JPH071724U - 真空式収穫機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 収穫ハンドの先端吸引口に作物を吸着させて
の果実など作物の収穫作業を行う収穫機にあって、収穫
ハンドによる作業状況の確認を容易に可能とする。 【構成】 収穫ハンド５の吸引口１７に栽培作物Ａを吸
着させてその収穫を行うようにした真空式収穫機におい
て、収穫ハンド５による収穫作業状況の確認を行う作業
確認センサ４１，４２，４３を収穫ハンド５に設ける。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は例えばミニトマト或いはサクランボ・リンゴなどの果実を収穫するよ うにした真空式収穫機に関する。

【０００２】

【従来の技術】

収穫ロボットのマニピュレータに、真空圧でもって各種作物を吸着させて収穫 するようにした真空式の収穫機がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかし乍らこの種従来の収穫機においては、マニピュレータを構成する収穫ハ ンド自体を回転させながら所定位置まで移動搬送させたり、収穫ハンドにくし状 カバー・カッタ・吸着パッドを必要とするなどして、極めて構造も複雑で、収穫 ハンド或いはこの付属装置の動作や動作タイミングを適正保持させるためには多 大の作業手間と時間を要して極めて作業能率に悪いという欠点があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

したがって本考案は、収穫ハンドの吸引口に栽培作物を吸着させてその収穫を 行うようにした真空式収穫機において、収穫ハンドによる収穫作業状況の確認を 行う作業確認センサを収穫ハンドに設けたもので、例えば果実の吸引口への吸着 、吸着後における果実の果梗よりの離脱、離脱後における果実のハンド内の吸引 搬送など各作業状況の確認を容易に行えて、これら作業性を向上させることがで きると共に、これら一連の作業を効率良く確実に行わしめてこの収穫作業での無 人高能率化を可能とさせるものである。

【０００５】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳述する。図１は収穫ハンド部の説明 図、図２は収穫機の全体斜視図、図３は同正面図であり、図中（１）は走行レー ル（２）上を走行輪（３）でもって移動する収穫機（４）の台車、（５）は前記 台車（１）の略中央に立設させる上下動用ガイド（６）にハンド台（７）を介し 支持する真空吸引式の収穫ハンド、（８）は前記ハンド台（７）に設置してハン ド（５）前方の栽培作物の果実であるミニトマト（Ａ）を撮像する視覚センサ、 （９）は前記ハンド（５）によって吸引収穫されたミニトマト（Ａ）を台車（１ ）に搭載するコンテナ（１０）に搬送する搬送ホース、（１１）は前記ガイド（ ６）を台車（１）の進行方向に移動させるハンド台水平直動用モータ、（１２） は前記ガイド（６）を下部基端の縦軸回りに回転させるハンド台水平旋回用モー タ、（１３）は前記ハンド台（７）をガイド（６）に沿って上下動させるハンド 台上下直動用モータ、（１４）は前記ハンド（５）を収穫目標物であるミニトマ ト（Ａ）に対し前後に移動させるハンド前後方向移動用モータ、（１５）は前記 ハンド（５）を回動支点軸（１６）を中心として上下方向に移動させるハンド上 下方向回動用モータであり、前記ハンド（５）先端に開閉自在に取付ける吸引口 である吸引体（１７）に真空吸引力でもってトマト（Ａ）を吸着させて収穫を行 うように構成している。

【０００６】 図４乃至図６にも示す如く、前記収穫ハンド（５）は円形パイプ（５ａ）を用 いて内部にミニトマト（Ａ）の真空吸引搬送路（１８）を形成し、ハンド（５） の正面視上下半円状に２分割される吸引体（１７）の上下口体（１７ａ）（１７ ｂ）をハンド（５）先端外側に固定板（１９）及び開閉軸（２０）を介して上下 方向に開閉自在に取付けると共に、ハンド（５）と吸引体（１７）との継目隙間 を内側より覆う弾性シール部材（２１）をハンド（５）と吸引体（１７）間に介 設している。

【０００７】 また前記吸引体（１７）は、先端側の内径を小、後端側の内径を大とする先端 先細りの円錐形状に形成し、常時は上下口体（１７ａ）（１７ｂ）間に張設する 引張バネ（２２）によって閉状態を保持させる一方、上下口体（１７ａ）（１７ ｂ）に連結する開放ワイヤ（２３）をハンド吸引口開放用ソレノイド（２４）の 励磁操作によって後方（前方作物側に対し）に引張るとき、上下口体（１７ａ） （１７ｂ）を開放させてこの吸引体（１７）の前端口部（１７ｃ）に吸着される ミニトマト（Ａ）をハンド（５）内の搬送路（１８）に真空吸引力で取込むよう に構成している。

【０００８】 さらに前記吸引体（１７）にミニトマト（Ａ）の吸着時、トマト（Ａ）の果梗 （Ｂ）を切断（果実（Ａ）が離層から離脱）するくし刃（２５）を吸引体（１７ ）の外周に臨ませるように設けるもので、前記ハンド（５）のパイプ（５ａ）外 周に摺動自在（パイプ（５ａ）の軸方向に沿って）に円筒状のスライダ（２６） を嵌合支持させ、該スライダ（２６）の円筒外周に回転自在に嵌合する回転体（ ２７）に、前記くし刃（２５）を等間隔に複数固定支持させて、くし刃（２５） 先端をスライダ（２６）前方に延設させると共に、前記回転体（２７）に形成す るギヤ（２８）と、前記スライダ（２６）に固設する減速低回転用モータ（２９ ）のギヤ（３０）とを結合させて、前記モータ（２９）によってパイプ（５ａ） と同一軸芯円周上に配設させる複数のくし刃（２５）を回転体（２７）と一体に 回転させるように構成している。

【０００９】 またさらに、前記パイプ（５ａ）に固設するブラケット（３１）に支点軸（３ ２）を介して揺動アーム（３３）の中間を揺動自在に支持させ、前記スライダ（ ２６）左右外側の突設ピン（３４）を前記アーム（３３）一端側の長孔（３５） に係合連結させると共に、アーム（３３）他端側の連結ワイヤ（３６）をくし刃 前後進用ソレノイド（３７）に連動連結させて、前記ソレノイド（３７）の励磁 操作でもってブラケット（３１）及びアーム（３３）間の引張バネ（３８）力に 抗しワイヤ（３６）を引張るとき、スライダ（２６）を前方向に移動させて吸引 体（１７）の前方位置までくし刃（２５）先端を臨ませるように構成している。

【００１０】 図１に示す如く、前記収穫ハンド（５）は、搬送路（１８）の基端側を吸引装 置（３９）の吸引ブロワ（３９ａ）に連通接続させ、搬送路（１８）の途中に空 気流と果実流に分離する作物排出路（１８ａ）を分岐形成し、前記搬送路（１８ ）の分岐通過口部にフイルタ（４０）を設けて、搬送路（１８）内を移動するミ ニトマト（Ａ）が排出路（１８ａ）との分岐点に至るとき、前記フイルタ（４０ ）によってトマト（Ａ）のみを排出路（１８ａ）に自重落下するように構成して いる。

【００１１】 また前記吸引体（１７）の前端口部（１７ｃ）に、出力の一時的な高まりより ミニトマト（Ａ）が果梗より離れたと判断する確認センサである感圧式果実離梗 センサ（４１）を埋設すると共に、前記ハンド（５）の吸引体（１７）と排出路 （１８ａ）間に、搬送路（１８）内のトマト（Ａ）の通過を検出する発光素子（ ４２ａ）及び受光素子（４２ｂ）とからなる確認センサである搬送センサ（４２ ）と、搬送路（１８）内の真空度の上昇に基づいてトマト（Ａ）の吸着を検出す る確認センサである真空圧検出用の吸着センサ（４３）とを設けて、前記吸引体 （１７）のトマト（Ａ）の吸着、及び吸着後の果梗（Ｂ）よりトマト（Ａ）の離 梗、及び離梗後搬送路（１８）内をトマト（Ａ）が搬送通過、の各種作業状況を これらセンサ（４１）（４２）（４３）で自動的に検出するように構成している 。

【００１２】 さらに前記排出路（１８ａ）の送り終端の排出口（１８ｂ）には排出シャッタ （４４）を開閉自在に設けるもので、前記ハンド（５）の果実排出部（５ｂ）に 開閉軸（４５）を介しシャッタ（４４）を回動自在に支持させ、排出部（５ｂ） 及びシャッタ（４４）間に張設する閉バネ（４６）によって常時はシャッタ（４ ４）を閉保持すると共に、前記バネ（４６）に抗しシャッタ（４４）を開作動す る排出口開放用ソレノイド（４７）を排出部（５ｂ）に設けて、前記搬送センサ （４２）がミニトマト（Ａ）の通過を確認した直後の一定時間のみ排出シャッタ （４４）を開とさせて、この下方のコンテナ（１０）にトマト（Ａ）を排出する ように構成している。

【００１３】 図７に示す如く、収穫機（４）の走行装置（４８）を駆動して機体を走行させ る走行スイッチ（４９）と、収穫ハンド（５）を自動操縦して収穫作業を行う収 穫スイッチ（５０）と、前記各種センサ（８）（４１）（４２）（４３）とを入 力接続させる制御回路（５１）を備えると共に、前記走行装置（４８）及び吸引 装置（３９）及び警報装置（５２）と、前記各種モータ（１１）（１２）（１３ ）（１４）（１５）（２９）及びソレノイド（２４）（３７）（４７）に制御回 路（５１）を出力接続させて、収穫スイッチ（５０）のオン作業時各種センサ（ ８）（４１）（４２）（４３）の検出に基づいてミニトマト（Ａ）の自動収穫作 業を行うように構成している。

【００１４】 本実施例は上記の如く構成するものにして、以下図８のフローチャートを参照 してこの作用を説明する。

【００１５】 収穫作業中、前記視覚センサ（８）がミニトマト（Ａ）を検出するとき、収穫 ハンド（５）の所定前方位置にミニトマト（Ａ）がある位置まで、該ハンド（５ ）の位置制御を行って、その後ハンド（５）をミニトマト（Ａ）側に前進制御し て、前記吸引体（１７）の前端口部（１７ｃ）にハンド（５）内の真空吸引力で もってミニトマト（Ａ）を吸着させるもので、前記吸着センサ（４３）が真空度 の一定以上の上昇を検出するとき、ミニトマト（Ａ）が吸引体（１７）に吸着さ れたものと判断すると共に、吸着が行われていないと判断されたときには視覚セ ンサ（８）によってハンド（５）の吸着位置を修正する。

【００１６】 また吸着検出後にあっては、前記くし刃（２５）を前進させ、前進後は微速で 回転させながらハンド（５）を後退させるもので、くし刃（２５）の緩やかな回 転中に何れか１本のくし刃（２５）を果梗（Ｂ）に引掛けながら後退させること によって果梗（Ｂ）よりミニトマト（Ａ）が確実に離脱つまり離梗（ミニトマト （Ａ）の場合離脱力（２００〜８００ｇ）と他の果実に比べ弱い）する。

【００１７】 そして前記離梗センサ（４１）が前端口部（１７ｃ）での一時的なミニトマト （Ａ）の接触圧の高まりを検出するとき、トマト（Ａ）が果梗（Ｂ）より離脱し たものと判断して、くし刃（２５）を後退させ、吸引体（１７）の上下口体（１ ７ａ）（１７ｂ）を開放して、ハンド（５）内の真空吸引力で搬送路（１８）内 にトマト（Ａ）を取り込む。

【００１８】 その後搬送路（１８）の搬送センサ（４２）位置をミニトマト（Ａ）が通過す ることを、該センサ（４２）が検出するとき、前記吸引体（１７）を閉とさせる と共に、前記排出シャッタ（４４）を一定時間開とさせてこのトマト（Ａ）をコ ンテナ（１０）に排出するもので、この場合ミニトマト（Ａ）の収穫直後より次 のトマト（Ａ）を吸着するまでの間は吸着に必要とする真空圧は必要なく、した がって排出シャッタ（４４）を開放しても支障がない。また、トマト（Ａ）の果 梗（Ｂ）よりの離脱を検出し、くし刃（２５）を後退させ、吸引体（１７）を開 放したにもかかわらずトマト（Ａ）の搬送が検出されないときには、途中何らか の異常が発生したものと判断して異常警報を発生させる。而してこのような動作 の繰返しによって、１時間当り５００〜６００個程度のトマト（Ａ）の効率良い 収穫が行えるものである。

【００１９】 なお前述実施例にあっては、吸引体（１７）を上下口体（１７ａ）（１７ｂ） の２つに分割する構成を示したが、２つ以上に分割する構成でも良い。

【００２０】 また図９に示す如く、吸引体（１７）を４つの口体（１７ｄ）（１７ｅ）（１ ７ｆ）（１７ｇ）に分割形成し、これら４つの口体（１７ｄ）〜（１７ｇ）をハ ンド（５）先端に各ヒンジ部材（５３）を介し外方に回動自在に連結支持させて 開放可能とすると共に、４つの口体（１７ｄ）〜（１７ｇ）及びハンド（５）外 側を薄膜状のゴムチューブ（５４）で一体被覆して、吸引体（１７）にミニトマ ト（Ａ）の吸着時吸引体（１７）の各分割部より空気洩れによって真空吸引力が 低下するなどの不都合を該チューブ（５４）によって防止するように構成したも のである。

【００２１】

【考案の効果】

以上実施例からも明らかなように本考案は、収穫ハンド（５）の吸引口（１７ ）に栽培作物（Ａ）を吸着させてその収穫を行うようにした真空式収穫機（４） において、収穫ハンド（５）による収穫作業状況の確認を行う作業確認センサ（ ４１）（４２）（４３）を収穫ハンド（５）に設けたものであるから、例えば果 実（Ａ）の吸引口（１７）への吸着、吸着後における果実（Ａ）の果梗（Ｂ）よ りの離脱、離脱後における果実（Ａ）のハンド（５）内の吸引搬送などの各作業 状況の確認を容易に行えて、これら各作業性を向上させることができると共に、 これら一連の作業を効率良く確実に行わしめて、この収穫作業での無人高能率化 を可能とさせることができるなど顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】収穫ハンド部の説明図である。

【図２】収穫機の全体斜視図である。

【図３】収穫機の全体正面図である。

【図４】収穫ハンド部の斜視説明図である。

【図５】収穫ハンド部の側面説明図である。

【図６】収穫ハンド部の動作説明図である。

【図７】制御回路図である。

【図８】フローチャートである。

【図９】吸引体のゴムチューブ部の説明図である。

【符号の説明】

（４） 収穫機 （５） 収穫ハンド （１７） 吸引体（吸引口） （４１） 離梗センサ（確認センサ） （４２） 搬送センサ（確認センサ） （４３） 吸着センサ（確認センサ） （Ａ） ミニトマト（作物）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 収穫ハンドの吸引口に栽培作物を吸着さ
   せてその収穫を行うようにした真空式収穫機において、
   収穫ハンドによる収穫作業状況の確認を行う作業確認セ
   ンサを収穫ハンドに設けたことを特徴とする真空式収穫
   機。