JPH02152778A - Control device for expansion/contruction of multiple articulated arm - Google Patents
Control device for expansion/contruction of multiple articulated armInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、第1アクチュエータによって上下揺動駆動自
在な第1アームが設けられ、先端部に作業用ハンドを備
えた第2アームが、前記第1アームの先端部に対して第
2アクチュエータによって上下揺動駆動自在に枢支され
、前記作業用ハンドが直線状の設定軌跡に沿って移動す
るように、前記第1アクチュエータ及び前記第2アクチ
ュエータ夫々に対する単位時間当たりの目標駆動量を設
定時間毎に求める目標駆動量演算手段と、前記目標駆動
量に基づいて前記第1アクチュエータ及び前記第2アク
チュエータの夫々を駆動する駆動手段とが設けられた多
関節型アームの伸縮制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention provides a first arm that can be driven vertically by a first actuator, and a second arm that has a working hand at its tip. The first actuator and the second actuator are pivotally supported by a second actuator to the tip of the first arm so as to be able to swing vertically, and the working hand moves along a linear set locus. A target drive amount calculating means for calculating a target drive amount per unit time for each of the actuators at each set time, and a drive means for driving each of the first actuator and the second actuator based on the target drive amount. The present invention relates to an extension/contraction control device for a multi-jointed arm.
上記この種の多関節型アームの伸縮制御装置において、
アクチュエータの最大駆動力には限度があることから、
最大負荷の時にアクチュエータの駆動力が最大駆動力以
下となるように、目標駆動量として設定可能な最大値は
、最大駆動力によって制限されることになる。In the above-mentioned type of multi-joint arm extension control device,
Since there is a limit to the maximum driving force of the actuator,
The maximum value that can be set as the target drive amount is limited by the maximum drive force so that the drive force of the actuator is less than or equal to the maximum drive force when the load is maximum.
作業用ハンドの移動速度を高速化するためには、アクチ
ュエータの最大駆動力が大なる大型のアクチュエータを
用いればよいが、装置が高価になる不利がある。In order to increase the moving speed of the working hand, a large actuator with a large maximum driving force may be used, but this has the disadvantage that the device becomes expensive.
ところで、この種の多関節型アームの伸縮制御装置にお
いては、作業用ハンドの移動中における速度変化や単位
時間当たりの移動量の変動はあまり問題にならないこと
が多い。Incidentally, in this type of multi-joint type arm extension/contraction control device, changes in speed and fluctuations in the amount of movement per unit time of the working hand during movement are not often a problem.
そこで、従来では、負荷が大なる側のアクチュエータの
駆動量を極力大に設定して、負荷が小なる側のアクチュ
エータの駆動量を制御することにより、設定軌跡にだい
するずれを抑制しながら、限られた最大部tbiを有効
利用して、極力高速移動させることができるようにして
いた(本出願人が先に提案した特願昭63−22206
4号参照)。Therefore, conventionally, the drive amount of the actuator on the side where the load is larger is set as large as possible, and the drive amount of the actuator on the side where the load is smaller is controlled, thereby suppressing the deviation in the set trajectory. By effectively utilizing the limited maximum part tbi, it was possible to move as fast as possible.
(See No. 4).
上記従来構成では、負荷が小なる側の目標駆動量は、駆
動可能な最大駆動量から設定軌跡からのずれを修正可能
なフィードバック制御のための制御マージンを除いた値
以下に設定することになり、第1、第2アクチ二エー夕
の目標駆動量の両方を、駆動可能な最大駆動量には設定
できないものであり、改善の余地があった。In the above conventional configuration, the target drive amount on the side where the load is smaller is set to a value less than the maximum drive amount that can be driven minus a control margin for feedback control that can correct deviations from the set trajectory. , it is not possible to set both the target drive amounts of the first and second actuators to the maximum drive amount that can be driven, and there is room for improvement.
ところで、作業用ハンドの初期位置の近傍に作業対象が
あることは少なく、従って、移動開始時点から設定軌跡
からのずれがない状態で誘導する必要はないものである
。By the way, it is rare that there is a work object near the initial position of the work hand, and therefore there is no need to guide the work hand without deviation from the set trajectory from the time of starting movement.
従って、初期位置近傍においては、第1、第2アクチュ
エータの両方を駆動可能な最大駆動量で駆動しても、作
業対象が位置する箇所に達するまでに、設定軌跡に対す
るずれを修正できれば、作業用ハンドの移動速度を更に
高速化できることになる。Therefore, in the vicinity of the initial position, even if both the first and second actuators are driven at the maximum drive amount, if the deviation from the set trajectory can be corrected before reaching the location where the work object is located, then the work This means that the hand movement speed can be further increased.
特に、移動開始時点における駆動量を大にできれば、初
期加速力が大となるので、高速化に有利となる。In particular, if the amount of drive at the start of movement can be increased, the initial acceleration force will be large, which is advantageous for speeding up.
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、作業用ハンドの移動速度の高速化を図ること
にある。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to increase the moving speed of a working hand.
本発明による多関節型アームの伸縮制御装置は、第1ア
クチュエータによって上下揺動駆動自在な第1アームが
設けられ、先端部に作業用ハンドを備えた第2アームが
、前記第1アームの先端部に対して第2アクチュエータ
によって上下揺動駆動自在に枢支され、前記作業用ハン
ドが直線状の設定軌跡に沿って移動するように、前記第
1アクチ二エータ及び前記第2アクチ二エータ夫々に対
する単位時間当たりの目標駆動量を設定時間毎に求める
目標駆動量演算手段と、前記目標駆動量に基づいて前記
第1アクチュエータ及び前記第2アクチ二エータの夫々
を駆動する駆動手段とが設けられたものであって、その
特徴構成は以下の通りである。The extension/contraction control device for a multi-jointed arm according to the present invention is provided with a first arm that can be vertically oscillated by a first actuator, and a second arm having a working hand at its distal end. The first actuator and the second actuator are each pivotably supported by a second actuator to be able to swing up and down, and the working hand moves along a linear set locus. target drive amount calculation means for calculating a target drive amount per unit time for each set time, and drive means for driving each of the first actuator and the second actuator based on the target drive amount. Its characteristic structure is as follows.
すなわち、前記目標駆動量演算手段は、前記作業用ハン
ドがその初期位置から設定距離を移動するまでは、前記
第1アクチ二エータ及び前記第2アクチコエータの夫々
に対する目標駆動量を駆動可能な最大駆動量に設定する
ように構成されている点にある。That is, the target drive amount calculation means sets the target drive amount for each of the first actiniator and the second acticoator to the maximum drive possible until the work hand moves a set distance from its initial position. The point is that it is configured to set the amount.
前述の如く、作業用ハンドの移動開始時点では、その移
動軌跡が設定軌跡から多少ずれても問題にならないこと
から、初期位置から設定距離を移動するまでは、第1ア
クチュエータ及び第2アクチュエータの夫々に対する目
標駆動量を駆動可能な最大駆動量に設定することにより
、移動開始時における加速力を最大にするのである。As mentioned above, when the work hand starts moving, it is not a problem even if the movement trajectory deviates from the set trajectory, so until the work hand moves the set distance from the initial position, each of the first actuator and the second actuator By setting the target drive amount to the maximum drive amount that can be driven, the acceleration force at the start of movement is maximized.
〔発明の効果〕
従って、移動開始時点における加速力を最大にできるの
で、作業用ハンドが作業対象に達するまでに要する時間
を短縮できるものとなる。[Effects of the Invention] Therefore, since the acceleration force at the time of starting movement can be maximized, the time required for the working hand to reach the work object can be shortened.
もって、合理的な装置改造によって、アクチュエータの
駆動力を最大限に有効利用して、作業用ハンドの移動速
度を高速化できるに至った。Therefore, by rationally modifying the device, it has become possible to make maximum effective use of the driving force of the actuator and increase the moving speed of the working hand.
以下、本発明を果実収穫用の作業機に適用した場合にお
ける実施例を図面に基づいて説明する。EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a working machine for fruit harvesting will be described based on the drawings.
第6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)が昇降並びに旋
回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) が水平方向に揺動自在に取り付けら
れ、そして、果実収穫用の作業用ハンド(H)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シリンダである。As shown in Fig. 6, a boom (2) is attached to a vehicle body (V) equipped with a pair of left and right running wheels (1) at the front and rear so as to be able to rise and fall as well as turn.
An auxiliary boom (3) is attached to be able to swing freely in the horizontal direction, and a work manipulator (4) equipped with a work hand (H) for fruit harvesting is attached to the tip of the auxiliary boom (3). This constitutes a working machine for fruit harvesting. In the figure, (5) is a hydraulic cylinder for lifting the boom, (6) is a hydraulic cylinder for boom rotation, and (7) is a hydraulic cylinder for boom rotation.
is a hydraulic cylinder for swinging the auxiliary boom.
前記作業用マニプレータ(4)は、多関節型アーム(8
)と、そのアーム(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。The work manipulator (4) has an articulated arm (8
) and a working hand (H) attached to the tip of the arm (8).
第1図及び第6図に示すように、前記多関節型アーム(
8)は、前記補助ブーム(3)の先端部において旋回用
電動モータ(9a)にて縦軸芯(Y)周りで旋回駆動さ
れる基端部ペース(8a)と、その基端部ベース(8a
)に対して第1アクチμエータとしての揺動用電動モー
タ(9b)にて横軸芯(X)周りで揺動駆動される第1
アーム(8b)と、その第1アーム(8b)の先端部に
対して第2アクチュエータとしての伸縮用電動モータ(
9c)によって上下揺動駆動自在に枢支された第2アー
ム(8c)とからなる。尚、前記作業用ハンド(H)は
、前記伸縮用電動モータ(9c)による前記第2アーム
(8c)の揺動に連動して揺動駆動されるように、前記
第2アーム(8c)の先端部に取り付けられている。As shown in FIGS. 1 and 6, the multi-jointed arm (
8) is a base end pace (8a) that is driven to rotate around the vertical axis (Y) by a swing electric motor (9a) at the tip of the auxiliary boom (3), and a base end base (8). 8a
), the first actuator is oscillated around the horizontal axis (X) by the oscillating electric motor (9b) as the first actuator.
An electric motor for extension and contraction (as a second actuator) is connected to the arm (8b) and the tip of the first arm (8b).
9c), and a second arm (8c) that is pivotably supported to be vertically swingable. The working hand (H) is driven to swing in conjunction with the swinging of the second arm (8c) by the telescopic electric motor (9c). attached to the tip.
そして、側面視において前記第1アーム(8b)と前記
第2アーム(8c)とが略重なる状態を初期位置として
、前記作業用ハンド(H)が、前記初期位置と収穫対象
果実(F) とを結ぶ直線状の設定軌跡(L)に沿って
移動するように、前記揺動用電動モータ(9b)及び前
記伸縮用電動モータ(9c)夫々の目標駆動量(Dut
yυ、 (Dutyz)を、設定時間(Δt)毎に求め
ながら駆動して、前記アーム(8)を伸縮させるように
なっている。Then, with a state in which the first arm (8b) and the second arm (8c) substantially overlap in side view as an initial position, the working hand (H) moves between the initial position and the fruit to be harvested (F). The target driving amount (Dut
The arm (8) is extended and contracted by driving while determining yυ, (Dutyz) at every set time (Δt).
但し、前記第1アーム(8b)と前記第2アーム(8c
)とは同じ長さ(A) に形成され、前記第1アーム
(8b)は、前記揺動用電動モータ(9b)にて直接的
に揺動駆動されるようになっている。一方、前記第2ア
ーム(8c)は、前記第1アーム(8b)の基端部側に
取り付けられた前記伸縮用電動モータ(9c)に連動連
結されたチェーン(10a) によって、その基端部を
前記第1アーム(8b)の先端部において回動させるよ
うに構成されている。そして、前記作業用ハンド(H)
は、前記伸縮用電動モータ(9c)による前記第2ア
ーム(8c)の揺動に連動して、前記第2アーム(8c
)の揺動角度(θ2)の半分の角度を、前記第2アーム
(8c)の揺動力向とは逆方向に向けて揺動されるよう
に、それらの枢支点同士がチェーン(10b)にて連動
連結されている。However, the first arm (8b) and the second arm (8c)
) are formed to have the same length (A), and the first arm (8b) is directly driven to swing by the swinging electric motor (9b). On the other hand, the second arm (8c) is connected to the base end of the first arm (8b) by a chain (10a) interlockingly connected to the telescopic electric motor (9c) attached to the base end side of the first arm (8b). is configured to rotate at the tip of the first arm (8b). And the working hand (H)
The second arm (8c) is moved in conjunction with the swinging of the second arm (8c) by the electric motor for expansion and contraction (9c).
), their pivot points are connected to the chain (10b) so that the swing angle (θ2) of are linked together.
従って、前記作業用ハンド(l()を前記設定軌跡(L
)に沿って移動させるためには、前記第1アーム(8b
)に対する前記第2アーム(8c)の揺動角度(θ2)
の半分から前記第1アーム(8b)の鉛直方向に対する
揺動角度(θ、)を減算した角度が、前記設定軌跡(L
)の水平方向に対する仰角(η)に一致するように、前
記揺動用電動モータ(9b)及び前記伸縮用電動モータ
(9c)夫々の単位時間当たりの目標駆動1(Duty
+)、 (Duty2)の夫々が設定されることになる
。Therefore, the working hand (l()) is moved along the set trajectory (L
), the first arm (8b
) The swing angle (θ2) of the second arm (8c) with respect to
The angle obtained by subtracting the swing angle (θ, ) of the first arm (8b) with respect to the vertical direction from the half of
), the target drive 1 (Duty
+) and (Duty 2) are set.
尚、前記揺動用電動モータ(9b)及び前記伸縮用電動
モータ(9c)夫々の駆動を制御するための制御構成に
ついては後述する。A control configuration for controlling the driving of the swing electric motor (9b) and the telescopic electric motor (9c) will be described later.
前記作業用ハンド(H)について説明すれば、第5図に
示すように、その先端部に、作業対象としての果実(F
)を吸着するバキュームパッド(11)が設けられ、そ
のバキュームパッド(11)に吸着された果実(F)を
覆うように、前記バキュームパッド(11)の通気管り
12)に対して前後方向に出退自在に外嵌支持された捕
捉部ケース(13)と、その捕捉部ケース(13)内に
取り込んだ果実(F)の柄部分を上下方向に挟み込んだ
状態で切断する柄切断装置(14)とを備えている。尚
、詳述はしないが、前記バキュームパッド(11)は、
前記通気管(12)内に付設されるエジェクタポンプ(
図示せず)等を利用した負圧発生装置によって吸引され
ることになる。To explain the working hand (H), as shown in FIG.
) is provided, and the vacuum pad (11) is provided with a vacuum pad (11) that adsorbs the fruit (F), and the vacuum pad (11) is provided with a vacuum pad (11) that adsorbs the fruit (F). A trapping part case (13) that is externally supported so as to be retractable and retractable, and a handle cutting device (14) that cuts the fruit (F) taken into the trapping part case (13) while sandwiching it in the vertical direction. ). Although not detailed, the vacuum pad (11) includes:
An ejector pump (
(not shown) or the like uses a negative pressure generating device.
前記捕捉部ケース(13)は、前記通気管(12)に外
嵌される本体部(13a)と、その本体部(13a>に
対してハンド内側方向に向けて復帰付勢された状態で、
且つ、上下左右方向に向けて夫々關閉自在に枢着された
カバー(13b) とからなる。The catching part case (13) includes a main body part (13a) that is fitted onto the ventilation pipe (12), and a state in which the main body part (13a> is biased back toward the inside of the hand).
It also consists of a cover (13b) pivotally mounted in the vertical, horizontal, and horizontal directions, respectively.
但し、詳述はしないが、前記カバー(13b)は、上下
左右に4分割され、ハンド前方側に前記バキュームパッ
ド(11)に吸着された果実が通過する開口が形成され
るようになっている。つまり、前記開口を通して果実が
前記捕捉部ケース(13)内に取り込まれるときに、果
実の径が前記開口よりも大である場合には4分割された
カバーの夫々がハンド外側方向に開いて前記開口よりも
径が大なる果実を取り込むことができるようになってい
るのである。尚、4分割されたカバー(13b) のう
ちの下側に位置するものは、アクチュエータ(図示せず
)によって下方側に向けて開き操作されるように構成さ
れ、前記捕捉部ケース(13)内に保持される柄を切断
された果実(F)を外部に排出できるようになっている
。However, although not described in detail, the cover (13b) is divided into four parts, vertically, horizontally, and horizontally, and an opening is formed on the front side of the hand through which the fruit absorbed by the vacuum pad (11) passes. . That is, when the fruit is taken into the trapping part case (13) through the opening, if the diameter of the fruit is larger than the opening, each of the four-divided covers opens toward the outside of the hand. This makes it possible to take in fruits that are larger in diameter than the opening. Of the four divided covers (13b), the lower one is configured to be opened downward by an actuator (not shown), and is opened inside the trap case (13). The fruit (F), whose handle has been cut and which is held in the container, can be discharged to the outside.
前記柄切断装置(14)は、前記果実(F)の柄を切断
するバリカン型の刃体(14a) と、その刃体(1
4a)に対して前記果実(F)の柄を下方側から押圧支
持する柄支持部材(14b)とを備えている。The handle cutting device (14) includes a clipper-shaped blade (14a) for cutting the handle of the fruit (F), and a blade (1).
4a) is provided with a handle support member (14b) that presses and supports the handle of the fruit (F) from below.
但し、詳述はしないが、前記作業用ハンド(H)には、
前記捕捉部ケース(13)を出退操作するためのアクチ
ュエータや前記柄切断装置(14)を駆動するためのア
クチュエータ等の収穫作動用の各種アクチュエータや、
前記バキュームパッド(11)に果実(F)を吸着した
ことを検出するためのセンサ、前記捕捉部ケース(13
)の出退位置を検出するためのセンサ、及び、前記柄切
断装置(14)の駆動状態を検出するためのセンサ等の
各種センサが設けられることになる。However, although not detailed, the working hand (H) includes the following:
Various actuators for harvesting operation, such as an actuator for moving the trapping part case (13) in and out, and an actuator for driving the handle cutting device (14);
a sensor for detecting that the fruit (F) has been adsorbed to the vacuum pad (11);
), and various sensors such as a sensor for detecting the driving state of the handle cutting device (14) are provided.
尚、第5図中、(Sl)は前記作業用ハンド(H)が向
いた方向に位置する果実(F)を撮像する撮像手段とし
てのカラー式のイメージセンサ、(S2)は前記作業用
ハンド()I)が収穫対象果実に対して設定距離内に接
近したことを検出する赤外光利用の近接センサであって
、それら両センサ(S、)、 (S2)は、アプローチ
や果実収穫の邪魔にならないように、前記バキュームパ
ッド(11)の内部に設けられている。又、(15)は
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(H)の前方側を設定光量で照光するため
の照光装置である。In FIG. 5, (Sl) is a color image sensor serving as an imaging means for capturing an image of the fruit (F) located in the direction in which the working hand (H) is facing, and (S2) is a color image sensor for capturing an image of the fruit (F) located in the direction in which the working hand (H) is facing. () I) is a proximity sensor that uses infrared light to detect when the target fruit approaches within a set distance, and both sensors (S, ) and (S2) are used for approach and fruit harvesting. It is provided inside the vacuum pad (11) so as not to get in the way. Further, (15) is an illumination device for illuminating the front side of the working hand (H) with a set light amount in synchronization with the imaging process of the image sensor (Sl).
そして、前記作業用ハンド(H)を収穫対象果実が位置
する方向に向けた状態で、前記照光装置(15)にて照
光しながら、前記イメージセンサ(Sl)にて撮像処理
し、撮像した画像情報に基づいて、前記作業用ハンド(
H)のアプローチ方向つまり前記作業用ハンド(H)を
移動させるための設定軌跡(L)の方向を決定するよう
にしである。Then, with the working hand (H) facing the direction in which the fruit to be harvested is located, the image sensor (Sl) performs imaging processing while illuminating with the illumination device (15), and the image is captured. Based on the information, the working hand (
The approach direction of the work hand (H), that is, the direction of the set locus (L) for moving the working hand (H) is determined.
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伸縮するよう
に、前記各電動モータ(9a)。After determining the approach direction, the work hand (H
) so that each of the electric motors (9a) expands and contracts in the determined approach direction.
(9b)、 (9c)を作動させると共に、前記近接セ
ンサ(S2)が果実への接近を検出するに伴って、前記
バキュームパッド(11)を吸引作動させて収穫対象果
実(F)を吸着し、そして、前記捕捉部ケース(13)
内に果実(F)を取り込んだ後、柄を切断して収穫させ
ることになる。(9b) and (9c) are activated, and as the proximity sensor (S2) detects the approach to the fruit, the vacuum pad (11) is activated to suck the fruit (F) to be harvested. , and the trapping part case (13)
After the fruit (F) is taken inside, the stalk is cut and harvested.
但し、前記イメージセンサ(S+)の撮像視野内に複数
個の果実がある場合には、何れの果実から先にアプロー
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、アプローチ順序を自動的
に決定させるようにしである。However, if there are multiple fruits within the field of view of the image sensor (S+), which fruit should be approached first is determined based on the brightness information of the image captured by the image sensor (Sl). , so that the approach order is automatically determined.
前記画像処理について説明を加えれば、第3図に示すよ
うに、前記作業用ハンド01)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
像情報を画像処理することにより、前記果実(F)の色
に対応した特定色領域(Fυと、その特定色領域(Fl
)内において明るさが設定値以上となる設定領域(F2
)と、その設定領域(F2)の重心(F3)とを抽出す
るようにしである。そして、前記設定領域(F2)の大
きさが最も大きいものを抽出して、その重心(F、)に
向けて前記作業用ハンド(H)を先にアプローチさせる
べく、前記作業用ハンド(H)の向きを調節して、前記
アーム(8)を伸長させることになる。To explain the image processing, as shown in FIG. 3, the work hand 01) is set at a preset approach start position and image processing is performed, and the image information is image processed. , a specific color area (Fυ) corresponding to the color of the fruit (F) and its specific color area (Fl
) where the brightness is higher than the set value (F2
) and the center of gravity (F3) of the setting area (F2). Then, in order to extract the setting area (F2) with the largest size and make the working hand (H) approach the center of gravity (F) first, the working hand (H) The direction of the arm (8) is adjusted to extend the arm (8).
つまり、第4図にも示すように、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
、前記特定色領域(Fl)内において明るさが設定値以
上となる設定領域(F2)の大きさは、近距離に位置す
るものほど大になることを利用して、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。In other words, as shown in FIG. 4, the brightness of the image information is inversely proportional to the distance, and the closer the image information is, the brighter it becomes. Taking advantage of the fact that the size of the area (F2) becomes larger as the fruit is located closer, the fruit (F) that is located closer to the front and easier to harvest is approached first.
前記特定色領域(F、)を抽出するための画像処理につ
いて説明を加えれば、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(S、)にて撮像された原画像(第3
図(り参照)から、前記果実(F)の色に対応する特定
色領域(F、)を抽出した2値化画像(第3図(ロ)参
照)を得るようにしである。To explain the image processing for extracting the specific color region (F,), the three primary color signals (R), (G) of the image signals output from the image sensor (S+)
), (B) to binarize the signal obtained by subtracting the other color signals (G or B) from the red signal (R) containing the color component of the fruit (F) based on the set darkness value. The original image (third image) captured by the image sensor (S,)
A binarized image (see FIG. 3(b)) is obtained by extracting a specific color area (F,) corresponding to the color of the fruit (F) from the figure (see ri).
そして、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)の値に基づいて、前記特
定色領域(Fl)内における明るさが設定値以上となる
設定領域(F2)を抽出すると共に、その設定領域(F
2)の重心(F、)が画像上において位置する方向を、
前記果実(F)の位置情報として求めることになる(第
4図参照)。Then, based on the value of the luminance signal (Y) among the image signals output from the image sensor (S+), a setting area (F2) where the brightness in the specific color area (Fl) is equal to or higher than a setting value. At the same time, extract the setting area (F
2) The direction in which the center of gravity (F,) is located on the image is
This will be obtained as the position information of the fruit (F) (see Fig. 4).
但し、第3図(ハ)にも示すように、一つの特定色領域
(Fl)内に前記設定領域(F2)の複数個が抽出され
た場合には、その設定領域(F2)の太きさに基づいて
、大きさが大なるものほど先にアプローチさせるように
アプローチ順序を決定することになる。However, as shown in FIG. 3 (c), if multiple setting areas (F2) are extracted within one specific color area (Fl), the thickness of the setting area (F2) Based on this, the approach order is determined so that the larger the object, the earlier the object is approached.
次に、前記イメージセンサ(Sυの撮像情報に基づいて
前記作業用ハンド(H)を作業対象果実に向けて誘導す
るための制御構成について説明する。Next, a control configuration for guiding the working hand (H) toward the fruit to be worked on based on the imaging information of the image sensor (Sυ) will be described.
゛第2図に示すように、前記イメージセンサ(S、)に
よる撮像画像情報を画像処理して、収穫対象果実(F)
の位置する方向を判別すると共に、アプローチ順序を決
定するための各手段を構成し、且つ、決定されたアプロ
ーチ順序で、前記作業用ハンド(H)を収穫対象果実(
F)に向けて誘導するように、前記ブーム昇降用油圧シ
リンダ(5)、前記ブーム旋回用油圧シリンダ(6)、
前記補助ブーム揺動用油圧シリンダ(7)、前記アーム
(8)の駆動用各電動モータ(9a)、 (9b)、
(9c)の夫々の作動を制御するマイクロコンビニータ
利用の制御装置(16)と、その制御装置(16)の指
令に基づいて、前記アーム(8)の駆動用各電動モータ
(9a)、 (9b)、 (9c)の夫々を駆動スルサ
ーボコントローラ(17)とが設けられている。゛As shown in Fig. 2, the image information captured by the image sensor (S,) is image-processed to produce the fruit (F) to be harvested.
The working hand (H) is configured to determine the direction in which the fruit is located and to determine the approach order, and in the determined approach order, moves the working hand (H) to the fruit to be harvested (
F), the boom lifting hydraulic cylinder (5), the boom turning hydraulic cylinder (6),
the auxiliary boom swinging hydraulic cylinder (7), each electric motor (9a), (9b) for driving the arm (8);
(9c), and a control device (16) using a micro combinator that controls the operation of each of the electric motors (9a), (9c) for driving the arm (8) based on instructions from the control device (16). A servo controller (17) is provided to drive each of 9b) and 9c.
つまり、前記制御装置(16)を利用して、前記作業用
ハンド(H)を直線状の設定軌跡(L)に沿って移動さ
せるように、前記旋回用電動モータ(9a)、前記揺動
用電動モータ(9b)、及び、前記伸縮用電動モータ(
9c)夫々の単位時間当たりの目標駆動量を設定時間毎
に求める目標駆動量演算手段(100)が構成されるこ
とになり、そして、前記サーボコントローラ(17)が
、前記目標駆動量演算手段(100) にて求められた
目標駆動量で前記揺動用電動モータ(9b)及び伸縮用
電動モータ(9c)の夫々を駆動する駆動手段(101
)に対応することになる。In other words, by using the control device (16), the swinging electric motor (9a), the swinging electric motor a motor (9b), and the telescopic electric motor (
9c) Target drive amount calculation means (100) is configured to calculate the target drive amount per unit time for each set time, and the servo controller (17) is configured to calculate the target drive amount calculation means (100) for each unit time. drive means (101) for driving each of the swing electric motor (9b) and the telescopic electric motor (9c) with the target drive amount determined in step 100);
).
尚、前記各電動モータ(9a)、 (9c)、 (9c
)の夫々には、前記基端部ベース(8a)や各アーム(
8b)。In addition, each of the electric motors (9a), (9c), (9c
), the base end base (8a) and each arm (
8b).
(8c)の揺動角度を検出するためのエンコーダ(eo
)、 (e、)、 (F2)が付設され、前記サーボコ
ントローラ(17)は、基本的には、それらエンコーダ
(e、)、 (e、)、 (e、)の検出情報に基づい
て、前記基端部ベース(8a)や各アーム(8b)、
(8c)の揺動角度(θ。)、(θ、)、(θ、)が目
標駆す量に対応した位置となるように、駆動量をフィー
ドバック制御するようになっている。(8c) An encoder (eo
), (e,), and (F2), and the servo controller (17) basically performs the following based on the detection information of these encoders (e,), (e,), and (e,). The base end base (8a) and each arm (8b),
The drive amount is feedback-controlled so that the swing angles (θ.), (θ, ), (θ, ) of (8c) are at positions corresponding to the target drive amount.
但し、前記各電動モータ(9a)、 (9c)、 (9
c)は、駆動用の供給電圧をPWM変調することにより
、駆動量を調節されるように構成され、そして、各目標
駆動量(Outya)、 (口ut!/+)、(Dut
y、)の夫々を、PWM変調におけるデユーティ比の値
として設定するようにしである。つまり、前記サーボコ
ントローラ(17)は、前記目標駆動量演算手段(10
0)によって求められる目標駆動量(Duty、)。However, each of the electric motors (9a), (9c), (9
c) is configured such that the driving amount is adjusted by PWM modulating the supply voltage for driving, and each target driving amount (Outya), (out!/+), (Dut
y, ) are set as duty ratio values in PWM modulation. That is, the servo controller (17) operates as the target drive amount calculation means (10).
0) is the target drive amount (Duty, ).
(口utyt)、 <口uty、)となるように供給電
圧(V、)をPWM変調して、前記各電動モータ(9a
) 、 (9c) 。The supply voltage (V, ) is PWM modulated so that (mouth), <mouth, ) is applied to each electric motor (9a).
), (9c).
(9c)を駆動することになる。(9c) will be driven.
尚、前記作業用ハンド(H)の水平方向での向きを変更
するための前記アーム旋回用電動モータ(9a)は、前
記揺動用モータ(9b)及び前記伸縮用電動モータ(9
c)のように駆動負荷が大きく変化することはなく、又
、作業用ハンド(H)が収穫対象果実に達するまでに、
その向きを収穫対称果実が位置する方向に合わせること
ができればよいものである。従って、前記揺動用モータ
(9b)及び前記伸縮用電動モータ(9c〉のように高
速駆動する必要がないので、その目標駆Tomを求める
だめの構成についての説明は省略する。The arm rotation electric motor (9a) for changing the horizontal direction of the work hand (H) is connected to the swing motor (9b) and the telescopic electric motor (9).
The driving load does not change greatly as in c), and by the time the working hand (H) reaches the fruit to be harvested,
It is sufficient if the direction can be adjusted to the direction in which the fruit to be harvested is located. Therefore, there is no need to drive them at high speed like the swing motor (9b) and the telescopic electric motor (9c), so a description of the structure for determining the target drive Tom will be omitted.
次に、前記揺動用電動モータ(9b)及び前記伸縮用電
動モータ(9c〉夫々の目標駆動量(Duty、)。Next, target drive amounts (Duty) of the swing electric motor (9b) and the telescopic electric motor (9c).
(Dut、yz)を求める目標駆動量演算手段(100
)について説明する。(Dut, yz)
) will be explained.
前記各電動モータ(9b)、 (9c)の目標駆動量、
すなわち、供給電圧(V、)をPWM変調するためのデ
ユーティ比(Duty)は、例えば、前記第2アーム(
8c)を駆動する電動モータ(9c)の目標駆動fl(
Dutyz)を例に説明すれば、トルク(τ)、及び、
角速度(θ、)に基づいて、下記(i)式から但し、K
Tはトルク定数、rはモータの電機子抵抗、Rは減速比
である。Target drive amount of each of the electric motors (9b) and (9c),
That is, the duty ratio (Duty) for PWM modulating the supply voltage (V,) is, for example, the second arm (
Target drive fl(
Taking the example of torque (τ) and
Based on the angular velocity (θ, ), from equation (i) below, K
T is the torque constant, r is the armature resistance of the motor, and R is the reduction ratio.
又、前記トルク(τ)、及び、角速度(vi)は、前記
第1、第2アーム(8b)、 (8c)夫々の枢支点に
かかる慣性力(J)や重力(G)に基づいて、決定でき
ることから、前記電動モータ(9c)のトルク(τ)は
、下記(ii )式に示すように書き換えることができ
る。Further, the torque (τ) and the angular velocity (vi) are based on the inertial force (J) and gravity (G) applied to the pivot points of the first and second arms (8b) and (8c), respectively. Since it can be determined, the torque (τ) of the electric motor (9c) can be rewritten as shown in equation (ii) below.
r=J2+” θI+J22・ θ2+G 2+V
2− θ2 −− (ii )但し、v2は、前記第
2アーム(8c)における粘性抵抗係数である。r=J2+” θI+J22・θ2+G 2+V
2- θ2 -- (ii) However, v2 is the viscous drag coefficient in the second arm (8c).
一方、前記作業用ハンド()I)のアプローチ開始位置
からの移動距離(σ)、及び、仰角(η)は、前記第1
、第2アーム(8b)、 (8c)夫々の長さ(A)と
、前記作業用ハンド(H)の長さ(B)と、前記第1ア
ーム(8b)の鉛直方向に対する揺動角(θl)と、前
記第2アーム(8c)の前記第1アーム(8b)に対す
る揺動角(θ2)とから、下記(iv)、(v)式に基
づいて、夫々求めることができる。On the other hand, the movement distance (σ) and the elevation angle (η) of the working hand (I) from the approach start position are
, the length (A) of each of the second arms (8b) and (8c), the length (B) of the working hand (H), and the swing angle of the first arm (8b) with respect to the vertical direction ( θl) and the swing angle (θ2) of the second arm (8c) with respect to the first arm (8b), based on the following equations (iv) and (v), respectively.
a =2A−sin(θ2/2) +8 ”・・(i
v)η=θ2/2−θ、 ・・・・・・(v)
但し、前記仰角(η)は、その変化が小さいので、上記
(v)式を二回微分することにより、前記加速度(θ、
)は、θ1=θ2/2とすることができる。a = 2A-sin (θ2/2) +8 ”...(i
v) η=θ2/2-θ, ......(v)
However, since the change in the elevation angle (η) is small, the acceleration (θ,
) can be set as θ1=θ2/2.
従って、設定時間(Δt)後の前記第1、第2(θl)
、及び、角加速度(vi)の夫々に基づいて、下記(v
i)式にて求めることができる。Therefore, the first and second (θl) after the set time (Δt)
, and the angular acceleration (vi), the following (v
i) It can be obtained using the formula.
θi=θlo + (θi十〇to)・Δt/2−・・
・・・(vi)従って、前だ目標駆動量(Dutyz)
に対応する予測角速度(θ、)は、下記(vii)式
に基づいて求めることができる。θi=θlo + (θi〇to)・Δt/2−・・
...(vi) Therefore, the previous target drive amount (Dutyz)
The predicted angular velocity (θ, ) corresponding to can be determined based on the following equation (vii).
・・・・・・(vii) 但し、D、 =G2−Dutyz C2=V2+モータの逆起電力係数 θ2゜=初期値 である。・・・・・・(vii) However, D, = G2-Dutyz C2=V2+motor back electromotive force coefficient θ2゜=initial value It is.
つまり、前記目標駆動fl(Duty+)、 (Dut
y、)の夫々は、アームの現在位置つまり前記第17−
ム(8b)及び前記第2アーム(8c)夫々の現在の揺
動角(θ+ (nt )+ (θ2 (n) )の値と
、設定時間(Δt)後の揺動角(θ1(。や、))、(
θ2(1゜+))との差から、上記(i)乃至(vii
)式を用いて求めることができるのである。In other words, the target drive fl(Duty+), (Dut
y, ) is the current position of the arm, that is, the 17th-
The values of the current swing angle (θ+ (nt) + (θ2 (n)) of each arm (8b) and the second arm (8c) and the swing angle (θ1(.) after the set time (Δt)) ,)),(
From the difference from θ2(1°+)), the above (i) to (vii
) can be obtained using the formula.
ところで、アーム全体を縮めた状態からアームを伸ばし
て前記作業用ハンド(H)を重力に抗する方向に突出さ
せる場合(前進時)には、前記第2アーム(8c)が前
記第1アーム(8b)の先端部に取り付けられ、且つ、
その第2アーム(8c)を重力に抗する方向に揺動させ
ることになるために、前記伸縮用電動モータ(9c)に
対する負荷のほうが前記揺動用電動モータ(9b)に対
する負荷よりも大となり、一方、アーム全体を伸ばした
状態からアームを縮めて作業用ハンド(H)を引退させ
る場合(後退時)には、前記第1アーム(8b〉を重力
に抗する方向に揺動させることになるために、前記揺動
用電動モータ(9b)に対する負荷のほうが前記伸縮用
電動モータ(9c)に対する負荷よりも大となる。By the way, when the arm is extended from the state where the entire arm is retracted and the working hand (H) is made to protrude in a direction that resists gravity (when moving forward), the second arm (8c) is moved from the first arm ( 8b), and
Since the second arm (8c) is to be swung in a direction that resists gravity, the load on the telescopic electric motor (9c) is greater than the load on the oscillating electric motor (9b), On the other hand, when retracting the arm from the fully extended state to retire the working hand (H) (when retreating), the first arm (8b) is swung in a direction that resists gravity. Therefore, the load on the swing electric motor (9b) is greater than the load on the telescoping electric motor (9c).
つまり、伸縮作動の間は、何れか一方の電動モータに対
する負荷は、他方の電動モータに対する負荷よりも軽い
状態となることから、その負荷が大なる側の電動モータ
に対する目標駆動量が極力大となるようにして、負荷が
小なる側の電動モータに対する目標駆動量を制御するよ
うにすると、駆動エネルギーを有効利用できるので、全
体としての前記作業用ハンド(H)の移動速度を高速化
できることになる。In other words, during the expansion and contraction operation, the load on one of the electric motors is lighter than the load on the other electric motor, so the target drive amount for the electric motor with the larger load is as large as possible. By controlling the target drive amount for the electric motor on the side where the load is smaller, drive energy can be used effectively, so the overall movement speed of the working hand (H) can be increased. Become.
そこで、負荷が大なる側の電動モータの目標駆動量、す
なわち、前記PWM変調におけるデエーティ比を、駆動
可能な最大駆動量に対応する最大値に設定して、負荷が
小なる側の電動モータの目標駆動量を駆動結果に基づい
て制御するようにしである。Therefore, the target drive amount of the electric motor on the side with a larger load, that is, the duty ratio in the PWM modulation, is set to the maximum value corresponding to the maximum drive amount that can be driven, and the target drive amount of the electric motor on the side with a smaller load is set to the maximum value corresponding to the maximum drive amount that can be driven. The target drive amount is controlled based on the drive result.
但し、前記作業用ハンド(H)がその初期位置から設定
距離(200+11[11)を移動する間には作業対象
が無いので、その間における移動軌跡は、前記設定軌跡
(L)から多少ずれても誘導精度に影響しないことにな
る。However, since there is no work target while the working hand (H) moves the set distance (200+11 [11) from its initial position, the movement trajectory during that time may deviate somewhat from the set trajectory (L). This will not affect the guidance accuracy.
そこで、前記作業用ハンド(H)がその初期位置から設
定距離(200mm)を移動する間は、前記両電動モー
タ(9b)、 (9c)の目標駆動!(Duty+)。Therefore, while the working hand (H) moves a set distance (200 mm) from its initial position, both the electric motors (9b) and (9c) are driven at the target level. (Duty+).
(Duty2)の夫々を、駆動可能な最大値に設定して
、加速度を最大にできるようにしである。(Duty 2) is set to the maximum driveable value so that the acceleration can be maximized.
尚、実際には、前記サーボコントローラ(17)は、与
えられた目標駆oiに対して、前記各エンコーダ(e、
)、 (e=)の情報に基づいて判別される位置情報か
ら、設定軌跡(L)に対するずれを修正するためのフィ
ードバック制御を行うことになるため、実際に各電動モ
ータ(9b)、 (9c)を駆動可能な最大駆動量(1
00%)で駆動するためには、前記目標駆動ff1(D
ut)’+)、 (Duty2)の最大値は、前記最大
駆動量(100%)に前記フィードバック制御の制御マ
ージンを加えた値(例えば120%)に設定することに
なる。Incidentally, in reality, the servo controller (17) controls each of the encoders (e,
), (e=), feedback control is performed to correct the deviation from the set trajectory (L), so each electric motor (9b), (9c ) can be driven (1
00%), the target drive ff1(D
The maximum value of ut)'+), (Duty2) is set to a value (for example, 120%) that is the sum of the maximum drive amount (100%) and the control margin of the feedback control.
そして、前記両電動モータ(9b)、 (9c)を駆動
可能な最大駆動量で駆動する場合において、特に、作業
用ハンド()l)の前進時には、前記第1アーム(8b
)が重力の作用する下向きに揺動駆動されるので、前記
第1アーム(8b)に作用する重力をも有効利用して高
速駆動できることになり、前記作業用ハンド(H)の移
動速度の高速化に有利となる(第7図参照)。In the case where both the electric motors (9b) and (9c) are driven at the maximum driving amount, especially when the working hand ()l) moves forward, the first arm (8b)
) is driven to swing downward under the action of gravity, so the gravity acting on the first arm (8b) can also be effectively used to drive at high speed, thereby increasing the movement speed of the working hand (H). (See Figure 7).
尚、前記作業用ハンド(H)がその初期位置から前記設
定距離(200mm)を移動した後は、前述の如く、負
荷が大なる側の目標駆動量を最大値に設定し、且つ、設
定時間(Δt)毎に、負荷が小なる側の電動モータに対
する目標駆動量を前記設定時間(Δt)毎のアームの現
在位置に基づいて補正しながら求めさせることになる。After the working hand (H) has moved the set distance (200 mm) from its initial position, as described above, the target drive amount on the side with the larger load is set to the maximum value, and the set time is (Δt), the target drive amount for the electric motor on the side where the load is smaller is determined while being corrected based on the current position of the arm for each set time (Δt).
ところで、ハンド後退時においては、その移動経路の途
中から、前記電動モータ(9b)、 (9c)に対する
負荷の大小の関係が逆転する状態となる。そこで、詳述
はしないが、負荷の大小が逆転する時点から、目標駆動
量を一定値に設定する側の電動モータを切り換えるよう
に、前記目標駆動ff1(Duty+)、 (outy
z)の夫々を求める毎に、その大小を比較して、大なる
値となる側の駆動量を大に設定することになる。By the way, when the hand is retracting, the magnitude relationship of the loads on the electric motors (9b) and (9c) is reversed from the middle of the movement path. Therefore, although not described in detail, the target drive ff1 (Duty+), (outy
Each time z) is determined, the magnitude is compared, and the drive amount with the larger value is set to be larger.
尚、ハンド前進時には前記近接センサ(S2)がON作
動するに伴って停止指令が与えられることになり、後退
時には初期位置に復帰するに伴って停止指令が与えられ
ることになる。そして、停止指令が与えられると、前記
目標駆動量(Duty+)、 (Dutyz)の夫々を
停止用の値に切り換えて、前記作業用ハンド(H)を停
止させることになる。When the hand moves forward, a stop command is given as the proximity sensor (S2) turns ON, and when the hand moves backward, a stop command is given as the hand returns to its initial position. When a stop command is given, each of the target drive amounts (Duty+) and (Dutyz) is switched to a value for stopping, thereby stopping the work hand (H).
又、詳述はしないが、前記停止用の目標駆動量の夫々は
、前記角速度(Gi)の値を零とし、且つ、前記角加速
度(Gi)の値を、前記第11第2アーム(8b)、
(8c)の夫々に対する駆動方向が逆転する値(−〇五
。/Δt)に設定することにより、上記(i)乃至(v
ii)式を用いて、前記動作用の目標部iJ+1t(D
uty+)、 (Dutyz)を求める場合と同様にし
て求めることができる。Further, although not described in detail, each of the target driving amounts for stopping is set such that the value of the angular velocity (Gi) is zero, and the value of the angular acceleration (Gi) is set to the value of the eleventh second arm (8b). ),
By setting the driving direction for each of (8c) to a value (-〇5./Δt), the above (i) to (v
ii) Using the formula, the target part iJ+1t(D
duty+) and (Dutyz).
ところで、前記目標駆動量(Duty)を求めるために
は、前記エンコーダ(eo)、 (e+)、(e、)の
情報に基づいて各アームの揺動角(Gi)や重力(Gi
)の値の夫々を、例えば、下記(vii)、(ix)式
に基づいて算出する必要がある。By the way, in order to obtain the target drive amount (Duty), the swing angle (Gi) and gravity (Gi) of each arm are determined based on the information of the encoders (eo), (e+), (e,).
) needs to be calculated based on the following equations (vii) and (ix), for example.
θ1=Ki xCNTi −−・−(vii
i)Gi =Mi x g xsin(Gi) ・−
−−(ix)但し、Kiは定数、Miは各アームの質量
、gは重力である。θ1=Ki xCNTi −−・−(vii
i) Gi =Mix g xsin(Gi) ・-
--(ix) However, Ki is a constant, Mi is the mass of each arm, and g is gravity.
しかしながら、前記各エンコーダから出力される情報は
、通常は実数値である。従って、前記重力(Gi)の値
を求めるためには、三角関数を含む演算を行うことにな
り、演算時間が長くなって、前記目標駆動量(Duty
)の演算間隔となる前記設定時間(Δt)の間隔が長く
なる虞れがある。However, the information output from each encoder is usually a real value. Therefore, in order to obtain the value of the gravity (Gi), calculations including trigonometric functions are performed, which increases the calculation time and increases the target drive amount (Duty).
) may become longer than the set time interval (Δt).
前記設定時間(Δt)の間隔が長(なると、前記伸縮ア
ーム(8)の作動を実時間的な時間間隔で制御できな(
なって、制御精度が低下する虞れがある。If the interval between the set times (Δt) is long, the operation of the telescoping arm (8) cannot be controlled at real time intervals (
As a result, there is a risk that control accuracy may deteriorate.
高速演算させるためには、例えば、専用の数値演算用プ
ロセッサ等を搭載することが考えられるが、装置構成が
複雑高価になる不利がある。In order to perform high-speed calculations, it is conceivable to install a dedicated numerical calculation processor, for example, but this has the disadvantage of making the device configuration complicated and expensive.
そこで、詳述はしないが、予め、前記各エンコーダの出
力値(CNTi)に対応する三角関数の値(sin(G
i))を求めてテーブル化して、前記制御装置(16)
に記憶させ、そして、そのテーブルの先頭アドレス値と
前記各エンコーダの出力値(CNTi)の1 /2”の
値を加算した値をテーブル読み出し用のアドレス値とし
て用いて、前記各エンコーダの出力値(CNTi)から
前記三角関数の値(sin(Gi))を直接読み出せる
ようにしである。Therefore, although it will not be described in detail, the trigonometric function value (sin(G
i)) is calculated and made into a table, and the control device (16)
Then, the output value of each encoder is stored using the value obtained by adding the start address value of the table and 1/2" of the output value (CNTi) of each encoder as the address value for reading the table. The value (sin(Gi)) of the trigonometric function can be directly read from (CNTi).
上記実施例では、果実(F)の位置情報として、特定色
領域(Fl)内における明るさが設定値以上となる設定
領域(F2)の重心(F3)を用いるようにした場合を
例示したが゛、前記特定色領域(Fl)内における明る
さが最大となる領域や、前記特定色領域(Fl)自体の
重心を用いることもできる。In the above example, the case where the center of gravity (F3) of the setting area (F2) where the brightness in the specific color area (Fl) is equal to or higher than the setting value is used as the position information of the fruit (F) is exemplified. It is also possible to use the area where the brightness is maximum within the specific color area (Fl) or the center of gravity of the specific color area (Fl) itself.
又、上記実施例では、本発明を果実収穫用の作業機に適
用した場合を例示したが、本発明は、収獲機以外の各種
作業機にも適用できるものであって、目標位置に向けて
作業用ハンドを直線状の設定軌跡に沿って移動させるよ
うに多関節型アームの伸縮を制御する各種の装置に適用
できる。そして、本発明を実施するに必要となる各部の
具体構成は、各種変更できる。Further, in the above embodiment, the present invention is applied to a fruit harvesting machine, but the present invention can also be applied to various types of machines other than fruit harvesting machines. The present invention can be applied to various devices that control the expansion and contraction of a multi-jointed arm so as to move a working hand along a set linear trajectory. The specific configuration of each part necessary to carry out the present invention can be changed in various ways.
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。Incidentally, although reference numerals are written in the claims section for convenient comparison with the drawings, the present invention is not limited to the structure shown in the accompanying drawings.
図面は本発明に係る多関節型アームの伸縮制御装置の実
施例を示し、第1図は多関節型アームの概略側面図、第
2図は制御構成のブロック図、第3図(イ)乃至(ハ)
及び第4図は画像処理の説明図、第5図は作業用ハンド
の概略構成を示す断面図、第6図は作業機の全体側面図
、第7図は作業用ハンドの移動軌跡の説明図である。
(H)・・・・・・作業用ハンド、(8b)・・・・・
・第1アーム、(8c)・・・・・・第2アーム、(9
b)・・・・・・第1アクチュエータ、(9c)・・・
・・・第2アクチュエータ、 (100)・・・・・・
目標駆動量演算手段、(101)・・・・・・駆動手段
。The drawings show an embodiment of the expansion/contraction control device for a multi-joint arm according to the present invention, with FIG. 1 being a schematic side view of the multi-joint arm, FIG. 2 being a block diagram of the control configuration, and FIGS. (c)
4 is an explanatory diagram of image processing, FIG. 5 is a sectional view showing the schematic configuration of the working hand, FIG. 6 is an overall side view of the working machine, and FIG. 7 is an explanatory diagram of the movement trajectory of the working hand. It is. (H)...Working hand, (8b)...
・First arm, (8c)...Second arm, (9
b)...First actuator, (9c)...
...Second actuator, (100)...
Target drive amount calculation means (101)... Drive means.
Claims (1)
な第1アーム(8b)が設けられ、先端部に作業用ハン
ド(H)を備えた第2アーム(8c)が、前記第1アー
ム(8b)の先端部に対して第2アクチュエータ(9c
)によって上下揺動駆動自在に枢支され、前記作業用ハ
ンド(H)が直線状の設定軌跡に沿って移動するように
、前記第1アクチュエータ(9b)及び前記第2アクチ
ュエータ(9c)夫々に対する単位時間当たりの目標駆
動量を設定時間毎に求める目標駆動量演算手段(100
)と、前記目標駆動量に基づいて前記第1アクチュエー
タ(9b)及び前記第2アクチュエータ(9c)の夫々
を駆動する駆動手段(101)とが設けられた多関節型
アームの伸縮制御装置であって、前記目標駆動量演算手
段(100)は、前記作業用ハンド(H)がその初期位
置から設定距離を移動するまでは、前記第1アクチュエ
ータ(9b)及び前記第2アクチュエータ(9c)の夫
々に対する目標駆動量を駆動可能な最大駆動量に設定す
るように構成されている多関節型アームの伸縮制御装置
。A first arm (8b) is provided which can be driven to swing up and down by a first actuator (9b), and a second arm (8c) having a working hand (H) at its tip is connected to the first arm (8b). The second actuator (9c
) to each of the first actuator (9b) and the second actuator (9c) so that the working hand (H) moves along a linear set locus. Target drive amount calculation means (100
) and a drive means (101) for driving each of the first actuator (9b) and the second actuator (9c) based on the target drive amount. The target drive amount calculating means (100) controls each of the first actuator (9b) and the second actuator (9c) until the working hand (H) moves a set distance from its initial position. An extension/contraction control device for an articulated arm configured to set a target drive amount to a maximum drive amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63305463A JPH0796192B2 (en) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | Expansion and contraction control device for articulated arm of harvesting machine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63305463A JPH0796192B2 (en) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | Expansion and contraction control device for articulated arm of harvesting machine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02152778A true JPH02152778A (en) | 1990-06-12 |
JPH0796192B2 JPH0796192B2 (en) | 1995-10-18 |
Family
ID=17945450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63305463A Expired - Lifetime JPH0796192B2 (en) | 1988-12-01 | 1988-12-01 | Expansion and contraction control device for articulated arm of harvesting machine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0796192B2 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS647105A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Fanuc Ltd | Optimum movement control system for industrial articulated robot |
-
1988
- 1988-12-01 JP JP63305463A patent/JPH0796192B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS647105A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-11 | Fanuc Ltd | Optimum movement control system for industrial articulated robot |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0796192B2 (en) | 1995-10-18 |
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