JPH02152783A - 吸着式の作業用ハンド - 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、バキュームパッドを先端部に支持する通気管
に、作業部支持枠が摺動自在に外嵌され、前記通気管と
前記作業部支持枠とを相対摺動操作する流体圧シリンダ
が設けられた吸着式の作業用ハンドに関する。

〔従来の技術〕

上記この種の吸着式の作業用ハンドにおいては、例えば
作業用ハンドを作業対象に向けて誘導する際にバヰ二−
ムパッドを最も先端側に位置させるようにして、吸着を
適切に行わせるようにしながらも、吸着後は作業部を吸
着した作業対象に対する適正位置に位置させるようにす
る等の目的で、前記通気管と前記作業部支持枠とを流体
圧シリンダによって相対摺動操作できるようにしたもの
である。

ところで、従来では、別体に形成された流体圧シリンダ
を、前記通気管と前記作業部支持枠との間に亘って架設
するようになっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

別体に形成された流体圧シリンダを通気管と作業部支持
枠との間に架設させるようにするには、二つの形態が考
えられる。

一つの形態は、通気管を作業部支持枠よりも充分に後方
側に突出させて、通気管の後端部と作業部支持枠の後端
部との間に流体圧シリンダを架設する形態である。

別の形態は、流体圧シリンダを作業部支持枠の外方側に
位置させた状態で、作業部支持枠と通気管との間に架設
する形態である。

前者の形態の場合には、流体圧シリンダを架設する長さ
分だけ作業用ハンドの全長が長くなる不利があり、後者
の形態の場合には、流体圧シリンダの装着スペース分だ
け作業用ハンドの外径が大きくなる不利がある。

しかも、両形態のいずれの場合にも一本の流体圧シリン
ダを設置するだけでは、コジレ等により通気管と作業部
支持枠との摺動を円滑に行わせ難いものであり、多数本
の流体圧シリンダを設置しなければならないものとなり
、全体構成が煩雑になる不利もあった。

従って、上記両形態のいずれの場合にも、作業用ハンド
のコンパクト化を図る上で支障となり、しかも全体構成
が複雑になるものであり、改善が望まれていた。

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作業用ハンド
のコンパクト化並びに簡素化を図る点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による吸着式の作業用ハンドは、バキュームパッ
ドを先端部に支持する通気管に、作業部支持枠が摺動自
在に外嵌され、前記通気管と前記作業部支持枠とを相対
摺動操作する流体圧シリンダが設けられたものであって
、その特徴は、前記流体圧シリンダが、前記通気管と前
記作業部支持枠との対向部に環状のシリンダ室を形成し
て構成されている点にある。

この場合衣のように構成すると良い。

前記通気管の外周部にシリンダ室形成用の隔壁が形成さ
れて、前後一対のシリンダ室が形成されている。

上記の特徴構成による作用効果は次の通りである。

〔作　用〕

つまり、前記通気管と前記作業部支持枠とを相対摺動操
作する流体圧シリンダが、通気管と作業部支持枠との対
向部に環状のシリンダ室を形成して構成されている。こ
のように構成された流体圧シリンダは、作業用ハンドが
相対摺動方向に長くなるのを抑制し、かつ、作業用ハン
ドの外径が大きくなるのを抑制できる。しかも通気管と
作業部支持枠とをコジレ等の発生なく相対摺動操作する
ことができるものとなる。

尚、前後一対のシリンダ室を形成して、流体圧シリンダ
を復動形式にすれば、上記相対摺動操作を一層確実に行
わせることができるものとなってよい。

〔発明の効果〕

従って、別体構成された流体圧シリンダを通気管と作業
部支持枠との間に架設する従来構成に較べて、作業用ハ
ンドのコンパクト化や簡素化を図ることができ、しかも
、通気管と作業部支持枠との相対摺動操作をコジレ等な
く円滑適切に行わせることができるのであり、もって、
−層便利に使用できる作業用ハンドを得るに至った。

又、流体圧シリンダを前後一対のシリンダ室を備えるよ
うに構成して、復動形式で相対摺動操作を行えるように
すれば、往復動のいずれをも的確に操作でき、−層良い
。

〔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（Ｆ）
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、作業部支持枠としての捕捉部ケース（１２）が
、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（１３）が設けられている。尚、前
記バキュームパッド（１０）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（Ｓ、）とが内蔵されている。

前記各センサ（ｓ、）、　（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１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（１４）
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（１５＆）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（１６ｂ
）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（１６
ａ）に、前記捕捉空間（＾）の外周囲を覆うカバー〈１
７）や前記柄切断装置（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（１７υ）、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（１７０）　と前記下部カバー（１７０
）とは、同横軸芯（Ｐ、）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）　ノ
前方側ニ、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）の夫々は、
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（１０）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（１７Ｕ）及び前記左右−対の側部カバー（１７Ｌ）
、　（１７Ｒ）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Ｍ　（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
（１７１１）、　（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（Ｓｌ）、
　（ｓｓ）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図口参照）、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。

又、前記下部カバー（１７０）　には、前記納期断装置
（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（ＳＳ）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（Ｈ）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（１７［１
）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（Ｓ＋）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
。

前記納期断装置（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）　とからなる。

前記刃体（１３ａ）と前記柄支持部材（１３ｂ）とは、
前記捕捉部ケース（１２）の前半部分（１６ａ）に同横
軸芯（Ｐ２）周りで上下揺動自在に枢着され、差動機構
としても作動するように構成された空圧式のシリンダ（
Ｂ）によって退避位置から起伏揺動され、かつ、一方が
柄に当接して停止した後も引き続き他方を起伏揺動操作
させて、柄を押し切るように構成されている。勿論この
空圧式のシリンダ（Ｂ）によって退避位置に復帰操作さ
れることになる。

前記空圧式のシリンダ（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（１６
ｂ）　に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
（１３ｂ）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、前記シリンダチューブ側部材（
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（１３ｔ））を回転駆動する柄支持用ピニオン（３
２）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（３４ｈ）と柄支持部材（
１３ｂ）の左端部が固着された柄支持用ビニオン（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（１’ｌ）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）、
　（Ｓ５）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（１９，２２
，８）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（
）Ｉ）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）　（Ｄ夫々ヲ制御シテ、前記作業用
ハンド（Ｈ）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
３）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
（４１）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、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（Ｓｌ）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１５ｆｆｌ（イ）、　（ｏ）　　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（Ｆｌ）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、設定閾値に基づいて２値化することにより、前記
イメージセンサ（ｓｌ）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、前記特定色領域（ＰＩ
）をマスクとして用いて、前記イメージセンサ（Ｓｌ）
から出力される画像信号のうちの輝度信号（Ｙ）を設定
閾値に基づいて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（Ｓｌ）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（Ｓｌ）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）。一つまり、前記作業用ハ
ンド（Ｈ）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（Ｈ）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し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（Ｓυ
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（Ｓ、）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（Ｓ、）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（Ｓ、）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（Ｓ、）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（Ｓ、）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（Ｈ）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（ｌ（）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
各電動モータ（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
（ＩＩ）を前記近接センサ（Ｓ、）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）をその最大伸長路＃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（１０ｃ＋ｎ）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（Ｈ）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（ＩＩ）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
（Ｆｌ）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）の大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（ハ）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）、　（Ｓ５）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、前記バキュームバッド（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（Ｆ、）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、本発明を果実収穫用作業機に適用した
場合を例示したが、本発明は、トマト等の野菜用収穫機
等、各種の作業機に適用できるものであって、作業用ハ
ンド（Ｈ）の具体構成等、各部の具体構成は各種変更で
きる。

例えば上記実施例では、作業部支持枠（１２）をアーム
（８）　に支持された通気管（１１）に対して摺動操作
する場合を例示したが、これとは逆に作業部支持枠（１
２）をアーム（８）に支持し、この作業部支持枠（１２
）にたいして通気管（１１）を摺動操作するようにして
もよい。

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（八）　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（
八）及び第１６図は画像処理の説明図である。 （１０）・・・・・・バキュームパッド、（１１）・・
・・・・通気管、（１２）・・・・・・作業部支持枠、
（２１）・・・・・・隔壁、（２２）・・・・・・流体
圧シリンダ、（２２Ｆ）、　（２２Ｒ）・・・・・・シ
リンダ室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、バキュームパッド（１０）を先端部に支持する通気
   管（１１）に、作業部支持枠（１２）が摺動自在に外嵌
   され、前記通気管（１１）と前記作業部支持枠（１２）
   とを相対摺動操作する流体圧シリンダ（２２）が設けら
   れた吸着式の作業用ハンドであって、前記流体圧シリン
   ダ（２２）が、前記通気管（１１）と前記作業部支持枠
   （１２）との対向部に環状のシリンダ室（２２Ｆ）、（
   ２２Ｒ）を形成して構成されている吸着式の作業用ハン
   ド。 ２、請求項１記載の吸着式の作業用ハンドであって、前
   記通気管（１１）の外周部にシリンダ室形成用の隔壁（
   ２１）が形成されて、前後一対のシリンダ室（２２Ｆ）
   、（２２Ｒ）が形成されている吸着式の作業用ハンド。