JPH02150213A - 果菜類収穫作業用ハンドの柄切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、捕捉した果菜類の柄を切断する柄切断手段を
構成する一対の形成部材が、前記果菜類の柄をそれらの
間に支持すべく突出した突出位置とそれらの間に果菜類
を導入する通路を形成すべく退避した退避位置とに出退
揺動自在に枢支され、前記一対の形成部材を揺動操作す
る揺動操作手段が、捕捉した果菜類の柄の位置に合わせ
て前記一対の形成部材の突出位置を変更するように構成
された果菜類収穫作業用ハンドの柄切断装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の果菜類収穫作業用ハンドの柄切断装置は、
捕捉した果菜類の柄の位置が変動しても、柄切断手段の
一対の形成部材の間に柄を適切に支持させて的確な切断
を行えるようにしたものである。

ちなみに、柄切断手段としては次のニル式の構成がある
。一つの形式は、一対の形成部材を突出作動させて柄を
支持するに伴って、柄を押し切るようにする形式である
。他の形式は、−対の形成部材の一方をバリカン型のカ
ッタに形成し、一対の形成部材の間に柄を支持した状態
でバリカン型のカッタを作動させて切断する形式である
。

ところで従来では、揺動操作手段は、出退操作用アクチ
ュエータとそのアクチュエータを柄切断手段の画形成部
材に連動連結するギヤ式の差動機構とから構成されてい
た。ギヤ式の差動機構としては、特開昭６２−２８５７
２３号公報に開示されている如くベベルギヤを用いた形
式のものや、特開昭６３−１１９６１０号公報に開示さ
れている如く平歯車を組み合わせた形式のものがある。

そして、出退操作用アクチュエータとしては、電動モー
タや流体圧シリンダが用いられることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

揺動操作手段をギヤ式の差動機構を用いて構成すると、
その差動機構が複雑な構成のため、揺動操作手段が複雑
高価になる不利や、メンテナンスが面倒になる不利があ
り、改善が望まれている。

本発明は、上記実情に鑑みて為されたものであって、そ
の目的は、所望の機能を備えさせながらも揺動操作手段
の簡素化を図る点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による果菜類収穫作業用ハンドは、捕捉した果菜
類の柄を切断する柄切断手段を構成する一対の形成部材
が、前記果菜類の柄をそれらの間に支持すべ（突出した
突出位置とそれらの間に果菜類を導入する通路を形成す
べく退避した退避位置とに出退揺動自在に枢支され、前
記一対の形成部材を揺動操作する揺動操作手段が、捕捉
した果菜類の柄の位置に合わせて前記一対の形成部材の
突出位置を変更するように構成されたものであって、そ
の第一の特徴は、前記揺動操作手段は、出退操作用の流
体圧シリンダを備え、その流体圧シリンダのピストン側
部材及びシリンダチューブ側部材の夫々が、シリンダ伸
縮方向に移動自在に支持され、前記流体圧シリンダの伸
縮作動及び前記両部材のシリンダ伸縮方向の移動に伴っ
て前記一対の形成部材を出退操作すべく、前記ピストン
側部材が前記一対の形成部材の一方側に連動連結され、
且つ、前記シリンダチューブ側部材が前記一対の形成部
材の他方側に連動連結されている点にある。

又、第二の特徴は、前記柄切断手段の一対の形成部材夫
々が、両端部を揺動自在に枢支される半円弧状に構成さ
れ、前記流体圧シリンダの、両部材が、前記一対の形成
部材の両端部に連動連結されている点にある。

上記の特徴構成による作用効果は次の通りである。

〔作　用〕

第一の特徴構成によれば、出退操作用の流体圧シリンダ
そのものが差動機構として機能することになる。第４図
及び第５図に基づいて一例を挙げて説明すれば、流体圧
シリンダ（Ｂ）のピストン側部材（２６）及びシリンダ
チューブ側部材（２７）の夫々にラック（３０）及び（
３１）が接続され、それらラック（３０）、　（３１）
の夫々が、柄切断装置（１３）の一対の形成部材（１３
ａ）、　（１３ｂ）に各別に接続されている。そして、
流体圧シリンダ（Ｂ）はスプリング（２９〉によって、
短縮側に復帰付勢されており、その復帰状態において一
対の形成部材（１３ａ）、　（１３ｂ）を退避位置に操
作するようになっている。尚、例示はしないが、一対の
形成部材（１３ａ）、　（１３ｂ）の退避側の揺動限度
を規制するストッパーが設けられており、前記復帰状態
での流体圧シリンダ（Ｂ）の伸縮方向での位置が一定位
置になるようになっている。

そして、流体圧シリンダ（Ｂ）を伸長作動させるシリン
ダ室（２８）に流体を供給すると、ピストン側部材（２
６）及びシリンダチューブ側部材（２７）がシリンダ伸
縮方向に移動するに伴って一対の形成部材（１３ａ）、
　（１３ｂ）が突出側に揺動されることになり、勿論、
前記シリンダ室（２８〉を流体排出状態に切換れば、上
述の如くスプリング（２９）によって短縮側に復帰移動
されて、一対の形成部材（１３ａ）、　（１３ｂ）が退
避位置に操作されることになる。

上記の如く流体圧シリンダ（８）　を伸長作動させなが
ら一対の形成部材（１３ａ）、　（１３ｂ）を突出側に
揺動操作する際に、それら一対の形成部材（１３ａ）、
　（１３ｂ）の一方が柄との接当により突出側への揺動
が阻止されて、ピストン側部材（２６）及びシリンダチ
ューブ側部材（２７）のいずれかのシリンダ伸縮方向で
の移動が阻止されても、他方側の部材がシリンダ伸縮方
向に移動することにより他方側の形成部材が引き続き突
出側に揺動操作されることになり、他方側の形成部材も
柄に接当することになる。

この例かられかるように、前記流体圧シリンダ（Ｂ）の
ピストン側部材（２６）及びシリンダチューブ側部材（
２７）がシリンダ伸縮方向に移動できることにより、揺
動操作用の流体圧シリンダ（Ｂ）そのものを利用して差
動機構の機能を備えさせているのである。

第二の特徴構成では、柄切断手段の一対の形成部材を両
持ち支持状態で設けることにより、片持ち支持状態に較
べて一対の形成部材の支持強度を向上させるものであり
、そして、そのように両持ち支持された一対の形成部材
の両端部夫々を流体圧シリンダのピストン側部材及びシ
リンダチューブ側部材にて操作することにより、一対の
形成部材をコジリ等のトラブルなく的確に操作できる。

〔発明の効果〕

第一の特徴構成によれば、揺動操作用の流体圧シリンダ
を有効利用して差動機構の機能をもたせるようにするか
ら、複雑な構成のギヤ式の差動機構を省略できるものと
なって、揺動操作手段の簡素化を図ることができるので
あり、もって、−層良好に使用できる果菜類収穫作業用
ハンドの柄切断装置を得るに至った。

第二の特徴構成によれば、柄切断手段の一対の形成部材
を的確に揺動操作しながら、柄の切断を的確に行わせる
ことができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１２図に示すように、左右一対の走行車輪（１）　を
前後に備えた車体（Ｖ）に、ブーム（２）が昇降駆動並
びに旋回駆動自在に取り付けられ、そのブーム（２）　
の先端部に、補助ブーム（３）が水平方向に揺動駆動自
在に取り付けられ、そして、果実収穫作業用ハンド（）
ｌ）を備えた作業用マニプレータ（４）が、前記補助ブ
ーム（３）の先端部に取り付けられ、もって、果実収穫
用の作業機が構成されている。

尚、図中、（５）はブーム昇降用油圧シリンダ、（６）
はブーム旋回用油圧シリンダ、（７）は補助ブーム揺動
用油圧モータである。

前記作業用マニプレータ〈４）は、多関節型の伸縮アー
ム（８）と、その伸縮アーム（８）の先端部に取り付け
られた作業用ハンド（Ｈ）　とからなる。

そして、前記伸縮アーム（８）は、電動モータ（９ａ）
にて縦軸芯（Ｙ）周りで旋回操作され、且つ、電動モー
タ（９ｂ）にて横軸芯（Ｘ）周りで揺動操作され、さら
に電動モータ（９Ｃ）にて伸縮操作されるように構成さ
れている。

前記作業用ハンド（Ｈ）について説明すれば、第１図及
び第２図に示すように、前記伸縮アーム（８）の先端部
に、筒状の通気管（１１）の基端部が固着され、その通
気管（１１）の先端部に、作業対象としての果実（Ｉ？
）を吸着するためのバキュームパッド（１０）が外嵌着
され、もって、吸着式に構成されている。

そして、各種の作業装置を支持する基枠としても機能す
る捕捉部ケース（１２）が、通気管（１１）に対して前
後方向にスライド移動自在に外嵌支持され、前記捕捉部
ケース（１２）には、バキュームパッド（１０）の吸引
口（１０ａ）に吸着された果実（Ｆ）の柄を上下方向に
挟み込んだ状態で切断する柄切断手段（１３）が設けら
れている。尚、前記バキュームパッド（ｌＯ）は、果実
（Ｆ）を傷つけないように、ゴム等の弾性を有する部材
で形成されている。

第８図及び第９図に示すように、前記通気管（１１）の
内部は、前記バキュームパッド（１０）を吸引するため
の負圧室（ｌｌａ）　と排気室（ｌｌｂ）とに二分割さ
れている。

前記負圧室（ｌｌａ）内には、前記バキュームパッド（
１０）を吸引する負圧発生装置としてのエジェクタポン
プ（１４）と、前記バキュームパッド（１０）の向いた
方向を撮像するカラー式のイメージセンサ（Ｓｌ）と、
収穫対象果実に対して設定距離内に接近したか否かを検
出する赤外光利用の光反射式近接センサ（Ｓ２）と、前
記負圧室（ｌｌａ）の圧力に基づいて前記バキュームパ
ッド（１０）が果実を吸着したか否かを検出する負圧セ
ンサ（Ｓ３）とが内蔵されている。

前記各センサ（Ｓｌ）、　（Ｓ２）、　（Ｓ３）及び前
記エジェクタポンプ（１４）の夫々は、第９図にも示す
ように、外周面が半円筒状で且つ後端部に円板状の壁体
（１５ａ）を有する合成樹脂製のホルダ一部材（１５）
に組み付けられ、そのホルダ一部材（１５）が通気管（
１１）の前方側から挿入されて、前記通気管（１１）内
に内嵌支持されるようになっている。

つまり、前記ホルダ一部材（１５）を前記通気管（１１
）内に挿入して固定することによって、前記通気管（１
１）内に壁体（１５ａ）にて仕切られた負圧室（ｌｌａ
）　と排気室（ｌｌｂ）　とが区画形成されるようにな
っているのである。そして、前記エジェクタポンプ（１
４）が前記壁体（１５ａ）を利用して組み付けられてい
る。

尚、前記壁体（１５ａ）は、ホルダ一部材（１５）と一
体成形される環状部に円板状のゴム体を嵌合して構成さ
れるものであり、前記ゴム体には、エジェクタポンプ（
１４）の給気管（１４ａ）及び排気筒部（１４ｂ）や、
各種の配線、配管類が挿通されている。

前記捕捉部ケース（１２）について説明すれば、第１図
及び第２図に示すように、平面視がコの字状の前半部分
（１６ａ）　　と前記通気管（１１）に対して前後方向
にスライド移動自在に外嵌される円筒状の後半部分（１
６ｂ）　とからなり、前記前半部分（１６ａ）の内部が
果実の捕捉空間（Ａ）になっている。又、その前半部分
（１６ａ）に、前記捕捉空間（Ａ）の外周囲を覆うカバ
ー（１７）や前記柄切断手段（１３）が組み付けられて
いる。

前記カバー（１７）は、第３図にも示すように、上部カ
バー（１７１１）　、下部カバー（１７０）　、及び、
左右一対の側部カバー（１７Ｌ）、　（１７Ｒ）　とに
４分割形成されている。

前記上部カバー（１７１）　と前記下部カバー（１７０
）とは、同横軸芯（Ｐｌ）周りで上下方向に開閉自在に
枢着され、前記左右一対の側部カバー（１７Ｌ）。

（１７Ｒ）は、同縦軸芯（Ｑｌ）周りで左右方向に開閉
自在に枢着されている。そして、それら各カバー（１７
［１）、　（１７０）、　（１７Ｌ）、　（１７Ｒ）の
前方側に、前記バキュームパッド（１０）や果実が通過
する開口（１８）が形成されている。

前記下部カバー（１７０）を除いた上及び左右の各カバ
ー（１７０）、（１７Ｌ）、（１７Ｒ）　（７）夫々ハ
、前記捕捉部ケース（１２）の内側方向に向けて復帰付
勢された状態で設けられ、下部カバー（１７０）のみは
、第４図及び第５図に示すように、スプリング（Ｄ）に
よって外側方向に向けて復帰付勢され且つ空圧式のシリ
ンダ（１９）によって内方側に押圧保持され、そして、
前記捕捉部空間（Ａ）に取り込まれた果実をハンド下方
側に排出する際には空圧式のシリンダ（１９）の収縮作
動によって下方側に開き揺動するようになっている。。

（第１０図（ハ）参照） ここで捕捉空間（Ａ）内への果実の取り込みについて説
明を加えると、前記バキュームパッド（１０）が果実を
吸着するまでは、前記バキュームパッド（１０）の吸引
口（１０ａ）が前記開口（１８）よりも前に突出する状
態となるように、前記捕捉部ケース（１２）をハンド後
方側に引退させ（第１０図（イ）　参照）、そして、前
記バキュームパッド（ｌＯ）に果実が吸着された後は、
その吸着された果実を前記捕捉空間（Ａ）内に取り込む
ように、前記捕捉部ケース（１２）をハンド前方側に突
出させることになる。（第１０図（ロ）参照）そして、
前記開口（１８）を通して前記捕捉部ケース（１２）内
に果実が取り込まれるときに、前記開口（１８）よりも
大なる径の果実を取り込む状態となる場合には、通過す
る果実（Ｆ）の大きさに合わせて前記上部カバー（１７
０）及び前記左右−対の側部カバー（１７Ｌ）、　（１
７Ｒ）の夫々が自動的に外側に開いて、前記開口（１８
）よりも大なる果実を前記捕捉部ケース（１２）内に形
成される捕捉空間（Ａ）に取り込むことができるように
なっているのである。

引き続き各部の構成について説明を加える。

第２図及び第６図に示すように、上述の如く捕捉部空間
（Ａ）内に果実を取り込むに際して、前記上下のカバー
（１７ｔｌ）、　（１７０）及び前記左右−対の側部カ
バー（１７Ｌ）、　（１７Ｒ）の夫々の相対開き量に基
づいて前記開口（１８）を通過する果実の大小を検出す
るポテンショメータ利用の果実径検出センサ（５４）、
　（Ｓ５）の夫々が設けられ、それらの検出情報に基づ
いて作業対象果実の大きさを判別できるようになってい
る。この検出情報は、前述の如く前記捕捉部ケース（１
２）をハンド前方側に突出させる際の突出量を、小径の
果実の場合には小さく（第１０図（ロ）参照）、そして
、大径の果実の場合には大きく（第１１図参照）するた
めの制御情報として利用される。

前記上下のカバー（１７０）、　（１７０）に対する果
実径検出センサ（Ｓ４）は、第２図に示すように、ケー
シングが捕捉部ケース（１２）の前半部分（１６ａ）゛
に軸芯（Ｐｌ）周りに回転自在に支持されている。

そして、第４図及び第５図にも示すように、前記ケーシ
ングに上カバー（１７１）の左右一対の基端部の一方が
取付られ、果実径検出センサ（Ｓ、）の回転操作軸に下
カバー（１７０）の左右一対の基端部の一方が取付られ
ている。

前記左右一対の側部カバー（１７Ｌ）、　（１７Ｒ）に
対する果実径検出センサ（Ｓ５）は、第６図に示すよう
に、右の側部カバー（１７Ｒ）の上下一対の基端部のう
ちの下方側の基端部に取り付けられている。すなわち、
左の側部カバー（１７Ｌ）の上下−対の基端部のうちの
下方側の基端部が、軸芯（Ｑｌ）周りで回転自在なギヤ
に固定され、果実径検出センサ（Ｓ５）の回転操作軸に
取付けたギヤが、前記ギヤに咬合連結されている。

又、前記下部カバー（１７０）には、前記柄切断手段（
１３）によって柄を切断された果実が落下するに伴って
その接触圧でＯＮ作動する感圧式の切断完了検出センサ
（Ｓ６）が取り付けられている。

この検出情報は果実収穫の完了に伴って前記伸縮アーム
（８）を作動する制御情報として利用される。

又、前記イメージセンサ（Ｓｌ）の撮像処理に同期して
前記作業用ハンド（１１）の前方側を設定光量で照光す
るための照光装置（２０）が、前記上部カバー（１７１
）の直後刃側箇所に、斜め下方を向けた状態で取り付け
られている。つまり、前記イメージセンサ（Ｓｌ）の撮
像視野範囲に合わせた範囲を照光する状態となるように
しているのである。尚、−船釣には、前記照光装置（２
０）としては、いわゆるストロボ発光装置が用いられる
ことになる。

前記捕捉部ケース（１２）を通気管（１１）に沿って出
退操作するための構造について説明すれば、前記通気管
（１１）の外側面と、前記通気管（１１）に外嵌される
後半部分（１６ｂ）の内面との間に、前記通気管（１１
）の外周囲に突設された隔壁（２１）によって前後方向
に区画された前後一対の環状のシリンダ室（２２Ｆ）、
　（２２Ｒ）が形成され、そのシリンダ室（２２Ｆ）、
　（２２Ｒ）の何れに作動用空気を供給するかを切り換
えることにより、前記捕捉部ケース（１２）を前記通気
管（１１）に対して前後方向に出退操作する空圧シリン
ダ（２２）が構成されている。

前述の如く捕捉部ケース（１２）の突出位置を果実の大
きさに合わせて調節する構造について説明すれば、第１
図、第２図、及び第６図に示すように、前記通気管（１
１）の先端部に、上下一対の突片（２３）が取り付けら
れ、その突片（２３）に接当することによって突出位置
を規制する上下−対のストッパ（２４）が、空圧式のシ
リンダ（２５）によってハンド横方向に向けて出退操作
自在に設けられている。

つまり、前記果実径検出センサ（Ｓ４）、　（ＳＳ）の
検出情報に基づいて、果実が小のときには、前記ストッ
パ（２４）を前記捕捉部ケース（１２）の内方側に突出
させて前記突片（２３）に接当させることにより、突出
量を小に規制し、果実が大のときには、前記ストッパ（
２４）を引退させて前記突片（２３）に対する接当を解
除することにより、突出量に大にするようになっている
。

前記柄切断手段（１３）は、果実の柄を切断する半円弧
状の刃体（１３ａ）と、果実の柄を下方側から押圧支持
する状態で前記刃体（１３ａ）を受は止める半円弧状の
柄支持部材（１３ｂ）とを一対の形成部材として備えて
いる。これら前記刃体（１３ａ）と前記柄支持部材（１
３ｂ）とは、前記捕捉部ケース（１２）の前半部分（１
６ａ）に同横軸芯（Ｐ２）周りで上下揺動自在に枢着さ
れている。つまり、果実の柄をそれらの間に支持すべく
突出した突出位置とそれらの間に果実を導入する通路を
形成すべく退避した退避位置とに出退揺動自在に枢支さ
れている。ちなみに、刃体（１３ａ）　と柄支持部材（
１３ｂ）　　とは突出作動により柄を支持するに伴って
、支持した柄を押し切るように構成されるものである。

このため、第１７図に示すように、前記刃体（１３ａ）
の切断縁（ｆ）が中央部側はど柄支持部材（１３ｂ）側
に突出した形状に形成され、押し切りを円滑に行えるよ
うに構成されている。

前記刃体（１３ａ）及び柄支持部材（１３ｂ）を揺動操
作する揺動操作手段（Ｇ）が設けられている。

この揺動操作手段（Ｇ）は、捕捉した果菜類の柄の位置
に合わせて前記刃体（１３ａ）及び柄支持部材（１３ｂ
）の突出位置を変更するように構成されており、以下こ
の揺動操作手段（Ｇ）　について説明を加える。

この揺動操作手段（Ｇ）は、出退操作用の流体圧シリン
ダ（Ｂ）を備えている。この流体圧シリンダ（Ｂ）　は
、第４図及び第５図に示すように、前記捕捉部ケース（
１２）の後半部分（１６ｂ）にシリンダ伸縮方向つまり
前後方向にスライド移動自在に外嵌されたピストン側部
材（２６）と、そのピストン側部材（２６）及び後半部
分（１６ｂ）の夫々に前後方向にスライド移動自在に外
嵌されたシリンダチューブ側部材（２７）とからなり、
その内部には、シリンダ伸長側（刃体（１３ａ＞や柄支
持部材（１３ｂ）の退避位置側に相当する）に復帰付勢
するスプリング（２９）が装備され、且つ、シリンダ短
縮操作用のシリンダ室（２８）が設けられている。ちな
みに詳述はしないが、刃体（１３ａ）や柄支持部材（１
３ｂ）の退避位置を規制するストッパーが設けられ、ス
プリング（２９）の付勢力によって復帰作動した状態に
おいてシリンダ（Ｂ）の捕捉部ケース（１２）に対する
位置が所定位置に復帰するようになっている。

そして、ピストン側部材（２６）が前記柄支持部材（１
３ｂ）を揺動駆動し、且つ、シリンダチューブ側部材（
２７）が前記刃体（１３ａ）を揺動駆動するようになっ
ており、次にその構造について説明する。

第６図にも示すように、前記シリングチ５−ブ側部材（
２７）の前面側には、左右を一対とする二組のラック（
３０）が取り付けられ、前記ピストン側部材（２６）の
前面側にも、左右を一対とする二組みのラック（３１）
が取り付けられている。ちなみに、ピストン側部材（２
６）のラック（３１）は、前記シリンダチューブ側部材
（２７）の前面壁を貫通している。そして、シリンダチ
ューブ側部材（２７）のラック（３０）は、前記柄支持
部材（１３ｂ）を回転駆動する柄支持用ピニオン（３２
）に咬合し、ピストン側部材（２６）のラック（３１）
は、前記刃体（１３ａ）を回動駆動する刃体用ピニオン
（３３）に咬合している。

ちなみに、左側箇所においては、刃体（１３ａ）の左端
部が固着された刃体用ピニオン（３３）と柄支持部材（
１３ｂ）の左端部が固着された中継ギヤ（３４ａ）　と
が並置され、右側箇所においては、刃体（１３ａ）の右
端部が固着された中継ギヤ（３４ｂ）と柄支持部材（１
３ｂ）の左端部が固着された柄支持用ピニオン（３２）
とが並置されている。従って、左側箇所の柄支持用ピニ
オン（３２）は前記中継ギヤ（３４ａ）に咬合連結され
、右側箇所の刃体用ピニオン（３３）は前記中継ギヤ（
３４ｂ）に咬合連結されることになる。

ところで、前記通気管（１１）、前記捕捉部ケース（１
２）及び前記差動式の空圧シリンダ（Ｂ）の夫々は、同
心円状に順次外嵌されていることから、それらが相対回
転しないようにするために、回り止め機構が付設されて
いる。

説明を加えれば、第７図にも示すように、前記通気管（
１１）の前後両端の間に、上下一対のロッド（３５）が
架設され、前記捕捉部ケース（１２）の前半部分（１６
ａ）にはロッド（３５）が貫通する孔（ＩＶ）が形成さ
れ、捕捉部ケース（１２）の後半部分（１６ｂ）と差動
式の空圧シリンダ（Ｂ）との対向面部には、前記ロッド
（３５）が貫通する凹溝（３６）が形成されており、こ
れにより回り止めが行われるようになっている。

ちなみに、前記回り止め用の凹溝（３６）の近傍となる
前記捕捉部ケース（１２）の後半部分（１６ｂ）の外周
面には、前記果実径検出用ポテンショメータ（Ｓ４）、
　（ｓｓ）等の各種センサ類や前記照光装置（２０）等
に対する配線を挿通させるための凹溝（３７）が形成さ
れている。

又、前記エジェクタポンプ（１４）等の各種空圧式のア
クチュエータは、前記車体（ｖ）側に搭載された空気供
給装置としてのポンプ（３９）　（第１３図参照）から
前記作業用ハンド（Ｈ）の空圧式アクチュエータに供給
される作動用空気によって駆動されることになる。そし
て、詳述はしないが、前記各アクチュエータ（１９）、
　（２０）、　（Ｂ）　に対する作動用空気は、作業用
ハンド（Ｈ）の基端部に設けた電磁式の制御弁（ｖｌ）
によってその供給を制御されるようになっている。（第
１３図参照）次に、前記イメージセンサ（Ｓｌ）の撮像
画像情報に基づいて、果実（Ｆ）の位置する方向つまり
前記作業用ハンド（Ｈ）のアプローチ方向を求めて、前
記作業用ハンド（Ｈ）を誘導するための制御構成につい
て説明する。

第１３図に示すように、前記イメージセンサ（Ｓｌ）に
よる撮像画像情報を画像処理して、収穫対象果実（Ｆ）
の位置する方向を求める画像処理手段、その画像処理手
段の情報に基づいて前記各油圧アクチュエータ（５）、
　（６）、　（７）や前記各電動モータ（９ａ）、　（
９ｂ）、　（９ｃ）の夫々を制御して、前記作業用ハン
ド（１１）をアプローチ開始位置から収穫対象果実（Ｆ
）に向けて誘導する誘導手段、前記負圧センサ（Ｓ、）
が検出作動するに伴って起動されて前記作業用ハンド（
Ｈ）による収穫作動を制御するハンド制御手段等の各手
段を構成するマイクロコンピュータ利用の制御装置（４
１）が設けられ、その制御装置（４１）に、前記各セン
サ類や前記照光装置（２０）等の夫々が接続されている
。又、その制御装置（４１）に、前記制御弁（ｖｌ）、
前記油圧アクチュエータ（５）、　（６）、　（７）の
制御弁（ｖ２）、前記電動モータ（９ａ）、　（９ｂ）
、　（９ｃ）の制御回路（ｖ３）、及び前記エジェクタ
ポンプ（１４）の制御弁（ｖ４）の夫々も接続されてい
る。尚、前記エジェクタポンプ用の制御弁（ｖ４）も作
業用ハンド（Ｈ）の基端部に設けられている。

前記イメージセンサ（Ｓ＋）の撮像情報に基づいてアプ
ローチ方向を決定するための画像処理手段について説明
すれば、第１５図（イ）、（０）に示すように、果実（
Ｆ）の色に対応する特定色領域（Ｆｌ）を抽出し、その
特定色領域（Ｆ、）内における明るさに基づいて、果実
（Ｆ）の位置情報を求めるようにしである。

つまり、果実の色は背景となる枝や葉とは異なる色であ
り、且つ、その形状が球形であることから、果実の表面
のうちの手前側となる箇所の明るさは周囲よりも明るく
見える状態となる現象を利用して、果実の位置情報を求
めるようにしているのである。

前記特定色領域（Ｆｌ）を抽出するための画像処理につ
いて説明すれば、前記イメージセンサ（Ｓ、）から出力
される画像信号のうちの三原色信号（Ｒ）、　（Ｇ）、
　（Ｂ）を用いて、果実（Ｆ）の色成分を含む赤色信号
（Ｒ）からそれ以外の色信号（Ｇ又はＢ）を減算した信
号を、設定闇値に基づいて２値化することにより、前記
イメージセンサ（Ｓｔ）にて撮像された元画像（第１５
図（イ）参照）から、前記果実（Ｆ）の色に対応する特
定色領域（Ｆｌ）を抽出した２値化画像（第１５図（ロ
）参照）を得るようにしである。

そして、第１６図に示すように、前記特定色領１（Ｆｌ
）をマスクとして用いて、前記イメージセンサ（Ｓ、）
から出力される画像信号のうちの輝度信号（Ｙ）を設定
闇値に基づいて２値化することにより、前記特定色領域
（Ｆ、）内において明るさが設定値よりも大となる２値
化された高輝度領域（Ｆ２）を抽出するようにしである
。

但し、後述の如く、収穫を失敗したときに、前記近接セ
ンサ（Ｓ２）が作動する第１設定距離において行う再撮
像処理時には、前記照光装置（２０）の照光量を、前記
設定距離に応じた適正光量となるように減光した状態で
作動させることになる。

そして、自然光の影響を除くために、前記イメージセン
サ（Ｓ、）には、液晶等を利用した電子式シャッタ（４
０）（第１３図参照）が取り付けられ、撮像処理時に設
定時間の間のみ光を入射させるようにしである。

尚、前記イメージセンサ（Ｓｔ）の撮像視野内に複数個
の果実（Ｆ）がある場合には、何れの果実（Ｆ）から先
にアプローチさせるかを、前記イメージセンサ（Ｓｌ）
による撮像画像の明るさ情報に基づいて自動的に決定さ
せるようにしである。

説明を加えれば、前記画像情報の明るさは、距離に反比
例して近いものほど明るくなることから、前記高輝度領
域（Ｆ２）の大きさは近距離に位置するものほど大にな
るのである（第１６図参照）。つまり、前記作業用ハン
ド（１１）に対して手前側に位置する収穫し易い果実（
Ｆ）から先にアプローチさせるようにしているのである
。

ところで、前記近接センサ（Ｓ２）は、果実を感知した
時点から前記バキュームパッド（１０）の吸引作動を開
始させて、前記バキュームパッド（１０）が果実（Ｆ）
に接触するまでにその吸引力が果実吸着に要する値より
も大になるように設定した第１設定距離（３０ｃｍ）と
、前記バキュームパッド（１０）が果実（Ｆ）の直前方
側に位置する状態となる第２設定距離（５ｃｍ）との二
段階に検出できるように構成されている。

次に、前記各センサの情報に基づいて前記作業用ハンド
（Ｈ）を誘導するための手順について説明する。

先ず、前記作業用ハンド（１１）を捕捉部ケース（１２
）よりも前方側に突出する状態で、前記作業用ハンド（
Ｈ）が予め設定された初期位置とじてのアプローチ開始
位置に位置させた状態で、且つ、収穫対象となる果実（
Ｆ）が位置する方向に向けて、前記イメージセンサ（Ｓ
、）にて撮像処理させ、前述の如く、その撮像情報を画
像処理した情報に基づいて前記作業用ハンド（Ｈ）の誘
導方向としてのアプローチ方向を決定することになる。

アプローチ方向を決定した後は、前記作業用ハンド（Ｈ
）が決定されたアプローチ方向に向かって直線的に移動
するように、前記各電動モータ（９ａ）、　（９ｂ）、
　（９Ｃ）を作動させると共に、前記近接センサ（Ｓ２
）が果実（Ｆ）を感知するに伴って、前記バキュームパ
ッド（１０）を吸引作動させて収穫対象果実（Ｆ）を吸
着させ、そして、前記捕捉部ケース（１２）を突出させ
て、その内側に果実（Ｆ）を取り込んだ後、柄を切断し
て収穫させることになる。

但し、前記近接センサ（Ｓ２）が前記第１設定距離にお
いて検出作動するまでは前記作業用ハンド（Ｈ）を高速
移動させ、且つ、前記近接センサ（Ｓ２）が検出作動し
後は前記作業用ハンド（Ｈ）を低速移動させるように、
前記近接センサ（Ｓ２）の前記第１設定距離における検
出情報に基づいて前記伸縮アーム（８）の伸長速度を高
低に切り換えるようにしである。そして、前記負圧セン
サ（Ｓ３）がＯＮ作動して果実吸着を検出するに伴って
、前記伸縮アーム（８）の伸長を停止させて収穫作動を
開始させることになる。

又、前記近接センサ（Ｓ２）が作動した後、前記作業用
ハンド（Ｈ）を前記近接センサ（Ｓ２）が作動する第２
設定距離を超えても、前記負圧センサ（Ｓ３）が作動し
ない場合には収穫失敗と判断させて、前記作業用ハンド
（Ｈ）を前記設第１定距離となる手前側に後退させた位
置に戻して再撮像処理し、そして、その再撮像画像情報
に基づいてアプローチ方向を修正して再アプローチさせ
るようにしである。

次に、第１４図に示すフローチャートに基づいて前記制
御装置（４１）の動作を説明する。

先ず、前記作業用ハンド（Ｈ）を、予め設定されたアプ
ローチ開始位置にセットした状態で撮像処理し、その撮
像画像情報を画像処理することにより、前述の如く、果
実（Ｆ）の位置する方向と、そのアプローチ順序とを決
定する。

そして、最先となる果実（Ｆ）の位置する方向に向けて
前記作業用ハンド（１１）を直線的に移動させるように
、決定したアプローチ方向に基づいて前記伸縮アーム（
８）を伸長させることになる。

但し、前記近接センサ（Ｓ２）が収穫対象果実（Ｆ）に
対して前記第１設定距離内に接近したことを検出するま
では、前記作業用ハンド（Ｈ）が予め設定した速度で高
速移動するように、前記伸縮アーム（８）を駆動する各
電動モーフ＜９ａ）、　（９ｂ）。

（９Ｃ）を作動させることになる。

前記近接センサ（Ｓ２）が果実（Ｆ）　に対して前記第
１設定距離内に接近したことを検出するに伴って、前記
バキュームパッド（１０）の吸引作動を開始させ、そし
て、前記近接センサ（Ｓ２）が果実（Ｆ）　　に対して
前記第２設定距離内に接近したことを検出するに伴って
、前記伸縮アーム（８）の伸長速度を予め設定した低速
度に減速させて、前記負圧センサ（Ｓ３）がＯＮ作動す
るまで前記作業用ハンド（Ｈ）を果実側に移動させるこ
とになる。

前記負圧センサ（Ｓ３）がＯＮ作動して果実吸着を検出
すると、果実（Ｆ）を吸着した状態で前記作業用ハンド
（Ｈ）を前記近接センサ（Ｓ２）が二回目に作動する前
記第２設定距離に相当する距離分を手前側に戻した後、
前記伸縮アーム（８）を停止させて、収穫作動を開始さ
せることになる。

但し、前記伸縮アーム（８）をその最大伸長距離に基づ
いて設定された設定距離に達するまで伸長しても前記近
接センサ（Ｓ２）が作動しない場合には、収穫不能とし
て前記作業用ハンド（Ｈ）を前記アプローチ開始位置ま
で戻すことになる。

又、前記近接センサ（Ｓ２）が前記第１設定距離におい
て果実（Ｆ）を検出しても、前記作業用ハンド（Ｈ）が
前記第１設定距離を前進する間に、果実（Ｆ）　に対し
て前記第２設定距離内に接近したことを検出できない場
合、及び、前記第２設定距離から更に前記第２設定距離
を超える設定距離（１０ｃｍ）を前進しても前記負圧セ
ンサ（Ｓ３）がＯＮ作動しない場合にも、収穫失敗と判
断させるようにしである。

但し、前記近接センサ（Ｓ２）が、前記第１設定距離に
おいてＯＮ作動したが、前記作業用ハンド（Ｉ４）が前
記第１設定距離を超えて前進しても第２設定距離におい
てＯＮ作動しなかった場合、及び、前記第２設定距離を
超える設定距離を前進しても前記負圧センサ（Ｓ３）が
作動しない場合には、前記作業用ハンド（Ｈ）を前記第
１設定距離に相当する位置まで一旦戻して、再撮像処理
して、アプローチ方向を修正させて再度アプローチさせ
るようにしである。

尚、この再撮像処理においても、例えば、複数個の果実
（Ｆ）が密集しているような場合には、前記特定色領域
（Ｆυや前記高輝度領域（Ｆ２）の複数個が抽出される
場合があるが、その場合にも、前述の如く、抽出された
高輝度領域（Ｆ２）の太きさに基づいてアプローチ順序
を再決定することになる（第１５図（八）参照）。

最初のアプローチ又は再アプローチによって適正通りに
果実（Ｆ）を吸着できた場合には、果実（Ｆ）を吸着し
た状態で、前記第２設定距離を手前側に戻した後、前記
ストッパ（２４）を突出させて前記捕捉部ケース（１２
）をハンド前方側に一段階突出させ、その状態でハンド
全体を揺動させて、吸着した果実（Ｆ）を前記捕捉部ケ
ース（１２）内に取り込む。

但し、この果実（Ｆ）の取り込み時に、前記果実径検出
センサ（Ｓ４）、　（ＳＳ）の情報に基づいて、吸着し
た果実（Ｆ）の大小を判別し、果実（Ｆ）の大きさが大
である場合には、前記ストッパ（２４）を引退させて前
記捕捉部ケース（１２）を更にハンド前方側に突出させ
て、吸着した果実（Ｆ）を前記捕捉部ケース（１２）内
に取り込ませることになる。

その後、前記負圧センサ（Ｓ３）の検出情報に基づいて
、果実（Ｆ）を離したか否かを判別し、離した場合には
、収穫失敗であると判断して前記作業用ハンド（Ｈ）を
アプローチ開始位置に戻して、次の果実（Ｆ）に対する
アプローチを開始させることになる。

吸着した果実（Ｆ）を離していない場合には、前記捕捉
部ケース（１２）の突出完了を確認した後、前記柄切断
装置（１３）を作動させて、果実（Ｆ）の柄を切断する
ことになる。

果実（Ｆ）の柄を切断した後は、ハンド全体を揺動させ
た後、前記バキュームパッド（１０）の吸引を停止させ
て、前記下部カバー（１２ｃ）に付設された切断完了検
出センサ（Ｓ６）の検出情報に基づいて切断完了を判別
する。

柄の切断が完了した場合には、前記捕捉部ケース（１２
）内に柄を切断された果実（Ｆ）を保持する状態で、前
記作業用ハンド（Ｈ）を前記アプローチ開始位置まで戻
して、前記下部カバー（１２Ｃ）を下方に開いて果実（
Ｆ）を排出することになる。

但し、前記切断完了検出センサ（Ｓ６）がＯＮ作動しな
い場合には、切断失敗と判断して、前記柄切断装置（１
３）を開いた後、アプローチ開始位置に復帰させること
になる。

収穫した果実（Ｆ）を排出した後は、前記柄切断装置（
１３）等の各部を初期状態に復帰させることになる。

尚、詳述はしないが、一つの果実に対する収穫作業を完
了した後は、前記アプローチ開始位置において撮像され
た画像情報から抽出した特定色領域（Ｆｌ）や高輝度領
域（Ｆ２）の個数等に基づいて、作業終了か否かを判別
して、作業終了でない場合には、前記作業用ハンド（Ｈ
）をアプローチ開始位置に再セットして撮像処理させ、
そして、残りの果実（Ｆ）に対するアプローチ方向及び
アプローチ順序を決定して、決定されたアプローチ方向
に向けて前記作業用ハンド（Ｈ）を誘導する各処理を繰
り返すことになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、本発明を果実収穫に適用した場合を例
示したが、本発明は、トマト等の野菜の収穫にも適用で
きるものであって、作業用ハンド（Ｈ）の具体構成は使
用対象に合わせて各種変更できる。

また、上記実施例では、柄切断手段（１３）を押し切り
形式に構成したが、バリカン式のカッタを形成部材とし
て備えたものなど、各種構成に変更できる。流体圧シリ
ンダ（Ｂ）の各部材（２６）。

（２７）と柄切断手段（１３）の各部材（１３ａ）、　
（１３ｂ）　とを連動連結する構成も各種変更できる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る吸着式の作業用ハンドの実施例を示
し、第１図は作業用ハンドの切欠側面図、第２図は同切
欠平面図、第３図は正面図、第４図及び第５図は柄切断
装置の動作説明図、通気管の縦断面図、第６図は捕捉部
ケースの正面図、第７図は同背面図、第８図は通気管の
縦断面図、第９図はホルダ一部材の斜視図、第１０図（
イ）乃至（ハ）は収穫作動の説明図、第１１図は果実径
が大の場合の収穫作動の説明図、第１２図は作業機の概
略側面図、第１３図は制御構成のブロック図、第１４図
は制御作動のフローチャート、第１５図（イ）乃至（ハ
）及び第１６図は画像処理の説明図、第１７図は柄切断
手段の展開概略平面図である。 （１３）・・・・・・柄切断手段、（１３ａ）、　（１
３ｂ）・・・・・・形成部材、（２６）・・・・・・ピ
ストン側部材、（２７）・・・・・・シリンダチューブ
側部材、（Ｂ）・・・・・・流体圧シリンダ、（Ｇ）・
・・・・・揺動操作手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、捕捉した果菜類の柄を切断する柄切断手段（１３）
   を構成する一対の形成部材（１３ａ）、（１３ｂ）が、
   前記果菜類の柄をそれらの間に支持すべく突出した突出
   位置とそれらの間に果菜類を導入する通路を形成すべく
   退避した退避位置とに出退揺動自在に枢支され、前記一
   対の形成部材（１３ａ）、（１３ｂ）を揺動操作する揺
   動操作手段（Ｇ）が、捕捉した果菜類の柄の位置に合わ
   せて前記一対の形成部材（１３ａ）、（１３ｂ）の突出
   位置を変更するように構成された果菜類収穫作業用ハン
   ドの柄切断装置であって、前記揺動操作手段（Ｇ）は、
   出退操作用の流体圧シリンダ（Ｂ）を備え、その流体圧
   シリンダ（Ｂ）のピストン側部材（２６）及びシリンダ
   チューブ側部材（２８）の夫々が、シリンダ伸縮方向に
   移動自在に支持され、前記流体圧シリンダ（Ｂ）の伸縮
   作動及び前記両部材（２６）、（２８）のシリンダ伸縮
   方向の移動に伴って前記一対の形成部材（１３ａ）、（
   １３ｂ）を出退操作すべく、前記ピストン側部材（２６
   ）が前記一対の形成部材（１３ａ）、（１３ｂ）の一方
   側に連動連結され、且つ、前記シリンダチューブ側部材
   （２８）が前記一対の形成部材（１３ａ）、（１３ｂ）
   の他方側に連動連結されている果菜類収穫作業用ハンド
   の柄切断装置。 ２、請求項１記載の果菜類収穫作業用ハンドの柄切断装
   置であって、前記柄切断手段（１３）の一対の形成部材
   （１３ａ）、（１３ｂ）夫々が、両端部を揺動自在に枢
   支される半円弧状に構成され、前記流体圧シリンダ（Ｂ
   ）の両部材（２６）、（２８）が、前記一対の形成部材
   （１３ａ）、（１３ｂ）の両端部に連動連結されている
   。