JPH0341124B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アームの先端に、果実取入用筒状ケ
ース、果梗を所定位置に押圧支持するように突出
駆動自在な果梗押圧部材、及び、一対の刃縁間に
形成の切断用凹部内に前記所定位置の果梗を入り
込ませるように突出駆動自在な果梗切断カツタの
夫々を備えた果実収穫用ハンドを連設し、前記ケ
ース内への果実取込み検出情報に基づいて、前記
果梗押圧部材を突出作動させ、且つ、前記果梗切
断カツタを突出作動させると共にカツタ突出作動
完了後において前記カツタを切断作動させる制御
手段を設けた果実収穫装置に関する。

〔従来の技術〕

上記の果実収穫装置により果梗を切断するに、
従来では、カツタを突出作動させた後、直ちにカ
ツタを切断作動させるようにしていた。

ちなみに、前記カツタの一対の刃縁間に形成の
切断用凹部は、一般に、入口に向うほど巾が広く
なつており、果梗の導入を円滑に行なえるもの
の、反面、一対の刃縁を相対接近移動させて果梗
を切断する際に、果梗を凹部入口側に押し出す傾
向にある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、突出状態の果梗押圧部材の先端部間
に形成される果梗挿通用開口の径は、一般に果梗
の径よりも大であるため、果梗が切断用凹部の入
口側に片寄ることがあり、加えて、果梗が歪んで
いる場合等においては果梗が切断用凹部から外れ
て位置することもあり、それらの結果、カツタを
切断作動させた際に、切断未完了の果梗を凹部か
ら押し出してしまつたり、一対の刃縁が果梗に全
く接触しないものとなつて、切断ミスを生じる不
都合があつた。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであつ
て、その目的は、カツタ切断作動時に果梗が切断
用凹部からはずれないようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、前記カツタ突出作動の完
了後で且つ前記カツタ切断作動を開始する以前
に、前記切断用凹部の奥部が果梗に対して接近す
る方向に向けてハンド全体を移動させるように前
記アームを作動させる手段を備えさせてある点に
あり、その作用及び効果は次の通りである。

〔作用〕

すなわち、カツタ突出作動の完了後に、切断用
凹部の奥部が果梗に対して接近する方向に向けて
ハンド全体を移動させて、前記凹部の奥部に果梗
が位置する状態でカツタ切断作動を開始すること
になる。

〔発明の効果〕

したがつて、切断用凹部の奥部に果梗を位置さ
せることができるので、カツタの切断作動時に果
梗が切断用凹部からはずれることなく果梗の切断
を良好に行なうことができるのである。

〔実施例〕

第１１図に示すように、左右一対の推進車輪
１、前後一対の遊転輪２、及び、昇降自在なアウ
トリガー３の複数個を備える台車に、駆動回転自
在な旋回台４を取付け、駆動昇降自在なリフト装
置５を、旋回中心に位置させて旋回台４に取付け
ると共に、果実収穫用ロボツトＢを、リフト装置
５の上端部に取付けて、果実収穫機を構成してあ
る。但し、図中Ａは、リフト装置５及び旋回台４
に対するモータ操作部である。

前記リフト装置５は、ロボツトＢの基端部を昇
降駆動するネジ部材６と昇降案内用のガイド部材
７，７を備え、ネジ部材６の正逆転作動によりロ
ボツトＢを昇降するように構成してある。

前記果実収穫用ロボツトＢを構成するに、前記
リフト装置５に昇降自在に支持される基端部ケー
ス８、そのケース８に上下揺動自在に支持される
第１アーム９ａ、そのアーム９ａに上下揺動自在
に支持される第２アーム９ｂ、そのアーム９ｂに
上下揺動自在に支持される第３アーム９ｃ、及
び、そのアーム９ｃの先端に付設されるハンドＨ
を夫々設けると共に、前記各アーム９ａ，９ｂ，
９ｃの夫々を各別に揺動操作するエンコーダ付電
動モータ１０を設け、もつて、各アーム９ａ，９
ｂ，９ｃの伸長作動によりハンドＨを収穫対象果
実に誘導して、果実収穫を行なわせるように構成
してある。

前記ハンドＨについて説明すれば、第１図乃至
第７図に示すように、二又状支持枠１１を、第３
アーム９ｃの先端にアーム長手方向に沿う軸芯Ｙ
周りに回転自在に取付け、果実取入用筒状ケース
１２を、二又状支持枠１１の先端部に水平軸芯Ｘ
周りに回動自在に取付けて、ハンド全体を自重で
上向姿勢に維持させるように構成してある。

そして、ケース内に導入された果実と枝とを接
続する柄状部分、いわゆる果梗を突出作動に伴つ
て所定位置に押圧支持する果梗押圧部材１４の６
個を、出退揺動自在に果実取入用筒状ケース１２
に取付けると共に、それら果梗押圧部材１４にて
支持された果梗を切断するための円弧状スライド
式カツタ１５を、前記所定位置の果梗に対する切
断位置に突出作動できるように出退揺動自在にケ
ース側に設けている。

つまり、果実収穫用ハンドＨは、後述の如く、
収穫対象果実の下方位置に移動され、その後、上
方側に移動されて果実取入用筒状ケース１２内に
果実を導入し、その状態において、果梗押圧部材
１４を突出作動させて果梗を支持すると共にカツ
タ１５にて果梗を切断して、果実を収穫すること
になる。

又、前記果実取入用筒状ケース１２の開口周縁
部に、空気供給によつて内方側に弾性屈曲自在な
ゴム製の第１乃至第６指状部材F₁乃至F₆の６個
を並置し、そして、指状部材F₁乃至F₆に供給す
る空気圧の調整によつて、指状部材F₁乃至F₆の
先端部間に形成される果実挿通用口の大きさを収
穫対象果実に合わせて変更調整できるようにして
ある。

前記カツタ１５について説明を加えれば、２枚
の円弧帯板状刃体１５ａ，１５ｂを、上下に重ね
合わせた状態で長手方向に相対スライド自在にピ
ン連結し、各刃体１５ａ，１５ｂ夫々の刃縁Sa，
Sb間には、果梗が入り込み自在な切断用凹部３
５を形成してある。

そして、各刃体１５ａ，１５ｂ夫々の一端部を
各別に係止する一対のピン１６ａ，１６ｂを、筒
状ケース１２に回転自在に貫通支承した筒状のカ
ツタ操作部材１７に設けると共に、その操作部材
１７のケース外端部に設けたピニオン１８に咬合
するラツク１９を、筒状ケース１２に取付けた空
気圧シリンダ２０に付設し、もつて、空気圧シリ
ンダ２０の作動により、両刃体１５ａ，１５ｂを
切断のために相対スライド駆動できるようにして
ある。

但し、図中２１は、果梗押圧部材１４の枢支ピ
ンを兼ねたカツタ支持ピンである。又、前記カツ
タ１５をケースに対して出退揺動させる際には、
前記空気圧シリンダ２０は外気連通状態に維持さ
れて、カツタ出退揺動に伴つて伸縮することにな
る。

前記果梗押圧部材１４及びカツタ１５を出退駆
動する構造について説明を加えれば、電動モータ
ｍにて往復回転操作される筒状部材２２を、果実
取入用筒状ケース１２に内嵌支承し、果梗押圧部
材１４に形成の長孔１４ａに係入する係止ピン２
３ａ、及びカツタ１５におけるスライドのための
構造が連係される側とは反対側の端部に形成の長
孔１５Ａに係入する係止ピン（但し果梗押圧部材
操作用ピンに兼用）２３ｂ夫々を、筒状部材２２
に付設し、もつて、筒状部材２２の回転に伴つて
出退揺動させるように構成してある。上記出退揺
動動作について具体的に説明すれば、第５図の二
点鎖線にて示されるように、前記筒状部材２２が
前記筒状ケース１２を上方より見た時に時計回り
に回転すると、前記長孔１４ａに係入する係止ピ
ン２３ａ，２３ｂも同じ方向に移動するので、前
記果梗押圧部材１４及び果梗切断カツタ１５が突
出作動され、また、前記筒状部材２２が上記と逆
方向に回転すると、前記果梗押圧部材１４及び果
梗切断カツタ１５が引退作動されるのである。

次に、果実収穫用ハンドＨを収穫対象果実の下
方位置に自動的に移動させる誘導手段について詳
述する。

第１１図に示すように、収穫対象果実の有る方
向を認識する撮像手段としてのテレビカメラ２４
を、第３アーム９ｃの上端部に取付け、このカメ
ラ２４の撮像画像を写し出すモニター２５を設
け、モニター２５に写し出される果実のうちの収
穫対象果実を選択するライトペン２６を設け、果
実収穫用ハンドＨが収穫対象果実に対して設定距
離以内に接近したことを検出する赤外線投光式ス
ポツト距離センサー２７を、第３アーム９ｃの上
端部に設け、そして、それらからの検出情報、ア
ーム駆動用モータ１０や旋回台４の回転情報、リ
フト装置５の昇降情報、及び、予め記憶された制
御情報に基づいて作動指令を出力する制御装置Ｃ
を設けてある。

つまり、第９図のフローチヤートにて示すよう
に、テレビカメラ２４によつて撮像された果実の
うちの収穫対象果実Ｍがライトペン２６によつて
指示されると、収穫対象果実の有る方向を演算検
出処理し、その結果に基づいてテレビカメラ２４
を対象果実に向けるように、換言すれば、ハンド
Ｈの移動方向を対象果実に向けるように、旋回台
４、リフト装置５又はアーム９ａ，９ｂ，９ｃを
作動させて方向調整を行なわせ、次に、アーム伸
長作動によりハンドＨを対象果実側に設定距離移
動させることになり、そして、ハンドＨを設定距
離移動させる毎に対象果実の有る方向を演算検出
させて、その検出された方向にハンドＨを移動さ
せることになる。そして、スポツト距離センサー
２７が検出作用すると、対象果実側に減速移動さ
せ、その後、上述の如く収穫作動を行なわせるこ
とになる。

但し、前述の如く設定距離移動させることを所
定回ｎ行なつても、スポツト距離センサー２７が
検出作用しない時には収穫不能であると判断し
て、ハンドＨを所定位置に復帰作動させることに
なる。尚、前記所定回ｎは、アーム伸縮量を前記
移動させる設定距離にて割つた値として求めるこ
とができる。

前記スポツト距離センサー２７を構成するに、
第１２図に示すように、発光素子ａ及びそれから
投射されて果実に反射してくる光を検出する受光
素子ｂを夫々設け、そして、受光素子ｂの受光量
に基づいて距離を判別するようにしてある。

以下、収穫作動のための各種の制御手段につい
て詳述する。

前記第１乃至第６指状部材F₁乃至F₆夫々の先
端部に、接触式の果実検出用第１乃至第６指セン
サS₁乃至S₆を設けてある。又、果実取入用筒状ケ
ース１２の開口部直上方箇所に位置させる果実検
出用第１接触式センサー（以下上部センサーと称
呼する。）２８を、筒状ケース１２に出退揺動自
在に取付けた半円弧状の支持ブラケツト２９に取
付けて、支持ブラケツト２９の下方揺動に伴つ
て、上部センサー２８をケース外方側に引退させ
た検出解除位置に切換できるように構成すると共
に、果実取入用筒状ケース１２の内方箇所に位置
させる果実検出用第２接触式センサー（以下下部
センサーと称呼する。）３０を、上下揺動自在に
筒状ケース１２に取付けた揺動アーム３１に取付
けて、そのアーム３１の下方揺動に伴つて、下部
センサー３０をケース外方側に引退させた検出解
除位置に切換できるように構成してある。さら
に、上部センサー２８と一体揺動する中継アーム
３２に、筒状ケース１２に取付けた空気圧シリン
ダ３３を連結すると共に、前記中継アーム３２と
下部センサー取付用揺動アーム３１とを押引ロツ
ド３４にて連動連結して、空気圧シリンダ３３の
作動に伴つて、両センサー２８，３０を択一的に
検出作用位置に操作するように構成してある。

そして、各指センサS₁乃至S₆の検出情報及び第
１、第２接触式センサー２８，３０の検出情報を
制御装置Ｃに入力すると共に、制御装置Ｃの指令
に基づいて各アクチユエータを作動させるように
構成してある。

つまり、第１０図のフローチヤートに示すよう
に、前記の如くハンドＨを上昇させるに伴つて、
上部センサー２８が検出作用すると、そのセンサ
ー２８を検出解除位置に切換えると同時に下部セ
ンサー３０を検出作用位置に切換え、その後さら
にハンドＨを上昇させるに伴つて、下部センサー
３０が検出作用すると、ハンドＨの上昇作動を停
止させ、その状態において果梗押圧部材１４及び
カツタ１５を突出作動させ、且つ、カツタ１５を
切断作動させるように構成してある。

上部センサー２８を検出作用位置に位置させて
上昇作動させる際において、上部センサー２８の
非検出状態で前記６個の指センサーS₁乃至S₆のい
ずれかが検出作用すると、その検出作用した指セ
ンサーの有る方向にハンドＨを水平移動させるよ
うに構成して、指状部材F₁乃至F₆にて形成され
る開口内に果実を確実に取入れるようにしてあ
る。又、上昇作動を所定量行なつても上部センサ
ー２８が検出作用しない時には、収穫不能である
と判断して、ハンドＨを所期位置に復帰作動させ
るように構成してある。

下部センサー３０を検出作用位置に位置させて
上昇作動させる際において、所定量上昇させる毎
にハンドＨを揺動させるように構成して、ハンド
Ｈ内への果実導入が適確に行なわれるようにして
ある。又、上昇作動を所定量行なつても下部セン
サー３０が検出作用しない時には、収穫不能であ
ると判断して、ハンドＨを所期位置に復帰作動さ
せるように構成してある。

又、第８図イ，ロ，ハに示すように、カツタ１
５の突出作動完了後において、下部センサー３０
を検出作用位置に位置させて上昇させた量だけハ
ンドＨを下降させるように構成して、果実を他の
果実や枝等から分離させるようにし、その後、す
なわち、ハンドＨの下降完了後で、且つ、カツタ
１５切断作動を開始する前に、切断用凹部３５の
奥部が果梗に対して接近する方向に向けてハンド
Ｈを移動させるべく、アーム９ｃを作動させるよ
うに構成してある。つまり、制御装置Ｃを利用し
て、前記切断用凹部３５の奥部が果梗に対して接
近するようにアーム９ｃを作動させる手段が構成
されるのである。

尚、収穫した果実の放出は、ハンドＨを車体側
の所期位置に復帰させたのち、両センサー２８，
３０を切換操作するに伴つて行なわれることにな
る。

〔別実施例〕

本発明を実施するに、果実収穫用ハンドＨの具
体構成、撮像手段の具体構成、及び、ハンド誘導
手段を構成する、果実方向検出手段やハンド自動
移動手段の具体構成夫々は、各種変更できる。

第１、第２接触式センサー２８，３０を位置変
更自在に支持する構成、及び、アクチユエータ３
３と両センサー２８，３０を連動連結する構成は
各種変更できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る果実収穫装置の実施例を示
し、第１図及び第２図はロボツトハンドの平面
図、第３図は第１、第２接触式センサーの装着部
を示す縦断面図、第４図は第１、第２接触式セン
サーと空気圧シリンダとの連係構造を示す一部切
欠側面図、第５図はロボツトハンドの縦断側面
図、第６図及び第７図はカツタと空気圧シリンダ
との連係構造を示す側面図、第８図イ，ロ，ハは
ロボツトハンドの果実取込み動作の概略説明図、
第９図は制御作動を示すフローチヤート、第１０
図は収穫作動を示すフローチヤート、第１１図は
制御構成を示す概略図、第１２図は距離センサー
の斜視図である。 １２……果実取入用筒状ケース、１４……果梗
押圧部材、１５……果梗切断カツタ、９ｃ……ア
ーム、Ｈ……果実収穫用ハンド、Sa，Sb……刃
縁。

【特許請求の範囲】

１ 石灰・けい酸を主成分とする鉱物を繊維化し
たアルカリ性のロツクウールをマツト状に成型し
たアルカリ性のロツクウールマツトのは種床とPH
3.5〜5.5の酸性の覆土とでなるイネ育苗用培地。