JP7191808B2 - ロボットハンド及び農業用ロボット - Google Patents

Description

本発明は、ロボットハンド及び農業用ロボットに関する。

従来、特許文献１に開示されたロボットハンドが知られている。
特許文献１に開示されたロボットハンドは、物体を把持可能な把持ツメを有している。把持ツメはシリンダボディに接続され、シリンダボディ内には、把持ツメを開閉する機構であるギヤシステムが内蔵されている。

特許第５０９２１２８号公報

特許文献１に開示のロボットハンドにあっては、ギヤシステムによって把持ツメの開閉の制御を行うので、把持ツメの開閉の構造が複雑である。
本発明は、前記問題点に鑑み、把持ツメの開閉の構造を簡素化することを目的とする。

本発明の一態様に係るロボットハンドは、作物を把持可能な把持ツメと、前記把持ツメが開閉可能に取り付けられるツメ取付部材であって昇降可能なツメ取付部材と、前記把持ツメの開閉動作に連動する連動部材と、前記連動部材と係脱可能な係合部材と、を備え、前記把持ツメは、前記ツメ取付部材を下降させて前記把持ツメを前記作物に押しつけることで、前記作物からの反力によって閉じた状態から前記作物の表面に沿って開き、前記係合部材は、昇降可能であって、前記連動部材から下方に離間して前記把持ツメの開閉を許容する係合解除状態と、前記連動部材に下から係合する係合状態とに変位可能であり、且つ前記係合状態で上昇して前記連動部材を引き上げることで前記把持ツメを閉じた状態に移動させる。

また、前記ツメ取付部材を枢軸回りに上下揺動可能に支持する支持体と、前記支持体に設けられた駆動部と、を備え、前記駆動部は、動力部と、前記動力部の動力によって前記ツメ取付部材を前記枢軸回りに上下揺動させることで前記把持ツメを強制的に開閉する駆動機構とを有している。
また、前記動力部は、モータによって構成され、前記駆動機構は、前記モータによって回転駆動される第１ギヤと、前記第１ギヤに噛合し且つ前記ツメ取付部材を前記枢軸回りに上下揺動させる第２ギヤとを有している。

また、前記支持体の上方に配置されており、且つ昇降可能な昇降体と、上下方向に伸縮自在に構成されていて前記昇降体と前記支持体とを相対移動可能に連結する伸縮リンク機構と、を備え、前記昇降体は、前記把持ツメが前記作物に当接して前記支持体の下降が規制された状態で前記伸縮リンク機構が収縮することで前記支持体に対して下降し、前記ツメ取付部材は、前記昇降体が前記支持体に対して下降した際に前記昇降体が当接する当接部を有している。

また、前記係合部材は、前記昇降体に設けられていて前記昇降体と共に昇降し、且つ前記昇降体が前記当接部に当接した状態で前記係合解除状態にある。
また、前記ツメ取付部材は、前記把持ツメが閉じた状態で前記連動部材が当接することにより前記把持ツメの閉じ方向の移動を規制する規制部を有している。
また、前記把持ツメを閉じ方向に付勢する閉じバネを備えている。

また、本発明の一態様に係る農業用ロボットは、上記ロボットハンドを備えている。

上記のロボットハンドによれば、把持ツメは、作物に押しつけられることで作物の反力によって閉じた状態から作物の表面に沿って開き、係合部材を上昇させて連動部材を引き上げることにより閉じる。これにより、把持ツメの開閉の構造を簡素化することができる。また、把持ツメが作物に押しつけられて作物の表面に沿って開く際に、作物の表面に在るツタや葉を把持ツメによって払い除けることができる。

農業用ロボットの側面図である。 農業用ロボットの平面図である。 機体及びマニピュレータの斜視図である。 機体及びマニピュレータの側面図である。 走行装置の平面図である。 走行装置の側面図である。 マニピュレータの装着部の側面断面図である。 アームの平面図である。 装着部の斜視図である。 機体後部の平面図である。 作業姿勢の状態の農業用ロボットの側面図である。 作業姿勢での回動規制を説明する平面図である。 収納姿勢の位置決めを示す平面図である。 システム構成を示す構成図である。 作物としてのスイカを示す斜視図である。 作物としてのメロンを示す斜視図である。 作物としてのカボチャを示す斜視図である。 走行体の姿勢制御を示す背面図である。 作物の位置及び育成状況のマップを示す図である。 作物の収穫作業を説明するための平面図である。 ロボットハンドの側面図である。 昇降体の側面図である。 昇降体、リンク機構、上部体の側面図である。 把持ツメを強制的に開閉する機構の側面図である。 昇降体とツメ取付部材との関係を示す側面図である。 把持ツメと係合部との関係を示す側面図である。 ロボットハンドの動作を示す側面図である。 ロボットハンドの動作を示す側面図である。 ロボットハンドの動作を示す側面図である。 把持ツメの閉じ動作を示す側面図である。 把持ツメを強制的に開く動作を示す側面図である。 等級判別収穫装置の全体平面図である。 農業用ロボットの側面図である。 作業姿勢の状態の農業用ロボットの側面図である。 ロボットハンドの一部拡大図である。 システム構成を示す構成図である。 農業用ロボットの他の例を示す斜視図である。 農業用ロボットの他の例を示す斜視図である。 農業用ロボットの他の例を示す斜視図である。 農業用ロボットの側面図である。 農業用ロボットの平面図である。 機体及びマニピュレータの側面図である。 作業姿勢の状態の農業用ロボットの側面図である。 システム構成を示す構成図である。 マニピュレータの装着部の他の例を示す側面断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
図１、図２は、作物２の収穫用の農業用ロボット１を例示している。農業用ロボット１は、例えば、スイカ、メロン、カボチャ等の比較的重量のある作物２である重量野菜、果実の収穫に採用される。農業用ロボット１は、自律型の収穫ロボットである。即ち、農業用ロボット１は、自律走行し且つ収穫すべき作物２を自律判断により判別して収穫する。

なお、収穫する作物２としては、上記した作物２に限定されることはない。農業用ロボット１は、収穫以外の作業、例えば農薬や肥料の散布に使用されてもよい。
以下の説明において、図１、図２に矢印Ａ１で示す方向を前方、矢印Ａ２で示す方向を後方、矢印Ａ３で示す方向を前後方向として説明する。したがって、図２に矢印Ｂ１で示す方向（図１の手前側）が左方であり、図２に矢印Ｂ２で示す方向（図１の奥側）が右方である。また、前後方向Ａ３に直交する水平方向を機体幅方向（図２の矢印Ｂ３方向）として説明する。

図１に示すように、農業用ロボット１は、自律走行する走行体３と、走行体３に装着されたマニピュレータ４と、撮像装置（第１撮像装置）５Ａとを有している。
走行体３は、機体６と、機体６を走行可能に支持する走行装置７とを有している。
図３、図４に示すように、機体６は、メインフレーム６Ａと、原動機フレーム６Ｂとを有している。メインフレーム６Ａは、機体幅方向Ｂ３で間隔をあけて配置された一対の第１フレーム６Ａａと、各第１フレーム６Ａａの下方に間隔をあけて配置された一対の第２フレーム６Ａｂとを有している。第１フレーム６Ａａと第２フレーム６Ａｂとは、複数の縦フレーム６Ａｃによって連結されている。縦フレーム６Ａｃは、左の第１フレーム６Ａａと左の第２フレーム６Ａｂとの前部間、右の第１フレーム６Ａａと右の第２フレーム６Ａｂとの前部間、左の第１フレーム６Ａａと左の第２フレーム６Ａｂとの後部間、右の第１フレーム６Ａａと右の第２フレーム６Ａｂとの後部間に設けられている。

左の第１フレーム６Ａａと右の第１フレーム６Ａａとは、第１フレーム６Ａａ間に配置された第１横フレーム６Ａｄ～第５横フレーム６Ａｈによって連結されている。第１横フレーム６Ａｄ～第５横フレーム６Ａｈは、第１フレーム６Ａａの前端から後端にわたって前後方向Ａ３で間隔をあけて並行状に配置されている。
第２フレーム６Ａｂの前部同士は、第６横フレーム６Ａｊによって連結され、第２フレーム６Ａｂの後部同士は、第７横フレーム６Ａｋによって連結されている。

原動機フレーム６Ｂは、メインフレーム６Ａの下方側に配置されている。原動機フレーム６Ｂは、前フレーム６Ｂａと、後フレーム６Ｂｂと、複数の連結フレーム６Ｂｃと、複数の取付フレーム６Ｂｄとを有している。前フレーム６Ｂａは、上部が、左及び右の第２フレーム６Ａｂの前部に取り付けられている。後フレーム６Ｂｂは、上部が、左及び右の第２フレーム６Ａｂの前部に取り付けられている。複数の連結フレーム６Ｂｃは、前フレーム６Ｂａと後フレーム６Ｂｂの下部間を連結している。複数の取付フレーム６Ｂｄは、連結フレーム６Ｂｃの前後方向Ａ３中央部に固定されている。

図４に示すように、取付フレーム６Ｂｄには、原動機（エンジン）Ｅ１が取り付けられている。原動機Ｅ１には、油圧ポンプＰ１が取り付けられている。油圧ポンプＰ１は、原動機Ｅ１で駆動される。また、原動機フレーム６Ｂには、油圧ポンプＰ１から吐出する作動油を貯留する作動油タンク（図示省略）が搭載されている。
図２に示すように、メインフレーム６Ａ（機体６）には、走行装置７を制御する複数のコントロールバルブ（第１コントロールバルブＣＶ１～第４コントロールバルブＣＶ４）が搭載されている。

図１、図２に示すように、走行装置７は、４輪の車輪８を有する車輪型（４輪型）の走行装置７で構成されている。詳しくは、走行装置７は、機体６前部の左側に配置された第１車輪８Ｌａ（左前輪）と、機体６前部の右側に配置された第２車輪８Ｒａ（右前輪）と、機体６後部の左側に配置された第３車輪８Ｌｂ（左後輪）と、機体６後部の右側に配置された第４車輪８Ｒｂ（右後輪）とを備えている。なお、走行装置７は、少なくとも３輪の車輪８を有する車輪型走行装置で構成されていてもよい。また、走行装置７は、クローラ型の走行装置であってもよい。

走行装置７は、車輪８を支持する車輪支持体９を有している。車輪支持体９は、車輪８に対応する数設けられている。つまり、走行装置７は、第１車輪８Ｌａを支持する第１車輪支持体９Ｌａ、第２車輪８Ｒａを支持する第２車輪支持体９Ｒａ、第３車輪８Ｌｂを支持する第３車輪支持体９Ｌｂ及び第４車輪８Ｒｂを支持する第４車輪支持体９Ｒｂを有している。

図５、図６に示すように、車輪支持体９は、走行フレーム１０と、操向シリンダＣ１と、第１昇降シリンダＣ２と、第２昇降シリンダＣ３と、走行モータＭ１とを有している。
走行フレーム１０は、主支持体１０Ａと、揺動フレーム１０Ｂと、車輪フレーム１０Ｃとを有している。主支持体１０Ａは、機体６に縦軸（上下方向に延伸する軸心）回りに可能に支持されている。詳しくは、主支持体１０Ａは機体６に固定された支持ブラケット１１に上下方向に延伸する軸心を有する第１支軸１２Ａを介して回動可能に支持されている。

図２に示すように、第１車輪支持体９Ｌａを枢支する支持ブラケット１１は機体６の前部左側に設けられ、第２車輪支持体９Ｒａを枢支する支持ブラケット１１は機体６の前部右側に設けられ、第３車輪支持体９Ｌｂを枢支する支持ブラケット１１は機体６の後部左側に設けられ、第４車輪支持体９Ｒｂを枢支する支持ブラケット１１は機体６の後部右側に設けられている。

揺動フレーム１０Ｂは、主支持体１０Ａに上下揺動可能に支持されている。詳しくは、揺動フレーム１０Ｂは、上部が主支持体１０Ａに第２支軸１２Ｂを介して横軸（機体幅方向Ｂ３に延伸する軸心）回りに回動可能に支持されている。
第１車輪支持体９Ｌａ及び第２車輪支持体９Ｒａの揺動フレーム１０Ｂは前上部が主支持体１０Ａに枢支され、第３車輪支持体９Ｌｂ及び第４車輪支持体９Ｒｂの揺動フレーム１０Ｂは後上部が主支持体１０Ａに枢支されている。

車輪フレーム１０Ｃは、揺動フレーム１０Ｂに上下揺動可能に支持されている。詳しくは、車輪フレーム１０Ｃは、揺動フレーム１０Ｂに第３支軸１２Ｃを介して横軸回りに回動可能に支持されている。
第１車輪支持体９Ｌａ及び第２車輪支持体９Ｒａの車輪フレーム１０Ｃは後部が揺動フレーム１０Ｂの後部に枢支され、第３車輪支持体９Ｌｂ及び第４車輪支持体９Ｒｂの車輪フレーム１０Ｃは前部が揺動フレーム１０Ｂの前部に枢支されている。

操向シリンダＣ１、第１昇降シリンダＣ２及び第２昇降シリンダＣ３は、油圧シリンダによって構成されている。
操向シリンダＣ１は、機体６と主支持体１０Ａとの間に設けられている。詳しくは、操向シリンダＣ１の一端は、第１フレーム６Ａａの前後方向Ａ３中央部に固定されたシリンダブラケット１４Ａに枢支され、操向シリンダＣ１の他端は、主支持体１０Ａに固定されたシリンダブラケット１４Ｂに枢支されている。操向シリンダＣ１を伸縮することにより走行フレーム１０が第１支軸１２Ａ回りに揺動し、車輪８（第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂ）の向きを変更する（操向する）ことができる。本実施形態の走行装置７にあっては、各車輪８を独立して操向可能である。

第１昇降シリンダＣ２は、一端が揺動フレーム１０Ｂに枢支され、他端が第１リンク機構１５Ａに枢支されている。第１リンク機構１５Ａは、第１リンク１５ａと第２リンク１５ｂとを有している。第１リンク１５ａの一端は、主支持体１０Ａに枢支され、第２リンク１５ｂの一端は揺動フレーム１０Ｂに枢支されている。第１リンク１５ａと第２リンク１５ｂとの他端は、第１昇降シリンダＣ２の他端に枢支されている。第１昇降シリンダＣ２を伸縮することにより揺動フレーム１０Ｂが第２支軸１２Ｂ回りに上下揺動する。

第２昇降シリンダＣ３は、一端が揺動フレーム１０Ｂの前部に枢支され、他端が第２リンク機構１５Ｂに枢支されている。第２リンク機構１５Ｂは、第１リンク１５ｃと第２リンク１５ｄとを有している。第１リンク１５ｃの一端は、揺動フレーム１０Ｂに枢支され、第２リンク１５ｄの一端は車輪フレーム１０Ｃに枢支されている。第１リンク１５ｃと第２リンク１５ｄとの他端は、第２昇降シリンダＣ３の他端に枢支されている。第２昇降シリンダＣ３を伸縮することにより車輪フレーム１０Ｃが第３支軸１２Ｃ回りに上下揺動する。

第１昇降シリンダＣ２による揺動フレーム１０Ｂの上下揺動と、第２昇降シリンダＣ３による車輪フレーム１０Ｃの上下揺動とを組み合わせることによって車輪８を平行状に昇降させることができる。
走行モータＭ１は、油圧モータによって形成されている。走行モータＭ１は、各車輪８に対応して設けられている。即ち、走行装置７は、第１車輪８Ｌａを駆動する走行モータＭ１と、第２車輪８Ｒａを駆動する走行モータＭ１と、第３車輪８Ｌｂを駆動する走行モータＭ１と、第４車輪８Ｒｂを駆動する走行モータＭ１とを有している。走行モータＭ１は、車輪８の機体幅方向Ｂ３の内方に配置され、車輪フレーム１０Ｃに取り付けられている。走行モータＭ１は、油圧ポンプＰ１から吐出される作動油によって駆動され、正逆転可能である。走行モータＭ１を正逆転させることにより、車輪８の回転を正転方向と逆転方向とに切り換えることができる。

第２車輪支持体９Ｒａ、第３車輪支持体９Ｌｂ及び第４車輪支持体９Ｒｂは、車輪支持体９Ｌａを構成する構成部品と同様の構成部品を有している。第２車輪支持体９Ｒａは、車輪支持体９Ｌａと左右対称に構成されている。第３車輪支持体９Ｌｂは、第２車輪支持体９Ｒａを機体６の中心を通る上下方向のセンタ軸心回りに１８０°回転させた形態を呈している。第４車輪支持体９Ｒｂは、車輪支持体９Ｌａをセンタ軸心回りに１８０°回転させた形態を呈している。

第１車輪支持体９Ｌａに装備された油圧アクチュエータは、第１コントロールバルブＣＶ１によって制御される。第２車輪支持体９Ｒａに装備された油圧アクチュエータは、第２コントロールバルブＣＶ２によって制御される。第３車輪支持体９Ｌｂに装備された油圧アクチュエータは、第３コントロールバルブＣＶ３によって制御される。第４車輪支持体９Ｒｂに装備された油圧アクチュエータは、第４コントロールバルブＣＶ４によって制御される。

したがって、第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂは、それぞれ独立的に操向可能である。また、第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂは、それぞれ独立的に昇降可能である。
上記走行装置７にあっては、第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂを操向操作することで走行体３を操向することができる。第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂを正転させることで走行体３を前進させることができ、逆転させることにより走行体３を後進させることができる。第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂを昇降することにより走行体３を昇降することができる。第１車輪８Ｌａ及び第２車輪８Ｒａを第３車輪８Ｌｂ及び第４車輪８Ｒｂに対して昇降することにより、或いは、第３車輪８Ｌｂ及び第４車輪８Ｒｂを第１車輪８Ｌａ及び第２車輪８Ｒａに対して昇降することにより、機体６を前傾または後傾させることができる。第１車輪８Ｌａ及び第３車輪８Ｌｂを第２車輪８Ｒａ及び第４車輪８Ｒｂに対して昇降することにより、或いは、第２車輪８Ｒａ及び第４車輪８Ｒｂを第１車輪８Ｌａ及び第３車輪８Ｌｂに対して昇降することにより、機体６を、機体幅方向Ｂ３の一側が他側よりも高い傾斜状にすることができる。

マニピュレータ４は、本実施形態では、少なくとも作物２の収穫を行うことが可能な装置である。図３、図４に示すように、マニピュレータ４は、走行体３（機体６）に着脱可能に装着された装着体１６と、装着体１６に取り付けられたアーム１７と、アーム１７に設けられていて作物（対象物）２を把持可能なロボットハンド１８とを備えている。
図１に示すように、装着体１６は、本実施形態では、走行体３の後部に設けられている。なお、装着体１６は、走行体３の前部に設けられていてもよい。つまり、走行体３における前後方向Ａ３の中央部から一方側に偏倚して設けられていればよい。また、本実施形態では、農業用ロボット１は、走行体３を前方に進行させて収穫作業を行うので、装着体１６は、進行方向とは反対側の方向である進行逆方向側に偏倚して設けられている。

図７に示すように、装着体１６は、走行体３に着脱可能に装着される装着部１９と、装着部１９に縦軸回りに回動可能に支持された回動シャフト２０と、回動シャフト２０を回転駆動する回動モータＭ２と、回動シャフト２０と一体回動する回動フレーム２１とを有している。
図７、図９に示すように、装着部１９は、本体部１９Ａが下方に開口する筺体で形成されている。本体部１９Ａの下部には、前部に第１プレート部材１９Ｂが固定され、後部に第２プレート部材１９Ｃが固定されている。第１プレート部材１９Ｂは、装着部１９の前面下部に固定された第１壁１９ａと、第１壁１９ａの下端から後方に延びる第２壁１９ｂと、第２壁１９ｂの後端から下方に延びる第３壁１９ｃと、第３壁１９ｃの下端から後方に延びる第４壁１９ｄとを有している。第２プレート部材１９Ｃは、装着部１９の後面下部に固定された第１壁１９ｅと、第１壁１９ｅの下端から前方に延びる第２壁１９ｆと、第２壁１９ｆの前端から下方に延びる第３壁１９ｇと、第３壁１９ｇの下端から前方に延びる第４壁１９ｈとを有している。第４壁１９ｄと第４壁１９ｈは、複数の連結部材１９Ｄによって連結されている。

図７に示すように、第３壁１９ｃ，１９ｇ、第４壁１９ｄ，１９ｈ及び複数の連結部材１９Ｄによって、係合部１９Ｅが構成されている。つまり、装着部１９は、下部側に下方に突出する係合部１９Ｅを有している。係合部１９Ｅは、第４横フレーム６Ａｇ（第１装着フレーム）と第５横フレーム６Ａｈ（第２装着フレーム）との間に差し込み可能とされている。

図７、図１０に示すように、第４横フレーム６Ａｇの下面には、機体幅方向Ｂ３で並べて配置された一対の載置プレート２２Ａが後方突出状に固定されている。また、第５横フレーム６Ａｈの下面にも、機体幅方向Ｂ３で並べて配置された一対の載置プレート２２Ｂが前方突出状に固定されている。載置プレート２２Ａと載置プレート２２Ｂとは、連結プレート２３によって連結されている。機体６上面側であって機体６の左部及び右部には、それぞれプレート部材６Ｄが固定されている。左及び右のプレート部材６Ｄ間であって且つ第４横フレーム６Ａｇと第５横フレーム６Ａｈとの間が、係合部１９Ｅを差し込む差し込み部６Ｅ（図１０参照）とされている。

図７に示すように、係合部１９Ｅを第４横フレーム６Ａｇと第５横フレーム６Ａｈとの間に差し込むことで、機体６（走行体３）は装着部１９を保持可能である。詳しくは、第２壁１９ｂは、第４横フレーム６Ａｇの上面に載置され、第３壁１９ｃは、第４横フレーム６Ａｇの後面に当接する。第４壁１９ｄは、載置プレート２２Ａに載置される。また、第２壁１９ｆは、第５横フレーム６Ａｈの上面に載置され、第３壁１９ｇは、第５横フレーム６Ａｈの前面に当接する。第４壁１９ｈは、載置プレート２２Ｂに載置される。これにより、機体６は、装着部１９を保持する。言い換えると、装着部１９を簡易に保持することができる。また、着脱も容易である。

連結部材１９Ｄは、本実施形態では、アングル材によって形成され、上部にナット部材（図示省略）が固定されている。このナット部材に、連結プレート２３、載置プレート２２Ａ，２２Ｂ及び連結部材１９Ｄを下方から貫通するボルトをねじ込むことにより、係合部１９Ｅ（装着部１９）を、該ボルトによって着脱可能に固定することができる。
以上のように、装着体１６は、走行体３（機体６）に対して着脱可能である。

装着部１９（装着体１６）を機体６から取り外すことにより、マニピュレータ４を取り外すことができ、本実施形態のマニピュレータ４とは異なる形式のマニピュレータに交換することができる。
図７に示すように、装着部１９には、回動シャフト２０を支持するシャフト支持体２４が立設されている。シャフト支持体２４は、装着部１９の上面に固定された中空状のベース部２４Ａと、ベース部２４Ａから上方に突出する支持筒２４Ｂとを有している。

図７に示すように、回動シャフト２０は、上下方向に延伸する軸心（回動軸心Ｊ１）を有し、支持筒２４Ｂに挿入されると共に該支持筒２４Ｂに回動軸心Ｊ１の周囲を回動可能に支持されている。
回動モータＭ２は、例えば、正逆転可能な電動モータによって構成されている。回動モータＭ２は、走行体３に搭載されたバッテリ（図示省略）から給電される電力によって作動する。なお、回動モータＭ２は、走行体３に搭載された油圧ポンプＰ１によって作動する油圧モータによって構成されていてもよい。

図７に示すように、回動モータＭ２は、装着部１９の内部に収容され、装着部１９の上壁１９ｋに取り付けられている。回動モータＭ２は、装着部１９から上方に突出する出力軸Ｍａを有している。回動モータＭ２の出力軸Ｍａは、回動シャフト２０の下部に一体回動可能に連結されている。したがって、回動シャフト２０は、回動モータＭ２から出力される回転動力によって、回動軸心Ｊ１の周囲を正逆転可能に駆動される。

図７に示すように、回動フレーム２１は、シャフト支持体２４に回動軸心Ｊ１の周囲を回動可能に支持されている。したがって、回動フレーム２１は、装着部１９に回動軸心Ｊ１の周囲を回動可能に取り付けられている。言い換えると、回動フレーム２１は、機体６（走行体３）に縦軸回りに回動可能に支持されている。詳しくは、回動フレーム２１は、フレーム本体２５と、アームブラケット２６と、シリンダブラケット２７とを有している。フレーム本体２５は、回動部２５Ａを有している。回動部２５Ａは、支持筒２４Ｂを取り囲むと共に軸受け２８Ａ及び軸受け２８Ｂを介して支持筒２４Ｂに回動軸心Ｊ１の周囲を回動可能に支持されている。また、回動部２５Ａは、回動シャフト２０の上部にスプライン結合等によって連結される結合部２５Ａａを有していて回動シャフト２０と一体回動する。つまり、回動フレーム２１は、回動モータＭ２によって回動軸心Ｊ１の周囲を回動可能である。回動フレーム２１を回動させることにより、ロボットハンド１８を回動軸心Ｊ１を中心とする円周方向に移動（位置変更）させることができる。

図３に示すように、フレーム本体２５は、回動軸心Ｊ１に直交する方向で回動部２５Ａを挟む一対のフレーム部材２５Ｂを有している。各フレーム部材２５Ｂは、回動部２５Ａに固定されている。図７に示すように、各フレーム部材２５Ｂの上部は、回動部２５Ａから上方に突出している。一対のフレーム部材２５Ｂの上部間には、アームブラケット２６が上方突出状に固定されている。シリンダブラケット２７は、アームブラケット２６及び回動部２５Ａの前部に取り付けられている。シリンダブラケット２７は、下部に、シリンダ取付部２７ａを有している。

図３、図４に示すように、アーム１７は、回動フレーム２１（アームブラケット２６）に上下揺動可能に支持されると共に長手方向の中途部で屈伸可能である。アーム１７は、メインアーム２９とサブアーム３０とを有している。
メインアーム２９は、回動フレーム２１に上下揺動可能に枢支され、屈伸可能である。詳しくは、メインアーム２９は、回動フレーム２１に上下揺動可能に枢支された第１アーム部３１と、第１アーム部３１に揺動可能に枢支された第２アーム部３２とを有し、第１アーム部３１に対して第２アーム部３２が揺動することで屈伸可能とされている。

第１アーム部３１は、基部側３１ａがアームブラケット２６に枢支されている。第１アーム部３１は、図３、図８に示すように、第１アームフレーム３１Ｌ及び第２アームフレーム３１Ｒを有している。第１アームフレーム３１Ｌ及び第２アームフレーム３１Ｒは、機体幅方向Ｂ３で並べて配置され且つ連結パイプ３１Ａ等で相互に連結されている。第１アームフレーム３１Ｌと第２アームフレーム３１Ｒとの基部側３１ａ間にアームブラケット２６の上部が挿入され、機体幅方向Ｂ３に延伸する軸心を有するアーム枢軸３３Ａ（第１アーム枢軸という）を介して第１アームフレーム３１Ｌ及び第２アームフレーム３１Ｒの基部側３１ａがアームブラケット２６に第１アーム枢軸３３Ａの軸心回りに回動可能に支持されている。

第１アームフレーム３１Ｌ及び第２アームフレーム３１Ｒは中空部材で形成されている。第１アーム部３１の長さは、走行体３（機体６）の前後方向Ａ３の長さよりも短く形成されている。
図４に示すように、第１アーム部３１は、基部側３１ａであって且つ第１アーム枢軸３３Ａよりも先端側３１ｃ寄りに、シリンダ取付部３１ｂを有している。このシリンダ取付部３１ｂとシリンダブラケット２７のシリンダ取付部２７ａとにわたって第１アームシリンダ（第１油圧シリンダ）Ｃ４が設けられている。第１アームシリンダＣ４は、走行体３に設けた油圧ポンプＰ１から吐出される作動油によって駆動されて伸縮する。第１アームシリンダＣ４を伸縮させることで第１アーム部３１が上下揺動する。第１アーム部３１（アーム１７）を上下揺動させることにより、ロボットハンド１８を昇降させることができる。第１アームシリンダＣ４には、第１アームシリンダＣ４のストロークを検出する第１ストロークセンサＳ１が設けられている。

図４に示すように、第１アーム部３１の先端側３１ｃには、枢支部材３１Ｂが固定されている。詳しくは、枢支部材３１Ｂは、基部３１Ｂａが第１アームフレーム３１Ｌと第２アームフレーム３１Ｒとの間に挿入されて第１アームフレーム３１Ｌ及び第２アームフレーム３１Ｒに固定されている。枢支部材３１Ｂの基部３１Ｂａの下面側には、シリンダステー３４が取り付けられている。枢支部材３１Ｂの先端側３１Ｂｂは、第１アームフレーム３１Ｌ及び第２アームフレーム３１Ｒから前方に突出している。

図３、図８に示すように、第２アーム部３２の長さは、第１アーム部３１の長さよりも長く形成されている。第２アーム部３２は、基部側３２ａが枢支部材３１Ｂの先端側３１Ｂｂに枢支されている。第２アーム部３２は、第３アームフレーム３２Ｌ及び第４アームフレーム３２Ｒを有している。第３アームフレーム３２Ｌ及び第４アームフレーム３２Ｒは、機体幅方向Ｂ３で並べて配置され且つ複数の連結プレート３５によって相互に連結されている。第３アームフレーム３２Ｌ及び第４アームフレーム３２Ｒは中空部材で形成されている。第３アームフレーム３２Ｌと第４アームフレーム３２Ｒとの基部側３２ａ間に枢支部材３１Ｂの先端側３１Ｂｂが挿入されている。第３アームフレーム３２Ｌ及び第４アームフレーム３２Ｒ（第２アーム部３２）は、機体幅方向Ｂ３に延伸する軸心を有するアーム枢軸（第２アーム枢軸という）３３Ｂによって枢支部材３１Ｂに枢支されている。

第２アーム部３２の基部側３２ａであって第２アーム枢軸３３Ｂよりも先端側３２ｂ寄りには、シリンダ取付部３２ｃが設けられている。このシリンダ取付部３２ｃとシリンダステー３４とにわたって第２アームシリンダ（第２油圧シリンダ）Ｃ５が設けられている。第２アームシリンダＣ５は、走行体３に設けた油圧ポンプＰ１から吐出される作動油によって駆動されて伸縮する。第２アームシリンダＣ５を伸縮させることで第１アーム部３１に対して第２アーム部３２が揺動し、メインアーム２９（アーム１７）が屈伸（曲げたり伸ばしたりすること）する。なお、本実施形態では、メインアーム２９は、最も伸びた状態で直線状となるが、最も伸びた状態で若干曲がっていてもよい。

また、第２アームシリンダＣ５を伸縮させることで走行体３に対してロボットハンド１８を遠近方向に移動させることができる。詳しくは、第２アームシリンダＣ５を伸長させることでロボットハンド１８を走行体３から遠ざける方向に移動させることができ、第２アームシリンダＣ５を収縮させることでロボットハンド１８を走行体３に近づける方向に移動させることができる。

図４に示すように、第２アームシリンダＣ５には、第２アームシリンダＣ５のストロークを検出する第２ストロークセンサＳ２が設けられている。
図４、図８に示すように、複数の連結プレート３５は、本実施形態では、第２アーム部３２の長手方向に直交し且つ第３アームフレーム３２Ｌと第４アームフレーム３２Ｒとが対向する方向に直交する方向で対向配置された２枚で１組の連結プレート３５を第２アーム部３２の長手方向に間隔をあけて４組設けている。

本実施形態では、第１アーム部３１及び第２アーム部３２は、２枚の中空部材を繋いで構成することで、高剛性に形成されている。また、第１アーム部３１を構成する第１アームフレーム３１Ｌ及び第２アームフレーム３１Ｒと、第２アーム部３２を構成する第３アームフレーム３２Ｌ及び第４アームフレーム３２Ｒとを、中空部材で構成することにより、第１アームフレーム３１Ｌ～第４アームフレーム３２Ｒの内部に、油圧ホースやハーネス等の配策部材を配策することができる。これにより、油圧ホースやハーネスの破損防止を図ることができる。また、第１アームフレーム３１Ｌと第２アームフレーム３１Ｒとの間に第１アームシリンダＣ４のピストンロッドの先端側を挿入して連結すること、第３アームフレーム３２Ｌと第４アームフレーム３２Ｒとの間に第２アームシリンダＣ５のピストンロッドの先端側を挿入して連結することによりコンパクトな構成にすることができる。

サブアーム３０は、第２アーム部３２に突出及び後退可能に設けられている。したがって、サブアーム３０を突出及び後退させることにより、アーム１７の長さが伸縮可能である。図４、図８に示すように、サブアーム３０は、角パイプによって直線状に形成されている。サブアーム３０は、第３アームフレーム３２Ｌと第４アームフレーム３２Ｒとの先端側（前部）間に長手方向移動可能に支持されている。また、サブアーム３０は、対向する連結プレート３５の間に配置されていて連結プレート３５にボルト等の固定具によって固定可能とされている。サブアーム３０の一側面には、第３アームフレーム３２Ｌに当接する突起３０ａが設けられ、他側面には、第４アームフレーム３２Ｒに当接する突起３０ａが設けられている。突起３０ａによってサブアーム３０のがたつきを抑制することができる。

サブアーム３０は、最も後退させた位置（最後退位置）では、第３アームフレーム３２Ｌと第４アームフレーム３２Ｒとの間に没入する。なお、サブアーム３０は、最後退位置で第２アーム部３２から若干突出していてもよい。
図４に示すように、サブアーム３０の先端側には、接合フランジ３０Ａが固定されている。接合フランジ３０Ａには、取付フランジ３６がボルト等によって取り付けられ、取付フランジ３６には、吊りプレート３７が固定されている。吊りプレート３７にロボットハンド１８が枢支され、吊り下げられる（図１参照）。つまり、ロボットハンド１８は、サブアーム３０の先端側に揺動可能に取り付けられる。第２アーム部３２の先端側には、サブアーム３０の第２アーム部３２からの突出量を測定（検出）する第３ストロークセンサＳ３が設けられている。

サブアーム３０は、例えば、第２アーム部３２から最も突出させた位置（最突出位置）と、第２アーム部３２に対して最も後退させた位置との２位置で使用される。なお、サブアーム３０は、最突出位置と最後退位置との間で段階的に突出量を調整してもよく、また、最突出位置と最後退位置との間で任意の位置に固定できるようにしてもよい。また、サブアーム３０を油圧シリンダによって突出及び後退させるようにしてもよい。

アーム１７は、前後方向Ａ３の一方側（進行逆方向側）を向く作業姿勢Ｗ１（図１１参照）と、前後方向Ａ３の他方側（進行方向側）を向くと共に屈曲させた収納姿勢Ｗ２（図１参照）とに姿勢変更可能である。本実施形態では、作業姿勢Ｗ１は、図１１に示すように、走行体３の後方側を向く姿勢である。詳しくは、作業姿勢Ｗ１は、走行体３の後方と機体幅方向Ｂ３との間の任意の方向を向く姿勢である。また、収納姿勢Ｗ２は、図１に示すように、走行体３の前方を向く姿勢である。

農業用ロボット１は、アーム１７が作業姿勢Ｗ１にある状態で且つ回動軸心Ｊ１の周囲の所定の範囲内で、作物２の収穫作業等の作業を行う。アーム１７が作業姿勢Ｗ１にある状態で、回動フレーム２１を左方または右方に回動させると共にアーム１７を昇降及び屈伸させることにより、ロボットハンド１８を任意の位置に移動させることができる。つまり、ロボットハンド１８を作物２の上方に移動させると共に下降させて該ロボットハンド１８によって作物２を把持することができる。

図１に示すように、収納姿勢Ｗ２では、アーム１７は、第１アーム部３１が走行体３の上方を前方に向かうにつれて上方に移行する傾斜方向に延伸しており、且つ第２アーム部３２が走行体３の前後方向Ａ３の中途部の上方から前方に向かうにつれて下方に移行する傾斜方向に延伸している。サブアーム３０は、最後退位置に位置させている。
本実施形態にあっては、アーム１７を回動可能に支持する回動フレーム２１が走行体３の後部に設けられ、アーム１７が後方側を向く作業姿勢Ｗ１にある状態で作物２の収穫作業を行うので、作業範囲を広くとることができる。

また、作業姿勢Ｗ１では、第１アーム部３１の先端側３１ｃが走行体３よりも後方側に位置しているのに対して、収納姿勢Ｗ２では、第１アーム部３１の先端側３１ｃは、走行体３（機体６）の前端よりも後方に位置していて、第１アーム部３１が走行体３の上方に位置している（図例では、第１アーム部３１の先端側３１ｃは、走行体３の前後方向の略中央部の上方に位置している）。これにより、移動時や格納時等の非使用時に、農業用ロボット１を前後方向Ａ３にコンパクトにすることができる。

本実施形態の農業用ロボット１にあっては、アーム１７を油圧シリンダによって揺動させる構成にすることにより、１０ｋｇを超えるスイカ等の作物２を容易に持ち上げ搬送することができる。また、第１アームシリンダＣ４及び第２アームシリンダＣ５の動力源（油圧源）として、走行体３に装備した油圧ポンプＰ１を利用する（走行体３側の油圧アクチュエータを駆動する動力源とマニピュレータ４側の油圧アクチュエータを駆動する動力源とが別々の動力源でない）ことから、コンパクトに構成することができる。

図１２、図１３に示すように、装着部１９の上面側には、回動規制部材３８と位置決め部材３９とが設けられている。回動規制部材３８及び位置決め部材３９は、本実施形態では、それぞれ１本のピンによって形成されている。なお、回動規制部材３８及び位置決め部材３９は、ピンに限定されることはない。回動規制部材３８は、アーム１７が作業姿勢Ｗ１にあるときの回動フレーム２１の回動を規制する。アーム１７が作業姿勢Ｗ１にあるときの回動フレーム２１の回動を規制することで、アーム１７に配策される油圧ホース及びハーネスが回動フレーム２１に巻き付いたり、破損するのを防止することができる。位置決め部材３９は、回動フレーム２１の回動を規制してアーム１７を収納姿勢Ｗ２に位置決めする。位置決め部材３９で回動フレーム２１の回動を規制することで、回動フレーム２１を迅速且つ正確にアーム１７の収納姿勢Ｗ２の位置に回動させることができる。

本実施形態では、図１２に示すように、回動規制部材３８は、回動フレーム２１の右側方（側方）に配置されている。図１２の上図に示すように、アーム１７が回動フレーム２１から後方に延伸する状態（後向き状態Ｗ３）から回動フレーム２１を矢印Ｙ３で示す第１回動方向（反時計方向）に９０°回動すると、図１２の下図に示すように、回動フレーム２１（シリンダブラケット）は回動規制部材３８に当接する。これにより、回動フレーム２１の回動が規制される。

本実施形態では、図１３に示すように、位置決め部材３９は、回動フレーム２１の前方側で且つ右寄りに配置されている。図１３の上図に示すように、アーム１７が後向き状態Ｗ３にある位置から回動フレーム２１を矢印Ｙ４で示す第２回動方向（時計方向）に１８０°回動すると、回動フレーム２１は位置決め部材３９に当接する。
以上のように、本実施形態では、回動フレーム２１が回動規制部材３８に当接した状態から時計回りに回動して位置決め部材３９に当接するまでの回動範囲は、略２７０°に設定されている。なお、回動フレーム２１の回動範囲は、２７０°に限定されることはない。

なお、回動規制部材３８を回動フレーム２１の左側方に配置し、回動フレーム２１の第２回動方向Ｙ４の回動でアーム１７が作業姿勢Ｗ１にあるときの回動フレーム２１の回動を規制するようにしてもよい。この場合、位置決め部材３９は、回動フレーム２１の前方側で且つ左寄りに配置され、回動フレーム２１の第１回動方向Ｙ３の回動でアーム１７を収納姿勢Ｗ２に位置決めする。即ち、回動モータＭ２を正逆回転することで、回動フレーム２１は、回動軸心Ｊ１回りの第１回動方向Ｙ３と第１回動方向Ｙ３の反対方向である第２回動方向Ｙ４とに回動可能であり、回動規制部材３８は、回動フレーム２１の第１回動方向Ｙ３及び第２回動方向Ｙ４のうちの一方の方向の回動を規制し、位置決め部材３９は、回動フレーム２１の第１回動方向Ｙ３及び第２回動方向Ｙ４のうちの他方の方向の回動を規制する。

図１に示すように、本実施形態では、撮像装置５Ａは、回動フレーム２１に取り付けられている。詳しくは、アームブラケット２６の上部に支柱４０を介して取り付けられている。これに限定されることはなく、撮像装置５Ａは、走行体３等に取り付けてもよい。また、撮像装置５Ａは複数箇所に設けられていてもよい。つまり、農業用ロボット１は、撮像装置５Ａを複数有していてもよい。撮像装置５Ａは、走行体３の周囲を撮影可能であって、走行体３の周囲の情報を撮影によって取得する。

撮像装置５Ａは、例えば、ステレオカメラやレーザカメラ等の測距機能を有するカメラが採用される。ステレオカメラは、撮影した画像（イメージ）の視差データを生成し、カメラ（レンズ）と対象物（例えば、作物２や後述する運搬車４８等の農業用ロボット１の周囲の物体や走行領域の境界等）までの距離を測定（計測）することができるカメラである。レーザカメラは、照明光として長距離まで届くレーザーを使用し、ＣＣＤカメラで撮影することでカメラと対象物までの距離を測定するカメラシステムである。

また、撮像装置５Ａは、複数台のカメラで走行体３の周囲（前方、後方、左方及び右方）を撮影するものであってもよいし、１台で走行体３の周囲３６０°撮影することのできる全方位（３６０°）カメラで構成されていてもよい。
なお、作物２の品質をセンシングすることのできるカメラ（例えば、マルチスペクトルカメラ、遠赤外線カメラ、近赤外線分光カメラ等）をロボットハンド１８や走行体３等に設けてもよい。これにより、作物２の品質をセンシングしながら収穫すべき作物２を選択して収穫することができる。

図１４Ａに示すように、農業用ロボット１は、制御装置４１を有している。制御装置４１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）などを備えたマイクロコンピュータを利用して構成される。
制御装置４１には、撮像装置５Ａが接続されている。制御装置４１は、撮像装置５Ａが取得（検知）した情報（検知情報）を取得可能である。撮像装置５Ａの検知情報によって、収穫すべき作物２、作物２との距離、作物２が栽培される栽培地と栽培地との間の通路と栽培地との境界、農業用ロボット１の周囲の様子等を制御装置４１に把握（認識）させることができる。

制御装置４１には、走行装置７が接続されている。制御装置４１は、走行制御部４１Ａを有している。走行制御部４１Ａは、撮像装置５Ａが取得した情報（検知情報）に基づいて、操向シリンダＣ１、第１昇降シリンダＣ２、第２昇降シリンダＣ３及び走行モータＭ１を制御する。即ち、走行制御部４１Ａは、走行装置７を制御する。走行制御部４１Ａが走行装置７の速度制御及び操向制御等を行うことで、走行体３が自律走行する。また、走行制御部４１Ａは、機体６の昇降、傾き等の制御を行う。

なお、走行体３を自律走行させるのに、ライダー（LiDAR: Light Detection And Ranging）によって行ってもよい。ライダーは、１秒間に何百万回ものパルス状の赤外線等を照射し、跳ね返って戻ってくるまでの時間を測定することで、走行体３周辺の３Ｄマップを構築する光を用いたリモートセンシング技術である。
制御装置４１には、第１ストロークセンサＳ１が接続されている。制御装置４１は、第１ストロークセンサＳ１の検出情報を取得可能であり、第１ストロークセンサＳ１の検出情報によって制御装置４１に第１アーム部３１の揺動量を把握させることができる。また、制御装置４１には、第２ストロークセンサＳ２が接続されている。制御装置４１は、第２ストロークセンサＳ２の検出情報を取得可能であり、第２ストロークセンサＳ２の検出情報によって制御装置４１に第１アーム部３１に対する第２アーム部３２の揺動量を把握させることができる。

なお、第１アーム部３１及び第２アーム部３２の揺動量は、ポテンショメータによって直接検出し、このポテンショメータのポテンショ値を制御装置４１に送信するようにしてもよい。
図１４Ａに示すように、制御装置４１には、回動モータＭ２、第１シリンダ制御弁４２、第２シリンダ制御弁４３が接続されている。制御装置４１は、回動モータＭ２を制御することで回動フレーム２１の回動を制御するフレーム制御部４１Ｂを有している。フレーム制御部４１Ｂは、回動規制部材３８で規制された回動フレーム２１の位置を基準（旋回原点）として回動フレーム２１の回動を制御する。つまり、フレーム制御部４１Ｂは、旋回原点を基準として回動フレーム２１の回動位置を算出し、回動フレーム２１の回動を制御する。したがって、収穫作業を開始する前（初期）に、回動フレーム２１を一度回動規制部材３８まで回動させておき、回動フレーム２１の初期位置を制御装置４１に把握させておく。

第１シリンダ制御弁４２、第２シリンダ制御弁４３は、例えば、パイロット式の電磁弁によって構成されている。第１シリンダ制御弁４２は、第１アームシリンダＣ４を制御し第２シリンダ制御弁４３は、第２アームシリンダＣ５を制御する。制御装置４１は、第１シリンダ制御弁４２、第２シリンダ制御弁４３を制御することで第１アーム部３１及び第２アーム部３２の揺動を制御するアーム制御部４１Ｃを有している。

アーム制御部４１Ｃは、第１シリンダ制御弁４２の第１ソレノイド４２ａ及び第２ソレノイド４２ｂを励磁又は消磁させることによって、第１シリンダ制御弁４２を中立位置４２ｃから第１位置４２ｄ又は第２位置４２ｅに切り換える。第１位置４２ｄに切り換えると、第１アームシリンダＣ４が伸長し、これにより、第１アーム部３１（アーム１７）が上方揺動する。第２位置４２ｅに切り換えると、第１アームシリンダＣ４が収縮し、これにより第１アーム部３１（アーム１７）が下方揺動する。また、アーム制御部４１Ｃは、第２シリンダ制御弁４３の第１ソレノイド４３ａ及び第２ソレノイド４３ｂを励磁又は消磁することによって、第２シリンダ制御弁４３を中立位置４３ｃから第１位置４３ｄ又は第２位置４３ｅに切り換える。第１位置４３ｄに切り換えると、第２アームシリンダＣ５が伸長し、これにより、第２アーム部３２が上方揺動する。第２位置４３ｅに切り換えると、第２アームシリンダＣ５が収縮し、これにより、第２アーム部３２が下方揺動する。

以上のように、制御装置４１は、フレーム制御部４１Ｂによって回動モータＭ２による回動フレーム２１の回動を制御可能であり、アーム制御部４１Ｃによって第１アームシリンダＣ４の伸縮による第１アーム部３１の揺動及び第２アームシリンダＣ５による第２アーム部３２の揺動を制御可能である。これによって、制御装置４１は、ロボットハンド１８を任意（所望）の位置に移動させることができる。詳しくは、回動フレーム２１の回動による回動軸心Ｊ１を中心とする円周方向のロボットハンド１８の移動、第１アーム部３１の上下揺動によるロボットハンド１８の昇降、第２アーム部３２の揺動によるロボットハンド１８の走行体３に対する遠近方向の移動によって、ロボットハンド１８を目的の位置に移動させることができる。また、制御装置４１は、撮像装置５Ａの検知情報に基づいてロボットハンド１８を収穫すべき作物２へロボットハンド１８を移動させるようにマニピュレータ４を作動させる。

図１４Ａに示すように、走行制御部４１Ａ、フレーム制御部４１Ｂ及びアーム制御部４１Ｃは、撮像装置５Ａが取得した情報に基づいて、走行体３を自律走行させる走行制御及びマニピュレータ４に収穫動作を行わせる動作制御を行う制御部４１Ｄを構成している。
図１４Ａに示すように、制御装置４１には、第３ストロークセンサＳ３が接続されている。制御装置４１は、第３ストロークセンサＳ３の検出情報を取得可能であり、第３ストロークセンサＳ３の検出情報によって制御装置４１にサブアーム３０の突出量を把握させることができる。

ところで、回動フレーム２１の回動位置、第１アーム部３１及び第２アーム部３２の揺動量が同じであっても、サブアーム３０を突出させていない場合と、突出させている場合とでは、ロボットハンド１８の位置は異なる。そこで、制御装置４１は、サブアーム３０の突出量を加味（考慮）してロボットハンド１８の位置を制御する。
図１４Ａに示すように、第１アームシリンダＣ４及び第２アームシリンダＣ５の油圧制御回路４４には、圧力センサ４５が設けられている。圧力センサ４５は、第１シリンダ制御弁４２と第１アームシリンダＣ４のロッド側（ピストンロッドが突出する側）の油室とを接続する第１接続油路４４ａ、第１シリンダ制御弁４２と第１アームシリンダＣ４のボトム側（ヘッド側）の油室とを接続する第２接続油路４４ｂ、第２シリンダ制御弁４３と第２アームシリンダＣ５のロッド側の油室とを接続する第３接続油路４４ｃ、第２シリンダ制御弁４３と第２アームシリンダＣ５のボトム側の油室とを接続する第４接続油路４４ｄに設けられている。圧力センサ４５の検出情報によって、アーム１７（第１アームシリンダＣ４及び第２アームシリンダＣ５）に作用する負荷を検出することができる。

図１４Ａに示すように、各圧力センサ４５は、制御装置４１に接続されている。制御装置４１は、各圧力センサ４５の検出情報を取得可能である。制御装置４１は、アーム１７に作用する負荷（作物２の重さ）に応じて、油圧ポンプＰ１の出力を制御する力制御が可能である。
なお、圧力センサ４５は、第１接続油路４４ａと第２接続油路４４ｂとの両方に設ける必要はなく、いずれか一方に設けられていていればよい。また、圧力センサ４５は、第３接続油路４４ｃと第４接続油路４４ｄとの両方に設ける必要はなく、いずれか一方だけに設けてもよい。

図１４Ａに示すように、制御装置４１は、判定部４１Ｅを有している。判定部４１Ｅは、撮像装置５Ａが取得した情報に基づいて作物２の種別に特化した特徴から作物２の収穫適期を判定する。
作物２がスイカの場合は、判定部４１Ｅは、図１４Ｂに示すように、巻きひげ２ａの色、表面の縞模様２ｂ、葉２ｃの状態から収穫適期を判定する。詳しくは、巻きひげ２ａが、付け根まで濃い褐色（枯れた状態）になったら収穫適期である。また、縞模様２ｂが鮮明なほど（縞模様の黒色がハッキリしていることが）収穫適期である。また、葉２ｃの状態が、黄色や濃い褐色になって枯れたら収穫適期である。

また、作物２がメロンの場合は、判定部４１Ｅは、図１４Ｃに示すように、葉２ｄの状態、ヘタ２ｅの部分の状態から収穫適期を判定する。詳しくは、葉２ｄの状態が、黄色や濃い褐色になって枯れたら収穫適期である。また、ヘタ２ｅの付け根に茶色いリング（離層）２ｇができたり、ヘタ２ｅの部分につる２ｈに向けて伸びる網目の延長部分２ｊができると収穫適期である。

また、作物２がカボチャの場合は、判定部４１Ｅは、図１４Ｄに示すように、果梗部２ｋの状態、葉２ｍの状態から収穫適期を判定する。詳しくは、果梗部２ｋが茶色く（通称：コルク化という）なると収穫適期である。また、葉２ｍの状態が、黄色や濃い褐色になって枯れたら収穫適期である。
図１４Ａに示すように、制御装置４１は、バランス制御部４１Ｆを有している。バランス制御部４１Ｆは、機体６とアーム１７及びロボットハンド１８（マニピュレータ４）とのバランスをとるべく第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂの位置を制御する。具体的には、バランス制御部４１Ｆは、アーム１７及びロボットハンド１８とのバランスをとるべく第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂを昇降することで機体６の姿勢を制御する。より具体的には、図１４Ｅに示すように、アーム１７を機体幅方向Ｂ３の一方側、例えば、左側に回動させた状態で作物２を収穫する場合、走行体３の右側にある第２車輪８Ｒａ及び第４車輪８Ｒｂを上昇させる。すると、機体６は、右側が下がるように傾く。これにより、走行体３とマニピュレータ４とのバランスをとることができる。また、アーム１７を右側に回動させた状態で作物２を収穫する場合は、走行体３の左側にある第１車輪８Ｌａ及び第３車輪８Ｒａを上昇させる。

また、アーム１７を後方に向かうにつれて左方に移行する傾斜方向に延ばして収穫作業をする場合は、第２車輪８Ｒａを第４車輪８Ｒｂよりも高く上げると共に、第３車輪８Ｌｂを下げる。これにより、機体６の右側が下がると共に機体６が後傾状となり、走行体３とマニピュレータ４とのバランスを良好にとることができる。アーム１７を後方に向かうにつれて右方に移行する傾斜方向に延ばして収穫作業をする場合は、第１車輪８Ｌａを第３車輪８Ｌｂよりも高く上げると共に、第４車輪８Ｒｂを下げる。

また、走行体３に作用するマニピュレータ４からの荷重は、アーム１７を延ばした量やロボットハンド１８が作物２を把持しているか否かによって異なる。アーム１７やロボットハンド１８等の荷重は、圧力センサ４５の検出情報によって制御装置４１に把握させることができるので、走行体３に作用するマニピュレータ４からの荷重に応じて第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂの昇降量を制御することもできる。

また、バランス制御部４１Ｆが機体６とアーム１７及びロボットハンド１８とのバランスをとる制御に、第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂの向きを変更する（操向する）制御を加えてもよい。
また、車輪のトレッドを調整することにより、機体６とアーム１７及びロボットハンド１８とのバランスをとるように構成してもよい。

図１４Ａに示すように、制御装置４１はマップ作成部４１Ｇを有している。マップ作成部４１Ｇは、作物２の収穫前において、農業用ロボット１が通路４７（図１５参照）を自律走行することにより、撮像装置５Ａが取得した情報（撮影した情報）に基づいて、作物２の個々の位置や育成状況のマップ６０（図１４Ｅ参照）を自動で生成する。具体的には、マップ作成部４１Ｇは、図１４Ｆに示すように、撮像装置５Ａで撮影した情報に基づいて、圃場５９における作物２（No１、No２、No３・・・・Noｎ）の位置をマップ６０に記録する。また、マップ６０には、作物２の育成状況が記録される。育成状況は、例えば、作物２の大きさが考えられる。大きさは、例えば、Ｓ１→Ｓ５で記録される。Ｓ１が一番小さいサイズを示す。Ｓ５が一番大きいサイズを示す。なお、マップ６０には、収穫適期か否かを記録してもよい。

予め作物２の位置や育成状況を把握してマップ６０を生成することにより、その後の作業に活用することができ、次の作業をピンポイントで、最短効率で行うことができる。その後の作業としては、例えば、施肥作業、散水作業、除草作業や収穫作業などがあげられる。
次に、図１５を参照して、作物２を収穫する場合について説明する。図１５は、作物２としてのスイカが栽培された圃場を示している。

図１５に示すように、圃場には、作物２が栽培された栽培地４６Ａと該栽培地４６Ａに隣接する栽培地４６Ｂとの間に通路４７があり、作物２は、栽培過程で通路４７側に寄せて育成される。走行体３は、通路４７を走行する。走行体３の後方には、例えば、走行体３に追従して走行する追従型の自走式運搬車４８が配置される。作物２が通路４７側に寄せて育成されている場合は、アーム１７は、サブアーム３０を突出させない状態で使用する。

本実施形態の農業用ロボット１で作物２を収穫するにあたっては、走行体３は前進方向に進行し、マニピュレータ４は作業姿勢Ｗ１にした状態（例えば、アーム１７を斜め後方に伸ばした状態）でロボットハンド１８の位置制御を行って作物２の収穫を行う。また、撮像装置５Ａが取得した情報に基づいて、判定部４１Ｅが作物２の種別に特化した特徴から収穫適期であると判定した作物２を収穫する。収穫した作物２は、ロボットハンド１８の位置制御を行って運搬車４８に積み込む。なお、作物２から延びるツタは、例えば、図示省略の切断装置によって収穫作業時（例えば、ロボットハンド１８で作物２を把持する直前や、作物２を把持した際）に切断する。切断装置は、ロボットハンド１８またはアーム１７の先端側に装備する。

また、作物２が通路４７から遠い場所にある場合は、アーム１７は、サブアーム３０を突出させて延ばした状態で使用する。サブアーム３０を突出または後退させてアーム１７を伸縮させることにより、作物２の位置、作業形態に合わせたアーム寸法（アーム長さ）をとることができる。
なお、作物２を収穫した後に、ロボットハンド１８の代わりにアーム１７の先端側にレーキ（熊手）を取り付けて、収穫後にツタや葉を引き寄せる（かき寄せる）作業をすることもできる。この場合、アーム１７は、サブアーム３０を突出させて延ばした状態で使用することにより、通路４７から遠い場所にあるツタや葉を引き寄せることができる。

なお、上記では、前進しながら作業をする場合を説明したが、後進しながら作業をすることもできる。
本実施形態の農業用ロボット１は、種々の設計変更が可能である。例えば、アーム１７に、サブアーム３０を設けない場合もある。即ち、アーム１７を第１アーム部３１と第２アーム部３２とで構成することもできる。また、収穫した作物２が収容される運搬車４８は、追従型の自走式運搬車でなくてもよく、走行体３に牽引される牽引式の運搬車であってもよい。つまり、走行体３の後方を走行体３の走行に伴って移動する運搬車４８であればよい。また、収穫した作物２を収容する収容容器を機体６に装備してもよい。

次に、ロボットハンド１８の構成を詳細に説明する。
以下の説明において、外方とは、ロボットハンド１８の中心を通る上下方向に延伸する中心線Ｌ１（図１６参照）から該中心線Ｌ１に直交する方向に離れる方向（図１６の矢印Ｌ２方向）をいう。また、内方とは、外方の反対方向であって、中心線Ｌ１に近づく方向（図１６の矢印Ｌ３方向）をいう。

図１６に示すように、ロボットハンド１８は、昇降可能な昇降体６２を有している。昇降体６２は、板材によって形成され、上部に連結片６３を有している。連結片６３は、アーム１７の先端側に設けられた吊りプレート３７に枢軸６６を介して横軸（水平方向の軸心）回りに回動可能に枢支連結されている。したがって、昇降体６２は、アーム１７に連結され、該アーム１７を上下揺動することで昇降可能である。

図１７に示すように、昇降体６２の本体６２Ａは、上壁６７と、上壁６７から下方に延びる複数の延出壁６８とを有している。上壁６７の上面の中央部に連結片６３が固定されている。延出壁６８は、上壁６７の四方の端部から延出されている。したがって、本実施形態では、４つの延出壁６８が設けられている。各延出壁６８は、上部の第１部位６８ａと、中間部の第２部位６８ｂと、下部の第３部位６８ｃとを有している。

第１部位６８ａは、上壁６７から略垂直下方に延出されている。第１部位６８ａの上部は、下部よりも幅広に形成されている。第１部位６８ａの下部は、上部の幅方向中央から一側に偏倚して形成されている。第２部位６８ｂは、第１部位６８ａの下部から下方に延出されている。また、第２部位６８ｂは、下方に向かうにつれて外方に移行する傾斜方向に延出されている。第２部位６８ｂの下部には、上縁６９ａと側縁６９ｂとを有するＬ字状の切り欠き部６９が形成されている。第３部位６８ｃは、第２部位６８ｂの下端から外方に向けて延出されている。

図１７に示すように、各延出壁６８には、第２部位６８ｂの下部から第３部位６８ｃにわたって連続する溝７０が形成されている。第３部位６８ｃの上面には、溝７０を挟んで対向配置された一対のステー７１が固定されている。一対のステー７１には、一方のステー７１から他方のステー７１にわたるように係合部材７２が設けられている。本実施形態では、係合部材７２は、ピンによって形成されている。係合部材７２は、溝７０における第３部位６８ｃに形成された部分の上方を横切るように設けられている。

図１６に示すように、ロボットハンド１８は、昇降体６２の下方に配置された支持体７３を有している。言い換えると、昇降体６２は、支持体７３の上方に配置されている。
図１９に示すように、支持体７３は、上部体７４と、下部体７５とを有している。
図１８に示すように、上部体７４は、基壁７４ａと、基壁７４ａから上方に延出された複数の上連結片７４ｂと、基壁７４ａから下方に延出された複数の下連結片７４ｃと、基壁７４ａの中央部に設けられた軸受け部７４ｄとを有している。本実施形態では、４つの上連結片７４ｂが設けられ、各上連結片７４ｂは、各延出壁６８に対応する位置に配置されている。下連結片７４ｃは、上連結片７４ｂの間に夫々設けられている。したがって、本実施形態では、４つの下連結片７４ｃが設けられている。図１９に示すように、軸受け部７４ｄは、上部体７４の中央に位置し、軸受け７４ｅを収容している。

図１９に示すように、下部体７５は、複数の下連結片７４ｃに固定されている。
図１６、図１８に示すように、昇降体６２と支持体７３とは、複数の伸縮リンク機構７６によって連結されている。伸縮リンク機構７６は、対応する第１部位６８ａと上連結片７４ｂとを連結している。したがって、本実施形態では、４つの伸縮リンク機構７６が設けられている。

図１８に示すように、各伸縮リンク機構７６は、第１リンク７６Ａと、第２リンク７６Ｂと、第３リンク７６Ｃと、第４リンク７６Ｄとを有している。第１リンク７６Ａ及び第２リンク７６Ｂの一端側（上端側）は、第１部位６８ａにピン７７Ａを介して枢支されている。第３リンク７６Ｃ及び第４リンク７６Ｄの一端側は、上連結片７４ｂにピン７７Ｂを介して枢支されている。第１リンク７６Ａと第３リンク７６Ｃの他端側同士は、ピン７７Ｃによって枢支連結されている。第２リンク７６Ｂと第４リンク７６Ｄの他端側同士は、ピン７７Ｄによって枢支連結されている。

伸縮リンク機構７６は、ピン７７Ｃとピン７７Ｄとが近づく方向に移動することで伸長し、ピン７７Ｃとピン７７Ｄとが離れる方向に移動することで収縮する。つまり、伸縮リンク機構７６は、上下方向に伸縮自在である。したがって、昇降体６２と支持体７３とは、伸縮リンク機構７６によって上下方向に相対移動可能（近接離反可能）に連結されている。

図１９に示すように、下部体７５には、複数の枢支部７５ａが設けられている。枢支部７５ａは、支持体７３の中心を通る上下方向の軸心（中心線Ｌ１）回りの周方向に等間隔をあけて４つ設けられている。各枢支部７５ａには、夫々枢軸７８が設けられている。各枢支部７５ａには、ツメ取付部材７９が枢軸７８回りに上下揺動可能に支持されている。即ち、本実施形態では、ロボットハンド１８は、４つ（複数）のツメ取付部材７９を有している。

図２０に示すように、各ツメ取付部材７９は、各第２部位６８ｂの切り欠き部６９に対応する位置に設けられている。各ツメ取付部材７９は、枢支部７５ａに枢軸７８を介して枢支連結される一対のブラケット片７９ａを有している。また、ツメ取付部材７９は、ブラケット片７９ａの下側に位置する規制部７９ｂを有している。さらに、ツメ取付部材７９は、ブラケット片７９ａの下部から外方側に突出するツメ取付部７９ｃを有している。ツメ取付部７９ｃの上面は、切り欠き部６９の上縁６９ａ（昇降体６２）が当接する当接部７９ｄとされている。

図１６に示すように、各ツメ取付部材７９には、作物２を把持可能な把持ツメ８１が取り付けられている。即ち、本実施形態では、ロボットハンド１８は、４つ（複数）の把持ツメ８１を有しており、これら４つの把持ツメ８１によってロボットハンド１８のハンド部８２が構成されている。言い換えると、ハンド部８２は、対面状に配置された２つの把持ツメ８１を２組有して構成されている。各把持ツメ８１は、揺動リンク機構８３と、把持部８４とを有している。揺動リンク機構８３は、パラレルリンクによって構成されている。詳しくは、揺動リンク機構８３は、上端側がツメ取付部７９ｃの内方側に枢支された第１揺動リンク８３Ａと、上端側がツメ取付部７９ｃの外方側に枢支された第２揺動リンク８３Ｂとを有して構成されている。

把持部８４は、上部の内方側が第１揺動リンク８３Ａの下端側に枢支され、上部の外方側が、第２揺動リンク８３Ｂの下端側に枢支されている。揺動リンク機構８３が揺動することで把持部８４が平行移動する。把持部８４の下部は、該把持部８４の上部の下側から内方に向けて延出されている。把持部８４（把持ツメ８１）の下端側は、図１６に示すハンド部８２（把持ツメ８１）が閉じた状態でオーバーラップしている。

把持ツメ８１（ハンド部８２）は、揺動リンク機構８３が揺動することにより開閉する。詳しくは、把持ツメ８１が閉じた状態から揺動リンク機構８３が外方に揺動することにより把持ツメ８１（ハンド部８２）が開く（図２１の二点鎖線参照）。したがって、揺動リンク機構８３が内方に揺動することで把持ツメ８１（ハンド部８２）が閉じる。
図１９に示すように、各把持ツメ８１は、閉じバネ８５によって閉じ方向に付勢されている。詳しくは、閉じバネ８５は、ねじりコイルバネによって形成され、コイル部８５ａが第１揺動リンク８３Ａの上部を枢支する枢軸８０の外側に嵌められている。閉じバネ８５は、一端８５ｂが第１揺動リンク８３Ａの係止部８３ａに係止され、他端８５ｃがツメ取付部材７９に係止されている。

図２１に示すように、把持ツメ８１は、閉じバネ８５の付勢力に抗する力Ｆ１で押し上げられることにより開き方向に移動する（図２１の二点鎖線参照）。
図１６、図１９に示すように、ロボットハンド１８は、把持ツメ８１の開閉動作に連動する連動部材８６を有している。連動部材８６は、基部８６ａと、基部８６ａから斜め上方に延びるレバー８６ｂとを有している。

図１９に示すように、基部８６ａの端部は、第１揺動リンク８３Ａの上部にボルトによって固定されている。基部８６ａは、第１揺動リンク８３Ａの上部から内方側に突出している。把持ツメ８１が閉じた状態で基部８６ａ（連動部材８６）が規制部７９ｂに当接することにより、把持ツメ８１の閉じ方向の移動が規制される。
図１６に示すように、レバー８６ｂは、基部８６ａの端部であって第１揺動リンク８３Ａに固定された端部とは反対側の端部から上方に向かうにつれて外方に移行する傾斜方向に延びていて、第３部位６８ｃに形成された溝７０を挿通している。把持ツメ８１が閉じた状態で係合部材７２がレバー８６ｂに下から係合（当接）していることにより、把持ツメ８１の開き方向の揺動が規制される。この係合部材７２がレバー８６ｂに下から係合している状態が係合状態Ｘ１である。

図２１に示すように、把持ツメ８１の下端が作物２に当接して、ツメ取付部材７９及び支持体７３の下方移動が規制された状態で昇降体６２が下降すると、二点鎖線で示すように、係合部材７２は、係合状態Ｘ１から昇降体６２と共に下降して連動部材８６から下方に離間する係合解除状態Ｘ２になる。係合部材７２が、この係合解除状態Ｘ２にある状態で把持ツメ８１の開閉が許容される。

図１９に示すように、支持体７３には、駆動部８７が設けられている。駆動部８７は、動力部８８と、駆動機構８９とを有している。動力部８８は、正逆転可能なモータ（例えば、電動モータ）によって構成され、上部体７４上に取り付けられている。動力部８８は、下方に突出して軸受け部７４ｄを挿通する出力軸８８ａを有している。駆動機構８９は、動力部８８の動力によってツメ取付部材７９を枢軸７８回りに上下揺動させることで把持ツメ８１を強制的に開閉する機構である。詳しくは、駆動機構８９は、第１ギヤ８９Ａと、複数の第２ギヤ８９Ｂとを有している。第１ギヤ８９Ａは、ウォームによって構成され、軸受け部７４ｄの軸受け７４ｅと、下部体７５の下部に設けられた軸受け９０との間に配置されて縦軸回りに回転可能に支持されている。第１ギヤ８９Ａは、出力軸８８ａに連結されていて、動力部８８の回転動力によって回転駆動される。第２ギヤ８９Ｂは、第１ギヤ８９Ａに噛合するウォームホイールによって構成され、各枢軸７８に取り付けられている。したがって、第２ギヤ８９Ｂは、ツメ取付部材７９及び把持ツメ８１に対応する数設けられている。具体的には、４つの第２ギヤ８９Ｂが設けられている。

出力軸８８ａからの回転動力が第１ギヤ８９Ａを介して各第２ギヤ８９Ｂに伝達されて各第２ギヤ８９Ｂが回転駆動されると各枢軸７８が回転し、各ツメ取付部材７９が枢軸７８回りに上下揺動する。したがって、動力部８８の動力によってツメ取付部材７９を上下揺動させることで把持ツメ８１を強制的に開閉することができる。図１９において、ツメ取付部材７９は、実線で示す下降位置Ｘ３が把持ツメ８１（ハンド部８２）を閉じる位置であり、二点鎖線で示す上昇位置Ｘ４が把持ツメ８１（ハンド部８２）を開く位置である。

なお、本実施形態では、ロボットハンド１８は、４つの把持ツメ８１を有しているが、これに限定されることはない。例えば、把持ツメ８１は、３つ又は５つ以上であってもよい。そして、ツメ取付部材７９、連動部材８６、係合部材７２、第２ギヤ８９Ｂ等は、把持ツメ８１の数に対応する数設けられる。
次に、スイカ等の作物２を収穫する際のロボットハンド１８の動作について説明する。なお、以下の動作は、作物２からのびるツタ（つる）を切断した状態で作物２を収穫する場合について述べる。

図１６に示すように、支持体７３、ツメ取付部材７９及び把持ツメ８１（ハンド部８２）が昇降体６２に伸縮リンク機構７６を介して吊り下げられている状態では、伸縮リンク機構７６は伸長した状態である。また、把持ツメ８１は、自重や閉じバネ８５の付勢力によって閉じた状態であり、ツメ取付部材７９は下降位置Ｘ３にあり且つ係合部材７２は係合状態Ｘ１にある。

この図１６に示す状態からロボットハンド１８を作物２の上方に移動させて下降させると、先ず、把持ツメ８１の下端が作物２に当接して、支持体７３、ツメ取付部材７９及び把持ツメ８１の下方移動が規制される。さらに、昇降体６２を下降させると、図２２の左図に示すように、伸縮リンク機構７６が収縮することで、昇降体６２は、支持体７３等に対して相対的に下降する。昇降体６２は、図２０に二点鎖線で示すように、切り欠き部６９の上縁６９ａがツメ取付部材７９の当接部７９ｄに当接するまで下降する。また、係合部材７２は、図２１に二点鎖線で示すように、連動部材８６から下方に離間して係合解除状態Ｘ２となり、把持ツメ８１は開くことが可能な状態となる。上縁６９ａが当接部７９ｄに当接すると、昇降体６２でツメ取付部材７９が押し下げられ、把持ツメ８１に作用する作物２からの反力によって閉じバネ８５の付勢力に抗して把持ツメ８１が開く。さらにツメ取付部材７９を押し下げていくと、図２２の中央の図に示すように、把持ツメ８１は、作物２の表面に沿って開く。そして、図２２の右図に示すように、把持部８４（把持ツメ８１の下端）が圃場面（地面）Ｇ１に到達すると、昇降体６２の下降が停止する。

次に、図２３の左図に示すように、昇降体６２を上昇させると、図２３の左から２番目の図に示すように、把持ツメ８１が閉じ、作物２が把持ツメ８１によって抱き込まれて把持される。詳しくは、昇降体６２を上昇させると、図２５に示すように、昇降体６２の上昇に伴って係合部材７２が係合解除状態Ｘ２から上昇し、係合部材７２が連動部材８６に下から当接する係合状態Ｘ１となると共に、係合部材７２が上昇することによって連動部材８６が引き上げられる。これによって、図２５に二点鎖線で示すように、把持ツメ８１が内方に移動して作物２を把持する。

係合部材７２が係合状態Ｘ１にある状態では、把持ツメ８１は開き方向の移動が規制されるので、昇降体６２を上昇させることにより作物２を持ち上げることができる。これにより、図２３の右から２番目の図及び右図に示すように、作物２を所望の移動場所（追従型の運搬車４８等）へ移動させることができる。
図２３の右図に示すように、作物２を移動場所に移動して該移動場所に載置した状態で、昇降体６２を下降させると、係合部材７２は、係合状態Ｘ１から係合解除状態Ｘ２になる。

次に、図２３の右図に示すロボットハンド１８を移動場所に載置した状態で、図１９に示すように、駆動部８７によってツメ取付部材７９を下降位置Ｘ３から上昇位置Ｘ４へと上方揺動させると、図２４の左図、図２６に示すように、把持ツメ８１が強制的に開き、作物２を解放することができる。作物２を解放した後は、図２４の中央の図に示すように、把持ツメ８１を開いたままロボットハンド１８を上昇させ、その後、図２４の右図に示すように、作物２の上方等でツメ取付部材７９を上昇位置Ｘ４から下降位置Ｘ３へと下方揺動させることで把持ツメ８１を強制的に閉じる。その後は、ロボットハンド１８を、次の収穫目標の作物２へ移動させ、上記した動作を繰り返すことにより、順次、作物２を収穫することができる。

上記のロボットハンド１８にあっては、ロボットハンド１８が作物２に接触するまでは、把持ツメ８１の先端が閉じているので、把持ツメ８１の内側に不用意にツタや葉が入り込むことを抑制することができる。
また、ロボットハンド１８の把持ツメ８１は作物２の表面に接しながら開くので、把持ツメ８１の内側に不用意にツタや葉が入り込むことを抑制しながら、特にロボットハンド１８を制御しなくても、把持ツメ８１によって自然にツタや葉を払い除けることができる。

また、各把持ツメ８１が外側に開くようにリンクが構成されているので、把持ツメ８１の先端が作物２の中心からいずれかの把持ツメ８１側に偏倚していても、把持ツメ８１を押し下げた際に、偏倚した側とは反対側の把持ツメ８１が逆関節（内側に押し込まれること）を防止できる。
また、作物２を持ち上げる際は、ロボットハンド１８が上昇するとテコの作用で把持ツメ８１が作物２を抱き込むので、動力がなくとも把持ツメ８１を閉じて確実に作物２を把持できる。

また、作物２を離す際は、動力部８８（モータ）で把持ツメ８１全体を根元から強制的に開くので、把持ツメ８１のリンク機構やテコの作用に影響されることなく、作物２を離したいタイミングで離すことができる。
図２７～図３４は、図１～図２６に示す実施形態とは異なる実施形態を示している。図２７は、等級判別収穫装置５３を例示している。等級判別収穫装置５３は、上記の農業用ロボット１と、運搬車４８とを有して構成されている。

図２８、図２９に示すように、ロボットハンド１８は、ベース部材１８Ａと、複数の把持ツメ１８Ｂとを有している。ベース部材１８Ａの上面側には連結片６３が設けられている。連結片６３は吊りプレート３７に枢支されている。つまり、ロボットハンド１８はアーム１７に吊り下げられている。複数の把持ツメ１８Ｂは、ベース部材１８Ａの下面側に揺動可能に取り付けられている。ロボットハンド１８は、複数の把持ツメ１８Ｂが揺動することにより、把持ツメ１８Ｂと把持ツメ１８Ｂとの間で作物２を把持することが可能（図２９参照）であると共に、把持した作物２を解放することが可能である。

図２８、図２９に示すように、農業用ロボット１は、マニピュレータ４で収穫される作物２の品質情報を取得する品質検出装置４９を備えている。詳しくは、品質検出装置４９は、マニピュレータ４で収穫される作物２の分別に必要な品質情報を取得する。品質検出装置４９は、撮像装置（第２撮像装置という）５Ｂと、検出センサ５０とを含む。
第２撮像装置５Ｂは、作物２の品質情報を撮影によって取得する装置である。第２撮像装置５Ｂが取得する作物２の分別に必要な品質情報は、作物２の外観から得られる品質情報であって、例えば、作物２の大きさ、形、色、模様（スイカにあっては縞模様）、傷などである。第２撮像装置５Ｂは、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices：電荷結合素子）イメージセンサを搭載したＣＣＤカメラ又はＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor：相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサを搭載したＣＭＯＳカメラなどが採用される。

検出センサ５０は、第２撮像装置５Ｂで得られる品質情報とは異なる品質情報をセンシングによって取得するセンサである。検出センサ５０が取得する作物２の分別に必要な品質情報は、例えば、作物２の重量、香り、打音、映像などである。
図２８、図２９に示すように、本実施形態では、検出センサ５０は、重量センサ５０Ａ、香りセンサ５０Ｂ、打音センサ５０Ｃ、映像センサ５０Ｄのうちの１つまたは複数を含む。

重量センサ５０Ａは、作物２の品質情報として、作物２の重さを取得するセンサである。重量センサ５０Ａは、ロボットハンド１８（ベース部材１８Ａ）と連結片６３との間に設けられている。つまり、ロボットハンド１８は、重量センサ５０Ａを介してアーム１７に吊り下げられていて、把持ツメ１８Ｂで把持された作物２の重量を検出可能である。重量センサ５０Ａは、例えば、ロードセルや電磁平衡式センサによって構成される。

香りセンサ５０Ｂは、作物２の品質情報として、作物２の香りを取得するセンサである。香りセンサ５０Ｂは、例えば、ベース部材１８Ａに設けられ、把持ツメによって把持された作物２の香りを取得する。
打音センサ５０Ｃは、作物２の品質情報として、作物２に打撃を与えた（作物２を叩いた）ときの打音を取得するセンサである。打音センサ５０Ｃは、ロボットハンド１８（ベース部材１８Ａ）に設けられている。

図３０に示すように、打音センサ５０Ｃは、打撃機構５１と、録音機構５２とを有している。打撃機構５１は、把持ツメ１８Ｂで把持された作物２に対して進退可能な打撃部材５１Ａを有し、打撃部材５１Ａを突出させて作物２に打撃を与えて打音を発生させる。録音機構５２は、マイク（高指向性マイク）を有し、打撃部材５１Ａで作物２を打撃することによって発生した打音を録音する。

映像センサ５０Ｄは、作物２の品質情報として、作物２の映像を取得するセンサである。映像センサ５０Ｄは、例えば、ベース部材１８Ａに設けられる。映像センサ５０Ｄは、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等を含むセンサである。映像センサ５０Ｄが撮影した作物２の映像によって作物２の熟度を取得することが可能である。なお、映像センサ５０Ｄによって撮影した映像によって作物２の位置検出や不良判別などを行うことが可能である。

なお、品質検出装置４９は、第２撮像装置５Ｂ及び検出センサ５０のいずれか一方だけであってもよい。また、検出センサ５０は、重量センサ５０Ａ、香りセンサ５０Ｂ、打音センサ５０Ｃ、映像センサ５０Ｄに限定されることはなく、第２撮像装置５Ｂが取得する品質情報とは異なる品質情報をセンシングによって取得するセンサであればよい。その他の検出センサ５０として、作物２の水分を検出する水分センサなどが考えられる。

図２７に示すように、運搬車４８は、走行体３の後方に配置される。運搬車４８は、例えば、走行体３に追従して走行する追従型の自走式運搬車である。運搬車４８は、収穫容器４８Ａを有している。収穫容器４８Ａは、該収穫容器４８Ａに割り当てられた等級別の複数の所定位置（第１収容部４８ａ～第４収容部４８ｄ）を有している。隣接する所定位置の間（第１収容部４８ａと第２収容部４８ｂとの間、第２第収容部４８ｂと第３収容部４８ｃとの間、第３収容部４８ｃと第４収容部４８ｄとの間）は仕切り壁４８ｅによって仕切られている。図例の収穫容器４８Ａにあっては、４つの所定位置を有しており、農業用ロボット１は、作物２を４段階の等級（例えば、特級→秀→優→良）に仕分け可能である。作物２を仕分ける所定位置の数は、本実施形態の数に限定されることはない。

図３１に示すように、制御装置４１には、第２撮像装置５Ｂ、重量センサ５０Ａ、香りセンサ５０Ｂ、打音センサ５０Ｃ、映像センサ５０Ｄが接続されている。制御装置４１は、第２撮像装置５Ｂが取得した作物２の品質情報を取得可能であり、また、重量センサ５０Ａが取得した作物２の重量、香りセンサ５０Ｂが取得した作物２の香り、打音センサ５０Ｃが取得した作物２の打音、映像センサ５０Ｄが取得した映像による作物２の熟度を品質情報として取得可能である。

制御装置４１は、等級判別部４１Ｈを有している。等級判別部４１Ｈは、第２撮像装置５Ｂが取得した品質情報と、検出センサ５０（重量センサ５０Ａ、香りセンサ５０Ｂ、打音センサ５０Ｃ、映像センサ５０Ｄ）が取得した品質情報とに基づいて作物２の等級を判別する。即ち、等級判別部４１Ｈは、第２撮像装置５Ｂが取得した作物２の大きさ、形、色、模様、傷などの作物２の外観によって作物２が複数の等級のうちのいずれに該当するかを判別する。また、等級判別部４１Ｈは、重量センサ５０Ａが取得した作物２の重量によって作物２が複数の等級のうちのいずれに該当するかを判別する。また、等級判別部４１Ｈは、香りセンサ５０Ｂが取得した作物２の香りに基づいて作物２の熟度を判定し、これによって、作物２が複数の等級のうちのいずれに該当するかを判別する。また、等級判別部４１Ｈは、打音センサ５０Ｃが取得した作物２の打音に基づいて作物２の熟度を判定し、これによって、作物２が複数の等級のうちのいずれに該当するかを判別する。ところで、作物２が熟してくると、打音が高い澄んだ音から低い濁ったような音になる。この打音をフーリエ変換すると、作物２が熟するのに伴い特徴的なスペクトルの波長分布を示す。等級判別部４１Ｈは、この波長分布に基づいて作物２の熟度を判定する。また、等級判別部４１Ｈは、映像センサ５０Ｄが取得した映像による熟度に基づいて作物２が複数の等級のうちのいずれに該当するかを判別する。

上記の等級判別部４１Ｈは、第２撮像装置５Ｂが取得した品質情報で判別される等級と、検出センサ５０（重量センサ５０Ａ、香りセンサ５０Ｂ、打音センサ５０Ｃ、映像センサ５０Ｄ）が取得した品質情報で判別される等級とを総合的に勘案して作物２の等級を判別する。これによって、作物２の等級を判別する精度を高めることができる。
図３１に示すように、制御装置４１は、等級仕分部４１Ｋを有している。等級仕分部４１Ｋは、マニピュレータ４を作動させることによって、等級判別部４１Ｈが判別した作物２を、収穫容器４８Ａに割り当てられた等級別の所定位置（第１収容部４８ａ～第４収容部４８ｄ）に仕分ける。即ち、第１収容部４８ａが第１等級（特級）の作物２を収容する所定位置であり、第２収容部４８ｂが第２等級（秀）の作物２を収容する所定位置であり、第３収容部４８ｃが第３等級（優）の作物２を収容する所定位置であり、第４収容部４８ｄが第４等級（良）の作物２を収容する所定位置であるとした場合、第２撮像装置５Ｂ及び検出センサ５０が取得した品質情報に基づいて、等級判別部４１Ｈが作物２を第１等級であると判別すると、等級仕分部４１Ｋは、フレーム制御部４１Ｂ及びアーム制御部４１Ｃによって、ロボットハンド１８の位置制御を行って、作物２を第１収容部４８ａへ収容する。等級判別部４１Ｈが、作物２を第２等級、第３等級または第４等級と判別した場合も同様に、作物２を対応する収容部へ収容する。

その他の構成は、上記図１～図１５に示す実施形態と略同様に構成される。この実施形態において、上記図１６に示す形態のロボットハンド１８を採用してもよい。
図３２、図３３、図３４は、他の実施形態に係る農業用ロボット１を示している。
図３２に示す農業用ロボット１は、マニピュレータ４が、回動フレーム２１と、アーム１７と、ロボットハンド１８とを有して構成されるユニットを複数（４Ａ、４Ｂ）有している。言い換えると、複数のアーム１７を有し、複数のアーム１７の各々にロボットハンド１８を有している。詳しくは、図３２に示す農業用ロボット１にあっては、マニピュレータ４は、２つのユニット４Ａ、４Ｂを有して構成され、各ユニット４Ａ、４Ｂは、各々、回動フレーム２１、アーム１７、第１アームシリンダＣ４、第２アームシリンダＣ５等を有している。

図３３、図３４に示す農業用ロボット１にあっては、マニピュレータ４は、回動フレーム２１と、アーム１７と、アーム１７に設けられた複数のロボットハンド１８とを有している。つまり、１つのアーム１７に対して、複数のロボットハンド１８を有している。
図３３に示す農業用ロボット１にあっては、マニピュレータ４は、分岐アーム４Ｃを有している。分岐アーム４Ｃは、基アーム部４Ｃａと、第１従アーム部４Ｃｂと、第２従アーム部４Ｃｃとを有している。基アーム部４Ｃａは、サブアーム３０が設けられる場合は、サブアーム３０に取り付けられ、サブアーム３０が設けられない場合は、第２アーム部３２に取り付けられる。また、基アーム部４Ｃａは、長手方向の中途部が、サブアーム３０または第２アーム部３２に取り付けられる。第１従アーム部４Ｃｂは、基アーム部４Ｃａの一端に枢支され、第２従アーム部４Ｃｃは、基アーム部４Ｃａの他端に枢支される。第１従アーム部４Ｃｂは、基アーム部４Ｃａに対して油圧シリンダＣ６によって揺動駆動され、第２従アーム部４Ｃｃは、基アーム部４Ｃａに対して油圧シリンダＣ７によって揺動駆動される。なお、基アーム部４Ｃａは、サブアーム３０または第２アーム部３２に枢支され、油圧シリンダによって揺動駆動されるように構成されていてもよい。

図３４に示す農業用ロボット１にあっては、マニピュレータ４は、分岐アーム４Ｄを有している。分岐アーム４Ｄは、基アーム部４Ｄａと、従アーム部４Ｄｂとを有している。基アーム部４Ｄａは、一端側が第２アーム部３２の長手方向の中途部に枢支され、他端側に従アーム部４Ｄｂが枢支されている。基アーム部４Ｄａは、第２アーム部３２に対して油圧シリンダＣ８によって揺動駆動され、従アーム部４Ｄｂは、基アーム部４Ｄａに対して油圧シリンダＣ９によって揺動駆動される。

図３２、図３３、図３４に示す農業用ロボット１にあっては、作物２の枝（ツタ）や葉を一方のロボットハンド１８によって払い除け、他方のロボットハンド１８によって作物２の収穫などの作業を行うことができる。また、一方のロボットハンド１８で作物２を把持し、他方のロボットハンド１８で茎（ツタ）の切り取りなどの作業を行うことができる。また、農業用ロボット１を圃場に肥料を散布する肥料散布機として構成する場合、一方のロボットハンド１８で肥料袋を肥料ホッパの投入口まで持ち運び、他方のロボットハンド１８によって肥料袋を開封して肥料を肥料ホッパに投入することができる。また、農業用ロボット１を苗の植え付けを行う移植機として構成する場合、機体６から空の苗箱を搬出する搬出作業と、機体６に苗を有する苗箱の装着を行う苗箱装着作業とを同時に行うことができる。即ち、これまで、人手作業でないとできなかった農作業が農業用ロボット１によって行える。

また、図３２に示す農業用ロボット１にあっては、一方のユニット４Ａのアーム１７及びロボットハンド１８に対して他方ユニット４Ｂのアーム１７及びロボットハンド１８が小型に構成されている。また、図３３に示す農業用ロボット１にあっては、一方のロボットハンド１８に対して他方のロボットハンド１８が小型に構成されている。また、図３４に示す農業用ロボット１にあっては、大型のアーム１７及びロボットハンド１８におけるアーム１７の中途部に小型の分岐アーム４Ｄが設置されている。

図３２、図３３、図３４に示す農業用ロボット１にあっては、大型のロボットハンド１８で、作物２（野菜）を把持・運搬し、小型のロボットハンド１８でその他の補助作業や繊細な作業を行うことで、迅速で効率的な作業を行うことができる。
図３５～図４０は、図１～図３４に示す実施形態とは異なる実施形態を示している。
図３５に示すように、原動機フレーム６Ｂには、農業用ロボット１に装備される電気機器に電力を供給するバッテリＢＴが搭載されている。

図３５、図３７に示すように、農業用ロボット１は、原動機Ｅ１の動力を動力を取り出す動力取出し軸（第１動力取出し軸）４９を有している。第１動力取出し軸４９は、原動機Ｅ１の前部に連結された伝動ケース５０から前方に突出している。また、第１動力取出し軸４９には、伝動ケース５０の内部に収容された動力伝達機構を介して原動機Ｅ１から出力される動力が伝達される。第１動力取出し軸４９は、機体６の機体幅方向Ｂ３中央部に配置されている。

なお、第１動力取出し軸４９は、農業用ロボット１の後部に設けられていてもよいし、農業用ロボット１の前部及び後部の両方に設けられていてもよい。
図３６、図３７に示すように、農業用ロボット１は、作業機５３（図３８参照）を昇降可能に連結する連結機構５１を有している。本実施形態では、連結機構５１は、１本のトップリンク５１Ａと、２本のロワーリンク５１Ｂとを有する三点リンク機構で構成されている。連結機構５１は、農業用ロボット１（走行体３）の前部に設けられている。トップリンク５１Ａは、第１動力取出し軸４９よりも上方で且つメインフレーム６Ａ（機体６）の前方に配置されている。詳しくは、トップリンク５１Ａは、メインフレーム６Ａの前上部の機体幅方向Ｂ３中央部の前方に配置されている。トップリンク５１Ａの後部は、メインフレーム６Ａに設けられたブラケット５１ａに機体幅方向Ｂ３に延伸する軸心回りに回動可能に枢支されている。２本のロワーリンク５１Ｂは、トップリンク５１Ａ及び第１動力取出し軸４９よりも下方で且つ原動機フレーム６Ｂ（機体６）の前方に配置されている。詳しくは、一方のロワーリンク５１Ｂは、前フレーム６Ｂａの左部の前方に配置され、他方のロワーリンク５１Ｂは、前フレーム６Ｂａの右部の前方に配置されている。各ロワーリンク５１Ｂは、前フレーム６Ｂａの下部に設けられたブラケット５１ｂに機体幅方向Ｂ３に延伸する軸心回りに回動可能に枢支されている。

なお、連結機構５１は、二点リンク機構やその他の構造のものであってもよい。つまり、連結機構５１は、作業機５３を連結できる機構のものであればよい。また、連結機構５１は、農業用ロボット１の後部に設けられていてもよいし、農業用ロボット１の前部及び後部の両方に設けられていてもよいが、第１動力取出し軸４９が設けられた側に設けられる。

図３６、図３７に示すように、農業用ロボット１は、ロワーリンク５１Ｂを上げ下げする昇降機構５２を有している。昇降機構５２は、油圧装置５２Ａと、２本のリフトアーム５２Ｂと、２本のリフトロッド５２Ｃとを有している。油圧装置５２Ａは、メインフレーム６Ａ（機体６）の前部の上面側に設けられている。また、油圧装置５２Ａは、メインフレーム６Ａの機体幅方向Ｂ３の中央部に配置されている。油圧装置５２Ａは、油圧ポンプＰ１から吐出する作動油によって駆動される。リフトアーム５２Ｂは、油圧装置５２Ａの左及び右に配置されている。各リフトアーム５２Ｂは、基部（後部）が油圧装置５２Ａに回動可能に取り付けられ、油圧装置５２Ａによって上下揺動可能に駆動される。リフトロッド５２Ｃは、機体幅方向Ｂ３で並べて配置されている。左のリフトロッド５２Ｃは、左のリフトアーム５２Ｂの前部と左のロワーリンク５１Ｂの中途部とを連結しており、右のリフトロッド５２Ｃは、右のリフトアーム５２Ｂの前部と右のロワーリンク５１Ｂの中途部とを連結している。油圧装置５２Ａによってリフトアーム５２Ｂを上下揺動することにより、リフトロッド５２Ｃを介してロワーリンク５１Ｂが上げ下げされる。これにより、連結機構５１に連結された作業機５３が昇降される。

図３７に示すように、農業用ロボット１は、作動流体を供給可能な流体圧源としての油圧ポンプＰ１から供給される作動油（作動流体）を外部に取り出すための外部取出しポート５４を有している。外部取出しポート５４は、1または複数設けられる。外部取出しポート５４は、従来の農業機械に使用されている形状のものであるのがよい。また、外部取出しポート５４は、エアポンプ（流体圧源）から吐出される圧縮空気（作動流体）を外部に取り出すためのポートであってもよい。

農業用ロボット１は、第１動力取出し軸４９、連結機構５１及び外部取出しポート５４を備えていることにより、油圧式や機械式の作業機を簡単に後付けすることができる。第１動力取出し軸４９、連結機構５１及び外部取出しポート５４の形状が従来の方式のものであれば、従来の作業機をそのまま使用することも可能である。後付けされる作業機としては、限定されることはないが、ロータリ耕耘機、ブロードキャスタやライムソワー等の肥料散布機、畝間溝の管理作業を行う管理作業機などが考えられる。

図３７に示すように、農業用ロボット１は、バッテリＢＴからの電力を外部に供給するための電源ポート５５を有している。電源ポート５５を有することにより、農業用ロボット１に装着される作業機５３に装備された電気機器に電力を供給することができる。つまり、電動式の作業機５３を簡単に後付けすることができる。また、農業用ロボット１の周辺で使用される電気機器などに電源ポート５５から電力を供給することができる。

図３７に示すように、農業用ロボット１は、外部との通信に利用可能な通信ポートを備えている。通信ポート５６を有することにより、農業用ロボット１と該農業用ロボット１に取り付けられる作業機５３とを通信させることができる。これにより、農業用ロボットと作業機５３との協調制御を行うことができる。
回動モータＭ２の出力軸Ｍａは、原動機Ｅ１とは異なる動力源の動力を取り出す動力取出し軸（第２動力取出し軸）である。

図４０に示すように、ベース部２４Ａは、装着部１９の上壁１９ｋに固定された取付プレート１９ｍにボルト及びナット等の締結具によって着脱可能に取り付けられるように構成してもよい。言い換えると、機体６に、回動モータＭ２が取り付けられた装着部１９を残したまま、シャフト支持体２４、回動シャフト２０、回動フレーム２１を取り外せるように構成してもよい。これにより、本実施形態のマニピュレータ４とは異なる作業装置を機体６に装着する場合に、該作業装置に第２動力取出し軸Ｍａから動力を伝達（供給）することができる。

図３５に示すように、ロボットハンド１８は、ベース部材１８Ａと、複数の把持ツメ１８Ｂとを有している。ベース部材１８Ａの上面側には連結片６３が設けられている。連結片６３は吊りプレート３７に枢支されている。つまり、ロボットハンド１８はアーム１７に吊り下げられている。複数の把持ツメ１８Ｂは、ベース部材１８Ａの下面側に揺動可能に取り付けられている。ロボットハンド１８は、複数の把持ツメ１８Ｂが揺動することにより、把持ツメ１８Ｂと把持ツメ１８Ｂとの間で作物２を把持することが可能（図３８参照）であると共に、把持した作物２を解放することが可能である。

この実施形態においても、上記図１６に示す形態のロボットハンド１８を採用してもよい。なお、ロボットハンド１８を、肥料袋を把持可能なロボットハンドに付け替えることにより、連結機構５１に連結した肥料散布機に肥料を供給する際の補助作業をマニピュレータ４にさせることができる。
図３９に示すように、制御装置４１には、通信ポート５６が接続されている。通信ポート５６には、農業用ロボット１に連結機構５１を介して連結される作業機５３に装備された制御部５３Ａが接続ケーブル等を介して接続可能である。制御装置４１は、制御部５３Ａを制御する外部制御部４１Ｌを有している。外部制御部４１Ｌは、農業用ロボット１と作業機５３との協調制御を行う。

その他の構成は、上記図１～図１５に示す実施形態と略同様に構成される。
上記の農業用ロボット１は、機体６と、機体６を走行可能に支持する車輪型の走行装置７であって、少なくとも３輪の車輪８を有する走行装置７と、機体６に取り付けられたアーム１７と、アーム１７に取り付けられていて対象物（作物２）を把持可能なロボットハンド１８とを有するマニピュレータ４と、機体６とマニピュレータ４とのバランスをとるべく各車輪８の位置を制御するバランス制御部４１Ｆと、を備えている。

この構成によれば、バランス制御部４１Ｆによって各車輪８の位置を制御することにより、機体６とマニピュレータ４とのバランスをとることができる。
また、バランス制御部４１Ｆは、各車輪８の位置を制御して機体６の姿勢を制御する。
この構成によれば、機体６の姿勢を制御することで機体６とアーム１７及びロボットハンド１８とのバランスをとることができる。

また、走行装置７は、機体６の前部の左側に設けられた第１車輪８Ｌａと、機体６の前部の右側に設けられた第２車輪８Ｒａと、機体６の後部の左側に設けられた第３車輪８Ｌｂと、機体６の後部の右側に設けられた第４車輪８Ｒｂとを有し、第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂは、機体６に対して夫々独立的に昇降可能に支持され、バランス制御部４１Ｆは、第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂを昇降することで機体６の姿勢を制御する。

この構成によれば、第１車輪８Ｌａ～第４車輪８Ｒｂを昇降することで機体６の姿勢を制御することができる。
また、マニピュレータ４は、アーム１７が上下揺動可能に取り付けられる装着体１６を有し、装着体１６は、機体６に対して着脱可能に装着される。
この構成によれば、マニピュレータ４を他の形式のものに交換することができる。

また、マニピュレータ４を制御する制御部４１Ｄを備え、装着体１６は、機体６に着脱可能に装着される装着部１９と、装着部１９に縦軸回りに回動可能に支持された回動シャフト２０と、回動シャフト２０を回転駆動する回動モータＭ２と、回動シャフト２０と一体回動する回動フレーム２１とを有し、アーム１７は、回動フレーム２１に上下揺動可能に枢支された第１アーム部３１と、第１アーム部３１に揺動可能に枢支された第２アーム部３２とを有し、第１アーム部３１に対して第２アーム部３２が揺動することで屈伸可能とされ、ロボットハンド１８は第２アーム１７の先端側に取り付けられ、制御部４１Ｄは、第１アーム部３１及び第２アーム部３２の揺動と回動フレームの回動２１とを制御することでロボットハンド１８の位置を制御する。

この構成によれば、ロボットハンド１８を作物２の位置に的確に移動させることができる。
また、機体６の周囲の情報を撮影によって取得する撮像装置５Ａと、収穫する前に、撮像装置が取得した情報に基づいて、作物の個々の位置及び育成状況のマップ６０を自動で生成するマップ作成部４１Ｇを有している。

この構成によれば、予め作物２の位置や育成状況を把握してマップ化することで、その後の作業に活用することができる。
また、撮像装置５Ａが取得した情報に基づいて、作物の種別に特化した特徴から作物の収穫適期を判定する判定部４１Ｅを備えている。
この構成によれば、作物２を、収穫するか否かを自動的に選択しながら収穫できる農業用ロボット１を提供することができる。

また、上記のロボットハンド１８は、作物２を把持可能な把持ツメ８１と、把持ツメ８１が開閉可能に取り付けられるツメ取付部材７９であって昇降可能なツメ取付部材７９と、把持ツメ８１の開閉動作に連動する連動部材８６と、連動部材８６と係脱可能な係合部材７２と、を備え、把持ツメ８１は、ツメ取付部材７９を下降させて把持ツメ８１を作物２に押しつけることで、作物からの反力によって閉じた状態から作物２の表面に沿って開き、係合部材７２は、昇降可能であって、連動部材８６から下方に離間して把持ツメ８１の開閉を許容する係合解除状態Ｘ２と、連動部材８６に下から係合する係合状態Ｘ１とに変位可能であり、且つ係合状態Ｘ１で上昇して連動部材８６を引き上げることで把持ツメ８１を閉じた状態に移動させる。

この構成によれば、把持ツメ８１は、作物２に押しつけられることで作物２の反力によって閉じた状態から作物２の表面に沿って開き、係合部材７２を上昇させて連動部材８６を引き上げることにより閉じる。これにより、把持ツメ８１の開閉の構造を簡素化することができる。
また、ツメ取付部材７９を枢軸７８回りに上下揺動可能に支持する支持体７３と、支持体７３に設けられた駆動部８７と、を備え、駆動部８７は、動力部８８と、動力部８８の動力によってツメ取付部材７９を枢軸７８回りに上下揺動させることで把持ツメ８１を強制的に開閉する駆動機構８９とを有している。

この構成によれば、作物２を離したいタイミングで把持ツメ８１から離すことができる。
また、動力部８８は、モータによって構成され、駆動機構８９は、モータによって回転駆動される第１ギヤ８９Ａと、第１ギヤ８９Ａに噛合し且つツメ取付部材７９を枢軸７８回りに上下揺動させる第２ギヤ８９Ｂとを有している。

この構成によれば、駆動部８７を簡単に構成することができる。
また、支持体７３の上方に配置されており、且つ昇降可能な昇降体６２と、上下方向に伸縮自在に構成されていて昇降体６２と支持体７３とを相対移動可能に連結する伸縮リンク機構７６と、を備え、昇降体６２は、把持ツメ８１が作物２に当接して支持体７３の下降が規制された状態で伸縮リンク機構７６が収縮することで支持体７３に対して下降し、ツメ取付部材７９は、昇降体６２が支持体７３に対して下降した際に昇降体６２が当接する当接部７９ｄを有している。

この構成によれば、昇降体６２によって、ツメ取付部材７９及び把持ツメ８１を昇降させることができ、且つツメ取付部材７９を押し下げて把持ツメ８１を作物２に沿って開かせることができる。
また、係合部材７２は、昇降体６２に設けられていて昇降体６２と共に昇降し、且つ昇降体６２が当接部７９ｄに当接した状態で係合解除状態Ｘ２にある。

この構成によれば、ツメ取付部材７９を押し下げる動作と、係合部材７２を連動部材８６から離間させる動作とを別々に行う必要がなく、前記２つの動作を昇降体６２によって行うことができる。
また、ツメ取付部材７９は、把持ツメ８１が閉じた状態で連動部材８６が当接することにより把持ツメ８１の閉じ方向の移動を規制する規制部７９ｂを有している。

この構成によれば、把持ツメ８１が内側に入り込むのを防止することができる。
また、把持ツメ８１を閉じ方向に付勢する閉じバネ８５を備えている。
この構成によれば、把持ツメ８１が作物２の表面に沿って開く際に、該把持ツメ８１を作物２の表面に良好に沿わせることができる。
上記ロボットハンドは、農業用ロボットに採用することができる。

上記の農業用ロボット１は、走行体３と、走行体３に縦軸回りに回動可能に支持された回動フレーム２１と、回動フレーム２１に上下揺動可能に支持された屈伸可能なアーム１７と、を備え、回動フレーム２１は、走行体３における前後方向Ａ３の一方側に偏倚して設けられ、アーム１７は、前後方向Ａ３の一方側を向く作業姿勢Ｗ１と、前後方向Ａ３の他方側を向くと共に屈曲させた収納姿勢Ｗ２とに姿勢変更可能である。

この構成によれば、アーム１７を支持する回動フレーム２１が走行体３の前後方向Ａ３の一方側に偏倚して設けられて且つアーム１７が前記一方側を向く作業姿勢Ｗ１にて作業を行うので、作業範囲を広くとることができる。また、アーム１７を作業姿勢Ｗ１とは逆向きにして屈曲させた収納姿勢Ｗ２にすることにより、農業用ロボット１をコンパクトにすることができる。

また、回動フレーム２１が回動可能に取り付けられる装着部１９を備え、装着部１９は、下部に下方に突出する係合部１９Ｅを有し、走行体３は、並行状に設けられた第１装着フレーム（第４横フレーム６Ａｇ）及び第２装着フレーム（第５横フレーム６Ａｈ）を有し、且つ第１装着フレーム６Ａｇと第２装着フレーム６Ａｈとの間に係合部１９Ｅが差し込まれることで装着部１９を保持可能である。

この構成によれば、回動フレーム２１、アーム１７及び装着部１９を有するマニピュレータ４を交換することができる。また、装着部１９の着脱を容易に行える。
また、制御装置４１と、アーム１７が作業姿勢Ｗ１にあるときの回動フレーム２１の回動を規制する回動規制部材３８を備え、制御装置４１は、回動規制部材３８で規制された回動フレーム２１の位置を基準として回動フレーム２１の回動を制御する。

この構成によれば、回動フレーム２１の回動を検出する検出部材がなくても、回動フレーム２１の回動の制御を行える。
また、回動フレーム２１の回動を規制してアーム１７を収納姿勢Ｗ２に位置決めする位置決め部材３９を備え、回動フレーム２１は、縦軸回りの第１回動方向Ｙ３と第１回動方向Ｙ３の反対方向である第２回動方向Ｙ４とに回動可能であり、回動規制部材３８は、回動フレーム２１の第１回動方向Ｙ３及び第２回動方向Ｙ４のうちの一方の方向の回動を規制し、位置決め部材３９は、回動フレーム２１の第１回動方向Ｙ３及び第２回動方向Ｙ４のうちの他方の方向の回動を規制する。

この構成によれば、位置決め部材３９によってアーム１７を収納姿勢Ｗ２に迅速且つ確実に位置決めすることができる。また、回動フレーム２１の回動を規制する回動規制部材３８と位置決め部材３９とを設けても、回動フレーム２１の回動によってアーム１７を作業姿勢Ｗ１と収納姿勢Ｗ２とに姿勢変更することができる。
また、アーム１７に取り付けられていて作物２を把持可能なロボットハンド１８を備え、アーム１７は、回動フレーム２１に上下揺動可能に枢支された第１アーム部３１と、第１アーム部３１に揺動可能に枢支された第２アーム部３２とを有し、第１アーム部３１に対して第２アーム部３２が揺動することで屈伸可能とされ、制御装置４１は、第１アーム部３１及び第２アーム部３２の揺動と回動フレーム２１の回動とを制御することでロボットハンド１８の位置を制御する。

この構成によれば、ロボットハンド１８を作物２の位置に的確に移動させることができる。
また、作業姿勢Ｗ１において、第１アーム部３１の先端側３１ｃは、走行体３よりも一方側に位置しており、収納姿勢Ｗ２において、第１アーム部３１の先端側３１ｃは、走行体３の上方に位置している。

この構成によれば、作業姿勢Ｗ１では、走行体３から離れた作物２を良好に把持することができ、アーム１７を収納姿勢Ｗ２にすると、農業用ロボット１をコンパクトにすることができる。
また、アーム１７は、第２アーム部３２に突出及び後退可能に設けられたサブアーム３０を有し、ロボットハンド１８は、サブアーム３０の先端側に取り付けられている。

この構成によれば、作物位置・作業形態に合わせたアーム寸法をとることができる。
また、制御装置４１は、サブアーム３０の突出量を取得可能であり、突出量を加味してロボットハンド１８の位置を制御する。
この構成によれば、伸縮可能なアーム１７であってもロボットハンド１８の位置制御を行うことができる。

また、回動フレーム２１を回動させる回動モータＭ２と、アーム１７を上下揺動させる第１油圧シリンダ（第１アームシリンダＣ４）と、アーム１７を屈伸させる第２油圧シリンダ（第２アームシリンダＣ５）と、を備えている。
この構成によれば、油圧シリンダによって重い作物２でも容易に持ち上げ搬送可能である。

また、上記の農業用ロボット１は、走行体３と、走行体３に設けられ、作物２の収穫を行うことが可能なマニピュレータ４と、を備え、マニピュレータ４は、上下方向に延伸する回動軸心Ｊ１の周囲を回動可能な回動フレーム２１と、回動フレーム２１に上下揺動可能に支持された屈伸可能なアーム１７と有し、回動フレーム２１は、走行体３の進行方向とは反対側の方向である進行逆方向側に偏倚して設けられ、アーム１７は、進行逆方向側を向く作業姿勢Ｗ１で且つ回動軸心Ｊ１の周囲の所定の回動範囲内で収穫作業を行う。

この構成によれば、マニピュレータ４を走行体３の進行方向とは反対側の方向である進行逆方向側に偏倚して設け、アーム１７を進行逆方向側を向く作業姿勢Ｗ１で且つマニピュレータ４の回動軸心Ｊ１回りの所定の回動範囲内で収穫作業を行うようにすることで、走行体３とマニピュレータ４とのバランスをとることができる。
また、アーム１７を上下揺動させる第１油圧シリンダＣ４と、アーム１７を屈伸させる第２油圧シリンダＣ５とを備えている。

この構成によれば、油圧力によってアーム１７を作動させることにより、重量野菜を容易にハンドリングすることができる。
また、アーム１７は、回動フレーム２１に上下揺動可能に枢支された第１アーム部３１と、第１アーム部３１に揺動可能に枢支された第２アーム部３２とを有し、第１アーム部３１に対して第２アーム部３２が揺動することで屈伸可能とされ、第１アーム部３１は、第１油圧シリンダＣ４で揺動駆動され、第２アーム部３２は、第２油圧シリンダＣ５で揺動駆動される。

この構成によれば、油圧力により重量野菜を把持したマニピュレータ４の昇降及び屈伸を容易に行える。
また、マニピュレータ４で収穫される作物２の品質情報を取得する品質検出装置４９と、品質情報に基づいて、収穫される作物２の等級を判別する等級判別部４１Ｈと、を備え、品質検出装置４９は、マニピュレータ４で収穫される作物２の品質情報を撮影によって取得する撮像装置５Ｂと、撮像装置５Ｂで得られる品質情報とは異なる品質情報をセンシングによって取得する検出センサ５０とを含み、等級判別部４１Ｈは、撮像装置５Ｂが取得した品質情報と、検出センサ５０が取得した品質情報とに基づいて作物２の等級を判別する。

この構成によれば、作物２の等級を判別する精度を高めることができる。
また、マニピュレータ４に収穫動作を行わせる動作制御を行う制御部４１と、マニピュレータ４を作動させることによって、等級判別部４１Ｈが判別した作物２を、走行体３の走行に伴って移動する運搬車４８の収穫容器４８Ａに割り当てられた等級別の所定位置（第１収容部４８ａ～第４収容部４８ｄ）に仕分ける等級仕分部４１Ｋと、を備えている。

この構成によれば、収穫する作物２を収穫時に等級別に分別することができる
また、検出センサ５０は、作物２の重量を取得する重量センサ５０Ａ、作物２の香りを取得する香りセンサ５０Ｂ、作物２の打音を取得する打音センサ５０Ｃのうちのいずれか１つまたは複数を含んでいてもよい。
また、上記の農業用ロボット１は、走行体３と、走行体３の周囲の情報を取得する撮像装置５と、撮像装置５が取得した情報に基づいて、走行体３を自律走行させる制御装置４１と、走行体３に搭載された原動機Ｅ１と、原動機Ｅ１の動力を取り出す第１動力取出し軸４９と、を備えている。

この構成によれば、原動機Ｅ１の動力を取り出す第１動力取出し軸４９を装備することにより、自律走行する農業用ロボット１に後付けで取り付けられる作業機５３に、第１動力取出し軸４９から動力を供給することができる。
また、原動機Ｅ１とは異なる動力源（回動モータＭ２）の動力を取り出す第２動力取出し軸（出力軸Ｍａ）を備え、第１動力取出し軸４９は、走行体３の前後方向Ａ３の一方側に設けられ、第２動力取出し軸Ｍａは、走行体３の前後方向Ａ３の他方側に設けられている。

この構成によれば、走行体３の前後方向Ａ３一方側に作業機５３を取り付けて該作業機５３を第１動力取出し軸４９によって駆動することができると共に、走行体３の前後方向Ａ３他方側に作業装置を取り付けて該作業装置を第２動力取出し軸Ｍａによって駆動することができる。これにより、多様な作業を行うことができる農業用ロボット１を提供することができる。

また、走行体３に取り付けられ且つ第２動力取出し軸Ｍａの動力によって縦軸回りに回動する回動フレーム２１と、回動フレーム２１に上下揺動可能に支持された屈伸可能なアーム１７と、アーム１７に取り付けられたロボットハンド１８と、を備えている。
この構成によれば、第１動力取出し軸４９を装備した側に取り付けられる作業機５３に対する補助的な作業を、回動フレーム２１、アーム１７及びロボットハンド１８を有して構成されるマニピュレータに行わせることができる。

また、走行体３における第１動力取出し軸４９が設けられている側に、作業機５３を連結可能な連結機構５１を備えている。
この構成によれば、農業用ロボット１に作業機５３を簡単に連結することができる。
また、作動流体を供給可能な流体圧源（油圧ポンプＰ１）と、流体圧源Ｐ１から供給される作動流体を外部に取り出すための外部取出しポート５４と、を備えている。

この構成によれば、農業用ロボット１に装着される作業機５３に装備されるアクチュエータを外部取出しポート５４からの作動流体によって駆動することができる。
また、電力を外部に供給するための電源ポート５５を備えている。
この構成によれば、農業用ロボット１に装着される作業機５３に装備された電気機器に電力を供給することができ、電動式の作業機５３を簡単に後付けすることができる。

また、外部との通信に利用可能な通信ポート５６を備えている。
この構成によれば、農業用ロボット１と該農業用ロボット１に取り付けられる作業機５３とを通信させることができ、これにより、農業用ロボット１と作業機５３との協調制御を行うことができる。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ 作物
６２ 昇降体
７２ 係合部材
７３ 支持体
７６ 伸縮リンク機構
７８ 枢軸
７９ ツメ取付部材
７９ｂ 規制部
７９ｄ 当接部
８１ 把持ツメ
８５ 閉じバネ
８６ 連動部材
８７ 駆動部
８８ 動力部
８９ 駆動機構
８９Ａ 第１ギヤ
８９Ｂ 第２ギヤ
Ｘ２ 係合解除状態
Ｘ１ 係合状態

Claims (8)

1. 作物を把持可能な把持ツメと、
   前記把持ツメが開閉可能に取り付けられるツメ取付部材であって昇降可能なツメ取付部材と、
   前記把持ツメの開閉動作に連動する連動部材と、
   前記連動部材と係脱可能な係合部材と、
   を備え、
   前記把持ツメは、前記ツメ取付部材を下降させて前記把持ツメを前記作物に押しつけることで、前記作物からの反力によって閉じた状態から前記作物の表面に沿って開き、
   前記係合部材は、前記連動部材に対して昇降可能であって、前記連動部材から下方に離間して前記把持ツメの開閉を許容する係合解除状態と、前記連動部材に下から係合する係合状態とに変位可能であり、且つ前記係合状態で上昇して前記連動部材を引き上げることで前記把持ツメを前記閉じた状態に移動させるロボットハンド。
2. 前記ツメ取付部材を枢軸回りに上下揺動可能に支持する支持体と、
   前記支持体に設けられた駆動部と、
   を備え、
   前記駆動部は、動力部と、前記動力部の動力によって前記ツメ取付部材を前記枢軸回りに上下揺動させることで前記把持ツメを強制的に開閉する駆動機構とを有している請求項１に記載のロボットハンド。
3. 前記動力部は、モータによって構成され、
   前記駆動機構は、前記モータによって回転駆動される第１ギヤと、前記第１ギヤに噛合し且つ前記ツメ取付部材を前記枢軸回りに上下揺動させる第２ギヤとを有している請求項２に記載のロボットハンド。
4. 前記支持体の上方に配置されており、且つ昇降可能な昇降体と、
   上下方向に伸縮自在に構成されていて前記昇降体と前記支持体とを相対移動可能に連結する伸縮リンク機構と、
   を備え、
   前記昇降体は、前記把持ツメが前記作物に当接して前記支持体の下降が規制された状態で前記伸縮リンク機構が収縮することで前記支持体に対して下降し、
   前記ツメ取付部材は、前記昇降体が前記支持体に対して下降した際に前記昇降体が当接する当接部を有している請求項２または３に記載のロボットハンド。
5. 前記係合部材は、前記昇降体に設けられていて前記昇降体と共に昇降し、且つ前記昇降体が前記当接部に当接した状態で前記係合解除状態にある請求項４に記載のロボットハンド。
6. 前記ツメ取付部材は、前記把持ツメが閉じた状態で前記連動部材が当接することにより前記把持ツメの閉じ方向の移動を規制する規制部を有している請求項１～５のいずれか１項に記載のロボットハンド。
7. 前記把持ツメを閉じ方向に付勢する閉じバネを備えている請求項１～６のいずれか１項に記載のロボットハンド。
8. 請求項１～７のいずれか１項に記載のロボットハンドを備えている農業用ロボット。

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