JPH0421443B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内部に果実収納空間を備え、且つ、
上部に果実取入口を備える果実捕捉部を、伸縮ア
ームの先端部に取付け、前記収納空間内に収納さ
れた果実から延びる果梗を所定位置に支持する果
梗支持部材を、前記果実取入口側に突出する支持
作用位置と前記果実取入口から離れる側に引退す
る退避位置とに亘つて切換自在に、前記果実捕捉
部に設け、果梗が入り込み自在な切断用凹部を備
えた果梗切断カツタを、前記凹部の横巾方向がア
ーム長手方向に沿う状態で、且つ、前記果梗支持
部材にて支持される位置よりも上方側の果梗部分
を前記切断用凹部内に入り込ませるように、前記
果梗支持部材よりも上部側に位置して前記果実取
入口側に突出する切断作用位置と前記果実取入口
から離れる側に引退する退避位置とに切換自在な
状態で、前記果実捕捉部に設け、収穫対象果実を
前記果実収納空間内に取入れるように果実捕捉部
を誘導する果実捕捉部誘導手段、前記果実収納空
間内への果実取入後において前記果梗支持部材並
びに前記果梗切断カツタを突出作動させる突出作
動手段、及び、その突出作動後において前記果梗
切断カツタを切断作動させる切断作動手段の夫々
を設けた果実収穫装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる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、切断作用位置にある前記カツタの凹
部の横巾方向がアーム長手方向に沿う状態になる
のは、カツタを突出作動させるあるいは切断作動
させるためのアクシユエータを、果実捕捉部の横
巾方向に突出させないようにするためにアクチユ
エータの設置箇所が制限されるためである。又、
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、一般に、果梗は、樹木の中心から外
方側に延びているものである。これに対し、伸縮
アーム７の先端部に取り付けられた果実捕捉部８
は、伸縮アーム７を樹木の中心方向に向けて果実
の位置を目標に伸長移動させた後、収穫動作を行
うのが一般的動作状態である。そのため、突出状
態の果梗支持部材の先端部に形成される果梗挿通
用開口部の中心付近に位置する果梗が、前記果梗
支持部材よりも、アーム長手方向であつて樹木側
に傾斜した状態になることが多く、その状態にお
いて、カツタを突出作動させると、カツタの側壁
で果梗を押し出してしまうことがあり、あるいは
果梗に対するアームの伸長方向によつて、果梗が
カツタの突出作動後の切断用凹部から外れた位置
に位置していることもあり、果梗をカツタの切断
用凹部に入り込ませることができず、カツタを切
断作動させても一対の刃縁が果梗に全く接触しな
いものとなり、又、カツタ突出作動後において、
果梗が凹部の入口側に位置している場合には、カ
ツタの切断作動時に切断用凹部から押し出してし
まうことになつて、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、前記突出作動の終了後で
且つ前記切断作動の前において、前記果実捕捉部
をアーム伸長側方向に設定量水平移動させると共
に前記切断用凹部の奥部側に設定量水平移動させ
る水平位置補正手段を設けた点にある（第１図参
照）。

そして、上記特徴構成の作用及び効果は次の通
りである。

〔作用〕

すなわち、果梗が樹木の中心から外方側に延び
ていることに着目し、カツタの突出作動の終了後
で且つ切断作動の前において、果実捕捉部をアー
ム伸長方向に設定量水平移動させて、凹部からア
ーム伸長側にはずれている果梗を凹部入口側に移
動させると共に、前記捕捉部を切断用凹部の奥部
側に設定量水平移動させて、凹部入口側に位置す
る果梗を奥部側に移動させて、果実捕捉部の水平
位置を補正し、その後にカツタを切断作動させる
のである。

〔発明の効果〕

したがつて、アーム伸長側方向及び奥部側方向
での果実捕捉部の水平位置を補正することによつ
て、切断用凹部からはずれている果梗、あるいは
凹部入口側に位置する果梗を凹部の奥部側へ移動
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
断を良好にできるようになつた。

〔実施例〕

第９図に示すように、各別に正逆転が切換操作
自在な油圧モータ１ａ，１ｂにより駆動自在な左
右一対の推進車輪２ａ，２ｂを設け、それら車輪
２ａ，２ｂから離れた箇所にキヤスター３を設
け、機体フレームの上部に原動部４及び駆動回転
自在な旋回台５を設けると共に、前記旋回台５に
取付けた支持枠６に、ハンドＨ及びその支持アー
ム７からなる果実収穫用ロボツトＢを取付けて、
果実収穫機を構成してある。但し、図中Ａは、旋
回台５に対するモータ操作部である。

前記ハンド支持アーム７を構成するに、前記支
持枠６に上下揺動自在に枢支される角筒状の第１
アーム７ａ、その第１アーム７ａの内側に挿脱可
能に内嵌される第２アーム７ｂ、その第２アーム
７ｂの先端に接続される第３アーム７ｃを夫々設
け、第１アーム７ａの内部に設けてある電動モー
タm₁の回転により第２アーム７ｂをスライド作
動させる。直線スライド伸縮式に構成してある。
但し、図中m₂は、ハンド支持アーム７を支持枠
６に対して上下揺動操作する制動装置付電動モー
タである。

前記ハンドＨについて説明すれば、第７図及び
第８図に示すように、二又状支持枠９を、第３ア
ーム７ｃ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、内部に果実収納空間Ｄを
備え、且つ、上部に果実取入口Ｅを備える果実捕
捉部８を、伸縮アーム７の先端部に取付けた二又
状支持枠９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、前記収納空間Ｄ内に収納された果実か
ら延びる果梗Ｋを所定位置に支持する果梗支持部
材１０を６個を、前記果実取入口Ｅ側に突出する
支持作用位置と前記果実取入口Ｅから離れる側に
引退する退避位置とに亘つて切換自在に、前記果
実捕捉部８に設けると共に、それら果梗Ｋが入り
込み自在な切断用凹部１１を備えた果梗切断カツ
タ１２を、前記凹部１１の横巾方向がアーム長手
方向に沿う状態で、且つ前記果梗支持部材１０に
て支持される位置よりも上方側の果梗部分を前記
切断用凹部１１内に入り込ませるように、前記果
梗支持部材１０よりも上部側に位置して前記果実
取入口Ｅ側に突出する切断作用位置と前記果実取
入口Ｅから離れる側に引退する退避位置とに切換
自在な状態で、前記果実捕捉部８に設けてある。

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捕捉部８内に果実を導入
し、その状態において、果梗支持部材１０を突出
作動させて果梗Ｋを支持すると共にカツタ１２に
て果梗Ｋを切断して、果実を収穫することにな
る。

前記果実捕捉部８は、果実取入用筒状ケース８
ａ及びそのケース８ａの開口周縁部に設けたゴム
製の第１乃至第６指状部材F₁乃板F₆の６個から
構成されている。

前記果梗支持部材１０及び果梗切断カツタ１２
を出退作動させる構造について説明すれば、往復
回動自在な筒状部材１５を、前記果実取入用筒状
ケース８ａに内嵌支承すると共に、前記筒状部材
１５を操作する電動モータ１４を前記筒状ケース
８ａ側に設け、もつて、後述の接触センサ２０の
検出信号に基づいて電動モータ１４を作動させる
ことにより筒状部材１５を回転させて果梗支持部
材１０並びに果梗切断カツタ１２を出退揺動させ
るようにして、果梗支持部材１０並びに果梗切断
カツタ１２を突出作動させる突出作動手段１０２
を構成してある。

又、前記果梗支持部材１０並びに果梗切断カツ
タ１２の突出作動後においてカツタ１２を切断作
動させるための構造について説明する。

第８図に示すように、２枚の円弧帯板状刃体
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すると共に、前記両刃体を
相対スライドさせるための空気圧シリンダ１３を
設け、もつて、空気圧シリンダ１３の伸縮作動に
より両刃体を相対スライドさせてカツタ１２を切
断作動させるようにして、果梗切断カツタ１２を
切断作動させる切断作動手段１０４を構成してあ
る。

次に、収穫対象果実Ｍを果実収納空間Ｄ内に取
入れるように、果実収穫用ハンドＨ、つまり果実
捕捉部８を自動的に移動させる果実捕捉誘導手段
１０１について詳述する。

前記果実捕捉部誘導手段１０１は、前記ハンド
Ｈを前記果実Ｍの下方箇所に誘導する手段及び前
記バンドＨを前記果実Ｍの下方箇所に誘導したの
ち前記ハンドＨを上昇させて前記果実Ｍを取り込
む手段から構成され、まず、ハンドＨを収穫対象
果実Ｍの下方箇所に誘導する手段について説明す
る。

第９図に示すように、収穫対象果実Ｍの有る方
向を認識する撮像手段としてのテレビカメラ１６
を、第３アーム７ｃの上端部に、光軸がアーム伸
縮方向と平行な状態で取付け、このカメラ１６の
撮像を写し出すモニター１７を設け、モニター１
７に写し出される果実のうち収穫対象果実を選択
するライトペン１８を設け、果実収穫用ハンドＨ
が収穫対象果実Ｍ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近接センサ１９を第３ア
ーム７ｃの上端部に設け、そして、果実選択情
報、近接センサ１９の検出情報、アーム駆動用モ
ータm₁、m₂や旋回台５の回転情報、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６図のフローチヤートに示すよう
に、テレビカメラ１７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１８によつて
支持さると、収穫対象果実Ｍの有る方向（角度）
を演算検出処理し、ハンド支持アーム７の伸縮方
向を対象果実Ｍい向けるように、旋回台５、アー
ム揺動操作用モータm₂を作動させて方向（角度）
調整を行わせ、次に、アーム伸張作動によりハン
ドＨを対象果実Ｍの下方箇所側に移動させること
になる。そして、前記アーム７の伸張作動中に近
接センサ１９が検出作用すると、ハンドＨが収穫
対象果実Ｍに対して設定距離以内に接近したと判
断して、対象果実側へ設定距離減速移動させるの
である。

以下、上述の如く、バンドＨを対象果実側へ設
定距離移動させて、ハンドＨを対象果実Ｍの下方
箇所に誘導した後、前記ハンドＨを上昇させて前
記果実Ｍを取り込む手段について説明する。

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、収穫対象果実Ｍを
検出するための果実検出用接触センサ２０を、前
記果実取入口Ｅの直上方箇所と前記果実捕捉部８
の内方側に引退した箇所とに亘つて位置変更操作
するパンタグラフ式リンク機構Ｒの上部に設け、
そのリンク機構Ｒを前記果実捕捉部８の底壁８ａ
に設けると共に、前記リンク機構Ｒと一体形成さ
れたギヤ２１と咬合するラツク２２を、前記底壁
８ａに固定された空気圧シリンダ２３のロツドの
先端部にボルト固定し、もつて、空気圧シリンダ
２３内に加圧空気が供給されると、そのシリンダ
２３内部に備えるスプリングの付勢力に抗して、
果実取入口Ｅの直上方箇所に位置する接触センサ
２０の果実捕捉部の内方側箇所に位置変更操作で
きるように構成してある。

そして、各指センサS₁乃至S₆の検出情報及び接
触センサ２０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５図のフローチヤートに示すよう
に、前述の如く、ハンドＨを上昇させるに伴つ
て、接触センサ２０が検出作用すると、果実取入
口Ｅの直上方箇所に位置している前記接触センサ
２０を捕捉部８の内方側箇所に位置変更させ、そ
の後、さらにハンドＨを上昇させるに伴つて、前
記接触センサ２０が再度検出作用すると、ハンド
Ｈの上昇作動を停止させる。

尚、前記接触センサ２０を果実取入口Ｅの直上
方箇所に位置させて上昇作動させる際において、
接触センサ２０の非検出状態で前記６個の指セン
サ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の有る方向にハンドＨを水平
移動させるようにして構成して、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つ
ても接触センサ２０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。

以下、前記果梗支持部材１０並びに果梗切断カ
ツタ１２を突出作動させる突出作動手段、その突
出作動後において前記果梗切断カツタ１２を切断
作動させる切断作動手段１０４、及び、前記突出
作動の終了後で且つ前記切断作動の前においてハ
ンドＨを設定量水平移動させる水平位置補正手段
１０３夫々を第５図に示すフローチヤートに基づ
いて説明する。

前述の如く、果実収納空間Ｄ内へ果実Ｍを取り
入れた後、果梗支持部材１０並びに果梗切断カツ
タ１２夫々を電動モータ１４にて突出作動させ、
その突出作動後で且つ果梗切断カツタ１２の切断
作動の前に、アーム７及び旋回台５を作動させて
ハンドＨをアーム伸張側方向に設定量水平移動さ
せると共に、前記切断用凹部１１の奥部側に設定
量水平移動させるのである（第２図イ，ロ、第３
図イ，ロ、及び第４図イ，ロ，ハ参照）。そして、
前記ハンドＨの水平位置を補正した後、前記果梗
切断カツタ１２を空気圧シリンダ１３にて切断作
動させて果梗Ｋを切断するのである。

尚、前記果梗Ｋの水平位置を補正した後におい
て、ハンドＨを設定量下降させて、果梗Ｋを短く
切断するようにしている。

前記果梗Ｋを切断して収穫された果実は、ハン
ドＨを車体側の所期位置に復帰させた後、人為的
に取り除くのである。

〔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、果実捕捉部
誘導手段の具体構成夫々は、各種変更できる。

前記果梗切断カツタ１２の切断用凹部１１の横
巾方向を、アーム長手方向と同一方向になるよう
にカツタ１２を設けるようにしてもよい。

前記水平位置補正手段１０３において、アーム
伸張側方向及び奥部側に夫々設定量水平移動させ
る移動量は、変更することができる。

【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図は本発明の全体構成を示すブロツク
図、第２図イ，ロ及び第３図イ，ロは果実取り込
み動作を示す概略説明図、第４図イ，ロ，ハはカ
ツタに対する果梗の位置関係を示す概略平面図、
第５図は収穫作動を示すフローチヤート、第６図
は制御作動を示すフローチヤート、第７図はロボ
ツトハンドの縦断面図、第８図はロボツトハンド
の平面図、第９図は制御構成を示す概略図であ
る。 ７……伸縮アーム、８……果実捕捉部、１０…
…果梗支持部材、１１……切断用凹部、１２……
果梗切断カツタ、１０１……果実捕捉部誘導手
段、１０２……突出作動手段、１０３……水平位
置補正手段、１０４……切断作動手段、Ｄ……果
実収納空間、Ｅ……果実取入口、Ｋ……果梗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 内部に果実収納空間Ｄを備え、且つ、上部に
   果実取入口Ｅを備える果実捕捉部８を、伸縮アー
   ム７の先端部に取付け、前記収納空間Ｄ内に収納
   された果実から延びる果梗Ｋを所定位置に支持す
   る果梗支持部材１０を、前記果実取入口Ｅ側に突
   出する支持作用位置と前記果実取入口Ｅから離れ
   る側に引退する退避位置とに亘つて切換自在に、
   前記果実捕捉部８に設け、果梗Ｋが入り込み自在
   な切断用凹部１１を備えた果梗切断カツタ１２
   を、前記凹部１１の横巾方向がアーム長手方向に
   沿う状態で、且つ、前記果梗支持部材１０にて支
   持される位置よりも上方側の果梗部分を前記切断
   用凹部１１内に入り込ませるように、前記果梗支
   持部材１０よりも上部側に位置して前記果実取入
   口Ｅ側に突出する切断作用位置と前記果実取入口
   Ｅから離れる側に引退する退避位置とに切換自在
   な状態で、前記果実捕捉部８に設け、収穫対象果
   実を前記果実収納空間Ｄ内に取入れるように果実
   捕捉部８を誘導する果実捕捉部誘導手段１０１、
   前記果実収納空間Ｄ内への果実取入後において前
   記果梗支持部材１０並びに前記果梗切断カツタ１
   ２を突出作動させる突出作動手段１０２、及び、
   その突出作動後において前記果梗切断カツタ１２
   を切断作動させる切断作動手段１０４の夫々を設
   けた果実収穫装置であつて、前記突出作動の終了
   後で且つ前記切断作動の前において、前記果実捕
   捉部８をアーム伸長側方向に設定量水平移動させ
   ると共に前記切断用凹部１１の奥部側に設定量水
   平移動させる水平位置補正手段１０３を設けてあ
   る果実収穫装置。