JPH0741570B2 - 果菜類収穫機の収穫用ハンド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、先端部に設けた果菜類捕捉作業用ハンドに、
収穫対象果菜類を吸着するバキュームパッドと、このバ
キュームパッドに吸着用の負圧を発生させる負圧発生装
置と、前記バキュームパッドで吸着された果菜類の柄を
切断する柄切断装置を備えた捕捉部ケースと、この捕捉
部ケースを前記バキュームパッドに対して吸着方向で出
退自在に操作する第１気圧アクチュエータと、前記柄切
断装置を駆動する第２空気圧アクチュエータとを設ける
とともに、前記第１空気圧アクチュエータ及び第２空気
圧アクチュエータに作動用空気を供給する空気供給装置
が設けられた果菜類収穫機の収穫用ハンドに関する。

〔従来の技術〕

上記この種の果菜類収穫機の収穫用ハンドにおいて、従
来では、バキュームパッドの吸着力を発生させるための
負圧発生装置として専用の吸引用のポンプが用いられて
いた。

尚、空気供給装置や吸引用のポンプは、電動モータやエ
ンジン等によって駆動されることになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

従って、従来構成では、空圧式のアクチュエータに作動
用空気を供給する空気供給装置と、負圧発生用の吸引ポ
ンプとの両方が必要になるので、構成が高価、煩雑にな
る。しかも、それらを駆動するためには大きな駆動力が
必要になる不利もある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、空気供給装置から空圧式のアクチュエータに
供給される作動用空気を利用して、バキュームパッドを
吸引できるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかる果菜類用収穫機の収穫用ハンドは、上記
目的を達成するために、先端部に設けた果菜類捕捉作業
用ハンドに、収穫対象果菜類を吸着するバキュームパッ
ドと、このバキュームパッドに吸着用の負圧を発生させ
る負圧発生装置と、前記バキュームパッドで吸着された
果菜類の柄を切断する柄切断装置を備えた捕捉部ケース
と、この捕捉部ケースを前記バキュームパッドに対して
吸着方向で出退自在に操作する第１空気圧アクチュエー
タと、前記柄切断装置を駆動する第２空気圧アクチュエ
ータとを設けるとともに、前記第１空気圧アクチュエー
タ及び第２空気圧アクチュエータに作動用空気を供給す
る空気供給装置が設けられた果菜類収穫機の収穫用ハン
ドにおいて、前記負圧発生装置は、前記空気供給装置か
ら供給される空気によって作動するエジェクタポンプで
あることを特徴構成とする。

また、前記エジェクタポンプが前記果菜類捕捉作業用ハ
ンドに設けられている構成にしても良い。

かかる特徴構成により作用及び効果は次の通りである。

〔作 用〕

エジェクタポンプを用いてバキュームパッドの吸引用の
負圧を発生させるので、果菜類捕捉作業用ハンドの柄切
断装置や出退移動操作される捕捉部ケースに対する第１
及び第２空気圧アクチュエータに作動用空気を供給する
空気供給装置を負圧発生用として兼用できる。

尚、請求項２に示すように、エジェクタポンプを作業用
ハンドに設けると、エジェクタポンプとバキュームパッ
ドとを近づけて配置することができるので、両者を接続
する配管が短かくなり、迅速に吸引作動を開始できる。

〔発明の効果〕

もって、空気供給装置のみで、吸気も空気圧アクチュエ
ータの駆動も行えるので、装置構成の個数の低減や空気
供給等のための配管構造を簡易にでき、低コスト化及び
構造簡素化を図ることができるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第12図に示すように、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、前記補助ブーム
（３）の先端部に取り付けられ、もって、果実収穫用の
作業機が構成されている。

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モータ、（７）は補助ブーム揺動用
油圧シリンダである。

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、その伸縮アーム（８）の先端部に取り付け
られた果菜類捕捉作業用ハンドとしての作業用（Ｈ）と
からなる。

そして、前記伸縮アーム（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。

前記作業用ハンド（Ｈ）について説明すれば、第１図、
第２図、及び第10図（イ）及至（ハ）に示すように、前
記伸縮アーム（８）の先端部に、筒状の通気管（11）の
基端部が固着され、その通気管（11）の先端部に、作業
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）が外嵌着され、もって、吸着式に構成されて
いる。

そして、捕捉部ケース（12）が、前記通気管（11）に対
して前後方向にスライド移動自在に外嵌支持され、前記
捕捉部ケース（12）には、バキュームパッド（10）の吸
引口（10a）に吸着された果実（Ｆ）の柄部分を上下方
向に挟み込んだ状態で切断する柄切断装置（13）が設け
られている。尚、前記バキュームパッド（10）は、果実
（Ｆ）を傷つけないように、ゴム等の弾性を有する部材
で形成されている。

第８図及び第９図に示すように、前記通気管（11）の内
部は、前記バキュームパッド（10）を吸引するために負
圧室（11a）と排気室（11b）とに二分割されている。

前記負圧室（11a）内には、前記バキュームパッド（1
0）を吸引する負圧発生装置としてのエジェクタポンプ
（14）と、前記バキュームパッド（10）の向いた方向を
撮像するカラー式のイメージセンサ（S₁）と、収穫対象
果実に対して設定距離内に接近したか否かを検出する赤
外光利用の光反射式近接センサ（S₂）と、前記負圧室
（11a）の圧力に基づいて前記バキュームパッド（10）
が果実を吸着したか否かを検出する負圧センサ（S₃）と
が内蔵されている。

前記各センサ（S₁），（S₂），（S₃）及び前記エジェク
タポンプ（14）の夫々は、第９図にも示すように、外周
面が半円筒状で且つ後端部に円板状の壁体（15a）を有
する合成樹脂製ホルダー部材（15）に組み付けられ、こ
のホルダー部材（15）が通気管（11）の前方側から挿入
されて、前記通気管（11）内に内嵌支持されるようにな
っている。

つまり、前記ホルダー部材（15）を前記通気管（11）内
に挿入して固定することによって、前記通気管（11）内
に壁体（15a）にて仕切られた負圧室（11a）と排気室
（11b）とが区画形成されるようになっているのであ
る。そして、前記エジェクタポンプ（14）が前記壁体
（15a）を利用して組み付けられている。

尚、前記壁体（15a）は、ホルダー部材（15）と一体成
形される環状部に円板状のゴム体を嵌合して構成される
ものであり、前記ゴム体には、エジェクタポンプ（14）
の給気管（14a）及び排気筒部（14b）や、各種の配線、
配管類が挿通されている。

前記捕捉部ケース（12）について説明すれば、第１図及
び第２図に示すように、平面視がコの字状の前半部分
（16a）と前記通気管（11）に対して前後方向にスライ
ド移動自在に外嵌される円筒状の後半部分（16b）とか
らなり、前記前半部分（6a）の内部が果実の捕捉空間
（Ａ）になっている。又、その前半部分（16a）に、前
記捕捉空間（Ａ）の外周囲を覆うカバー（17）や前記柄
切断装置（13）が組み付けられている。

前記カバー（17）は、第３図にも示すように、上部カバ
ー（17U）、下部カバー（17D）、及び、左右一対の側部
カバー（17L），（17R）とに４分割形成されている。

前記上部カバー（17U）と前記下部カバー（17D）とは、
同横軸芯（P₁）周りで上下方向に開閉自在に枢着され、
前記左右一対の側部カバー（17L），（17R）は、同縦軸
芯（Q₁）周りで左右方向に開閉自在に枢着されている。
そして、それら各カバー（17U），（17D），（17L），
（17R）の前方側に、前記バキュームパッド（10）や果
実が通過する開口（18）が形成されている。

前記下部カバー（17D）を除いた上及び左右の各カバー
（17U），（17L），（17R）の夫々は、前記捕捉部ケー
ス（12）の内側方向に向けて復帰付勢された状態で設け
られ、下部カバー（17D）のみは、第４図及び第５図に
示すように、スプリング（Ｄ）によって外側方向に向け
て復帰付勢され且つ空圧式のシリンダ（19）によって内
方側に押圧保持され、そして、前記捕捉部空間（Ａ）に
取り込まれた果実をハンド下方側に排出する際には空圧
式のシリンダ（19）に収縮作動によって下方側に開き揺
動するようになっている（第10図（ハ）参照）。

ここで捕捉部空間（Ａ）内への果実の取り込みについて
説明を加えると、前記バキュームパッド（10）が果実を
吸着するまでは、前記バキュームパッド（10）の吸引口
（10a）が前記開口（18）よりも前に突出する状態とな
るように、前記捕捉部ケース（12）をハンド後方側に引
退させ（第10図（イ）参照）、そして、前記バキューム
パッド（10）に果実が吸着された後は、その吸着された
果実を前記捕捉空間（Ａ）内に取り込むように、前記捕
捉部ケース（12）をハンド前方側に突出させることにな
る（第10図（ロ）参照）。

そして、前記開口（18）を通して前記捕捉部ケース（1
2）内に果実が取り込まれるときに、前記開口（18）よ
りも大なる径の果実を取り込む状態となる場合には、通
過する果実（Ｆ）の大きさに合わせて前記上部カバー
（17U）及び前記左右一対の側部カバー（17L），（17
R）の夫々が自動的に外側に開いて、前記開口（18）よ
りも大なる果実を前記捕捉部ケース（12）内に形成され
る捕捉空間（Ａ）に取り込むことができるようになって
いるのである。

引き続き各部の構成について説明を加える。

第２図及び第６図に示すように、上述の如く捕捉空間
（Ａ）内に果実を取り込むに際して、前記上下のカバー
（17U），（17D）及び前記左右一対の側部カバー（17
L），（17R）の夫々の相対開き量に基づいて前記開口
（18）を通過する果実の大小を検出するポテンショメー
タ利用の果実径検出センサ（S₄），（S₅）の夫々が設け
られ、それらの検出情報に基づいて作業対象果実の大き
さを判別できるようになっている。この検出情報は、上
述の如く前記捕捉部ケース（12）をハンド前方側に突出
させる際の突出量を、小径の果実の場合には小さく（第
10図（ロ）参照）、そして、大径の果実の場合には大き
く（第11図参照）するための制御情報として利用され
る。

又、前記下部カバー（17D）には、前記柄切断装置（1
3）によって柄を切断された果実が落下するに伴っその
接触圧でON作動する感圧式の切断完了検出センサ（S₆）
が取り付けられている。この検出情報は果実収穫の完了
に伴って前記伸縮アーム（８）を作動する制御情報とし
て利用される。

又、前記イメージセンサ（S₁）の撮像処理に同期して前
記作業用ハンド（Ｈ）の前方側を設定光量で照光するた
めの照光装置（20）が、前記上部カバー（17U）の直後
方側筒所に、斜め下方を向けた状態で取り付けられてい
る。つまり、前記イメージセンサ（S₁）の撮像視野範囲
に合わせた範囲を照光する状態となるようにしているの
である。尚、一般的には、前記照光装置（20）として
は、いわゆるストロボ発光装置が用いられることにな
る。

前記捕捉部ケース（12）を通気管（11）に沿って出退操
作するための構造について説明すれば、前記通気管（1
1）の外側面と、前記通気管（11）に外嵌される後半部
分（16b）の内面との間に、前記通気管（11）の外周囲
に突設された隔壁（21）によって前後方向に区画された
前後一対の環状のシリンダ室（22F），（22R）が形成さ
れ、そのシリンダ室（22F），（22R）の何れかに作動用
空気を供給するかを切り換えることにより、前記捕捉部
ケース（12）を前記通気管（11）に対して前後方向に出
退操作する第１空気圧アクチュエータとしての空圧シリ
ンダ（22）が構成されている。

前述の如く捕捉部ケース（12）の突出位置を果実の大き
さに合わせて調節する構造について説明すれば、第１
図、第２図、及び第６図に示すように、前記通気管（1
1）の先端部に、上下一対の突片（23）が取り付けら
れ、その突片（23）に接当することによって突出位置を
規制する上下一対のストッパ（24）が、空圧式のシリン
ダ（25）によってハンド横方向に向けて出退操作自在に
設けられている。

つまり、前記果実径検出センサ（S₄），（S₅）の検出情
報に基づいて、果実が小さいときは、前記ストッパ（2
4）を前記捕捉部ケース（12）の内方側に突出させて前
記突片（23）に接当させることによって、突出量を小に
規制し、果実が大のときには、前記ストッパ（24）を引
退させて前記突片（23）に対する接当を解除することに
より、突出量を大にするようになっている。

前記柄切断装置（13）は、果実の柄を切断する半円弧状
の刃体（13a）と、果実の柄を下方側から押圧支持する
状態で前記刃体（13a）を受け止める半円弧状の柄支持
部材（13b）とからなる。

前記刃体（13a）と前記柄支持部材（13b）とは、前記捕
捉部ケース（12）の前半部分（16a）に同横軸芯（P₂）
周りで上下揺動自在に枢着され、差動機構としても作動
するように構成された第２空気圧アクチュエータとして
の空圧式のシリンダ（Ｂ）によって退避位置から起伏揺
動され、かつ、一方が柄に当接して停止した後も引き続
き他方を起伏揺動操作させて、柄を押し切るように構成
されている。勿論この空圧式のシリンダ（Ｂ）によって
退避位置に復帰操作されることになる。

前記空圧式のシリンダ（Ｂ）は、第４図及び第５図に示
すように、前記捕捉部ケース（12）の後半部分（16b）
に前後方向にスライド移動自在に外嵌されたピストン側
部材（26）と、そのピストン側部材（26）及び後半部分
（16b）の夫々の前後方向にスライド移動自在に外嵌さ
れたシリンダチューブ側部材（27）とからなり、その内
部にはシリンダ伸長側（刃体（13a）や柄支持部材（13
b）の退避位置側に相当する）に復帰付勢するスプリン
グ（29）が装備され、且つシリンダ短縮操作用のシリン
ダ室（28）が設けられている。ちなみに詳述はしない
が、刃体（13a）や柄支持部材（13b）の退避位置を規制
するストッパーが設けられ、スプリング（29）の付勢力
によって復帰作動した状態においてシリンダ（Ｂ）の捕
捉部ケース（12）に対する位置が所定位置に復帰するよ
うになっている。

そして、ピストン側部材（26）が前記柄支持部材（13
b）を揺動駆動し、且つ、シリンダチューブ側部材（2
7）が前記刃体（13a）を揺動駆動するようになってお
り、次にその構造について説明する。

第６図にも示すように、前記シリンダチューブ側部材
（27）の前面側には、左右を一対とする二組のラック
（30）が取り付けられ、前記ピストン側部材（26）の前
面側にも、左右を一対とする二組のラック（31）が取り
付けられている。ちなみに、ピストン側部材（26）のラ
ック（31）は、前記シリンダチューブ側部材（27）の前
面壁を貫通している。そして、シリンダチューブ側部材
（27）のラック（30）は、前記柄支持部材（13b）を回
転駆動する柄支持用ピニオン（32）に咬合し、ピストン
側部材（26）のラック（31）は、前記刃体（13a）を回
動駆動する刃体用ピニオン（33）に咬合している。

ちなみに、左側箇所においては、刃体（13a）の左端部
が固着された刃体用ピニオン（33）と柄支持部材（13
b）の左端部が固着された中継ギヤ（34a）とが並置さ
れ、右側箇所においては、刃体（13a）の右側部が固着
された中継ギヤ（34b）と柄支持部材（13b）の左端部が
固着された柄支持用ピニオン（32）とが並置されてい
る。従って、左側箇所の柄支持用ピニオン（32）は前記
中継ギヤ（34a）に咬合連結され、右柄箇所の刃体用ピ
ニオン（33）は前記中継ギヤ（34b）に咬合連結される
ことになる。

ところで、前記通気菅（11）、前記捕捉部ケース（12）
及び前記差動式の空圧シリンダ（Ｂ）の夫々は、同心円
状に順次外嵌されていることから、それらが相対回転し
ないようにするためには、回り止め機構が付設されてい
る。

説明を加えれば、第７図にも示すように、前記通気管
（11）の前後両端の間に、上下一対のロッド（35）が架
設され、前記捕捉部ケース（12）の前半部分（16a）に
はロッド（35）が貫通する孔（Ｗ）が形成され、捕捉部
ケース（12）の後半部分（16b）と差動式の空圧シリン
ダ（Ｂ）との対向面部には、前記ロッド（35）が貫通す
る凹溝（36）が形成されており、これにより回り止めが
行われるようになっている。

ちなみに、前記回り止め用の凹溝（36）の近傍となる前
記捕捉部ケース（12）の後半部分（16b）の外周面に
は、前記果実径検出用ポテンションメータ（S₄），
（S₅）等の各種センサ類や前記照光装置（20）等に対す
る配線を挿通させるための凹溝（37）が形成されてい
る。

又、前記エジェクタポンプ（14）等の各種空圧式のアク
チュエータは、前記車体（Ｖ）側に搭載された空気供給
装置としてのポンプ（39）（第13図参照）から前記作業
用ハンド（Ｈ）の空圧式アクチュエータに供給される作
動用空気によって駆動されることになる。そして、詳述
はしないが、前記各アクチュエータ（19,22,B）に対す
る作動用空気は、作業用ハンド（Ｈ）の基端部に設けた
電磁式の制御弁（V₁）によってその供給を制御されるよ
うになっている。（第13図参照） 次に、前記イメージセンサ（S₁）の撮像画像情報に基づ
いて、果実（Ｆ）の位置する方向つまり前記作業用ハン
ド（Ｈ）のアプローチ方向を求めて、前記作業用ハンド
（Ｈ）を誘導するための制御構成について説明する。

第13図に示すように、前記イメージセンサ（S₁）による
撮像画像情報を画像処理して、収穫対象果実（Ｆ）の位
置する方向を求める画像処理手段、その画像処理手段の
情報に基づいて前記各油圧アクチュエータ（５），
（６），（７）や前記各電動モータ（9a），（9b），
（9c）の夫々を制御して、前記作業用ハンド（Ｈ）をア
プローチ開始位置から収穫対象果実（Ｆ）に向けて誘導
する誘導手段、前記負圧センサ（S₃）が検出作動するに
伴って起動されて前記作業用ハンド（Ｈ）による収穫作
動を制御するハンド制御手段等の各手段を構成するマイ
クロコンピュータ利用の制御装置（41）が設けられ、そ
の制御装置（41）に、前記各センサ類や前記照光装置
（20）等の夫々が接続されている。又、その制御装置
（41）に、前記制御弁（V₁）、前記油圧アクチュエータ
（5,6,7）の制御弁（V₂）、前記電動モータ（9a,9b,9
c）の制御回路（V₃）、及び、前記エジェクタポンプ（1
4）の制御弁（V₄）の夫々も接続されている。尚、エジ
ェクタポンプ用の制御弁（V₄）も作業用ハンド（Ｈ）の
基端部に設けられている。

前記イメージセンサ（S₁）の撮像情報に基づいてアプロ
ーチ方向を決定するための画像処理手段について説明す
れば、第15図（イ），（ロ）に示すように、果実（Ｆ）
の色に対応する特定色領域（F₁）を抽出し、その特定色
領域（F₁）内における明るさに基づいて、果実（Ｆ）の
位置情報を求めるようにしてある。

つまり、果実の色は背景となる枝や葉とは異なる色であ
り、且つ、その形状が球形、であることから、果実の表
面のうちの手前側になる箇所の明るさは周囲よりも明る
く見える状態となる現象を利用して、果実の位置情報を
求めるようにしているのである。

前記特定領域（F₁）を抽出するための画像処理について
説明すれば、前記イメージセンサ（S₁）から出力される
画像信号のうちの三原色信号（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）を
用いて、果実（Ｆ）の色成分を含む赤色信号（Ｒ）から
それ以外の色信号（Ｇ又はＢ）を減算した信号を、設定
閾値に基づいて２値化することにより、前記イメージセ
ンサ（S₁）にて撮像された原画像（第15図（イ）参照）
から、前記果実（Ｆ）の色に対応する特定色領域（F₁）
を抽出した２値化画像（第15図（ロ）参照）を得るよう
にしてある。

そして、第16図に示すように、前記特定色領域（F₁）を
マスクとして用いて、前記イメージセンサ（S₁）から出
力される画像信号のうちの輝度信号（Ｙ）を設定閾値に
基づいて２値化することにより、前記特定色領域（F₁）
内において明るさが設定値よりも大となる２値化された
高輝度領域（F₂）を抽出するようにしてある。

但し、後述の如く、収穫を失敗したときに、前記近接セ
ンサ（S₂）が作動する第１設定距離において行う再撮像
処理時には、前記照光装置（20）の照光量を、前記設定
距離に応じた適正光量となるように減光した状態で作動
させることになる。

そして、自然光と影響を除くために、前記イメージセン
サ（S₁）には、液晶等を利用した電子式シャッタ（40）
（第13図参照）が取り付けられ、撮像処理時に設定時間
の間のみ光を入射させるようにしてある。

尚、前記イメージセンサ（S₁）の撮像視野内に複数個の
果実（Ｆ）がある場合には、何れの果実（Ｆ）から先に
アプローチさせるかを、前記イメージセンサ（S₁）によ
る撮像画像の明るさを情報に基づいて自動的に決定させ
るようにしてある。

説明を加えれば、前記画像情報の明るさは、距離に反比
例して近いものほど明るくなることから、前記高輝度領
域（F₂）の大きさは近距離に位置するものほど大になる
のである（第16図参照）。つまり、前記作業用ハンド
（Ｈ）に対して手前側に位置する収穫し易い果実（Ｆ）
から先にアプローチさせるようにしているのである。

ところで、前記近接センサ（S₂）は、果実を感知した時
点から前記バキュームパッド（10）の吸引作動を開始さ
せて、前記バキュームパッド（10）が果実（Ｆ）に接触
するまでにその吸引力が果実吸着に要する値よりも大に
なるように設定した第１設定距離（30cm）と、前記バキ
ュームパッド（10）が果実（Ｆ）の直前方側に位置する
状態となる第２設定距離（5cm）との二段階に検出でき
るように構成されている。

次に、前記各センサの情報に基づいて前記作業用ハンド
（Ｈ）を誘導するための手順について説明する。

先ず、前記作業用ハンド（Ｈ）を捕捉部ケース（12）よ
りも前方側に突出する状態で、前記作業用ハンド（Ｈ）
が予め設定された初期位置としてのアプローチ開始位置
させた状態で、且つ、収穫対象となる果実（Ｆ）が位置
する方向に向けて、前記イメージセンサ（S₁）にて撮像
処理させ、前述の如く、その撮像情報を画像処理した情
報に基づいて前記作業用ハンド（Ｈ）の誘導方向として
のアプローチ方向を決定することになる。

アプローチ方向を決定した後は、前記作業用ハンド
（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、前記各電動モータ（9a），（9b），
（9c）を作動させると共に、前記近接センサ（S₂）が果
実（Ｆ）を感知するに伴って、前記バキュームパッド
（10）を吸引作動させて収穫対象果実（Ｆ）を吸着さ
せ、そして、前記捕捉部ケース（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
されることになる。

但し、前記近接センサ（S₁）が前記第１設定距離におい
て検出作動するまでは前記作業用ハンド（Ｈ）を高速移
動させ、且つ、前記近接センサ（S₂）が検出作動した後
は前記作業用ハンド（Ｈ）を低速移動させるように、前
記近接センサ（S₂）の前記第１設定距離における検出情
報に基づいて前記伸縮アーム（８）の伸長速度を高低に
切り換えるようにしてある。そして、前記負圧センサ
（S₃）がON作動して果実吸着を検出するに伴って、前記
伸縮アーム（８）の伸長を停止させて収穫作動を開始さ
せることになる。

又、前記近接センサ（S₂）を作動した後、前記作業用ハ
ンド（Ｈ）を前記近接センサ（S₂）が作動する第２設定
距離を超えても、前記負圧センサ（S₃）が作動しない場
合には収穫失敗と判断させて、前記作業用ハンド（Ｈ）
を前記第１設定距離となる手前側に後退させた位置に戻
して再撮像処理し、そして、その再撮像画像情報に基づ
いてアプローチ方向を修正して再アプローチさせるよう
にしてある。

次に、第14図に示すフローチャートに基づいて前記制御
装置（41）の動作を説明する。

先ず、前記作業用ハンド（Ｈ）を、予め設定されたアプ
ローチ開始位置にセットした状態で撮像処理し、その撮
像画像情報を画像処理することにより、前述の如く、果
実（Ｆ）の位置する方向と、そのアプローチ順序とを決
定する。

そして、最先となる果実（Ｆ）の位置する方向に向けて
前記作業用ハンド（Ｈ）を直線的に移動させるように
し、決定したアプローチ方向に基づいて前記伸縮アーム
（８）を伸長されることになる。

但し、前記近接センサ（S₂）が収穫対象果実（Ｆ）に対
して前記第１設定距離内に接近したことを検出するまで
は、前記作業用ハンド（Ｈ）が予め設定した速度で高速
移動するように、前記伸縮アーム（８）を駆動する各電
動モータ（9a），（9b），（9c）を作動させることにな
る。

前記近接センサ（S₂）が果実（Ｆ）に対して前記第１設
定距離内に接近したことを検出するに伴って、前記バキ
ュームパッド（10）の吸引作動を開始させ、そして、前
記近接センサ（S₂）が果実（Ｆ）に対して前記第２設定
距離内に接近したことを検出するに伴って、前記伸縮ア
ーム（８）の伸長速度を予め設定した低速度に減速させ
て、前記負圧センサ（S₃）がON作動するまでに前記作業
用ハンド（Ｈ）を果実側に移動させることになる 前記負圧センサ（S₃）がON作動して果実吸着を検出する
と、果実（Ｆ）を吸着した状態で前記作業用ハンド
（Ｈ）を前記近接センサ（S₂）が二回目に作動する前記
第２設定距離に相当する距離分を手前側に戻した後、前
記伸縮アーム（８）を停止させて、収穫作動を開始させ
ることになる。

但し、前記伸縮アーム（８）をその最大伸長距離に基づ
いて設定された設定距離に達するまで伸長しても前記近
接センサ（S₂）が作動しない場合には、収穫不能として
前記作業用ハンド（Ｈ）を前記アプローチ開始位置まで
戻すことになる。

又、前記近接センサ（S₂）が前記第１設定距離において
果実（Ｆ）を検出しても、前記作業用ハンド（Ｈ）が前
記第１設定距離を前進する間に、果実（Ｆ）に対して前
記第２設定距離内に接近したことを検出できない場合、
及び、前記第２設定距離から更に前記第２設定距離を超
える設定距離（10cm）を前進しても前記負圧センサ
（S₃）がON作動しない場合にも、収穫失敗と判断させる
ようにしてある。

但し、前記近接センサ（S₂）が、前記第１設定距離にお
いてON作動したが、前記作業用ハンド（Ｈ）が前記第１
設定距離を超えて前進しても第２設定距離においてON作
動しなかった場合、及び、前記第２設定距離を超える設
定距離を前進しても前記負圧センサ（S₃）が作動しない
場合には、前記作業用ハンド（Ｈ）を前記第１設定距離
に相当する位置まで一旦戻して、再撮像処理して、アプ
ローチ方向を修正させて再度アプローチさせるようにし
てある。

尚、この再撮像処理においても、例えば、複数個の果実
（Ｆ）が密集しているような場合には、前記特定色領域
（F₁）や前記高輝度領域（F₂）の大きさに基づいてアプ
ローチ順序を再決定することになる（第15図（ハ）参
照）。

最初にアプローチ又は再アプローチによって適正通りに
果実（Ｆ）を吸着できた場合には、果実（Ｆ）を吸着し
た状態で、前記第２設定距離を手前側に戻した後、前記
ストパー（24）を突出させて前記捕捉部ケース（12）を
ハンド前方側に一段階突出させ、その状態でハンド全体
を揺動させて、吸着した果実（Ｆ）を前記捕捉部ケース
（12）内に取り込む。

但し、この果実（Ｆ）の取り込み時に、前記果実径検出
センサ（S₄），（S₅）の情報に基づいて、吸着した果実
（Ｆ）の大小を判断し、果実（Ｆ）の大きさが大である
場合には、前記ストッパ（24）を引退させて前記捕捉部
ケース（12）を更にハンド前方側に突出させて、吸着し
た果実（Ｆ）を前記捕捉部ケース（12）内に取り込ませ
ることになる。

その後、前記負圧センサ（S₃）の検出情報に基づいて、
果実（Ｆ）を離したか否かを判別し、離した場合には、
収穫失敗であると判断して前記作業用ハンド（Ｈ）をア
プローチ開始位置に戻して、次の果実（Ｆ）に対するア
プローチを開始させることになる。

吸着した果実（Ｆ）を離していない場合には、前記捕捉
部ケース（12）の突出完了を確認した後、前記柄切断装
置（13）を作動させて、果実（Ｆ）の柄を切断すること
になる。

果実（Ｆ）の柄を切断した後は、ハンド全体を揺動させ
た後、前記バキュームパッド（10）の吸引を停止させ
て、前記下部カバー（12c）に付設された切断完了検出
センサ（S₆）の検出情報に基づいて切断完了を判別す
る。

柄の切断が完了した場合には、前記捕捉部ケース（12）
内に柄を切断された果実（Ｆ）を保持する状態で、前記
作業用ハンド（Ｈ）を前記アプローチ開始位置まで戻し
て、前記下部カバー（12c）を下方に開いて果実（Ｆ）
を排出することになる。

但し、前記切断完了検出センサ（S₆）がON作動しない場
合には、切断失敗と判断して、前記柄切断装置（13）を
開いた後、アプローチ開始位置に復帰させることにな
る。

収穫した果実（Ｆ）を排出した後は、前記柄切断装置
（13）等の各部を初期状態に復帰させることになる。

尚、詳述はしないが、一つの果実に対する収穫作業を完
了した後は、前記アプローチ開始位置において撮像され
た画像情報から抽出した特定色領域（F₁）や高輝度領域
（F₂）の個数等に基づいて、作業終了か否かを判別し
て、作業終了でない場合には、前記作業用ハンド（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方向及びア
プローチ順序を決定して、決定されたアプローチ方向に
向けて前記作業用ハンド（Ｈ）を誘導する各処理を繰り
返すことになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、本発明を果実収穫用作業機に適用した
場合を例示したが、本発明は、トマト等の野菜用収穫機
等、各種の果菜類収穫用の作業機に適用できるものであ
って、作業用ハンド（Ｈ）の具体構成等、各部の具体構
成は各種変更できる。

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造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る果菜類収穫機の収穫用ハンドの実施
例を示し、第１図は作業用ハンドの切欠側面図、第２図
は同切欠平面図、第３図は正面図、第４図及び第５図は
柄切断装置の動作説明図、第６図は捕捉部ケース本体部
の正面図、第７図は同背面図、第８図は通気管の縦断面
図、第９図はホルダー部材の斜視図、第10図（イ）及至
（ハ）は収穫作動の説明図、第11図は果実径が大の場合
における収穫作動の説明図、第12図は作業機の概略側面
図、第13図は制御構成のブロック図、第14図は制御作動
のフローチャート、第15図（イ）及至（ハ）及び第16図
は画像処理の説明図である。 （Ｈ）……果菜類捕捉作業用ハンド、（10）……バキュ
ームパッド、（12）……捕捉部ケース、（13）……柄切
断装置、（14）……負圧発生装置、（22）……第１空圧
アクチュエータ、（39）……空気供給装置、（Ｂ）……
第２空気圧アクチュエータ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 弘 大阪府堺市石津北町64番地 久保田鉄工株 式会社堺製造所内 (72)発明者 西中 正昭 大阪府堺市石津北町64番地 久保田鉄工株 式会社堺製造所内 (56)参考文献 特開 昭63−99191（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−55693（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−126442（ＪＰ，Ｕ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端部に設けた果菜類捕捉作業用ハンド
   （Ｈ）に、収穫対象果菜類を吸着するバキュームパッド
   （10）と、このバキュームパッド（10）に吸着用の負圧
   を発生させる負圧発生装置（14）と、前記バキュームパ
   ッド（10）で吸着された果菜類の柄を切断する柄切断装
   置（13）を備えた捕捉部ケース（12）と、この捕捉部ケ
   ース（12）を前記バキュームパッド（10）に対して吸着
   方向で出退自在に操作する第１空気圧アクチュエータ
   （22）と、前記柄切断装置（13）を駆動する第２空気圧
   アクチュエータ（Ｂ）とを設けるとともに、前記第１空
   気圧アクチュエータ（22）及び第２空気圧アクチュエー
   タ（Ｂ）に作動用空気を供給する空気供給装置（39）が
   設けられた果菜類収穫機の収穫用ハンドであって、前記
   負圧発生装置（14）は、前記空気供給装置（39）から供
   給される空気によって作動するエジェクタポンプである
   果菜類収穫機の収穫用ハンド。
2. 【請求項２】請求項１記載の果菜類収穫機の収穫用ハン
   ドであって、前記エジェクタポンプが前記果菜類捕捉作
   業用ハンド（Ｈ）に設けられている果菜類収穫機の収穫
   用ハンド。