JPH0271989A - Control device for expansion of artuculated arm - Google Patents

Control device for expansion of artuculated arm

Info

Publication number
JPH0271989A
JPH0271989A JP22206488A JP22206488A JPH0271989A JP H0271989 A JPH0271989 A JP H0271989A JP 22206488 A JP22206488 A JP 22206488A JP 22206488 A JP22206488 A JP 22206488A JP H0271989 A JPH0271989 A JP H0271989A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
actuator
drive amount
target drive
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP22206488A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0790478B2 (en
Inventor
Yoshihiro Ueda
吉弘 上田
Masaaki Nishinaka
正昭 西中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kubota Corp
Original Assignee
Kubota Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kubota Corp filed Critical Kubota Corp
Priority to JP63222064A priority Critical patent/JPH0790478B2/en
Publication of JPH0271989A publication Critical patent/JPH0271989A/en
Publication of JPH0790478B2 publication Critical patent/JPH0790478B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the moving speed of a working hand by setting the aiming drive quantity for the actuator of the arm of a bigger driving load side in the max. driving quantity and providing a means for correcting the aiming drive quantity based on a hand position detection value by the actuator of smaller side. CONSTITUTION:A position detection means 102 detecting the present position of the working hand located on a set locus is provided. Moreover, the aiming drive quantity for the actuator 9b or 9c of the arm of one part side whose driving load is larger of a 1st arm or 2nd arm is set by an aiming drive quantity arithmetic means 100. At the same time, the aiming drive quantity of the actuator 9c or 9b of the arm of the other side whose driving load is smaller is corrected by the arithmetic means 100 based on the detection information of a position detection means 102. As a result, the actuator 9b or 9c of the arm of a larger load side is driven in the max. drive quantity with constraining the generation of slippage to the set locus of the working hand and the moving speed of the hand can be increased.

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
、前記作業用ハンドを直線状の設定軌跡に沿って移動さ
せるように、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、その目標駆
動量演算手段にて求められた目標駆動量で前記第1アク
チュエータ及び前記第2アクチンエータの夫々を駆動す
る駆動手段とが設けられ、前記目標駆動量演算手段は、
前記第1アーム又は前記第2アームのうちの駆動負荷が
大なる一方側のアームのアクチュエータに対する目標駆
動量を所定値に設定して、他方側のアームのアクチュエ
ータの目標駆動量を求め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 pivotably supported by a second actuator to the tip of the first arm so as to be able to swing vertically, and move the working hand along a linear set locus. target drive amount calculation means for calculating a target drive amount per unit time for each of the first actuator and the second actinator at each set time; A drive means for driving is provided, and the target drive amount calculation means includes:
A target drive amount for the actuator of one arm of the first arm or the second arm with a large drive load is set to a predetermined value, and a target drive amount of the actuator of the other arm is determined. This invention relates to an extension/contraction control device for an articulated arm.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

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、
アクチュエータの単位時間当たりの目標駆動量の設定可
能な最大値は、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、アクチュエータの最大
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 for the target driving amount per unit time of the actuator is limited by the maximum driving force of the actuator so that the driving force of the actuator is equal to or less than the maximum driving force at the time of maximum load.

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.

但し、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問題にならないことが多いので
、第1アーム又は第2アームのうちの駆動負荷が大なる
一方側のアームのアクチュエータに対する目標駆動量を
所定値に設定して、他方側のアームのアクチュエータの
目標駆動量を求めるようにすれば、作業用ハンドの移動
速度を極力穴にできる。
However, in this type of multi-jointed arm extension/contraction control device, changes in speed or fluctuations in the amount of movement per unit time of the work hand during movement are often not a problem, so By setting the target drive amount for the actuator of one arm, which has a large drive load, to a predetermined value and then finding the target drive amount of the actuator of the other arm, the movement speed of the work hand can be adjusted. I can make holes as much as possible.

説明を加えれば、例えば、アーム全体を縮めた状態から
アームを伸ばして作業用ハンドを重力に抗する方向に突
出させる場合には、第2アームが第1アームの先端部に
取り付けられ、且つ、その第2アームを重力に抗する方
向に揺動させることになるために、第2アームのアクチ
ュエータに対する負荷のほうが第1アームのアクチュエ
ータに対する負荷よりも大となり、−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を引退さ
せる場合には、第1アームを重力に抗する方向に揺動さ
せることになるために、第1アームのアクチュエータに
対する負荷のほうが第2アームのアクチュエータに対す
る負荷よりも大となるが、何れか一方のアクチュエータ
に対する負荷は、他方のアクチュエータに対する負荷よ
りも軽い状態となる。
To explain, for example, when the arm is extended from a state in which the entire arm is retracted and the working hand is made to protrude in a direction that resists gravity, the second arm is attached to the tip of the first arm, and Since the second arm is swung in a direction that resists gravity, the load on the actuator of the second arm is greater than the load on the actuator of the first arm. When retracting the arm and retiring the working hand, the first arm is swung in a direction that resists gravity, so the load on the actuator of the first arm is greater than the load on the actuator of the second arm. However, the load on one of the actuators is lighter than the load on the other actuator.

そこで、負荷が大なる側のアクチュエータの目標駆動量
を所定値に設定して、負荷が小なる側のアクチュエータ
の目標駆動量を求めさせることにより、負荷が大なる側
のアクチュエータの駆動力が極力穴となるようにして、
アーム駆動用のアクチュエータの駆動力を増大させるこ
となく、作業用ハンドが目標位置に到達するまでに要す
る時間を短縮させることができるようにしているのであ
る。
Therefore, by setting the target drive amount of the actuator on the side with a larger load to a predetermined value and determining the target drive amount of the actuator on the side with a smaller load, the driving force of the actuator on the side with a larger load can be minimized. Make it a hole,
This makes it possible to shorten the time required for the working hand to reach the target position without increasing the driving force of the actuator for driving the arm.

但し、従来では、アクチュエータの作動位置が目標駆動
量に応じた値に維持されるようにするために、上記負荷
が大なる側のアクチュエータの目標駆動lを、アクチュ
エータの最大駆動量から位置の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ようにして
いた。
However, in the past, in order to maintain the operating position of the actuator at a value corresponding to the target drive amount, the target drive l of the actuator on the side where the load is larger is determined by position feedback from the maximum drive amount of the actuator. It was set to a value less than the value excluding the control margin for control.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従って、従来構成では、負荷が大なる側のアクチュエー
タの目標駆動量をアクチュエータの最大駆動量に設定で
きないので、アクチュエータの最大駆動量全部は利用で
きないことになり、改善が望まれていた。
Therefore, in the conventional configuration, the target drive amount of the actuator on the side with a larger load cannot be set to the maximum drive amount of the actuator, so the entire maximum drive amount of the actuator cannot be used, and an improvement has been desired.

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、負荷が大なる側のアクチュエータをアクチュ
エータの最大駆動量で駆動できるようにすることにある
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and its purpose is to enable the actuator on the side with a larger load to be driven with the maximum drive amount of the actuator.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

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、前記作業用ノ1
ンドを直線状の設定軌跡に沿って移動させるように、前
記第1アクチ二エータ及び前記第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、その目標駆動量演算手段に
て求められた目標駆動量で前記第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、前記目標駆動量演算手段は、前記第1アーム
又は前記第2アームのうちの駆動負荷が大なる一方側の
アームのアクチュエータに対する目標駆動量を所定値に
設定して、他方側のアームのアクチュエータの目標駆動
量を求めるように構成されているものであって、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 working no.
a target drive amount calculation means for calculating a target drive amount per unit time for each of the first actuator and the second actuator at each set time so as to move the actuator along a linear set locus; drive means for driving each of the first actuator and the second actuator with the target drive amount determined by the drive amount calculation means; The target driving amount for the actuator of one arm of the arms with a large driving load is set to a predetermined value, and the target driving amount of the actuator of the other arm is determined, Its characteristic structure is as follows.

すなわち、前記設定軌跡上における前記作業用ハンドの
位置を検出する位置検出手段が設けられ、前記目標駆動
量演算手段は、前記第1アーム又は前記第2アームのう
ちの駆動負荷が大なる一方側のアームのアクチュエータ
に対する目標駆動量を最大駆動量に設定して、駆動負荷
が小なる他方側のアームのアクチュエータの目標駆動量
を、前記位置検出手段の検出情報に基づいて補正するよ
うに構成されている点にある。
That is, a position detecting means for detecting the position of the working hand on the set trajectory is provided, and the target drive amount calculating means is configured to detect the position of the working hand on the set trajectory, and the target drive amount calculating means is configured to detect the position of the working hand on the set trajectory, and the target drive amount calculating means is configured to detect the position of the working hand on the set trajectory. The target drive amount for the actuator of the arm on the other side is set to the maximum drive amount, and the target drive amount of the actuator of the other arm, which has a smaller drive load, is corrected based on the detection information of the position detection means. The point is that

〔作 用〕[For production]

作業用ハンドの移動軌跡は、第1アームと第2アームの
両方の作動位置によって決まることから、負荷が犬なる
側のアクチュエータに対する作動位置がフィードバンク
制御できない状態であっても、負荷が小なる側のアクチ
ュエータの目標作動位置を設定時間毎の作業用ハンドの
現在位置に基づいて補正すれば、作業用ハンドの設定軌
跡に対するずれを修正できることになる。
Since the movement trajectory of the work hand is determined by the operating positions of both the first arm and the second arm, the load will be small even if the operating position of the actuator on the side where the load is lower cannot be controlled by feedbank. By correcting the target operating position of the side actuator based on the current position of the working hand at each set time, it is possible to correct the deviation of the working hand from the set trajectory.

そこで、設定軌跡上における前記作業用ノ\ンドの位置
を検出して、その検出位置情報に基づいて、設定時間毎
に、駆動負荷が小なる他方側のアームのアクチュエータ
の目標駆動量を補正させながら駆動するのである。
Therefore, the position of the working node on the set trajectory is detected, and based on the detected position information, the target drive amount of the actuator of the other arm, which has a smaller drive load, is corrected at each set time. It is driven while doing so.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

もって、合理的な装置改造により、作業用)%ンドの設
定軌跡に対するずれの発生を抑制しながら、負荷が大な
る側のアクチュエータを最大駆動量で駆動できるので、
作業用ハンドの移動速度を向上できるに至った。
Therefore, by rationally modifying the equipment, it is possible to drive the actuator on the side with a larger load at the maximum drive amount while suppressing the occurrence of deviation from the set locus of the working hand).
The movement speed of the working hand has now been improved.

〔実施例〕〔Example〕

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7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。
As shown in FIG. 7, 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 freely, and at the tip of the boom (2), An auxiliary boom (3) is attached to be able to swing freely in the horizontal direction,
A working manipulator (4) equipped with a working hand (H) for fruit harvesting is attached to the tip of the auxiliary boom (3), thereby forming a working machine for fruit harvesting.

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
用電動モータである。
In the figure, (5) is the hydraulic cylinder for lifting the boom, (6)
(7) is a hydraulic cylinder for boom rotation, and (7) is an electric motor 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7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
れる基端部ベース(8a)と、その基端部ベース(8a
)に対して揺動用アクチュ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
に対して揺動用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、前記作業用ノ\ンド(
l()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 7, the multi-jointed arm (
8) is a base end base (8a) that is driven to rotate around the vertical axis (Y) by a rotating electric motor (9a) at the tip of the auxiliary boom (3), and 8a
), the first arm (8b) is driven to swing around the horizontal axis (X) by the swinging electric motor (9b) as a swinging actuator, and the tip of the first arm (8b) is On the other hand, the second motor is pivotally supported by an electric motor for expansion and contraction (9c) serving as a swinging actuator so as to be able to swing vertically.
It consists of an arm (8c). In addition, the above-mentioned work node (
l() is attached to the tip of the second arm (8c) so as to be driven to swing in conjunction with the swinging of the second arm (8c) by the telescopic electric motor (9c). There is.

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
、前記作業用ハント寅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(シ)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
y+)、 (口uty2ンを、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 work hunter (H) moves between the initial position and the fruit to be harvested (F). The target driving amount (Dut
y+), (The arm (8) is extended and contracted by driving the arm (8) while determining the opening (uty2) 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(8
b)は、前記揺動用電動モ:り(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)
) is formed to have the same length (A), and the first arm (8
b) 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).
The second arm (
The pivot points are interlocked and connected by a chain (10b) so that the swinging force is swung in a direction opposite to the swinging force direction of 8c).

従って、前記作業用ハンド(H)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(8
b)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(θ1)を減算した角度が、前記設定軌跡(
シ)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量(Dut
y+)、 (Duty2)の夫々が設定されることにな
る。
Therefore, the working hand (H) is moved along the set trajectory (L).
In order to move along the first arm (8
The swing angle (θ2) of the second arm (8c) with respect to b)
The angle obtained by subtracting the swing angle (θ1) of the first arm (8b) with respect to the vertical direction from half of the set trajectory (
In order to match the elevation angle (η) with respect to the horizontal direction of
A target drive amount per unit time (Dut
y+) and (Duty2) 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()I)について説明すれば、第6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
(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
だ状態で切断する納期断装置(14)とを備えている。
To explain the working hand (I), as shown in FIG.
A vacuum pad (11) for adsorbing F) is provided,
Fruit (F) adsorbed to the vacuum pad (11)
A trapping part case (13) is externally supported to be movable in the front and rear directions with respect to the ventilation pipe (12) of the vacuum pad (11) so as to cover the vent pipe (12), and a trapping part case (13) that is taken into the trapping part case (13) It is equipped with a delivery cutoff device (14) that cuts the fruit (F) while holding the handle part in the vertical direction.

尚、前記通気管(11)は、蛇腹式のホース(15) 
(第7図参照)にて、前記車体(V)側に搭載された吸
引ポンプ(図示せず)に配管接続されている。
The ventilation pipe (11) is a bellows type hose (15).
(See FIG. 7), the piping is connected to a suction pump (not shown) mounted on the vehicle body (V) side.

前記捕捉部ケース(13)は、前記通気管(12)に外
嵌される支持部材(13a)に固着された上部ケース(
13b)と、前記支持部材(13a)に対して縦軸芯周
りに揺動自在に枢着された下部ケース(13c)とに2
分割して形成しである。
The trapping part case (13) includes an upper case (
13b), and a lower case (13c) which is pivotally connected to the support member (13a) so as to be swingable around the vertical axis.
It is divided and formed.

つまり、前記下部ケース(13C)を、前記通気管(1
2)に対して横方向に揺動させることによって、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しているのである。
That is, the lower case (13C) is
By swinging the fruit (F) in the lateral direction with respect to 2), the fruit (F) whose handle has been cut and which is held within the trapping part case (13) can be discharged to the outside.

又、前記納期断装置(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
(14a)に前記果実(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。
Further, the delivery deadline cutting device (14) includes a clipper-shaped blade (14a) for cutting the handle of the fruit (F), and a clipper-shaped blade (14a) that presses the handle of the fruit (F) from below. A supporting member (14b) for supporting the handle is provided.

但し、図示を省略するが、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納期断装置(14)を駆動するため
のアクチュエータ等の収穫作動させるための各種アクチ
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、前記納期断装置(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 shown, the working hand (H) includes an actuator for moving the catching part case (13) in and out, an actuator for driving the delivery deadline device (14), etc. There are various actuators for actuation and fruit (F) on the vacuum pad (11).
), a sensor for detecting the egress/egress position of the trapping part case (13), a sensor for detecting the driving state of the delivery deadline interrupting device (14), etc. Various sensors will be provided.

尚、第6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(H)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
ット責11)の内部に設けられている。又、(16)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. 6, (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 photographing the fruit (F) located in the direction in which the working hand (H) is facing. (H) is a proximity sensor using infrared light that detects when the fruit approaches the fruit to be harvested within a set distance,
Both sensors (s+) and (S2) are provided inside the vacuum pad 11) so as not to interfere with approach and fruit harvesting. Further, (16) 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(16)にて照
光しながら1、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 work hand (H) facing the direction in which the fruit to be harvested is located, and while being illuminated by the illumination device (16), 1. the image sensor (Sl) performs an imaging process and images the image. Based on the image information, the approach direction of the working hand (H), that is, the working hand (H)
The direction of the set locus (L) for moving 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がって伸縮するよう
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(P)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 (P) is taken inside, the stalk is cut and harvested.

但し、前記イメージセンサ(Sl)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 imaging field of the image sensor (Sl), which fruit should be approached first is determined based on brightness information of the image captured by the image sensor (Sl). , so that the approach order is automatically determined.

次に、前記イメージセンサ(Sl)にょる撮像画像情報
に基づいて、果実(F)の位置する方向つまりアプロー
チ方向を検出すると共に、アプローチ順序を決定するた
めの制御構成について説明する。
Next, a control configuration for detecting the direction in which the fruit (F) is located, that is, the approach direction, and determining the approach order based on the image information captured by the image sensor (Sl) will be described.

第2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モータ(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ピュータ利用の制
御装置(17)と、その制御装置(17)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>
As shown in FIG. 2, each means is configured to process the image information captured by the image sensor (Sl) to determine the direction in which the fruit to be harvested (F) is located, and to determine the approach order. Then, in the determined approach order, move the working hand (H) to the fruit to be harvested (F
), the hydraulic cylinder for lifting and lowering the boom (5), the hydraulic cylinder for swinging the boom (6), the auxiliary boom swinging motor (7), and each electric motor for driving the arm (8). (9a), (9b), (9c)
A control device (17) using a microcomputer controls the operation of each of the electric motors (9a>) for driving the arm (8) based on instructions from the control device (17).
.

(9b)、 (9c)の夫々を駆動するサーボコントロ
ーラ(18)とが設けられている。
A servo controller (18) is provided to drive each of (9b) and (9c).

つまり、前記制御装置(17)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(18)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 (17), the swinging electric motor (9a) and the swinging electric a motor (9b), and the telescopic electric motor (
9c) A 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 (18) is configured to calculate the target drive amount calculation means ( 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
)の夫々には各アーム(8b)、 (8c)の揺動角度
を検出するためのエンコーダ(eo)、 (e、)、 
(e2)が付設され、前記サーボコントローラ(18)
は、基本的には、それらエンコーダ(eo>、 (e、
)、 (e=)の検出情報に基づいて、前記各アーム(
8b)、 (8c)の揺動角度(θ0)、(θ1)、(
θ2)が目標駆動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。
In addition, each of the electric motors (9a), (9c), (9c
) are equipped with encoders (eo), (e,), for detecting the swing angle of each arm (8b), (8c), respectively.
(e2) is attached, and the servo controller (18)
are basically those encoders (eo>, (e,
), (e=), each arm (
8b), (8c) swing angle (θ0), (θ1), (
The drive amount is feedback-controlled so that θ2) becomes a position 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1t(tlutya)、 (Duty+)、 (D
uty2)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(18)は、前記目標駆動量演算手段(
ioo)によって求められる目標駆動ff1(Duty
o)。
However, each of the electric motors (9a), (9c), (9
c) is configured such that the drive amount is adjusted by PWM modulating the supply voltage for drive, and each target drive 1t(tlutya), (Duty+), (D
uty2) is set as a duty ratio value in PWM modulation. In other words, the servo controller (18) has the target drive amount calculation means (
Target drive ff1 (Duty
o).

(Duty+)、 (Duty2)となるように供給電
圧(v8)をPWM変調して、前記各電動モータ(9a
)、 (9c)。
(Duty+), (Duty2), the supply voltage (v8) is PWM-modulated to each electric motor (9a).
), (9c).

(9c)を駆動することになる。(9c) will be driven.

尚、前記アーム旋回用電動モータ(9a)は、アプロー
チ開始位置において、前記作業用ハンド(H)の水平方
向での向きを収穫対象果実の位置する方向に向けた後は
、停止されることになり、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、駆動量を制
御する必要がないので、その目標駆動量を求めるための
構成についての説明は省略する。
The arm turning electric motor (9a) is stopped after the working hand (H) is horizontally directed in the direction in which the fruit to be harvested is located at the approach start position. Therefore, unlike the swing motor (9b) and the telescoping electric motor (9c), there is no need to control the drive amount, so a description of the configuration for determining the target drive amount 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(Outy+)。
Next, target drive amounts (Outy+) of the swing electric motor (9b) and the telescopic electric motor (9c).

(Duty2)を求める目標駆動量演算手段(1,00
)について説明する。
(Duty 2) Target drive amount calculation means (1,00
) 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(v8)をPWM変調するためのデ
ユーティ比(Duty)は、トルク(τ)、及び、角速
度(θ)に基づいて、下記(i)式から求める但し、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 (v8) is calculated from the following equation (i) based on the torque (τ) and the angular velocity (θ). However, 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(θ)は、前記第
1、第27− 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、前記各電動モータ(9b)、 (9c)
夫々の目標駆動量(Duty+)、 (DljjY2)
の夫々は、下記(ii)、(in)式に示すように書き
換えることができる。
The torque (τ) and the angular velocity (θ) are determined based on the inertial force (J) and gravity (G) applied to the pivot points of the first and second arms (8b) and (8c), respectively. , can be determined, so each of the electric motors (9b), (9c)
Each target drive amount (Duty+), (DljjY2)
can be rewritten as shown in formulas (ii) and (in) below.

Duty I =、L l’θ++J+2・θ2+cl
−θ、+G、・・団・(i+)Duty2=J2+”θ
1+J2□・θ2+C2・θ2+G2.旧−・(iii
)但し、θ1は加速度、vlは角速度、C1は粘性抵抗
とモータの逆起電力係数とを加算した値である。
Duty I =, L l'θ++J+2・θ2+cl
-θ, +G,...group (i+)Duty2=J2+”θ
1+J2□・θ2+C2・θ2+G2. Old - (iii
) However, θ1 is the acceleration, vl is the angular velocity, and C1 is the sum of the viscous resistance and the back electromotive force coefficient of the motor.

一方、前記作業用ハンド(H)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(vl)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 moving distance (σ) and the elevation angle (η) of the working hand (H) from the approach start position are the first,
The length (A) of each of the second arms (8b) and (8c),
The length (B) of the working hand (H), the swing angle (vl) of the first arm (8b) with respect to the vertical direction, and the swing angle (vl) of the second arm (8c) with respect to the first arm (8b). From the swing angle (θ2), it can be determined based on the following equations (iv) and (v), respectively.

(7=2A−sin(θ2/2)−’−,B  −・−
1iv)η=θ2/2−θ1     ・・・・・・(
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。
(7=2A-sin(θ2/2)-'-,B-・-
1iv) η=θ2/2-θ1 ・・・・・・(
v) However, since the change in the elevation angle (η) is small,
By differentiating the above equation (v) twice, 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アーム(
8a)、 (8c)の目標揺動角(θI)は、角速度(
θ1)、及び、角加速度(vl)の夫々に基づいて、下
記(vi)式にて求めることができる。
Therefore, the first and second arms (
The target swing angle (θI) of 8a) and (8c) is the angular velocity (
θ1) and angular acceleration (vl) using the following equation (vi).

θl=θ1o+(θl十〇、。)・Δt/2−・・・・
・(vl)但し、 θ1=(θ、o+0/C)exp(−CΔt/J) −
〇/Cθi =−C/J・(θi o + D/’C)
 exp (−Δt/J)D=Gi −Dutyl C=C1 J=Jt+/2+Jtz である。
θl=θ1o+(θl〇,.)・Δt/2−・・・・
・(vl) However, θ1=(θ, o+0/C)exp(-CΔt/J) −
〇/Cθi = -C/J・(θi o + D/'C)
exp (-Δt/J)D=Gi-Dutyl C=C1 J=Jt+/2+Jtz.

尚、θ1oは初期値である。Note that θ1o is an initial value.

つまり、前記目標駆動t(Duty+)、 (Duty
2)の夫々は、アームの現在位置つまり前記第1アーム
(8b)及び前記第2アーム(8c)夫々の現在の揺動
角(θ1(n))+(θ2 (h) )の値と、設定時
間(Δt)後の揺動角(θ1(。+1))、(θ2(、
、。3.)との差から、上記(i)乃至(vi)式を用
いて求めることができるのである。
In other words, the target drive t(Duty+), (Duty
Each of 2) is the current position of the arm, that is, the value of the current swing angle (θ1(n))+(θ2(h)) of each of the first arm (8b) and the second arm (8c), Swing angle (θ1(.+1)), (θ2(,
,. 3. ), it can be determined using equations (i) to (vi) above.

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/’%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 state in which the entire arm is extended and retracting the working arm (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■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ノ’%ンド(H)の移動速度を高
速化できるのである。
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 for the electric motor with the smaller load so that the drive energy can be effectively used, the overall moving speed of the working node (H) can be increased. It is possible to convert

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変調におけるデユーティ比の値を、
及大駆動壷に対応する100%の一定値に設定すると共
に、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るようにし
である。
Therefore, the target drive amount of the electric motor on the side where the load is larger, that is, the value of the duty ratio in the PWM modulation, is
In addition to setting the target drive amount to a constant value of 100% corresponding to the large drive pot, at each set time (Δt), the target drive amount for the electric motor on the side with a smaller load is set to the current value of the arm at each set time (Δt). This is done by making corrections based on the position.

但し、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。
However, when the hand is retracted, the magnitude relationship of the loads on the electric motors (9b) and (9c) is reversed from the middle of the movement path.

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1(Duty+)、 (
Duty2)の夫々を求める毎に、その大小を比較して
、大なる値となる側を前記最大値(100%)に設定す
るようにしである。
Therefore, although not described in detail, the target drive 1 (Duty+), (
Each time each of Duty2) is calculated, the magnitude is compared and the larger value is set to the maximum value (100%).

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+)、 (Duty2)を停止用
の値に切り換えて、前記作業用ハンド(1()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, the target drive amount (Duty+), (Duty2) is switched to a value for stopping, and the working hand (1()) is stopped.

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(θ1)の値を零とし、且つ、前記角加速
度(θ1)の値を、前記第1、第2アーム(8b)、 
(8c)の夫々に対する駆動方向が逆転する値(−θ、
。/Δt)に設定することにより、上記(1)乃至(v
i)式を用いて、前記動作用の目標駆動量(Duty+
)、 (Duty2)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 drive amounts for stopping is set such that the value of the angular velocity (θ1) is zero, and the value of the angular acceleration (θ1) is set to the value of the first and second arms ( 8b),
Values (-θ,
. /Δt), the above (1) to (v
i) Using the formula, the target drive amount for the operation (Duty +
), (Duty2) can be obtained in the same manner as in the case of obtaining.

次に、第3図(イ)、(ロ)に示すフローチャートに基
づいて、負荷が大なる側の電動モータの目標駆動量(D
uty、又はDuty2)を最大値(100%)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求め
るための処理について説明を加える。
Next, based on the flowcharts shown in Figures 3 (a) and (b), the target drive amount (D
A description will be added of a process for setting Uty (or Duty2) to the maximum value (100%) and determining the target drive amount of the electric motor with the smaller load.

但し、ハンド前進時及びハンド後退時の何れにおいても
前記第2アーム(8c)の負荷が前記第1アーム(8b
)よりも大であると仮定して、その負荷が大となる目標
駆動量(Dutyz)を100%に設定し、そして、前
記第1アーム(8b)の目標駆動量(Duty+)を設
定時間(Δt)毎に求めさせるものとする。
However, both when the hand moves forward and when the hand moves backward, the load on the second arm (8c) is greater than the load on the first arm (8b).
), the target drive amount (Dutyz) at which the load is large is set to 100%, and the target drive amount (Dutyz) of the first arm (8b) is set over the set time (Dutyz). Δt).

先ず、第3図(イ)に示すフローチャートに基づいて、
ハンド前進時における目標駆動量演算処理について説明
する。
First, based on the flowchart shown in Figure 3 (a),
The target drive amount calculation process when the hand moves forward will be explained.

すなわち、前記制御装置(17)は、前記設定時間(△
t)毎に、前記サーボコントローラ(1g) ヲ介して
人力される前記アーム揺動用モータ(9b)に対するエ
ンコーダ(el)の検出情報、及び、前記アーム伸縮用
モータ(9c)に対するエンコーダ(e2)の検出情報
の夫々に基づいて、前記作業用ハンド(H)の現在位置
(n)に対応する値となる前記アーム(8b)、 (8
c)の揺動角の現在値(θI (+、) )+(θ2(
。))の夫々を求め、そして、その値に基づいて慣性力
(J (−) )や重力(G (h) )の夫々を求め
る。
That is, the control device (17) controls the set time (△
t), detection information of the encoder (el) for the arm swinging motor (9b) which is manually operated via the servo controller (1g), and detection information of the encoder (e2) for the arm extension/contraction motor (9c). Based on each of the detection information, the arm (8b), (8) has a value corresponding to the current position (n) of the working hand (H).
c) Current value of swing angle (θI (+,) ) + (θ2(
. )), and then, based on the values, inertial force (J (-) ) and gravity (G (h)) are determined.

つまり、前記エンコーダ(e、)、 (e2)の検出情
報に基づいて前記アーム(8b) 、 (8c)の揺動
角の現在値(θ、(。))、(θ2 (n) )を求め
る処理が、設定軌跡上における前記作業用ハンド(H)
の位置を検出する位置検出手段(102> に対応する
ことになる。
That is, the current values (θ, (.)) and (θ2 (n)) of the swing angles of the arms (8b) and (8c) are calculated based on the detection information of the encoders (e,) and (e2). The processing is performed using the working hand (H) on the set trajectory.
This corresponds to the position detecting means (102>) for detecting the position of.

次に、上記(iv)式から、次の目標位置における前記
第2アーム(8c)の目標角速度(θ2′い+1))及
び目標揺動角(θ2′い。I))の夫々を求め、そ。
Next, from the above equation (iv), determine each of the target angular velocity (θ2′+1)) and target swing angle (θ2′+1)) of the second arm (8c) at the next target position, So.

の目標揺動角(θ2Zn+11>の値から前記第1アー
ム(8b)の目標揺動角(01′いや、、)を求める。
The target swing angle (01', . . . ) of the first arm (8b) is determined from the value of the target swing angle (θ2Zn+11>).

そして、前記両目標揺動角(θビ(。。1))。And both target swing angles (θbi(..1)).

(θ2I(。++))に基づいて、設定時間(Δt)後
の慣性(J (gm +) )及び前記重力(G <、
、−11)の夫々を求め、それらの値から、次の目標位
置(n+1)  における目標角速度(θ2°(n。2
))及び目標揺動角(θ2” (r++21 )の夫々
を求める。
(θ2I(.++)), the inertia (J (gm +) ) after the set time (Δt) and the gravity (G <,
, -11), and from those values, the target angular velocity (θ2°(n.2
)) and the target swing angle (θ2'' (r++21)).

次に、求めた目標揺動角(θ2” [n+2) )の値
から、前記第1アーム(8b)の縦軸芯(Y)周りでの
目標旋回角(θ。(n+2))及び前記第1アーム(8
b)の横軸芯(X)周りでの目標揺動角(θ”(n+2
))の夫々を求めて、それらの値から、前記アーム旋回
用電動モータ(9a)の目標駆動1(Dutyo)  
と前記アーム揺動用電動モータ(9b)の目標駆動量(
Duty+)の夫々を求めて、前記アーム伸縮用電動%
 −タ(9c)の目標駆動量(Duty2=100%)
と共に、前記サーボコントローラ(18)に渡し、且つ
、次の目標駆動量演算のために、前記サーボコントロー
ラ(18)から次の目標位置における前記揺動角の現在
値(θl (r++ 1) )+ (θ2(n+1))
の夫々を受は取った後、目標位置設定用の変数(n>の
値に“1”を加算することになる。
Next, from the obtained target swing angle (θ2'' [n+2)), the target swing angle (θ.(n+2)) of the first arm (8b) around the vertical axis (Y) and the 1 arm (8
Target swing angle (θ”(n+2) around the horizontal axis (X) of b)
)), and from those values, the target drive 1 (Dutyo) of the arm turning electric motor (9a) is determined.
and the target drive amount of the arm swinging electric motor (9b) (
Duty +), and calculate the electric power % for arm extension/contraction.
- Target drive amount of data (9c) (Duty 2 = 100%)
At the same time, the current value of the swing angle at the next target position (θl (r++ 1) ) + is passed to the servo controller (18) and is sent from the servo controller (18) to the next target drive amount calculation. (θ2(n+1))
After receiving each of them, "1" is added to the value of the variable (n>) for setting the target position.

ハンド後退時における目標駆動量演算処理について説明
すれば、第3図(ロ)に示すように、上述のハンド前進
時と同様にして、次の目標位置における前記第1アーム
(8b)の目標揺動角(θビ(ゎヤ、))と前記第2ア
ーム(8c)の目標揺動角(02*(。+、))の夫々
を求めると共に、求めた目標揺動角(θl”(n。、、
)、(θ2′(nや、))の値から、前記慣性力(Jい
。1))及び前記重力(Gい。1))の夫々を求める。
To explain the target drive amount calculation process when the hand moves backward, as shown in FIG. While determining each of the swing angle (θbi(waya,)) and the target swing angle (02*(.+,)) of the second arm (8c), the obtained target swing angle (θl''(n . . .
), (θ2′(n, )), the inertial force (J.1)) and the gravity (G.1)) are each determined.

次に、上記(iv)式を用いて、求めた前記慣性力(J
(、,41,)及び前記重力(G (rl+ 11 )
から、前記第2アーム(8c)の目標角速度(θ2“(
。+2))及び目標揺動角(θ2” (n+2) ) 
 の夫々を求めると共に、求めた目標揺動角(02°(
n+2))から、前記縦軸芯(Y)周りでの目標旋回角
(θ。I(、、。2))及び前記横軸芯(X)周りでの
目標揺動角(θどい。2))の夫々を求める。
Next, using the above equation (iv), the inertial force (J
(,,41,) and the gravity (G (rl+ 11)
, the target angular velocity (θ2"(
. +2)) and target swing angle (θ2” (n+2))
, and the obtained target swing angle (02° (
n+2)), the target turning angle (θ.I(,.2)) around the vertical axis (Y) and the target swing angle (θ.2) around the horizontal axis (X). ).

度(θ。′(、。2.)、目標揺動角速度(θI(。+
2))、目標揺動角加速度(θ−い+2))、及び、前
記第2アーム(8c)の目標揺動角加速度(θ2′(9
,2))の夫々から、前記各電動モータ(9a)、 (
9b)の目標駆動量(outyo)、 (Duty+)
の夫々を求めて、前記第2アーム(8c)の目標駆動量
(Dutyz□100%)と共に前記サーボコントロー
ラ(18)に渡し、且つ、次の目標駆動量の演算のため
に、前記サーボコントローラ(18)から前記揺動角の
設定時間後における現在値(θ+(n++>L(θ2(
n+1))の夫々を受は取った後、目標位置設定用の変
数(ロ)の値に“1”を加算することになる。
degree (θ.′(,.2.), target swing angular velocity (θI(.+
2)), target swing angular acceleration (θ-i+2)), and target swing angular acceleration (θ2'(9)) of the second arm (8c)
, 2)), each of the electric motors (9a), (
9b) Target drive amount (outyo), (Duty+)
are calculated and passed to the servo controller (18) together with the target drive amount (Dutyz□100%) of the second arm (8c), and for calculation of the next target drive amount, the servo controller ( 18) to the current value of the rocking angle after the set time (θ+(n++>L(θ2(
After receiving each of n+1)), "1" is added to the value of the target position setting variable (b).

次に、第4図に示すフローチャートに基づいて、前記制
御装置(17)の動作を説明しながら、前記作業用ハン
ド(H)を収穫対象果実の位置する方向に誘導するため
の制御構成について説明する。
Next, based on the flowchart shown in FIG. 4, while explaining the operation of the control device (17), a control configuration for guiding the work hand (H) in the direction where the fruit to be harvested is located will be explained. do.

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
像情報を画像処理することにより、前記果実(F) に
対応した特定色領域(Fl)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)とを求める
(第5図参照)。
First, image processing is performed with the work hand (H) set at a preset approach start position, and by image processing the image information, a specific color area (Fl) corresponding to the fruit (F) is created. ) 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) (see FIG. 5).

そして、前記設定領域(F2)の大きさに基づいて、大
きさが最も大きいものを抽出して、その重心(F3)に
向けて前記作業用ハンド(H)を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。
Then, based on the size of the set area (F2), the work hand (H) is extracted so that the work hand (H) approaches the center of gravity (F3) of the largest size. By adjusting the direction of (H), the arm (8) will be extended.

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、前記特定色領
域(F、)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
なるのである。
To explain, the brightness of the image information is inversely proportional to the distance, and the closer the image information is, the brighter it becomes. The closer the objects are located, the larger they become.

つまり、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, the fruit (F) located on the near side, which is easier to harvest, is approached first.

前記アーム(8)の伸長を開始した後は、前記近接セン
サ(S2)がON作動して、収穫対象果実(F) に対
して設定距離内に接近したことを検出するまで、前述の
如く、前記揺動用電動モータ(9b)及び前記伸縮用電
動モータ(9c)の単位時間当たりの動作用の目標駆動
量(Duty+)、 (outy2)の夫々を、前記設
定時間(Δt)毎に求めると共に、その求めた駆動量で
前記各電動モータ(9b)。
After the arm (8) starts to extend, the proximity sensor (S2) is activated as described above until it detects that the fruit (F) to be harvested has approached within the set distance. Each of the target drive amounts (Duty+) and (outy2) for the operation of the swinging electric motor (9b) and the telescoping electric motor (9c) per unit time is determined for each set time (Δt), and Each of the electric motors (9b) is driven by the determined drive amount.

(9c)の夫々を駆動するように、前記サーボコントロ
ーラ(18)に対して指令を与えて、前記作業用ハンド
(H)を収穫対象果実に向けて直線移動させることにな
る。
(9c), a command is given to the servo controller (18) to move the working hand (H) in a straight line toward the fruit to be harvested.

前記近接センサ(S2)がON作動して収穫対象果実に
対して設定距離内に接近したこと検出するに伴って、前
記バキュームパッド(10)の吸引作動を開始して、収
穫作動させることになる。
When the proximity sensor (S2) turns ON and detects that the fruit approaches the target fruit within a set distance, the suction operation of the vacuum pad (10) is started and the harvesting operation is performed. .

但し、前記アーム(8)を予め設定された設定距離に達
するまで伸長させても、前記近接センサ(S2)がON
作動しない場合には、収穫不能であると判断して、前記
アーム(8)を縮めてアプローチ開始位置まで戻すこと
になる。
However, even if the arm (8) is extended until it reaches a preset distance, the proximity sensor (S2) will not turn ON.
If it does not operate, it is determined that harvesting is not possible, and the arm (8) is retracted and returned to the approach starting position.

収穫作動を開始した後は、前記作業用ハンド(It) 
に付設された各種センサの検出情報に基づいて、収穫を
失敗したか否かを判別し、収穫失敗である場合には、前
記作業用ハンド(H)を、前記近接センサ(S2)がO
N作動した位置から更に設定距離を後退させた状態で、
再撮像処理すると共に、その撮像情報を画像処理して、
前記作業用ハンド(H)のアプローチ方向を再決定して
、前記アーム(8)の伸縮方向を修正させた後、再アプ
ローチさせるようにしである。
After starting the harvesting operation, the working hand (It)
Based on detection information of various sensors attached to
While moving back the set distance from the N activated position,
At the same time as re-imaging processing, the imaging information is image-processed,
After re-determining the approach direction of the working hand (H) and correcting the extension/contraction direction of the arm (8), the approach is made again.

ところで、再撮像処理した画像情報に基づいて再アプロ
ーチさせても、前記アーム(8)を予め設定された設定
距離を伸長させる間に、前記近接センサ(S2)がON
作動しない場合には、収穫不能であると判断して、アプ
ローチ開始位置まで戻すことになる。
By the way, even if the re-approach is made based on the image information that has been re-imaging processed, the proximity sensor (S2) is turned on while the arm (8) is extended by a preset distance.
If it does not operate, it will be determined that harvesting is not possible and the harvest will be returned to the approach starting position.

適正通りに果実(F)を収穫できた場合には、アプロー
チ開始位置まで戻して、収穫した果実を排出させること
になる。
If the fruit (F) can be harvested properly, it is returned to the approach starting position and the harvested fruit is discharged.

収穫した果実を排出した後は、前記アプローチ開始位置
において最初に撮像した画像情報から抽出した特定色領
域(Fl)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(I
I)をアプローチ開始位置にセットして撮像させる処理
以降の各処理を繰り返させることになる。
After discharging the harvested fruits, it is determined whether the work is completed or not based on the number of specific color areas (Fl) extracted from the image information first captured at the approach start position, and if the work is not completed. The work hand (I
Each process after the process of setting I) at the approach start position and imaging is repeated.

尚、詳述はしないが、再アプローチさせた場合において
も収穫を失敗する場合があるが、その場合には、再撮像
処理を行うことなく、アプローチ開始位置まで戻すこと
になる。
Although not described in detail, harvesting may fail even when re-approaching, but in that case, the re-imaging process is not performed and the harvesting is returned to the approach starting position.

つまり、前記アーム(8)の伸長距離が設定距離に達す
る間に前記近接センサ(S2)がON作動した場合や、
前記アーム(8)を設定距離に達するまで伸長しても前
記近接センサ(S2)がON作動しない場合や、収穫失
敗を検出した場合等に、前記制御装置(17)から前記
サーボコントローラ(18)に対して停止指令が与えら
れることになる。
In other words, when the proximity sensor (S2) is turned ON while the extension distance of the arm (8) reaches the set distance,
When the proximity sensor (S2) does not turn ON even when the arm (8) is extended to reach a set distance, or when a harvest failure is detected, the control device (17) sends a command to the servo controller (18). A stop command will be given to the

ツマリ、前記サーボコントローラ(18) ハ、停止指
令が与えられるに伴って、前記各電動モータ(9b)、
 (9c) に対する駆動量を、前記動作用の目標駆動
1i(Duty+)、 (DLIjy2)から、停止用
の目標駆動量に切り換えることにより、前記アーム(8
)の伸縮作動を停止させることになる。
c. When a stop command is given, each of the electric motors (9b),
(9c) By switching the drive amount for the arm (8
) will stop the expansion/contraction operation.

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(Sl)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)にて撮像された現画像(第5
図(イ)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5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 (Sl) are
), (B) by binarizing 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 threshold value. , the current image (fifth image) captured by the image sensor (sl)
A binarized image (see Figure 5 (B)) in which a specific color area (F, ) corresponding to the color of the fruit (F) is extracted from the
(see).

そして、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)の値に基づいて、前記特
定色領域(F、)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(F3)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。
Then, based on the value of the luminance signal (Y) among the image signals output from the image sensor (sl), a set area (F2) where the brightness in the specific color area (F,) is equal to or higher than a set value. ), and its setting area (F
2) The direction in which the center of gravity (F3) is located on the image is
This will be obtained as the position information of the fruit (F).

但し、第5図(ハ)にも示すように、一つの特定色領域
(F、)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)の大きさに基づいて
、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. 5(c), if multiple setting areas (F2) are extracted within one specific color area (F,), the size 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.

〔別実施例〕[Another example]

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(F、)を用いるようにした場合を
例示したが、前記特定色領域(F、)内における明るさ
が最大となる領域や、前記特定色領域(F、)自体の重
心を用いることもできる。
In the above example, the case is illustrated in which the center of gravity (F,) 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). However, it is also possible to use the area where the brightness is maximum within the specific color area (F,) or the center of gravity of the specific color area (F,) 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、収穫機以外の各種
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 working machine for harvesting fruit, but the present invention can also be applied to various working machines other than a harvesting machine, and the present invention can be applied to various working machines other than 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.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

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)はハンド前
進時における目標駆動量演算処理のフローチャート、同
図(ロ)はハンド後退時における目標駆動量演算処理の
フローチャート、第4図は制御作動のフローチャート、
第5図(イ)乃至(ハ)は画像処理の説明図、第6図は
作業用ハンドの概略構成を示す断面−図、第7図は作業
機の全体側面図である。 (H)・・・・・・作業用ハンド、(8b)・・・・・
・第1アーム、(8c)・・・・・・第2アーム、(9
b)、 (9c)・・・・・・揺動用アクチュエータ、
(100)・・・・・・目標駆動量演算手段、(101
)・・・・・・駆動手段、(102)・・・・・・位置
検出手段。 第1図 ■
The drawings show an embodiment of the extension/contraction control device for a multi-joint arm according to the present invention, in which FIG. 1 is a schematic side view of the multi-joint arm, FIG. 2 is a block diagram of the control configuration, and FIG. A flowchart of the target drive amount calculation process when the hand advances, FIG. 4 is a flowchart of the target drive amount calculation process when the hand moves backward, and FIG.
FIGS. 5A to 5C are explanatory diagrams of image processing, FIG. 6 is a sectional view showing a schematic configuration of a working hand, and FIG. 7 is an overall side view of the working machine. (H)...Working hand, (8b)...
・First arm, (8c)...Second arm, (9
b), (9c)... Swinging actuator,
(100)...Target drive amount calculation means, (101
)... Drive means, (102)... Position detection means. Figure 1■

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 第1アクチュエータ(9b)によって上下揺動駆動自在
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(9b)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)を直線状の設定軌跡に沿って移動させるよう
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(10
0)と、その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、前記目標駆動量演算手段
(100)は、前記第1アーム(8b)又は前記第2ア
ーム(8c)のうちの駆動負荷が大なる一方側のアーム
のアクチュエータ(9b又は9c)に対する目標駆動量
を所定値に設定して、他方側のアームのアクチュエータ
(9c又は9b)の目標駆動量を求めるように構成され
ている多関節型アームの伸縮制御装置であって、前記設
定軌跡上における前記作業用ハンド(H)の位置を検出
する位置検出手段(102)が設けられ、前記目標駆動
量演算手段(100)は、前記第1アーム(8b)又は
前記第2アーム(8c)のうちの駆動負荷が大なる一方
側のアームのアクチュエータ(9b又は9c)に対する
目標駆動量を最大駆動量に設定して、駆動負荷が小なる
他方側のアームのアクチュエータ(9c又は9b)の目
標駆動量を、前記位置検出手段(102)の検出情報に
基づいて補正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 attached to the first arm (9b). The second actuator (9c
) to each of the first actuator (9b) and the second actuator (9c) so as to move the working hand (H) along a linear set locus. Target drive amount calculation means (10
0) and drive means (101) for driving each of the first actuator (9b) and the second actuator (9c) with the target drive amount determined by the target drive amount calculation means (100). and the target drive amount calculation means (100) calculates a target drive for the actuator (9b or 9c) of the first arm (8b) or the second arm (8c), which has a larger drive load. A multi-joint arm extension/contraction control device configured to set a predetermined amount to a predetermined value and obtain a target drive amount of an actuator (9c or 9b) of the other arm, the device comprising: A position detection means (102) for detecting the position of the working hand (H) is provided, and the target drive amount calculation means (100) is configured to detect one of the first arm (8b) or the second arm (8c). Set the target drive amount for the actuator (9b or 9c) of one arm with a large drive load to the maximum drive amount, and set the target drive amount of the actuator (9c or 9b) of the other arm with a small drive load. , an extension/contraction control device for an articulated arm configured to perform correction based on detection information from the position detection means (102).
JP63222064A 1988-09-05 1988-09-05 Expansion and contraction control device for articulated arm of harvesting machine Expired - Lifetime JPH0790478B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63222064A JPH0790478B2 (en) 1988-09-05 1988-09-05 Expansion and contraction control device for articulated arm of harvesting machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63222064A JPH0790478B2 (en) 1988-09-05 1988-09-05 Expansion and contraction control device for articulated arm of harvesting machine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0271989A true JPH0271989A (en) 1990-03-12
JPH0790478B2 JPH0790478B2 (en) 1995-10-04

Family

ID=16776544

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63222064A Expired - Lifetime JPH0790478B2 (en) 1988-09-05 1988-09-05 Expansion and contraction control device for articulated arm of harvesting machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0790478B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3023541A1 (en) 2014-11-21 2016-05-25 Aikawa Iron Works Co., Ltd. Papermaking strainer, foreign material separation apparatus for papermaking, and manufacturing method of papermaking strainer

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62284408A (en) * 1986-06-02 1987-12-10 Shinko Electric Co Ltd Speed control method for industrial robot

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62284408A (en) * 1986-06-02 1987-12-10 Shinko Electric Co Ltd Speed control method for industrial robot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3023541A1 (en) 2014-11-21 2016-05-25 Aikawa Iron Works Co., Ltd. Papermaking strainer, foreign material separation apparatus for papermaking, and manufacturing method of papermaking strainer

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0790478B2 (en) 1995-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0271989A (en) Control device for expansion of artuculated arm
JP2875954B2 (en) Camera automatic tracking controller for construction machinery
KR101812026B1 (en) 6-axis articulated robot
JPH0236087A (en) Control device for expansion of articulated arm
JPH0230480A (en) Control device for elasticity of articulated arm
JPH02152779A (en) Control device for expansion/contruction of multiple articulated arm
JP2011067103A (en) Device and method for controlling agricultural implement
JPH02152778A (en) Control device for expansion/contruction of multiple articulated arm
JPH0582165B2 (en)
JP4793785B2 (en) Cocoon forming machine
WO2022270177A1 (en) Electrohydraulic robot
JPH074779B2 (en) Working method by wall work robot
JP2005238336A (en) Robot
JP4282164B2 (en) Horizontal linear movement device for work platform of aerial work platform
JP4648710B2 (en) Non-stop operation control device for boom work vehicle
JPH0491705A (en) Working machine for fruit tree
JP2608998B2 (en) Fruit and vegetable harvester guidance device
JP2574950B2 (en) Fruit and vegetable harvester guidance device
JPH0630380Y2 (en) Industrial robot
JP2608999B2 (en) Fruit harvesting equipment
JP3203042B2 (en) Backhoe hydraulic cylinder controller
JP2021065943A (en) Robot system
JPH06254788A (en) Multi-finger hand for industrial robot
JPH03170284A (en) Arm controlling device
JPS61271916A (en) Working robot