JPH04370021A - 果菜類収穫機の誘導装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、収穫対象を撮像する撮
像手段と、その撮像手段の情報に基づいて作業用ハンド
を収穫対象に向けて誘導する誘導手段と、前記作業用ハ
ンドが収穫対象に対して設定距離内に接近したか否かを
検出する接近状態検出手段とが設けられている果菜類収
穫機の誘導装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】接近状態検出手段としては、一般的に近
接センサが用いられている。ハンドを収穫対象に向けて
アプローチしているときに、近接センサがＯＮ作動する
に伴ってハンドが収穫対象に対して設定距離内に接近し
たと判断する。そして、近接センサがＯＮ作動してから
設定距離移動する間に、ハンドが収穫対象を収穫出来な
いときには収穫失敗と判断するようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】収穫対象の手前に枝や
葉などがあると、近接センサは、ハンドが収穫対象に対
して設定距離内に接近しないうちに収穫対象の手前の枝
や葉などでＯＮする可能性がある。このような場合、近
接センサがＯＮ作動してから設定距離移動する間に、ハ
ンドが収穫対象を収穫出来ないので収穫失敗と判断する
ことになる。本発明の目的は、上記従来欠点を解消して
、ハンドが収穫対象に対して設定距離内に接近しないう
ちに、近接センサが収穫対象の手前の枝や葉などでＯＮ
した場合にも、収穫対象を確実に収穫出来る果菜類収穫
機の誘導装置を得る点にある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
、本発明による果菜類収穫機の誘導装置の特徴構成は、
前記誘導手段が、前記作業用ハンドを収穫対象に向けて
誘導しているときに、前記接近状態検出手段の検出情報
が接近状態から非接近状態に変化した場合には、前記作
業用ハンドの誘導を一旦停止して、収穫対象を再撮像し
た情報に基づいて前記作業用ハンドの誘導を再開するよ
うに構成されていることである。

【０００５】

【作用】ハンドを収穫対象に向けて誘導しているときに
、収穫対象の手前に枝や葉などがあると近接センサは、
一旦ＯＮするが、収穫対象を収穫出来ないままＯＦＦす
る。このような場合には、ハンドの誘導を一旦停止して
、収穫対象を再撮像した情報に基づいてハンドの誘導を
再開することにより、収穫対象の手前に枝や葉などがな
い状態で収穫対象に向けてアプローチできる。

【０００６】

【発明の効果】収穫対象の手前に枝や葉などがある場合
にも、収穫対象の手前に枝や葉などがない状態で収穫対
象に向けてアプローチできるので、収穫対象を確実に収
穫出来る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図５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、補助ブーム３の先端部に取り付けられてい
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。

【０００８】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、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。

【０００９】作業用ハンドＨについて説明すれば、図６
乃至図８に示すように、その先端部に、収穫対象として
の果実Ｆを吸着するためのバキュームパッド１０と、そ
のバキュームパッド１０の吸引口１０ａに吸着された果
実Ｆを覆うための捕捉部ケース１２と、その捕捉部ケー
ス１２内に取り込んだ果実Ｆの柄部分を上下方向に挾み
込んだ状態で切断する柄切断装置１３とが設けられてい
る。

【００１０】バキュームパッド１０について説明を加え
ると、バキュームパッド１０は、圧縮バネを利用して螺
旋状の蛇腹に形成されて、通気管１１に対して向き変更
自在に且つ前方向きに復帰付勢された状態で取り付けら
れている。又、先端部の吸引口１０ａと夫々ワイヤ２２
を介して連結された３個のエアシリンダ２１と、３個の
近接スイッチＳ４とが通気管１１に取り付けられている
。各エアシリンダ２１と近接スイッチＳ４とは、夫々交
互に同一円周上に６０度ごとに配設されている。又、吸
引口１０ａの近接スイッチＳ４に対向する位置に夫々突
起部１０ｂが設けられ、吸引口１０ａの通気管１１に対
する後退移動を各別に検出するようになっている。とこ
ろで、３個のエアシリンダ２１を同時に出退させること
により、吸引口１０ａを前方向きにした状態で通気管１
１に対して出退させることができる。又、１個或いは２
個のエアシリンダ２１を引退させ、且つ、他のエアシリ
ンダ２１を伸長させることによりバキュームパッド１０
の通気管１１に対する向きを変更できるようになってい
る。図中、Ｓ１は作業用ハンド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は作業用ハンドＨが収穫対象果実Ｆに対
して設定距離内に接近したことを検出する接近状態検出
手段としての赤外光利用の反射式近接センサであって、
それら両センサＳ１，Ｓ２はアプローチや果実収穫の邪
魔にならないようにするために、バキュームパッド１０
の内部に設けられている。又、１５はイメージセンサＳ
１の撮像処理に同期して作業用ハンドＨの前方側を設定
光量で照光するための照光装置であって、一般的には、
いわゆるストロボ発光装置が用いられることになる。

【００１１】捕捉部ケース１２は、ハンド前後方向にス
ライド移動自在に通気管１１に外嵌支持される基端部分
１２ａと、その先端側上部に止着される上部カバー１２
ｂと、同じく先端側下部に止着される下部カバー１２ｃ
とからなる。そして、バキュームパッド１０が果実Ｆを
吸着するまではアプローチの邪魔にならないようにハン
ド後方側に引退させ、且つ、バキュームパッド１９が果
実Ｆを吸着した後は、吸着された果実Ｆを覆うようにハ
ンド前方側に突出させるようになっている。下部カバー
１２ｃの下部後方側にシャッタ２５が設けられ、開閉用
のエアシリンダ２３によって開閉できるようになってい
る。又、横軸芯回りに揺動自在な樹脂製のレバー２４と
、そのレバー２４の揺動を検出する近接スイッチＳ５と
がシャッタ２５に備えてある。レバー２４は、起立姿勢
に復帰付勢すべく下部のみ金属で形成され、柄を切断さ
れた果実Ｆがシャッタ２５上に落下することにより倒伏
姿勢に揺動するようになっている。前記近接スイッチＳ
５はレバー２４が倒伏姿勢のときにＯＮする。もって、
果実Ｆの柄の切断を検出できるようになっている。

【００１２】柄切断装置１３は、果実Ｆの柄を切断する
バリカン型の刃体１３ａと、その刃体１３ａに果実Ｆの
柄を下方側から押圧支持する柄支持部材１３ｂとからな
る。

【００１３】果実収穫の手順について説明を加えると、
捕捉部ケース１２をハンド後方側に引退させてバキュー
ムパッド１０の吸引口１０ａが捕捉部ケース１２よりも
前方側に突出する状態で、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位置させ、且つ、収穫対象と
なる果実Ｆが位置する方向に向けて、イメージセンサＳ
１にて撮像処理する。そして、その撮像画像情報を画像
処理した情報に基づいて果実Ｆに対するアプローチ順序
を決定し、作業用ハンドＨのアプローチ方向を求めるよ
うにしてある。アプローチ方向を決定した後は、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、各電動モータ９ａ，９ｂ，９ｃを作
動させると共に、近接センサＳ２が果実Ｆを感知するに
伴って、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、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、近接センサＳ２がＯＮ
作動した後、ハンドＨを近接センサＳ２が作動する設定
距離分、前方側に移動させる間に負圧センサＳ３が作動
しない場合には収穫失敗と判断させて、前記設定距離を
手前側に後退させた位置から、近接スイッチＳ４の検出
情報に基づいて、バキュームパッド１０が前方向きから
向きを変更させた方向に所定距離だけハンドＨの位置を
修正して再アプローチさせるようになっている。又、近
接センサＳ２が一旦ＯＮ作動した後、ＯＦＦ状態に変化
した場合には、ハンドＨのアプローチを一旦停止して、
果実Ｆを再撮像した情報に基づいて再アプローチさせる
ようになっている。

【００１４】次に、イメージセンサＳ１による撮像画像
情報等の検出情報に基づいて、果実Ｆに向けてハンドＨ
を誘導するための構成について説明する。図１に示すよ
うに、マイクロコンピュータ利用の制御装置１６が設け
られ、その制御装置１６に、前記各センサＳ１，Ｓ２，
Ｓ３，Ｓ４、Ｓ５が接続されている。そして、制御装置
１６は、予め設定記憶された情報及び各種の入力情報に
基づいて前記エアシリンダ２１、前記各油圧シリンダ５
、６、７や各電動モータ９ａ，９ｂ，９ｃの作動を制御
してハンドＨを収穫対象果実Ｆに向けて誘導するように
構成されている。即ち、制御装置１６を利用して誘導手
段１００が構成されている。

【００１５】次に、図２乃至図４に示すフローチャート
に基づいて制御装置１６の動作を説明する。先ず、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
、全エアシリンダ２１を引退させた状態で撮像処理し、
その撮像画像情報を画像処理して、アプローチ順序を決
定する。そして、アプローチする果実Ｆが位置する方向
に向けてハンドＨを移動させるように、ハンドＨのアプ
ローチ方向を決定して伸縮アーム８を伸長させることに
なる。このとき、全エアシリンダ２１は突出作動させて
おく。伸縮アーム８の伸長を開始した後は、近接センサ
Ｓ２の情報に基づいて、ハンドＨが収穫対象果実Ｆに対
して前記設定距離手前側まで接近したか否かを判別し、
前記設定距離内に接近するに伴って、伸縮アーム８の伸
長速度を低速に切り換えると共に、バキュームパッド１
０の吸引作動を開始して、更に負圧センサＳ３がＯＮ作
動するまでハンドＨを果実側に移動させる。負圧センサ
Ｓ３がＯＮ作動して果実吸着を検出すると、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、近接センサＳ２がＯＮ作動してから設定距離移動す
る間に負圧センサＳ３が作動しない場合には、収穫失敗
と判断する。このとき、近接スイッチＳ４の少なくとも
１つがＯＮ作動していた場合には、ハンドＨを近接セン
サＳ２がＯＮ作動した位置まで一旦戻して、前述のよう
に、ハンドＨの位置を修正して再アプローチさせるので
ある。近接スイッチＳ４がいずれもＯＮ作動していない
場合には、収穫不能と判断してハンドＨをアプローチ開
始位置まで戻す。又、前述のように、近接センサＳ２が
一旦ＯＮ作動した後、ＯＦＦ状態に変化した場合には、
ハンドＨのアプローチを一旦停止して、果実Ｆを再撮像
した情報に基づいて再アプローチさせるのである。最初
のアプローチ又は再アプローチによって果実を収穫でき
た場合には、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、作業用ハンドＨをアプローチ開始
位置まで戻して、果実Ｆを排出することになる。収穫し
た果実Ｆを排出した後は、作業終了か否かを判別して、
作業終了でない場合には、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順序を決定して、決定された
アプローチ方向に向けて作業用ハンドＨを誘導する各処
理を繰り返すことになる。

【００１６】〔別実施例〕上記実施例では、本発明を果
実収穫用作業機の誘導装置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、各種の果菜類
用作業機に適用できるものであって、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。

【００１７】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
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】制御構成のブロック図

【図２】制御作動のフローチャート

【図３】制御作動のフローチャート

【図４】制御作動のフローチャート

【図５】収穫機の概略側面図

【図６】ハンドの要部側面図

【図７】バキュームパッドの要部側面図

【図８】ハンド
の要部正面図

【符号の説明】

１００　　　　　　誘導手段 Ｓ１　　　　　　　　撮像手段 Ｓ２　　　　　　　　接近状態検出手段Ｈ　　　　　　
　　　　作業用ハンド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　収穫対象を撮像する撮像手段（Ｓ１）
   と、その撮像手段（Ｓ１）の情報に基づいて作業用ハン
   ド（Ｈ）を収穫対象に向けて誘導する誘導手段（１００
   ）と、前記作業用ハンド（Ｈ）が収穫対象に対して設定
   距離内に接近したか否かを検出する接近状態検出手段（
   Ｓ２）とが設けられている果菜類収穫機の誘導装置であ
   って、前記誘導手段（１００）が、前記作業用ハンド（
   Ｈ）を収穫対象に向けて誘導しているときに、前記接近
   状態検出手段（Ｓ２）の検出情報が接近状態から非接近
   状態に変化した場合には、前記作業用ハンド（Ｈ）の誘
   導を一旦停止して、収穫対象を再撮像した情報に基づい
   て前記作業用ハンド（Ｈ）の誘導を再開するように構成
   されている果菜類収穫機の誘導装置。