JPH0530600Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、捕捉した果菜類の柄側に突出する状
態と果菜類の導入を許容すべく退避させる状態と
に揺動自在な帯板状の第１刃体を設けると共に、
その第１刃体の長手方向にスライド移動して切断
作用する第２刃体を、前記第１刃体にスライド自
在に連結し、前記第１刃体に対する揺動操作機構
を、突出側への操作位置を捕捉した果菜類の柄の
位置に合わせて自動変更できるように設け、前記
第１刃体の揺動軸芯を中心とする円周に沿つて歯
部を備えるピニオンを設けると共に、前記第２刃
体に前記ピニオンに咬合自在で且つ刃体長手方向
に歯部を並べたギヤを備えさせ、前記ピニオンを
回転駆動する駆動装置を設けてある果菜類収穫ハ
ンドにおける柄切断カツタに関する。

〔従来の技術〕

かかる果菜類収穫ハンドにおける柄切断カツタ
は、捕捉した果菜類の柄の位置が刃体の揺動方向
に変動しても、その位置に合わせて、第１刃体及
び第２刃体を揺動させることができるようにした
ものであり、そして、ピニオンを回転駆動させる
ことによつて、第２刃体をスライド移動操作でき
るようにしたものである。

ところで、従来では、第１０図に示すように第
１刃体１００を突出側に操作する際にも、ピニオ
ン１０１とそれに対する駆動装置とを連係状態に
維持させ続けて、第１刃体１００を切断用位置側
に操作するに伴つて、第２刃体１０２のギヤ１０
３をピニオン１０１に咬合させながらピニオン１
０１の外周に沿つて移動さるようにしていた。

ちなみに、上記従来例においては、ピニオン１
０１の駆動装置として、流体圧シリンダ１０４に
てスライド操作されるラツク１０５を、ピニオン
１０１に咬合自在に設けてある。

但し、図中、１０６は第１刃体１００と同様に
出退操作される柄支持部材である。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記従来構造によると、第１刃体の突出側への
操作位置が変更されるに伴つて、第２刃体におけ
るギヤのピニオンに咬合する位置が刃体長手方向
に変動することになる。このため、ピニオンを回
転駆動させるに伴つて第２刃体を所望のストロー
クで適切にスライド移動させるには、第２刃体に
おけるギヤの刃体長手方向に沿う長さを充分大き
くして、第２刃体におけるギヤのピニオンに咬合
する位置が変動しても、第２刃体をスライド移動
させるための充分な咬合代を備えさせる必要があ
り、その結果、第２刃体に、刃体長手方向に沿う
長さが大なるギヤを備えさせなければならない点
に起因して、全体構造が高価複雑になる不利があ
つた。

本考案は、上記実情に鑑みて為されたものであ
つて、その目的は、簡単な改造によつて、第２刃
体を所望のストロークで適切にスライド移動させ
ることができるようにしながらも、第２刃体に備
えさせるギヤの刃体長手方向に沿う長さを小さく
できるようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案による果菜類収穫ハンドにおける柄切断
カツタの特徴構成は、前記第１刃体を突出側に操
作する際に前記ピニオンを遊転状態に維持すべ
く、前記駆動装置を前記ピニオンとの連係を断続
できるように設けた点にあり、その作用及び効果
は次の通りである。

〔作用〕

すなわち、第１刃体を切断用位置に操作する際
には、ピニオンとそれに対する駆動装置との連係
を遮断させて、ピニオンを遊転状態に維持できる
ようにしたものであり、その結果、第１刃体の揺
動操作に伴つて、ピニオンが一体回転して、第２
刃体におけるギヤのピニオンに対する咬合位置が
変動することがなくなる。

〔考案の効果〕

従つて、第２刃体におけるギヤの刃体長手方向
に沿う長さを、第２刃体をスライド移動させるに
要する咬合式のみに基づいて設定すれば良いもの
となつて、第２刃体に備えさせるギヤの小型化を
図れるようになつた。

〔実施例〕

以下本考案の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第７図に示すように、主としてリンゴやミカン
の収穫に利用する果実収穫装置は、ブーム１を昇
降及び旋回自在に車体２に取付け、補助ブーム３
を水平方向に揺動自在にブーム１に取付け、作業
用マニプレータ４を補助ブーム３の先端に取付け
てある。

但し、図中５はブーム昇降用シリンダ、６はブ
ーム旋回用電動モータ、７は補助ブーム揺動用電
動モータである。

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、そのアーム８の先端部に取付けた収
穫用ハンドＨとからなる。前記伸縮アーム８は、
電動モータ９ａにて縦軸芯Ｘ周りで旋回操作さ
れ、且つ、電動モータ９ｂにて水平軸芯Ｙ周りで
揺動操作されるようになつている。但し、図中９
ｃは、アーム伸縮操作用の電動モータである。

前記収穫用ハンドＨについて説明すれば、第３
図及び第４図に示すように、平面視Ｕ字状の基枠
１０を、伸縮アーム８の先端部にボルト止着し、
その基枠１０の先端部に、捕捉部ケース１１をボ
ルト接続してある。

通気管１２を、前記捕捉部ケース１１における
筒状部１１ａにスライド自在に内嵌支持させ、軟
質ゴム製のバキユームパツド１３を、通気管１２
の先端部に外嵌着し、通気管１２の基部に、通気
用の分岐管１４を外嵌着し、その分岐管１４に、
伸縮自在な蛇腹式ホース１５を接続してあり、そ
して、第８図に示すように、その蛇腹式ホース１
４を吸気用ポンプ１６に配管接続してある。又、
バキユームパツド１３に果実が吸着したことを感
知する負圧センサS₁を、前記分岐管１４に付設し
てある。

収穫用ハンドＨが収穫対象果実に接近したこと
を検出するフオトセンサS₁を設けてある。つま
り、発光部、受光部等を収納するセンサ本体１７
を、分岐管１４内に保持させると共に、そのセン
サ本体１７から繰出される投受光用の光フアイバ
ーケーブル１８を、前記通気管１４の内部を通し
てバキユームパツド１３の内部に延出し、そし
て、その延出端を、ホルダ１９にてバキユームパ
ツド１３に支持させてある。

前記バキユームパツド１３に吸着される状態で
捕捉された果実の果梗、いわゆる柄を切断する柄
切断カツタを設けてある。

つまり、第１図にも示すように、帯板状で半円
弧状の第１刃体２１ａ及び帯板状で且つ半円弧状
の柄支持部材２２の夫々の両端を、同軸芯周りで
捕捉部ケース１１に枢着して、第１刃体２１ａ及
び柄支持部材２２夫々を、捕捉した果菜類の柄を
それらの間で支持すべく突出させる状態とそれら
の間に果菜類を導入する通路を形成すべく退避さ
せる状態とに切換えるように、出退揺動できるよ
うにしてある。又、前記第１刃体２１ａの長手方
向にスライド移動して切断作用する第２刃体２１
ｂを、前記第１刃体２１ａにスライド移動自在に
連結して、スライド型のカツタ２１を構成してあ
る。そして、刃体２１ａ及び柄支持部材２２を揺
動操作する電動モータＭを設けると共に、補助刃
体２１ｂのスライド駆動用のエアシリンダ２４を
設け、もつて突出側への揺動、つまり、起立作動
に伴つて刃体２１ａと柄支持部材２２との間に柄
を支持し、支持した柄を補助刃体２１ｂの作動に
より切断するようにしてある。

尚、後で詳述するように、第１刃体２１ａ及び
柄支持部材２２を、差動機構２５を介して電動モ
ータＭに連動連結して、第１刃体２１ａ及び柄支
持部材２２のいずれかが先に柄に接当した場合に
おいて、先に接当した第１刃体２１ｂあるいは柄
支持部材２２の起立作動を停止させた状態で他方
側の柄支持部材２２あるいは第１刃体２１ｂを引
続き起立作動させることができるようにしてあ
る。つまり、第１刃体２１ｂ及び柄支持部材２２
夫々の突出位置を捕捉した果実の柄の位置に合わ
せて自動変更させるようにしてある。

又、起立作動完了検出用のリミツトスイツチ
S₃、及び、引退作動完了検出用のリミツトスイツ
チS₄を、前記差動機構２５の入力ギヤ２６に付設
の突片２７にて操作されるように設けてある。

前記バキユームパツド１３を出退揺動するエア
シリンダ２０を、捕捉部ケース１１と通気管１４
との間に介装してある。つまり、バキユームパツ
ド１３を退避位置のカツタ２１よりも対象果実側
に突出させた捕捉用位置とその位置よりもカツタ
２５側に後退させた柄切断用位置とに切換えるこ
とができるようにしてある。

前記捕捉部ケース１１に、左右一対のカバー２
８，２８を揺動開閉自在に設けると共に、カバー
開閉操作用のエアシリンダ３０を、カバー２８の
操作レバー２９に接続してある。

第７図に示すように、収穫対象果実を撮像する
撮像手段としてのテレビカメラS₀を、前記伸縮ア
ーム８における基端側アーム８ａの内部に設けて
ある。ちなみに、このテレビカメラS₀の撮像範囲
を、車体２の移動、ブーム１の旋回や昇降、補助
ブーム３の水平揺動、伸縮アーム８の補助ブーム
３に対する旋回や前後揺動によつて設定すること
になる。

第８図に示すように、マイクロコンピユータを
用いて構成される制御装置３１に、前記テレビカ
メラS₀の撮像情報、前記フオトセンサS₂の検出情
報、負圧センサS₁の検出情報、起立作動完了検出
用のリミツトスイツチS₃の検出情報、引退作動完
了検出用のリミツトスイツチS₄の検出情報夫々を
入力し、そして、それら情報、及び、予め記憶さ
せた情報に基づいて、前記ブーム１の昇降用シリ
ンダ５の制御弁３２、ブーム１の旋回用モータ６
の駆動用コントローラ３３、補助ブーム３の揺動
用モータ７の駆動用コントローラ３４、伸縮アー
ム８の旋回用モータ９ａの駆動用コントローラ３
５、前記伸縮アーム８の揺動用電動モータ９ａの
駆動用コントローラ３６ａ、伸縮アーム８の伸縮
用電動モータ９ｃの駆動用コントローラ３６ｂ、
カツタ２１及び柄支持部材２２の起伏操作用電動
モータＭの駆動用コントローラ３７、バキユーム
パツド１３の出退操作用エアシリンダ２０に対す
る制御弁３８、カツタ２１の操作用エアシリンダ
２４に対する制御弁３９ａ、カバー２８の開閉用
エアシリンダ３０に対する制御弁３９ｂ、並び
に、バキユームパツド１３の吸引作動制御用の制
御弁３９ｃの夫々に、作動指令を出力して、前記
収穫用ハンドＨを収穫対象果実に誘導すること、
及び、果実を収穫すること、夫々を自動的に行わ
せるようにしてある。

つまり、前記制御装置３１にて、前記バキユー
ムパツド１３の吸引口を収穫対象果実側に向ける
状態で前記収穫用ハンドＨを対象果実に向けて誘
導するハンド誘導手段、及び、誘導した収穫用ハ
ンドを自動的に作動させて収穫対象果実の果梗を
切断して収穫するハンド駆動手段の夫々を構成し
てある。

次に、第９図に示すフローチヤートに基づい
て、上記各手段について説明する。

つまり、前記ビデオカメラS₀により収穫対象果
実の位置する範囲の画像を取り込み、枝や葉等の
背景を除去して対象となる果実のみに対応した画
像情報を抽出すべく画像処理を行い、その抽出果
実の位置する方向を演算する。

次に、その演算された方向に基づいて、前記カ
バー２８を閉じた状態で、前記バキユームパツド
１３の吸引口が収穫対象果実側に向かう状態を維
持しながら前記伸縮アーム８を伸縮作動させて、
収穫用ハンドＨを対象果実に向けてアプローチさ
せる。

このアプローチ作動後、前記近接センサS₂の検
出情報に基づいて、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判別すると、前
記バキユームパツド１３の吸引作動が開始され
る。但し、アプローチ距離が設定値以上になつて
も前記近接センサS₂が作動しない場合は、前記伸
縮アーム８が短縮され収穫用ハンドＨをアプロー
チ開始位置まで戻してアプローチを停止する。

前記バキユームパツド１３の吸引作動後に、収
穫用ハンドＨを設定距離（例えば30〜50mm）だけ
収穫対象果実側へ前進移動させ、前記負圧センサ
S₁の検出情報に基づいて対象果実を吸着したか否
かを判別し、所望通り吸着している場合は、前記
カバー２８を開くと共に、バキユームパツド１３
を引退作動させ、それと同時に収穫用ハンドＨを
バキユームパツド１３の出退方向に沿つて前進移
動させて収穫対象果実を前記カツタ２１の作動範
囲に取り込む。但し、前記負圧センサS₁が作動し
ない場合は、前記バキユームパツド１３を突出さ
せると共に、その吸引作動を停止させ、更に前記
カバー２８を閉じて収穫作動を中止して、前記伸
縮アーム８を短縮し、収穫用ハンドＨをアプロー
チ開始位置まで戻す。

そして、収穫用ハンドＨ内に収穫対象果実を取
り込んだ後、前記カツタ２１及び柄梗支持部材２
２を前方側に向けて起立作動させると共に、前記
起立作動完了検出用スイツチS₃の検出情報に基づ
いて、その起立作動が完了したか否かを判別す
る。この起立作動が完了している場合は、前記バ
キユームパツド１３の吸引作動を停止させると共
に、その状態で収穫用ハンドＨを後退させて、柄
の基部側にカツタ２１を位置させるようにした
後、カツタ２１を作動させて柄を切断する。切断
後は直ちにバキユームパツド１３の吸引作動を開
始して柄切断後の果実を再度吸着し、その後、カ
ツタ２１及び柄支持部材２２を前記引退作動完了
検出用スイツチS₄が作動するまで倒伏作動させ
て、前記伸縮アーム８を短縮して収穫用ハンドＨ
をアプローチ開始位置まで戻し、バキユームパツ
ド１３を突出させると共に、その吸引作動を停止
させて、収穫した果実を放出した後、前記カバー
２８を閉じて、一つの果実に対する収穫作動を終
了する。但し、前記起立作動完了検出用スイツチ
S₃が作動せず起立作動が完了しない場合は、枝等
の他物が挟み込まれる等のトラブル発生であると
判断させて、カツタ２１及び柄支持部材２２を前
記引退作動完了検出用スイツチS₄が作動するまで
倒伏作動させて、前記バキユームパツド１３の吸
引中止同様に前記伸縮アーム８を短縮して、収穫
用ハンドＨをアプローチ開始位置まで戻して収穫
作動を中止する。

尚、上述の如く収穫対象果実の位置する方向を
演算するに一回の撮像情報に基づいて複数個の果
実が抽出された場合には、例えば下方側の果実か
ら上方側に果実を順番に収穫したり、最も大きく
見える果実つまり収穫用ハンドＨに対して最も近
い位置にある果実から順番に収穫する等の順序で
作業を続行させることになる。従つて、一個の果
実に対する収穫作動が完了する毎に未収穫果実の
存否を判別し、撮像範囲に一個の果実も抽出でき
なくなるまで、上述した収穫作動を繰り返すこと
となる。

前記カツタ２１の構成、並びに、刃体２１ａ及
び柄支持部材２２に対する揺動操作機構Ｋについ
て説明を加える。

第５図及び第６図に示すように、柄支持部材２
２の一端部が外嵌着される支持ピン４０に、第１
入力用ピニオン４１を取付け、その入力用ピニオ
ン４１に咬合する第１ラツク４２を設けてある。
前記支持ピン４０に相対回転自在に外嵌される筒
部材４３に、カツタ２１における第１刃体２１ａ
の一端部を外嵌着し、前記筒部材４３に第２入力
用ピニオン４４を外嵌着すると共に、そのピニオ
ン４４に咬合する第２ラツク４５を設けてある。
そして前記柄支持部材２２側の第１ラツク４２が
咬合する第１出力用ピニオン４６、及び、前記カ
ツタ２１側の第２ラツク４５が咬合する第２出力
用ピニオン４７の夫々を、前記差動機構２５に備
えさせるようにしてある。

つまり、前記差動機構２５の入力ギヤ２９Ａと
一体回転するデフケース４８を設け、そのケース
４８に支承した遊転ベベルギヤ４９に咬合する一
対の第１及び第２出力用ベベルギヤ５０，５１を
設け、第１出力用ベベルギヤ５０が外嵌着され、
且つ、第２出力用ベベルギヤ５１が相対回転自在
に外嵌される支軸５２に、前記第１出力用ピニオ
ン４６を外嵌着し、前記第２出力用ベベルギヤ５
１に、第２出力用ピニオン４７を外嵌着してあ
る。

前記カツタ２１を構成するに、前記両刃体２１
ａ，２１ｂを、ピン５３と長孔５４とを用いて、
刃体長手方向に相対スライド自在に連結してあ
り、そして、各刃体２１ａ，２１ｂの夫々に刃体
長手方向に沿つて刃部を並設してある。

前記柄支持部材２２の他端部が相対回転自在に
外嵌される支持ピン５５に、カツタ駆動用ピニオ
ン５６を外嵌着してある。

そして、第１図及び第２図にも示すように、第
１刃体２１ａを、前記ピニオン５６に相対回転自
在に外嵌させると共に、第２刃体２１ｂの端部
に、前記ピニオン５６に咬合自在で且つ刃体長手
方向に歯部を並べたギヤ５７を設けてある。

前記ピニオン５６は、第１刃体２１ａの揺動軸
芯を中心とする円周に沿つて歯部を備えるもので
あり、そして、ピニオン５６に咬合するラツク５
８を、ピニオン５６の回転駆動装置としてのカツ
タ操作用シリンダ２４に、中継部材５９を用いて
接続してある。

又、前記第１刃体２１ａを突出側に操作する際
に前記ピニオン５６を遊転状態に維持すべく、前
記シリンダ２４を前記ピニオン５６との連係を断
続できるように設けてある。つまり、前記シリン
ダ２４にて第２刃体２１ｂを一往復作動させるも
のであるが、初期状態において、前記ラツク５８
とピニオン５６とを非咬合状態に維持させるよう
にしてある。

要するに、第１刃体２１ａを突出側に操作する
には、シリンダ２４とピニオン５６との連係を遮
断して、ピニオン５６を第１刃体２１ａの揺動に
伴つて回転させるようにしてある。

尚、非咬合状態のラツク５８をピニオン５６に
咬合させることを円滑に行なわせるために、ピニ
オン５６の歯部のうちの、ラツク５８が咬合開始
することになる範囲の歯部Ｗを、削り加工してあ
る。又、第１刃体２１ａを突出側に操作する際に
ピニオン５６が固定状態にあると、第２刃体２１
ｂがピニオン５６の外周に沿つて移動する際に、
製作誤差等により、第２刃体２１ｂのギヤ５７と
ピニオン５６との咬合により、第２刃体２１ｂが
不必要にスライドされる虞れがあるが、ピニオン
５６が自由回転できるため、そのようなトラブル
を招くことも抑制できる。

〔別実施例〕

本考案を実施するに、収穫用ハンドＨの具体構
成、収穫用ハンドＨを誘導するために備えさせる
伸縮アーム１１の具体構成等、各部の構成は各種
変更できる。

また、上記実施例では果実を収穫する場合につ
いて例示したが、トマト等の野菜の収穫にも適用
できるものである。

また、カツタ２５及び柄支持部材２６の夫々
を、水平方向に沿う軸芯周りで揺動させるように
してもよい。

又、ピニオン５６と駆動装置２４とを、クラツ
チ機構を用いて断続させるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る果菜類収穫ハンドにおける
柄切断カツタの実施例を示し、第１図は第２刃体
のスライド駆動構造を示す側面図、第２図はピニ
オンとラツクとの咬合部を示す側面図、第３図は
収穫用ハンドの切欠き平面図、第４図は収穫用ハ
ンドの切欠き側面図、第５図は柄切断カツタの駆
動構造を示す縦断正面図、第６図は同縦断背面
図、第７図は果実収穫機の側面図、第８図は制御
構成を示すブロツク図、第９図は制御作動を示す
フローチヤートである。第１０図は従来例の側面
図である。 ２１ａ……第１刃体、２１ｂ……第２刃体、２
４……駆動装置、５６……ピニオン、５７……ギ
ヤ、５８……ラツク、Ｋ……揺動操作機構。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 捕捉した果菜類の柄側に突出する状態と果菜
   類の導入を許容すべく退避させる状態とに揺動
   自在な帯板状の第１刃体２１ａを設けると共
   に、その第１刃体２１ａの長手方向にスライド
   移動して切断作用する第２刃体２１ｂを、前記
   第１刃体２１ａにスライド自在に連結し、前記
   第１刃体２１ａに対する揺動操作機構Ｋを、突
   出側への操作位置を捕捉した果菜類の柄の位置
   に合わせて自動変更できるように設け、前記第
   １刃体２１ａの揺動軸芯を中心とする円周に沿
   つて歯部を備えるピニオン５６を設けると共
   に、前記第２刃体２１ｂに、前記ピニオン５６
   に咬合自在で且つ刃体長手方向に歯部を並べた
   ギヤ５７を備えさせ、前記ピニオン５６を回転
   駆動する駆動装置２４を設けてある果菜類収穫
   ハンドにおける柄切断カツタであつて、前記第
   １刃体２１ａを突出側に操作する際に前記ピニ
   オン５６を遊転状態に維持すべく、前記駆動装
   置２４を前記ピニオン５６との連係を断続でき
   るように設けてある果菜類収穫ハンドにおける
   柄切断カツタ。 前記駆動装置２４を構成するに、前記ピニオ
   ン５６に咬合自在なラツク５８を、非咬合状態
   に操作自在に設けてある実用新案登録請求の範
   囲第項に記載の果菜類収穫ハンドにおける柄
   切断カツタ。