JPH0549332A - 果実収穫ロボツト - Google Patents
果実収穫ロボツトInfo
- Publication number
- JPH0549332A JPH0549332A JP3232333A JP23233391A JPH0549332A JP H0549332 A JPH0549332 A JP H0549332A JP 3232333 A JP3232333 A JP 3232333A JP 23233391 A JP23233391 A JP 23233391A JP H0549332 A JPH0549332 A JP H0549332A
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- JP
- Japan
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- fruit
- arm
- fruits
- articulated arm
- joint type
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- Manipulator (AREA)
- Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 上部が手前側に被さるように傾斜する傾斜棚
に誘引された栽培植物の果実を収穫する際に、摘果用ハ
ンド部の位置調節を行うための関節型アームで生ってい
る果実や茎、葉を傷付けないようにする。 【構成】 傾斜棚に対向する本体部と、該本体部に設け
た関節型アームと、該関節型アームの先端部に設けた摘
果ハンドとを備え、前記関節型アームは、本体部側の上
腕部と摘果ハンド側の前腕部をエルボ部で屈伸自在に連
結してなり、屈曲させたときに伸直時に比べてエルボ部
が下側に位置するようにした。
に誘引された栽培植物の果実を収穫する際に、摘果用ハ
ンド部の位置調節を行うための関節型アームで生ってい
る果実や茎、葉を傷付けないようにする。 【構成】 傾斜棚に対向する本体部と、該本体部に設け
た関節型アームと、該関節型アームの先端部に設けた摘
果ハンドとを備え、前記関節型アームは、本体部側の上
腕部と摘果ハンド側の前腕部をエルボ部で屈伸自在に連
結してなり、屈曲させたときに伸直時に比べてエルボ部
が下側に位置するようにした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、栽培植物が植え付けら
れているラインに沿って移動しながら果実を自動的に収
穫する果実収穫ロボットに関するものである。
れているラインに沿って移動しながら果実を自動的に収
穫する果実収穫ロボットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばきゅうり用の果実収穫ロボットと
して、屈伸自在な多関節アームの先端に摘果ハンドを設
け、多関節アームを適当に屈伸させて摘果ハンドの位置
を調節する構造のものがある。
して、屈伸自在な多関節アームの先端に摘果ハンドを設
け、多関節アームを適当に屈伸させて摘果ハンドの位置
を調節する構造のものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】果実収穫ロボットによ
る果実の収穫を容易にするために、栽培植物を支持する
棚を通路側に被さるように傾斜させて棚から垂れ下がっ
た果実が主茎や葉から分離するようにした栽培方法が採
用されている。このような栽培方法においては、栽培植
物が果実収穫ロボットの上方に覆い被さった状態となっ
ているので、多関節アームのエルボ部が上側に折れ曲が
ると、アームの一部、特にエルボ部が上部の果実等に接
触し、これらを傷つけるおそれがある。本発明は、これ
を防止することを課題としている。
る果実の収穫を容易にするために、栽培植物を支持する
棚を通路側に被さるように傾斜させて棚から垂れ下がっ
た果実が主茎や葉から分離するようにした栽培方法が採
用されている。このような栽培方法においては、栽培植
物が果実収穫ロボットの上方に覆い被さった状態となっ
ているので、多関節アームのエルボ部が上側に折れ曲が
ると、アームの一部、特にエルボ部が上部の果実等に接
触し、これらを傷つけるおそれがある。本発明は、これ
を防止することを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のような構成とした。すなわち、本発明
にかかる果実収穫ロボットは、傾斜棚に誘引された栽培
植物の果実を収穫する果実ロボットであって、前記傾斜
棚に対向する本体部と、該本体部に設けた関節型アーム
と、該関節型アームの先端部に設けた摘果ハンドとを備
え、前記関節型アームは、本体部側の上腕部と摘果ハン
ド側の前腕部とをエルボ部で屈伸自在に連結してなり、
該アームを屈曲させたときに伸直時に比べてエルボ部が
下側に位置するようにしたことを特徴としている。
に、本発明は次のような構成とした。すなわち、本発明
にかかる果実収穫ロボットは、傾斜棚に誘引された栽培
植物の果実を収穫する果実ロボットであって、前記傾斜
棚に対向する本体部と、該本体部に設けた関節型アーム
と、該関節型アームの先端部に設けた摘果ハンドとを備
え、前記関節型アームは、本体部側の上腕部と摘果ハン
ド側の前腕部とをエルボ部で屈伸自在に連結してなり、
該アームを屈曲させたときに伸直時に比べてエルボ部が
下側に位置するようにしたことを特徴としている。
【０００５】
【作用】関節型アームを屈曲させたときにエルボ部が下
側にくるようになっているので、収穫作業中にエルボ部
が果実等に接触することがなく、果実等を傷つけない。
また、設計によっては、関節型アームの動作の自由度を
向上させることができ、エルボ部が栽培植物や棚等の障
害物に接近したことを感知するためのセンサを不要とす
ることもできるという利点がある。
側にくるようになっているので、収穫作業中にエルボ部
が果実等に接触することがなく、果実等を傷つけない。
また、設計によっては、関節型アームの動作の自由度を
向上させることができ、エルボ部が栽培植物や棚等の障
害物に接近したことを感知するためのセンサを不要とす
ることもできるという利点がある。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の１例として図１に示すきゅう
り用の果実収穫ロボットについて説明する。
り用の果実収穫ロボットについて説明する。
【０００７】この果実収穫ロボット１は、移動手段とし
て電動式の走行台車２を備え、該走行台車の上にガイド
レール３を有する傾斜枠４を設置し、これに果実収穫用
マニピュレータ６が昇降自在に設けられている。傾斜枠
４は、ヒンジ８にて走行台車２に枢支され、背面側を支
持リンク９で支えられている。支持リンク９の下端部は
長穴１０の適所に止着するようになっており、その止着
位置を変えることにより傾斜枠４の傾斜角度を任意に調
節することができる。
て電動式の走行台車２を備え、該走行台車の上にガイド
レール３を有する傾斜枠４を設置し、これに果実収穫用
マニピュレータ６が昇降自在に設けられている。傾斜枠
４は、ヒンジ８にて走行台車２に枢支され、背面側を支
持リンク９で支えられている。支持リンク９の下端部は
長穴１０の適所に止着するようになっており、その止着
位置を変えることにより傾斜枠４の傾斜角度を任意に調
節することができる。
【０００８】マニピュレータ６は、前記ガイドレール３
に沿ってスライド式に昇降可能な基台１２と、該基台上
に水平面内で回動自在に設けた本体部１３と、該本体部
に設けた関節型アーム１４と、該関節型アームの先端部
に設けた摘果ハンド１５とからなる。関節型アーム１４
は、本体部側の上腕部１７と摘果ハンド側の前腕部１８
をエルボ部１９を介して連結したもので、人の腕と同様
に、アーム全体の上下回動、屈伸、摘果ハンド１５の上
下回動が可能である。関節型アーム１４を屈曲させたと
き、エルボ部１９が下側にくるように折れ曲がる。
に沿ってスライド式に昇降可能な基台１２と、該基台上
に水平面内で回動自在に設けた本体部１３と、該本体部
に設けた関節型アーム１４と、該関節型アームの先端部
に設けた摘果ハンド１５とからなる。関節型アーム１４
は、本体部側の上腕部１７と摘果ハンド側の前腕部１８
をエルボ部１９を介して連結したもので、人の腕と同様
に、アーム全体の上下回動、屈伸、摘果ハンド１５の上
下回動が可能である。関節型アーム１４を屈曲させたと
き、エルボ部１９が下側にくるように折れ曲がる。
【０００９】摘果ハンド１５には、図２および図３に示
すように、把握部２１，２１、果柄位置検出部２２，２
２およびカッタ２３，２３が設けられている。把握部２
１，２１は、きゅうりを両側から挟み付けて把握するの
に適した形状に成形されており、それぞれの基部に取り
付けたラック２５，２５に噛合するピニオン２６をモー
タ等で駆動することにより、互いに接近または離反する
ようになっている。果柄位置検出部２２，２２は、把握
部２１，２１の上方に設けられ、図示を省略したばねに
よって互いに接近する方向（内向き）に付勢されてい
る。果柄位置検出部２２，２２の開閉度はポテンション
メータ２７で検出される。待機状態では、把握部２１，
２１の係合片２１ａ，２１ａが果柄位置検出部２２，２
２の係合片２２ａ，２２ａに係合しているので、果柄位
置検出部２２，２２が開いた状態となっている。この待
機状態から、果柄位置検出部２２，２２は上向きにスラ
イド移動するようになっている。スライド移動範囲は最
大で３０mm程度である。スライド移動を開始すると両係
合片２１ａ，２２ａの係合が解除される。また、カッタ
２３，２３は、内端部に刃が形成されており、この刃が
互いに交差するように駆動できるようになっている。カ
ッタ２３，２３は果柄位置検出部２２．２２の下方近傍
に設けられ、果柄位置検出部２２，２２とともにスライ
ド移動する。
すように、把握部２１，２１、果柄位置検出部２２，２
２およびカッタ２３，２３が設けられている。把握部２
１，２１は、きゅうりを両側から挟み付けて把握するの
に適した形状に成形されており、それぞれの基部に取り
付けたラック２５，２５に噛合するピニオン２６をモー
タ等で駆動することにより、互いに接近または離反する
ようになっている。果柄位置検出部２２，２２は、把握
部２１，２１の上方に設けられ、図示を省略したばねに
よって互いに接近する方向（内向き）に付勢されてい
る。果柄位置検出部２２，２２の開閉度はポテンション
メータ２７で検出される。待機状態では、把握部２１，
２１の係合片２１ａ，２１ａが果柄位置検出部２２，２
２の係合片２２ａ，２２ａに係合しているので、果柄位
置検出部２２，２２が開いた状態となっている。この待
機状態から、果柄位置検出部２２，２２は上向きにスラ
イド移動するようになっている。スライド移動範囲は最
大で３０mm程度である。スライド移動を開始すると両係
合片２１ａ，２２ａの係合が解除される。また、カッタ
２３，２３は、内端部に刃が形成されており、この刃が
互いに交差するように駆動できるようになっている。カ
ッタ２３，２３は果柄位置検出部２２．２２の下方近傍
に設けられ、果柄位置検出部２２，２２とともにスライ
ド移動する。
【００１０】また、本体部１３には視覚装置３０が設け
られている。この視覚装置３０は、図４のブロック図に
示す如く、カメラ３１と距離検出装置３２を備え、これ
らで得た入力情報をＣＰＵ３３で処理して果実の位置を
検出するようになっている。そして、その検出結果に基
づいて、ＣＰＵ３３からマニピュレータ６に出力指令が
出される。
られている。この視覚装置３０は、図４のブロック図に
示す如く、カメラ３１と距離検出装置３２を備え、これ
らで得た入力情報をＣＰＵ３３で処理して果実の位置を
検出するようになっている。そして、その検出結果に基
づいて、ＣＰＵ３３からマニピュレータ６に出力指令が
出される。
【００１１】この果実収穫ロボット１が使用されるハウ
スは、通路４０を挟んで両側に形成した畝４１に栽培植
物４２が一定間隔ごとに植え付けられている。図９に示
すように、栽培植物４２を誘引する傾斜棚４３は、通路
側に被さるように傾斜させて支柱４４を立設し、該支柱
の適所に設けた横棒４５，…間にロープ４６，４６を張
ってある。そして、栽培植物４２の主茎５０を支柱４４
に沿って誘引し、葉をロープに支持させる。誘引棚４３
が傾斜しているので、果実５１は誘引棚４３から垂れ下
がり、主茎や葉から分離された状態となる。主茎の支柱
への固定には、図１０に示すようなクリップ４７，…を
使用する。クリップ４７は洗濯バサミのような構造であ
り、中央の凹部４７ａで主茎５０を把持し、先端側の凹
部４７ｂで支柱４４に固定するようになっている。この
ように、クリップ４７で主茎を支柱４４に固定するよう
にすると、ひもやテープで固定するのに比べて、つる降
ろし作業が簡単である。
スは、通路４０を挟んで両側に形成した畝４１に栽培植
物４２が一定間隔ごとに植え付けられている。図９に示
すように、栽培植物４２を誘引する傾斜棚４３は、通路
側に被さるように傾斜させて支柱４４を立設し、該支柱
の適所に設けた横棒４５，…間にロープ４６，４６を張
ってある。そして、栽培植物４２の主茎５０を支柱４４
に沿って誘引し、葉をロープに支持させる。誘引棚４３
が傾斜しているので、果実５１は誘引棚４３から垂れ下
がり、主茎や葉から分離された状態となる。主茎の支柱
への固定には、図１０に示すようなクリップ４７，…を
使用する。クリップ４７は洗濯バサミのような構造であ
り、中央の凹部４７ａで主茎５０を把持し、先端側の凹
部４７ｂで支柱４４に固定するようになっている。この
ように、クリップ４７で主茎を支柱４４に固定するよう
にすると、ひもやテープで固定するのに比べて、つる降
ろし作業が簡単である。
【００１２】果実収穫ロボット１は通路４０に沿って移
動し、視覚装置３０で収穫可能な果実を探索する。収穫
可能な果実を見つけると、マニピュレータ６が所定の動
作を行い当該果実を収穫する。図５および図６はそのフ
ローチャートであり、これを参照にしてマニピュレータ
６の動作を説明する。
動し、視覚装置３０で収穫可能な果実を探索する。収穫
可能な果実を見つけると、マニピュレータ６が所定の動
作を行い当該果実を収穫する。図５および図６はそのフ
ローチャートであり、これを参照にしてマニピュレータ
６の動作を説明する。
【００１３】当初、マニピュレータ６は、関節型アーム
１４を所定角度（α＝約９０度）に曲げた基本姿勢で待
機している。この状態から、収穫しようとする果実の高
さに合わせてマニピュレータ６を昇降させ、摘果ハンド
１５が果実５１に正対する状態（中間点）にする。傾斜
枠４の傾斜角度は誘引棚４３の傾斜角度を同じに設定し
てあるので、マニピュレータ６を昇降させても栽培植物
４２とマニピュレータ６との距離は変わらない。そし
て、関節型アーム１４を適当に伸ばして、摘果ハンド１
５を果実の手前近傍まで移動させる（第２中間点）。関
節型アーム１４はエルボ部１９が下方に来るように折れ
曲がっているので、エルボ部１９が上方に位置する果実
や茎葉に接触することがない。
１４を所定角度（α＝約９０度）に曲げた基本姿勢で待
機している。この状態から、収穫しようとする果実の高
さに合わせてマニピュレータ６を昇降させ、摘果ハンド
１５が果実５１に正対する状態（中間点）にする。傾斜
枠４の傾斜角度は誘引棚４３の傾斜角度を同じに設定し
てあるので、マニピュレータ６を昇降させても栽培植物
４２とマニピュレータ６との距離は変わらない。そし
て、関節型アーム１４を適当に伸ばして、摘果ハンド１
５を果実の手前近傍まで移動させる（第２中間点）。関
節型アーム１４はエルボ部１９が下方に来るように折れ
曲がっているので、エルボ部１９が上方に位置する果実
や茎葉に接触することがない。
【００１４】つぎに、把握部２１，２１が開きながら摘
果ハンド１５が前進し、適当位置で前進を停止し、把握
部２１，２１が閉じて果実５１の上端部を把握する（図
７参照）。この状態から、関節型アーム１４の各部が作
動して、果柄５２の基部を中心として摘果ハンド１５を
上方に回動させる（図８参照）。果柄５２と主茎５０と
のなす角度θが９０度程度となるようにするのが好まし
い。続いて、果柄位置検出部２２，２２とカッタ２３，
２３がスライド移動し、果柄位置検出部２２，２２が果
柄を検出すると、カッタ２３，２３が作動して果柄を切
断する。このように、果実を上方に回動させて果実を茎
葉とを分離するようになっているとともに、カッタ２
３，２３が果柄位置検出部２２，２２でカバーされてい
るので、切断の際に茎葉も同時に切断してしまう危険性
がない。
果ハンド１５が前進し、適当位置で前進を停止し、把握
部２１，２１が閉じて果実５１の上端部を把握する（図
７参照）。この状態から、関節型アーム１４の各部が作
動して、果柄５２の基部を中心として摘果ハンド１５を
上方に回動させる（図８参照）。果柄５２と主茎５０と
のなす角度θが９０度程度となるようにするのが好まし
い。続いて、果柄位置検出部２２，２２とカッタ２３，
２３がスライド移動し、果柄位置検出部２２，２２が果
柄を検出すると、カッタ２３，２３が作動して果柄を切
断する。このように、果実を上方に回動させて果実を茎
葉とを分離するようになっているとともに、カッタ２
３，２３が果柄位置検出部２２，２２でカバーされてい
るので、切断の際に茎葉も同時に切断してしまう危険性
がない。
【００１５】果柄検出作用について補足的に説明する。
前述の如く、果柄位置検出部２２，２２がスライド移動
を開始すると、係合片２２ａ，２３ａの係合が解除され
るので、ばねによって閉じようとする力が果柄位置検出
部２２，２２に作用する。しかしながら、実際には果実
が存在しているので果柄位置検出部２２，２２は閉じる
ことができず、両果柄位置検出部２２，２２は果実の外
周部に沿って果柄側に移動する。そして、果柄位置検出
部２２，２２が果柄の位置まで移動すると、果柄位置検
出部２２，２２が閉じてこれがポテンションメータ２７
に検出されるのである。きゅうりのように直線状で細長
い果実に対する果柄検出方法として極めて効果的であ
る。なお、一定条件のもとに管理されているため、きゅ
うりの果実がまっすぐに生るのである。
前述の如く、果柄位置検出部２２，２２がスライド移動
を開始すると、係合片２２ａ，２３ａの係合が解除され
るので、ばねによって閉じようとする力が果柄位置検出
部２２，２２に作用する。しかしながら、実際には果実
が存在しているので果柄位置検出部２２，２２は閉じる
ことができず、両果柄位置検出部２２，２２は果実の外
周部に沿って果柄側に移動する。そして、果柄位置検出
部２２，２２が果柄の位置まで移動すると、果柄位置検
出部２２，２２が閉じてこれがポテンションメータ２７
に検出されるのである。きゅうりのように直線状で細長
い果実に対する果柄検出方法として極めて効果的であ
る。なお、一定条件のもとに管理されているため、きゅ
うりの果実がまっすぐに生るのである。
【００１６】摘果が完了すると、把握部２１，２１が果
実を把持したままマニピュレータ６が中間位置まで移動
するとともに、マニピュレータ６が下降し、把持してい
た果実をタンク内に解放する。以下同様に、視覚装置３
０の視野内の果実を収穫する。視野内の果実をすべて収
穫し終えると、視覚装置３０の向きを変えて果実の収穫
を繰り返す。マニピュレータ全作業範囲内の果実をすべ
て収穫し終えると、走行台車２を移動させて次の株に移
動する。
実を把持したままマニピュレータ６が中間位置まで移動
するとともに、マニピュレータ６が下降し、把持してい
た果実をタンク内に解放する。以下同様に、視覚装置３
０の視野内の果実を収穫する。視野内の果実をすべて収
穫し終えると、視覚装置３０の向きを変えて果実の収穫
を繰り返す。マニピュレータ全作業範囲内の果実をすべ
て収穫し終えると、走行台車２を移動させて次の株に移
動する。
【００１７】
【発明の効果】以上に説明した如く、本発明にかかる果
実収穫ロボットは、摘果ハンドの位置調節を行う関節型
アームを備えたものであり、該関節型アームを屈曲させ
たときにエルボ部が下側にくるようになっているので、
収穫作業中にエルボ部が果実等に接触することがなく、
収穫作業中に果実等を傷つけることがなくなった。
実収穫ロボットは、摘果ハンドの位置調節を行う関節型
アームを備えたものであり、該関節型アームを屈曲させ
たときにエルボ部が下側にくるようになっているので、
収穫作業中にエルボ部が果実等に接触することがなく、
収穫作業中に果実等を傷つけることがなくなった。
【図１】本発明の１実施例である果実収穫ロボットの使
用状態を示す正面図である。
用状態を示す正面図である。
【図２】摘果ハンドの正面図である。
【図３】摘果ハンドの平面図である。
【図４】マニピュレータ制御装置のブロック図である。
【図５】マニピュレータ制御のフローチャートの前半部
分である。
分である。
【図６】マニピュレータ制御のフローチャートの後半部
分である。
分である。
【図７】マニピュレータの１状態を示す正面図である。
【図８】マニピュレータの異なる状態を示す正面図であ
る。
る。
【図９】傾斜棚の説明図である。
【図１０】クリップの説明図である。
１ 果実収穫ロボット ２ 走行台車 ４ 傾斜枠 ６ マニピュレータ １３ 本体部 １４ 関節型アーム １５ 摘果ハンド １７ 上腕部 １８ 前腕部 １９ エルボ部 ３０ 視覚装置 ４２ 栽培植物 ４３ 傾斜棚 ５１ 果実
Claims (1)
- 【請求項１】 傾斜棚に誘引された栽培植物の果実を収
穫する果実収穫ロボットであって、前記傾斜棚に対向す
る本体部と、該本体部に設けた関節型アームと、該関節
型アームの先端部に設けた摘果ハンドとを備え、前記関
節型アームは、本体部側の上腕部と摘果ハンド側の前腕
部とをエルボ部で屈伸自在に連結してなり、該アームを
屈曲させたときに伸直時に比べてエルボ部が下側に位置
するようにしたことを特徴とする果実収穫ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232333A JP3052471B2 (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | 果実収穫ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232333A JP3052471B2 (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | 果実収穫ロボット |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0549332A true JPH0549332A (ja) | 1993-03-02 |
| JP3052471B2 JP3052471B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=16937557
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3232333A Expired - Fee Related JP3052471B2 (ja) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | 果実収穫ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3052471B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021144955A1 (ja) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | Ａｇｒｉｓｔ株式会社 | 取得装置及び取得システム |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107094432A (zh) * | 2017-04-27 | 2017-08-29 | 无锡北斗星通信息科技有限公司 | 一种自动化采摘方法 |
-
1991
- 1991-08-19 JP JP3232333A patent/JP3052471B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021144955A1 (ja) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 | Ａｇｒｉｓｔ株式会社 | 取得装置及び取得システム |
| JPWO2021144955A1 (ja) * | 2020-01-17 | 2021-07-22 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3052471B2 (ja) | 2000-06-12 |
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