. As a result, a negative pressure is generated in the suction pad 44 , and the fruit vegetable 16 can be sucked by the suction pad 44 .

第１ロック機構３６は、ハンド基部２８の下側部分（下端部２８ｄ）から下方に延びるステー４６と、ハンド基部２８の下端部２８ｄの下方でステー４６によって支持され、Ｘ方向に延びるアクチュエータ４８と、アクチュエータ４８におけるベローズ状の駆動部４８ａに連結され、ハンド基部２８の下端部２８ｄを貫通してハンド基部２８の内方に挿入されるリンク部材５０と、ハンド基部２８の下端部２８ｄでＹ方向に延び、リンク部材５０を支持する軸部材５２と、リンク部材５０の先端部に連結され、第１プレート４０と対向するロック部５４とを有する。 The first lock mechanism 36 includes a stay 46 extending downward from the lower portion (lower end portion 28d) of the hand base 28, and an actuator 48 supported by the stay 46 below the lower end portion 28d of the hand base 28 and extending in the X direction. , a link member 50 which is connected to the bellows-shaped driving portion 48a of the actuator 48 and inserted into the hand base portion 28 through the lower end portion 28d of the hand base portion 28; and a lock portion 54 connected to the tip of the link member 50 and facing the first plate 40 .

ロック部５４は、第１プレート４０に対応する円弧状の板状部材である。図２Ａ及び図２Ｂに示すように、第１プレート４０の円環部分には、所定角度間隔で複数の歯４０ａが形成されている。ロック部５４の第１プレート４０側には、第１プレート４０の複数の歯４０ａに対応して、所定角度間隔で複数の歯５４ａが形成されている。 The locking portion 54 is an arcuate plate member corresponding to the first plate 40 . As shown in FIGS. 2A and 2B, the annular portion of the first plate 40 is formed with a plurality of teeth 40a at predetermined angular intervals. A plurality of teeth 54 a are formed at predetermined angular intervals corresponding to the plurality of teeth 40 a of the first plate 40 on the first plate 40 side of the lock portion 54 .

図２Ａに示すように、アクチュエータ４８の駆動部４８ａがＸ方向に伸長している状態では、第１プレート４０とロック部５４とが離間している。従って、保持部３０は、回転フリー状態にある。一方、図２Ｂに示すように、アクチュエータ４８の駆動部４８ａがＸ方向に沿ってロボットアーム１８側に後退すると、リンク部材５０が軸部材５２を中心に回動し、ロック部５４が第１プレート４０に近接する。これにより、ロック部５４の複数の歯５４ａと、第１プレート４０の複数の歯４０ａとが噛み合い、保持部３０は、回転ロック状態に切り替わる。従って、アクチュエータ４８の駆動によって、図２Ａの回転フリー状態と図２Ｂの回転ロック状態とに保持部３０を切り替えることができる。なお、図１は、保持部３０が回転ロック状態である場合を図示している。 As shown in FIG. 2A, when the driving portion 48a of the actuator 48 extends in the X direction, the first plate 40 and the locking portion 54 are separated. Therefore, the holding portion 30 is in a free rotation state. On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the drive portion 48a of the actuator 48 retreats along the X direction toward the robot arm 18, the link member 50 rotates about the shaft member 52, and the lock portion 54 moves toward the first plate. Close to 40. As a result, the plurality of teeth 54a of the locking portion 54 mesh with the plurality of teeth 40a of the first plate 40, and the holding portion 30 is switched to the rotation locked state. Therefore, by driving the actuator 48, the holding portion 30 can be switched between the rotation-free state of FIG. 2A and the rotation-locked state of FIG. 2B. Note that FIG. 1 illustrates a case where the holding portion 30 is in the rotation locked state.

進退機構３４は、ハンド基部２８の内方に配設されたモータ等の駆動源５６と、ハンド基部２８の内方で駆動源５６の駆動によって回転するピニオン５８と、ピニオン５８に噛み合うラック６０とを有する。ラック６０は、ハンド基部２８の上端部２８ｃに沿って、ハンド基部２８の基端部２８ａ側から先端部２８ｂ側に向かい、斜め下方に傾斜するように配設されている。ラック６０の上面は、指部３２の基端部６２に固定されている。指部３２の基端部６２は、底面にラック６０が取り付けられたプレートである。基端部６２の底面には、ラック６０と略平行に延びるガイドレール６４が取り付けられている。また、基端部６２の底面において、ガイドレール６４の両端には、ストッパ６６が取り付けられている。一方、ハンド基部２８の上端部２８ｃには、ガイドレール６４に係合するガイドブロック６８が配設されている。従って、駆動源５６の駆動により、ピニオン５８が回転すると、ラック６０が取り付けられた指部３２の基端部６２は、ガイドレール６４の案内作用下に、２つのストッパ６６間で変位する。 The advance/retreat mechanism 34 includes a drive source 56 such as a motor disposed inside the hand base 28 , a pinion 58 that rotates inside the hand base 28 by being driven by the drive source 56 , and a rack 60 that meshes with the pinion 58 . have The rack 60 is arranged along the upper end portion 28c of the hand base portion 28 so as to incline obliquely downward from the base end portion 28a side of the hand base portion 28 toward the tip portion 28b side. The top surface of rack 60 is fixed to base end 62 of finger 32 . The proximal end 62 of the finger 32 is a plate with a rack 60 attached to its bottom surface. A guide rail 64 extending substantially parallel to the rack 60 is attached to the bottom surface of the base end portion 62 . Stoppers 66 are attached to both ends of the guide rail 64 on the bottom surface of the base end portion 62 . On the other hand, the upper end portion 28c of the hand base portion 28 is provided with a guide block 68 that engages with the guide rail 64. As shown in FIG. Accordingly, when the pinion 58 is rotated by driving the drive source 56 , the base end 62 of the finger 32 to which the rack 60 is attached is displaced between the two stoppers 66 under the guiding action of the guide rails 64 .

指部３２は、図１、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、基端部６２と、果菜１６に接触可能な接触部７０と、果梗１４への指部３２の接触を検出する検出手段７２と、基端部６２に対して接触部７０の位置及び方向を変化させる接触部移動機構７４と、接触部７０が所望の位置及び方向（例えば、果菜１６の上側部分）に変化した後に、接触部移動機構７４をロックして接触部７０の位置及び方向を固定する第２ロック機構７６とを有する。 As shown in FIGS. 1, 3A and 3B, the finger portion 32 includes a base end portion 62, a contact portion 70 capable of contacting the fruit vegetable 16, and detection means for detecting contact of the finger portion 32 with the fruit stem 14. 72, a contact portion moving mechanism 74 that changes the position and orientation of the contact portion 70 with respect to the proximal portion 62, and after the contact portion 70 has changed to the desired position and orientation (e.g., the upper portion of the fruit vegetable 16), and a second locking mechanism 76 that locks the contact portion moving mechanism 74 to fix the position and direction of the contact portion 70 .

接触部７０は、接触部移動機構７４の先端に取り付けられた棒状の部材である。検出手段７２は、例えば、接触部７０の内部に設けられ、接触部７０が果梗１４に接触した際に、果梗１４への接触部７０の接触を検知するセンサである。なお、検出手段７２は、接触部７０と果梗１４との接触を検知可能であれば、どのような検知手段でも採用可能である。 The contact portion 70 is a rod-shaped member attached to the tip of the contact portion moving mechanism 74 . The detection means 72 is, for example, a sensor that is provided inside the contact portion 70 and detects contact of the contact portion 70 with the fruit stem 14 when the contact portion 70 contacts the fruit stem 14 . Any detection means can be employed as the detection means 72 as long as the contact between the contact portion 70 and the fruit stem 14 can be detected.

接触部移動機構７４は、基端部６２に接続された第１リンク８０と、先端に接触部７０が装着され、該接触部７０を介して果梗１４に当接する第２リンク８２と、基端部６２と第１リンク８０との間に設けられた第１関節８４と、第１リンク８０と第２リンク８２との間に設けられた第２関節８６とを有する。 The contact portion moving mechanism 74 includes a first link 80 connected to the proximal end portion 62, a second link 82 having the contact portion 70 attached to the distal end thereof and contacting the fruit stem 14 via the contact portion 70, It has a first joint 84 provided between the end 62 and the first link 80 and a second joint 86 provided between the first link 80 and the second link 82 .

第１リンク８０は、基端部６２の上方から第２関節８６にかけて設けられ、第１関節８４を中心に回動可能である。第２リンク８２は、第１リンク８０の先端部側から延び、第２関節８６を中心に回動可能である。この場合、第２リンク８２の先端部分が接触部７０として構成される。なお、第２リンク８２の基端部６２側は、図３Ａ及び図３Ｂの側面視で、第２関節８６から第１リンク８０の内方に入り込むように延び、第１リンク８０の下方に湾曲する形状を有する。また、第１関節８４及び第２関節８６は、例えば、第１リンク８０及び第２リンク８２を与圧で回動させるばね軸である。これにより、基端部６２に対して接触部７０を所望の位置及び方向に変化させることができる。 The first link 80 is provided from above the base end portion 62 to the second joint 86 and is rotatable around the first joint 84 . The second link 82 extends from the distal end side of the first link 80 and is rotatable around a second joint 86 . In this case, the tip portion of the second link 82 is configured as the contact portion 70 . 3A and 3B, the base end portion 62 side of the second link 82 extends from the second joint 86 to the inside of the first link 80 and curves downward from the first link 80. It has a shape that The first joint 84 and the second joint 86 are, for example, spring shafts that rotate the first link 80 and the second link 82 under pressure. Thereby, the contact portion 70 can be changed to a desired position and direction with respect to the base end portion 62 .

第２ロック機構７６は、第１関節８４と第２関節８６との間に設けられた回転体８８と、基端部６２の先端側に固定され、第１関節８４に接続される扇状の板状部材９０と、ステー９２を介して第１リンク８０に固定されるアクチュエータ９４とを有する。この場合、板状部材９０の扇状の部分は、第１関節８４を中心として円弧状に形成されている。 The second locking mechanism 76 includes a rotating body 88 provided between the first joint 84 and the second joint 86, and a fan-shaped plate fixed to the distal end side of the base end portion 62 and connected to the first joint 84. and an actuator 94 fixed to the first link 80 via a stay 92 . In this case, the fan-shaped portion of the plate member 90 is formed in an arc with the first joint 84 as the center.

アクチュエータ９４は、第１ロック機構３６のアクチュエータ４８（図１～図２Ｂ参照）と同様の構成を有する。すなわち、アクチュエータ９４の基端部は、ステー９２に固定され、アクチュエータ９４におけるベローズ状の駆動部９４ａは、回転体８８の一端部に連結されている。回転体８８は、第１リンク８０において、第１関節８４と第２関節８６との間でＹ方向に延びる回転軸９６に軸支されている。 Actuator 94 has a configuration similar to actuator 48 of first locking mechanism 36 (see FIGS. 1-2B). That is, the base end portion of the actuator 94 is fixed to the stay 92 , and the bellows-shaped driving portion 94 a of the actuator 94 is connected to one end portion of the rotating body 88 . The rotating body 88 is supported by the first link 80 on a rotating shaft 96 extending in the Y direction between the first joint 84 and the second joint 86 .

この場合、回転体８８における回転軸９６側の部分と、板状部材９０と、第２リンク８２の基端部６２側の部分とには、複数の歯数の歯部がそれぞれ形成されている。 In this case, the portion of the rotating body 88 on the rotating shaft 96 side, the plate member 90, and the portion on the base end portion 62 side of the second link 82 are each formed with a plurality of tooth portions. .

すなわち、板状部材９０において、回転体８８に向かい合う扇状の部分には、複数の歯数の第１歯部１００が形成されている。また、第２リンク８２の基端部６２側において、第１リンク８０から下方に突出し、且つ、回転体８８に向かい合う部分は、扇状に形成されている。この扇状の部分には、複数の歯数の第２歯部１０２が形成されている。なお、第１歯部１００は、図４及び図５Ｂに示すように、該第１歯部１００の歯面１００ａの延長線１０１が第１関節８４の中心１０３と交わるように形成されている。 That is, in the plate-like member 90 , first teeth 100 having a plurality of teeth are formed in the fan-shaped portion facing the rotating body 88 . In addition, on the base end portion 62 side of the second link 82, a portion that protrudes downward from the first link 80 and faces the rotating body 88 is formed in a fan shape. A second tooth portion 102 having a plurality of teeth is formed in this fan-shaped portion. 4 and 5B, the first tooth portion 100 is formed such that an extension line 101 of the tooth surface 100a of the first tooth portion 100 intersects the center 103 of the first joint 84. As shown in FIG.

一方、回転体８８の回転軸９６側において、板状部材９０に向かい合う部分は、該板状部材９０の扇状部分に対応して円弧状に形成され、この円弧状部分に複数の歯数の第３歯部１０４が形成されている。また、回転体８８の回転軸９６側において、第２リンク８２の第２歯部１０２に向かい合う部分は、第２歯部１０２に対応して円弧状に形成され、この円弧状部分に複数の歯数の第４歯部１０６が形成されている。つまり、回転軸９６を挟んで、第１関節８４側には、第１歯部１００と第３歯部１０４とが向かい合い、第２関節８６側には、第２歯部１０２と第４歯部１０６とが向かい合っている。 On the other hand, on the rotating shaft 96 side of the rotating body 88, the portion facing the plate-like member 90 is formed in an arc shape corresponding to the fan-like portion of the plate-like member 90, and the arc-like portion has a plurality of teeth of the first number. A three-toothed portion 104 is formed. In addition, on the rotating shaft 96 side of the rotating body 88, the portion of the second link 82 facing the second tooth portion 102 is formed in an arc shape corresponding to the second tooth portion 102, and the arc portion has a plurality of teeth. A number of fourth teeth 106 are formed. That is, on the side of the first joint 84, the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104 face each other with the rotating shaft 96 interposed therebetween, and on the side of the second joint 86, the second tooth portion 102 and the fourth tooth portion face each other. 106 are facing each other.

そして、図３Ａに示すように、アクチュエータ９４の駆動部９４ａが伸長している状態では、回転体８８が板状部材９０及び第２リンク８２から離間している。そのため、第１歯部１００と第３歯部１０４とは噛み合っておらず、且つ、第２歯部１０２と第４歯部１０６とは噛み合っていない。従って、第１リンク８０は、第１関節８４を中心に回動可能であると共に、第２リンク８２は、第２関節８６を中心に回動可能である。 Then, as shown in FIG. 3A, the rotating body 88 is separated from the plate-like member 90 and the second link 82 when the driving portion 94a of the actuator 94 is extended. Therefore, the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104 are not meshed, and the second tooth portion 102 and the fourth tooth portion 106 are not meshed. Therefore, the first link 80 is rotatable around the first joint 84 and the second link 82 is rotatable around the second joint 86 .

一方、図３Ｂに示すように、アクチュエータ９４の駆動部９４ａが後退すると、図３Ｂの側面視で、回転体８８が回転軸９６を中心に時計回りに回動する。これにより、板状部材９０の第１歯部１００と回転体８８の第３歯部１０４とが噛み合うと共に、第２リンク８２の第２歯部１０２と回転体８８の第４歯部１０６とが噛み合う。この結果、第２リンク８２は、回転体８８及び板状部材９０を介して基端部６２に回動不能に固定される。また、第１歯部１００と第３歯部１０４との噛み合い、及び、第２歯部１０２と第４歯部１０６との噛み合いによって、回転体８８が回動不能に固定される。この結果、第１リンク８０も回転体８８及び板状部材９０を介して基端部６２に回動不能に固定される。このようにして、第２リンク８２に装着された接触部７０は、位置及び方向が固定（ロック）される。 On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the driving portion 94a of the actuator 94 retreats, the rotating body 88 rotates clockwise about the rotating shaft 96 as viewed from the side in FIG. 3B. As a result, the first toothed portion 100 of the plate-like member 90 and the third toothed portion 104 of the rotating body 88 are engaged with each other, and the second toothed portion 102 of the second link 82 and the fourth toothed portion 106 of the rotating body 88 are engaged. engage. As a result, the second link 82 is non-rotatably fixed to the base end portion 62 via the rotating body 88 and the plate-like member 90 . Further, the engagement between the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104 and the engagement between the second tooth portion 102 and the fourth tooth portion 106 fix the rotating body 88 so as not to rotate. As a result, the first link 80 is also non-rotatably fixed to the base end portion 62 via the rotating body 88 and the plate-like member 90 . In this manner, the contact portion 70 attached to the second link 82 is fixed (locked) in position and orientation.

図４は、一例として、第１歯部１００と第３歯部１０４との噛み合い状態を示す。第１歯部１００及び第３歯部１０４は、円弧状（扇状）に形成されているため、円周方向に作用する接触力Ｆｃ（図５Ｂ参照）で第１歯部１００と第３歯部１０４とが噛み合う。 FIG. 4 shows, as an example, the meshing state between the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104 . Since the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104 are formed in an arc shape (fan shape), the first tooth portion 100 and the third tooth portion 100 are separated from each other by the contact force Fc acting in the circumferential direction (see FIG. 5B). 104 meshes.

具体的に、図５Ａ及び図５Ｂの模式図を参照して説明する。 Specifically, description will be made with reference to the schematic diagrams of FIGS. 5A and 5B.

図５Ａに示す比較例では、板状部材９０の外径方向に向かって、第１歯部１００がテーパ状に縮径する形状、すなわち、先細りする形状を有する。このテーパ状の第１歯部１００に対して、該第１歯部１００に対応したテーパ状の第３歯部１０４が噛み合っている。この場合、第１歯部１００から第３歯部１０４に作用する接触力Ｆｃは、板状部材９０の外径方向（半径方向）に向かう分力Ｆｃｒと、板状部材９０の円周方向に向かう分力Ｆｃｃとに分解することができる。比較例において、半径方向の分力Ｆｃｒは、第１歯部１００と第３歯部１０４との噛み合い状態を外す力として作用する。 In the comparative example shown in FIG. 5A , the first tooth portion 100 has a tapered shape in which the diameter of the first tooth portion 100 decreases toward the outer diameter direction of the plate-like member 90 , that is, a tapered shape. A tapered third tooth portion 104 corresponding to the first tooth portion 100 meshes with the tapered first tooth portion 100 . In this case, the contact force Fc acting from the first tooth portion 100 to the third tooth portion 104 consists of a component force Fcr in the outer diameter direction (radial direction) of the plate-like member 90 and a component force Fcr in the circumferential direction of the plate-like member 90. It can be decomposed into a component force Fcc. In the comparative example, the component force Fcr in the radial direction acts as a force that disengages the meshing state between the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104 .

これに対して、図５Ｂに示す本実施形態の場合、第１歯部１００は、板状部材９０の内径方向に向かってテーパ状に縮径する形状、すなわち、歯面１００ａの延長線１０１が第１関節８４の中心１０３と交わるような形状を有する。これにより、第１歯部１００から第３歯部１０４に作用する接触力Ｆｃは、板状部材９０の円周方向に作用する（Ｆｃ＝Ｆｃｃ）。つまり、図５Ｂの場合、板状部材９０の半径方向に作用する分力Ｆｃｒは発生しない（Ｆｃｒ＝０）。従って、本実施形態では、円周方向に作用する接触力Ｆｃによって、第１歯部１００と第３歯部１０４との噛み合い状態を良好に維持することができる。 On the other hand, in the case of the present embodiment shown in FIG. 5B, the first tooth portion 100 has a shape tapered toward the inner diameter direction of the plate member 90, that is, the extension line 101 of the tooth surface 100a is It has a shape that crosses the center 103 of the first joint 84 . Accordingly, the contact force Fc acting from the first tooth portion 100 to the third tooth portion 104 acts in the circumferential direction of the plate-like member 90 (Fc=Fcc). That is, in the case of FIG. 5B, no force component Fcr acting in the radial direction of the plate member 90 is generated (Fcr=0). Therefore, in this embodiment, the meshing state between the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104 can be favorably maintained by the contact force Fc acting in the circumferential direction.

このように、本実施形態では、噛み合い状態を外す分力Ｆｃｒが作用しない。従って、アクチュエータ９４の駆動力が小さくても、第１歯部１００と第３歯部１０４とを良好に噛み合わせることができる。なお、第２歯部１０２及び第４歯部１０６も円弧状（扇状）に形成されているため、第１歯部１００及び第３歯部１０４と同様に形成すれば、円周方向に作用する接触力で互いに良好に噛み合わせることができる。 Thus, in the present embodiment, the component force Fcr that disengages the meshing state does not act. Therefore, even if the driving force of the actuator 94 is small, the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104 can be meshed well. In addition, since the second tooth portion 102 and the fourth tooth portion 106 are also formed in an arc shape (fan shape), if they are formed in the same manner as the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104, they act in the circumferential direction. They can mesh well with each other with contact force.

［２．本実施形態の動作］
次に、本実施形態に係る果菜収穫装置１０の動作について、図１～図５Ｂを参照しながら説明する。 [2. Operation of this embodiment]
Next, the operation of the fruit and vegetable harvesting apparatus 10 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5B.

先ず、図２Ａ及び図３Ａに示すように、第１ロック機構３６によって保持部３０を回転フリー状態とし、進退機構３４によって指部３２をハンド基部２８の基端部２８ａ側に退避させ、且つ、第２ロック機構７６によって第１～第４歯部１００～１０６が互いに噛み合ってない状態で、制御手段によってロボットアーム１８を動作させ、果菜収穫装置１０を果菜１６に近接させる。 First, as shown in FIGS. 2A and 3A, the first locking mechanism 36 puts the holding part 30 in a free-rotating state, the advancing/retreating mechanism 34 retracts the finger part 32 toward the proximal end part 28a of the hand base part 28, and With the first to fourth teeth 100 to 106 disengaged by the second lock mechanism 76 , the control means operates the robot arm 18 to bring the fruit and vegetable harvesting apparatus 10 closer to the fruit and vegetables 16 .

次に、ロボットアーム１８をさらに動作させて、保持部３０の吸着パッド４４を果菜１６の側面に接触させる。この状態で吸引ポンプを駆動することにより、吸着パッド４４に負圧を発生させ、該吸着パッド４４で果菜１６を保持させる。 Next, the robot arm 18 is further operated to bring the suction pad 44 of the holding part 30 into contact with the side surface of the fruit vegetable 16 . By driving the suction pump in this state, negative pressure is generated in the suction pad 44 and the fruit vegetable 16 is held by the suction pad 44 .

次に、進退機構３４の駆動源５６を駆動させ、ピニオン５８を回転させる。これにより、ラック６０は、ピニオン５８の回転運動を直線運動に変換し、果梗１４に向かって指部３２を進行させる。この場合、第１リンク８０及び第２リンク８２は、第１関節８４及び第２関節８６を中心に回動可能である。そのため、接触部７０は、果菜１６の表面に接触した後、該果菜１６の表面に沿いながら果菜１６の果梗１４側（上側部分）に向かって進行する。そして、接触部７０が果菜１６の上側部分に至ると、接触部７０の下側部分が果菜１６の上側部分に接触する。なお、この状態では、接触部７０は、果梗１４に接触していない。 Next, the drive source 56 of the advancing/retreating mechanism 34 is driven to rotate the pinion 58 . The rack 60 thereby converts the rotational motion of the pinion 58 into linear motion and advances the fingers 32 toward the stem 14 . In this case, the first link 80 and the second link 82 are rotatable around the first joint 84 and the second joint 86 . Therefore, after contacting the surface of the fruit vegetable 16 , the contact portion 70 advances along the surface of the fruit vegetable 16 toward the stem 14 side (upper portion) of the fruit vegetable 16 . When the contact portion 70 reaches the upper portion of the fruit vegetable 16 , the lower portion of the contact portion 70 contacts the upper portion of the fruit vegetable 16 . In this state, the contact portion 70 is not in contact with the fruit stem 14 .

次に、接触部７０が果菜１６の上側部分に沿うように指部３２をさらに進行させると、図１の側面視で、果梗１４と接触部７０とが交差する。その後、駆動源５６によるラック６０の回転を停止させる。 Next, when the finger portion 32 is further advanced so that the contact portion 70 follows the upper portion of the fruit vegetable 16, the fruit stem 14 and the contact portion 70 intersect in the side view of FIG. After that, the rotation of the rack 60 by the drive source 56 is stopped.

次に、制御手段は、図１の紙面の奥側に接触部７０が変位するように、ロボットアーム１８を軸回りに回動させる。この場合、保持部３０が回転フリー状態であるため、ハンド基部２８及び指部３２は、ロボットアーム１８と一体に保持部３０の軸回りに回動する。 Next, the control means rotates the robot arm 18 around the axis so that the contact portion 70 is displaced to the depth side of the paper surface of FIG. In this case, since the holding part 30 is in a free rotation state, the hand base part 28 and the finger part 32 rotate around the axis of the holding part 30 integrally with the robot arm 18 .

これにより、果梗１４に向かって接触部７０が相対的に変位し、接触部７０が果梗１４に接触する。検出手段７２は、接触部７０の果梗１４への接触を検出した旨の信号（検出信号）を外部に出力する。出力された検出信号は、制御手段と第１ロック機構３６とに供給される。このように、本実施形態では、保持部３０の軸回りに収穫ハンド２４を回動させて、指部３２（接触部７０）を徐々に果梗１４に近づけることにより、果菜１６の形状及び大きさにバラツキがあったり、又は、ロボットアーム１８の位置決め誤差が存在する場合でも、該接触部７０を果梗１４に確実に接触させることができる。 As a result, the contact portion 70 is relatively displaced toward the fruit stem 14 and the contact portion 70 contacts the fruit stem 14 . The detection means 72 outputs a signal (detection signal) to the effect that the contact of the contact portion 70 to the stem 14 is detected to the outside. The output detection signal is supplied to the control means and the first locking mechanism 36 . As described above, in the present embodiment, by rotating the harvesting hand 24 around the axis of the holding part 30 and gradually bringing the finger part 32 (contact part 70) closer to the stem 14, the shape and size of the fruit vegetable 16 can be adjusted. The contact portion 70 can be reliably brought into contact with the fruit stem 14 even if there is variation in the degree of movement or there is a positioning error of the robot arm 18 .

第１ロック機構３６のアクチュエータ４８は、検出手段７２からの検出信号を受け、駆動部４８ａを動作させる。これにより、軸部材５２を中心にリンク部材５０が回動し、ロック部５４の複数の歯５４ａと第１プレート４０の複数の歯４０ａとが噛み合う。この結果、保持部３０は、回転ロック状態に至る。なお、上記の説明では、ロボットアーム１８を軸回りに回動させながら、回転フリー状態から回転ロック状態に移行させる。なお、本実施形態において、制御手段は、検出信号の供給を受けて、回転フリー状態から回転ロック状態への移行中、ロボットアーム１８の軸回りの回動を一時的に停止させることも可能である。 The actuator 48 of the first lock mechanism 36 receives the detection signal from the detection means 72 and operates the drive section 48a. As a result, the link member 50 rotates around the shaft member 52, and the plurality of teeth 54a of the lock portion 54 and the plurality of teeth 40a of the first plate 40 are engaged with each other. As a result, the holding portion 30 reaches the rotation locked state. In the above description, the robot arm 18 is shifted from the rotation-free state to the rotation-locked state while rotating about its axis. In this embodiment, the control means can receive the detection signal and temporarily stop the rotation of the robot arm 18 about the axis during the transition from the rotation-free state to the rotation-locked state. be.

一方、アクチュエータ９４も、検出手段７２からの検出信号を受けて駆動することで、駆動部９４ａを後退させる。これにより、図３Ｂに示すように、回転体８８が回転軸９６を中心に時計回りに回動し、第１歯部１００と第３歯部１０４とが噛み合うと共に、第２歯部１０２と第４歯部１０６とが噛み合う。この結果、第１リンク８０及び第２リンク８２は、それぞれ、基端部６２に対して回動不能に固定される。従って、接触部７０は、果梗１４に当接した状態で、基端部６２に対する位置及び方向が固定（ロック）される。 On the other hand, the actuator 94 also receives the detection signal from the detection means 72 and is driven to retract the driving portion 94a. As a result, as shown in FIG. 3B, the rotating body 88 rotates clockwise about the rotation shaft 96, the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104 are engaged with each other, and the second tooth portion 102 and the second tooth portion 102 are engaged with each other. 4 meshes with the toothed portion 106 . As a result, the first link 80 and the second link 82 are fixed to the base end portion 62 so as not to rotate. Therefore, the contact portion 70 is fixed (locked) in position and direction with respect to the base end portion 62 while being in contact with the fruit stem 14 .

このように、回転ロック状態に移行し、且つ、基端部６２に対する接触部７０の位置及び方向がロックされた後、制御手段がロボットアーム１８を軸回りにさらに回動させると、果菜１６と、果菜１６を保持する保持部３０、ハンド基部２８、及び、果梗１４に接触する指部３２を含む収穫ハンド２４とは、ロボットアーム１８と一体に保持部３０の軸回りに回動する。 In this way, after shifting to the rotation locked state and locking the position and direction of the contact portion 70 with respect to the base end portion 62, when the control means further rotates the robot arm 18 around the axis, the fruit vegetables 16 and , a holding portion 30 for holding fruit vegetables 16 , a hand base portion 28 , and a harvesting hand 24 including finger portions 32 for contacting fruit stems 14 rotate about the axis of the holding portion 30 integrally with the robot arm 18 .

これにより、接触部７０が果梗１４に向かって変位するので、果梗１４は、接触部７０からの押圧力を受ける。この結果、離層２０が破壊し、果菜１６が枝１２から分離するので、果菜１６を収穫することができる。その後、駆動源５６を駆動させてピニオン５８を回転させることで、ラック６０を介して指部３２を果梗１４から後退させる。 As a result, the contact portion 70 is displaced toward the stem 14 , so that the stem 14 receives a pressing force from the contact portion 70 . As a result, the delamination 20 breaks and the fruit vegetable 16 separates from the branch 12 so that the fruit vegetable 16 can be harvested. Thereafter, the drive source 56 is driven to rotate the pinion 58 , thereby retracting the finger 32 from the stem 14 via the rack 60 .

［３．本実施形態の効果］
以上説明したように、本実施形態に係る果菜収穫装置１０は、果梗１４の先端に形成された果菜１６を収穫するための装置であって、果菜１６を保持する保持部３０と、果梗１４に当接可能な指部３２とを備える。 [3. Effect of this embodiment]
As described above, the fruit vegetable harvesting apparatus 10 according to the present embodiment is a device for harvesting the fruit vegetable 16 formed at the tip of the fruit stem 14, and includes the holding part 30 for holding the fruit vegetable 16, the fruit plant and a finger 32 abuttable against 14 .

指部３２は、基端部６２と、該基端部６２に接続された第１リンク８０と、果梗１４に当接する第２リンク８２（接触部７０）と、基端部６２と第１リンク８０との間に設けられた第１関節８４と、第１リンク８０と第２リンク８２との間に設けられた第２関節８６と、第１関節８４と第２関節８６との間に設けられた回転体８８と、指部３２の第１関節８４側に設けられた第１歯部１００と、指部３２の第２関節８６側に設けられた第２歯部１０２と、回転体８８に設けられ、第１歯部１００に噛み合う第３歯部１０４と、回転体８８に設けられ、第２歯部１０２に噛み合う第４歯部１０６とを有する。 The finger portion 32 includes a base end portion 62, a first link 80 connected to the base end portion 62, a second link 82 (contact portion 70) in contact with the fruit stem 14, and a base end portion 62 and the first link 80. A first joint 84 provided between the link 80, a second joint 86 provided between the first link 80 and the second link 82, and between the first joint 84 and the second joint 86. A rotating body 88 provided, a first toothed portion 100 provided on the first joint 84 side of the finger portion 32, a second toothed portion 102 provided on the second joint 86 side of the finger portion 32, and a rotating body It has a third tooth portion 104 provided on the 88 and meshing with the first tooth portion 100 and a fourth tooth portion 106 provided on the rotating body 88 and meshing with the second tooth portion 102 .

この構成によれば、指部３２が２つの関節（第１関節８４、第２関節８６）及び２つのリンク（第１リンク８０、第２リンク８２）を有するので、果菜１６の形状に合わせて指部３２を柔軟に折り曲げつつ、指部３２を果梗１４に確実に当接させることができる。また、第１歯部１００と第３歯部１０４とを噛み合わせると共に、第２歯部１０２と第４歯部１０６とを噛み合わせることで、指部３２全体が一体的に固定される。これにより、指部３２によって離層２０を確実に破壊し、果菜１６を収穫することができる。 According to this configuration, since the finger portion 32 has two joints (the first joint 84 and the second joint 86) and two links (the first link 80 and the second link 82), The fingers 32 can be reliably brought into contact with the stem 14 while the fingers 32 are flexibly bent. Further, by meshing the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104 and meshing the second tooth portion 102 and the fourth tooth portion 106, the entire finger portion 32 is integrally fixed. As a result, the delamination 20 can be reliably broken by the fingers 32 and the fruit vegetables 16 can be harvested.

このように、２つのリンク、２つの関節及び４つの歯部（第１～第４歯部１００、１０２、１０４、１０６）を含み指部３２が構成されるので、果菜収穫装置１０の小型化、軽量化及び低コスト化を実現しつつ、指部３２を果梗１４に確実に当接させて、果菜１６を収穫することができる。 Since the finger portion 32 includes two links, two joints, and four teeth (the first to fourth teeth 100, 102, 104, and 106), the size of the fruit and vegetable harvesting device 10 can be reduced. , the fruit vegetables 16 can be harvested by reliably bringing the fingers 32 into contact with the stems 14 while achieving weight reduction and cost reduction.

ここで、指部３２は、回転体８８を回動（回転）させるアクチュエータ９４をさらに有する。回転体８８は、アクチュエータ９４の駆動によって、第１リンク８０に設けられた回転軸９６を中心に揺動することで、第１歯部１００と第３歯部１０４とを噛み合わせると共に、第２歯部１０２と第４歯部１０６とを噛み合わせる。このように、１つのアクチュエータ９４によって、２つのリンク（第１リンク８０、第２リンク８２）及び２つの軸（第１関節８４、第２関節８６）を一挙に固定することができるので、果菜収穫装置１０のさらなる小型化、軽量化及び低コスト化が実現可能となる。 Here, the finger portion 32 further has an actuator 94 that rotates (rotates) the rotating body 88 . The rotating body 88 is driven by the actuator 94 to oscillate about a rotating shaft 96 provided on the first link 80, thereby meshing the first toothed portion 100 and the third toothed portion 104, and the second toothed portion. The tooth portion 102 and the fourth tooth portion 106 are meshed. In this way, two links (first link 80, second link 82) and two shafts (first joint 84, second joint 86) can be fixed at once by one actuator 94, so that fruit vegetables can be Further miniaturization, weight reduction, and cost reduction of the harvesting device 10 can be realized.

この場合、アクチュエータ９４は、指部３２の基端部６２側に設けられている。これにより、指部３２の先端部分（接触部７０の周辺）を小型化することができる。この結果、果菜１６の収穫を一層容易に行うことが可能となる。 In this case, the actuator 94 is provided on the base end portion 62 side of the finger portion 32 . Thereby, the tip portion of the finger portion 32 (around the contact portion 70) can be miniaturized. As a result, the fruit vegetables 16 can be harvested more easily.

また、第１歯部１００及び第２歯部１０２は、回転体８８と向かい合うように扇状に形成され、第３歯部１０４は、第１歯部１００と向かい合うように円弧状に形成され、第４歯部１０６は、第２歯部１０２と向かい合うように円弧状に形成されている。これにより、第１歯部１００と第３歯部１０４、及び、第２歯部１０２と第４歯部１０６は、円周方向に作用する接触力（第１歯部１００と第３歯部１０４とが噛み合う場合は接触力Ｆｃ）によって互いに噛み合う。この結果、噛み合いを外す方向の分力（第１歯部１００と第３歯部１０４とが噛み合う場合は分力Ｆｃｒ）が作用しないため、アクチュエータ９４の駆動力を小さくすることができる。従って、小型のアクチュエータ９４を採用することが可能となるので、果菜収穫装置１０の一層の小型化、軽量化及び低コスト化を実現することができる。 In addition, the first tooth portion 100 and the second tooth portion 102 are formed in a fan shape so as to face the rotating body 88, and the third tooth portion 104 is formed in an arc shape so as to face the first tooth portion 100. The 4-tooth portion 106 is formed in an arc shape so as to face the second tooth portion 102 . As a result, the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104, and the second tooth portion 102 and the fourth tooth portion 106 are affected by the contact force (the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104) acting in the circumferential direction. are engaged with each other by the contact force Fc). As a result, the force component in the disengagement direction (component force Fcr when the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104 are in mesh) does not act, so the driving force of the actuator 94 can be reduced. Therefore, it is possible to use a small actuator 94, so that the fruit and vegetable harvesting apparatus 10 can be further reduced in size, weight, and cost.

この場合、第１歯部１００は、第１関節８４に接続され、基端部６２に固定された扇状の板状部材９０に形成され、第２歯部１０２は、第２リンク８２における第２関節８６の近傍に形成されている。これにより、第１歯部１００及び第２歯部１０２を容易に形成することができる。 In this case, the first toothed portion 100 is connected to the first joint 84 and is formed on the fan-shaped plate-like member 90 fixed to the proximal end portion 62 , and the second toothed portion 102 is formed on the second joint 82 of the second link 82 . It is formed near the joint 86 . Thereby, the first tooth portion 100 and the second tooth portion 102 can be easily formed.

また、果菜収穫装置１０は、指部３２及び保持部３０を移動させるロボットアーム１８（移動機構）をさらに備える。第２リンク８２に装着された接触部７０は、第１歯部１００と第３歯部１０４とが噛み合うと共に、第２歯部１０２と第４歯部１０６とが噛み合った状態において、ロボットアーム１８によって保持部３０に保持された果菜１６が回転した際に、離層２０を破壊する。これにより、果菜１６の収穫を効率よく行うことが可能となる。 The fruit and vegetable harvesting device 10 further includes a robot arm 18 (moving mechanism) that moves the finger portion 32 and the holding portion 30 . The contact portion 70 attached to the second link 82 is in a state in which the first tooth portion 100 and the third tooth portion 104 are meshed, and the second tooth portion 102 and the fourth tooth portion 106 are meshed. When the fruit vegetable 16 held in the holding part 30 by rotates, the delamination 20 is destroyed. As a result, the fruit vegetables 16 can be harvested efficiently.

なお、本発明は、上述の実施形態に限らず、この明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can of course adopt various configurations based on the descriptions of this specification.

１０…果菜収穫装置１４…果梗
１６…果菜３０…保持部
３２…指部６２…基端部
７０…接触部８０…第１リンク
８２…第２リンク８４…第１関節
８６…第２関節８８…回転体
１００…第１歯部１０２…第２歯部
１０４…第３歯部１０６…第４歯部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Fruit vegetable harvesting apparatus 14... Fruit stem 16... Fruit vegetable 30... Holding part 32... Finger part 62... Base end part 70... Contact part 80... First link 82... Second link 84... First joint 86... Second joint 88 ... rotating body 100 ... first tooth portion 102 ... second tooth portion 104 ... third tooth portion 106 ... fourth tooth portion

Claims

In a fruit vegetable harvesting device for harvesting fruit vegetables formed at the tip of a fruit stem,
A hand base, a holding part that is supported by the hand base and holds the fruit vegetables, and a finger part that is supported by the hand base and moves forward and backward toward the fruit stem and can come into contact with the fruit stem. prepared,
The fingers are
a base end portion connected to the hand base portion and capable of advancing and retreating toward the fruit stem ;
a first link connected to the base end;
a second link in contact with the fruit stem;
a first joint provided between the base end portion and the first link;
a second joint provided between the first link and the second link;
a rotating body provided between the first joint and the second joint;
a first tooth provided on the first joint side of the finger;
a second tooth portion provided on the second joint side of the finger portion;
a third tooth portion provided on the rotating body and meshing with the first tooth portion;
a fourth tooth portion provided on the rotating body and meshing with the second tooth portion;
has
With the holding portion holding the fruit vegetable and the second link in contact with the fruit stem, the hand base portion, the holding portion, and the finger portion are arranged in a direction from the hand base portion toward the fruit vegetable. A fruit and vegetable harvesting device that rotates integrally around the axis of the holding part, and harvests the fruit and vegetable by breaking the delamination of the fruit stem by the second link .

In the fruit and vegetable harvesting device according to claim 1,
The finger further has an actuator that rotates the rotating body,
The rotating body is driven by the actuator to oscillate about a rotating shaft provided on the first link, thereby meshing the first tooth portion and the third tooth portion, and rotating the second tooth portion. A fruit and vegetable harvesting device, wherein a tooth portion and the fourth tooth portion are meshed with each other.

In the fruit and vegetable harvesting device according to claim 2,
The fruit and vegetable harvesting device, wherein the actuator is provided on the base end side of the finger portion.

In the fruit and vegetable harvesting device according to claim 2 or 3,
The first tooth portion and the second tooth portion are fan-shaped so as to face the rotating body,
The third tooth portion is formed in an arc shape so as to face the first tooth portion,
The fruit and vegetable harvesting device, wherein the fourth tooth portion is formed in an arc shape so as to face the second tooth portion.

In the fruit and vegetable harvesting device according to claim 4,
The first tooth portion is connected to the first joint and formed on a fan-shaped plate-like member fixed to the base end portion,
The fruit and vegetable harvesting device, wherein the second tooth portion is formed in the vicinity of the second joint of the second link.

In the fruit and vegetable harvesting device according to any one of claims 1 to 5,
further comprising a moving mechanism for moving the hand base, the finger and the holding part,
In a state where the first tooth portion and the third tooth portion are meshed and the second tooth portion and the fourth tooth portion are meshed, the second link moves the hand base and the finger by the movement mechanism. a fruit and vegetable harvesting device, wherein a portion and the holding portion are integrally rotated about an axis of the holding portion, and the delamination is broken when the fruit and vegetable held by the holding portion rotates.