JPH0822180B2

JPH0822180B2 - 果菜類収穫用ハンドの柄切断装置

Info

Publication number: JPH0822180B2
Application number: JP20963390A
Authority: JP
Inventors: ▲吉▼弘上田; 淳増留; 正昭西中; 弘鈴木
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-08-07
Filing date: 1990-08-07
Publication date: 1996-03-06
Anticipated expiration: 2011-03-06
Also published as: JPH0491718A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、捕捉した果菜類の柄を切断するカッタと前記柄を支持
する柄支持部材とが、それらの間に前記果菜類の導入空
間を形成する全開姿勢と、それらの間に前記柄を挟持す
る全閉姿勢との間で揺動駆動自在に設けられ、前記カッタと柄支持部材とを揺動駆動する駆動手段
が、前記カッタと柄支持部材との突出位置を前記捕捉し
た果菜類の柄の位置に合わせて変更自在に構成され、前記柄支持部材又は前記カッタの突出位置を検出する
突出位置検出手段と、その突出位置検出手段の検出情報に基づいて前記柄の
延出方向を判別する柄方向判別手段と、前記柄方向判別手段が判別した柄の延出方向に沿って
前記カッタ及び前記柄支持部材を前記捕捉した果菜類の
柄の根元側に移動させる移動手段と、前記駆動手段、前記移動手段、及び、前記カッタの切
断駆動手段夫々の作動を制御する制御手段とが設けら
れ、前記制御手段は、前記カッタと前記柄支持部材とを前
記全閉姿勢と全開姿勢との間の半開姿勢に位置させた状
態で、前記柄方向判別手段が判別した柄の延出方向に沿
って前記カッタ及び前記柄支持部材を前記柄の根元側に
移動させた後、前記カッタ及び前記柄支持部材を全閉姿
勢へ切り換えて前記カッタを切断作動させるように、前
記駆動手段、前記移動手段、及び、前記切断駆動手段の
夫々を作動させるように構成されている果菜類収穫用ハ
ンドの柄切断装置に関する。

〔従来の技術〕

上記この種の果菜類収穫用ハンドの柄切断装置は、捕
捉した果菜類の柄を極力短く切断できるように、柄の延
出方向を判別してカッタ及び柄支持部材を柄の根元側に
移動させる手段を備えさせたものである。

そして、従来では、カッタ及び柄支持部材を半開姿勢
にして柄の延出方向を判別させるように、制御手段は、
前記カッタと前記柄支持部材とを全開姿勢、半開姿勢、
全閉姿勢の順に揺動させるようにしていた（例えば、特
開平１−160421号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

前記カッタと前記柄支持部材とが半開姿勢にある状態
では、柄と柄支持部材又はカッタとの間に隙間があるた
めに、判別する柄の延出方向にバラツキが生じて不正確
になる。その結果、柄の延出方向に沿ってカッタ及び柄
支持部材を柄の根元側に移動させるときにカッタと柄が
引っ掛かって、カッタ及び柄支持部材を所望通りに移動
させることができなくなる虞れがあった。

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、カッタや柄支持部材に対する柄の延出方向
を正確に判別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〕

本発明による果菜類収穫用ハンドの柄切断装置は、捕捉した果菜類の柄を切断するカッタと前記柄を支持
する柄支持部材とが、それらの間に前記果菜類の導入空
間を形成する全開姿勢と、それらの間に前記柄を挟持す
る全閉姿勢との間で揺動駆動自在に設けられ、前記カッタと柄支持部材とを揺動駆動する駆動手段
が、前記カッタと柄支持部材との突出位置を前記捕捉し
た果菜類の柄の位置に合わせて変更自在に構成され、前記柄支持部材又は前記カッタの突出位置を検出する
突出位置検出手段と、その突出位置検出手段の検出情報に基づいて前記柄の
延出方向を判別する柄方向判別手段と、前記柄方向判別手段が判別した柄の延出方向に沿って
前記カッタ及び前記柄支持部材を前記捕捉した果菜類の
柄の根元側に移動させる移動手段と、前記駆動手段、前記移動手段、及び、前記カッタの切
断駆動手段夫々の作動を制御する制御手段とが設けら
れ、前記制御手段は、前記カッタと前記柄支持部材とを前
記全閉姿勢と全開姿勢との間の半開姿勢に位置させた状
態で、前記柄方向判別手段が判別した柄の延出方向に沿
って前記カッタ及び前記柄支持部材を前記柄の根元側に
移動させた後、前記カッタ及び前記柄支持部材を全閉姿
勢へ切り換えて前記カッタを切断作動させるように、前
記駆動手段、前記移動手段、及び、前記切断駆動手段の
夫々を作動させるように構成されているものであって、
その特徴構成は以下の通りである。

第１の特徴構成は、前記カッタ及び前記柄支持部材を
前記全閉姿勢に揺動させた時の前記突出位置検出手段の
検出情報に基づいて、前記柄方向判別手段によって前記
柄の延出方向を判別させるべく、前記制御手段は、前記
全開姿勢にある前記カッタ及び前記柄支持部材を前記全
閉姿勢、前記半開姿勢、前記全閉姿勢の順に揺動させる
ように構成されている点にある。

第２の特徴構成は、前記制御手段は、前記全開姿勢に
ある前記カッタ及び前記柄支持部材を前記全閉姿勢に揺
動させる際に設定時間後においても前記全閉姿勢になら
ない場合であって、且つ、前記柄支持部材又は前記カッ
タが設定位置よりも全閉姿勢側に突出している場合だ
け、その状態での前記突出位置検出手段の情報に基づい
て前記柄方向判別手段によって前記柄の延出方向を判別
させて、引き続く柄切断のための作動を実行するように
構成されている点にある。

〔作用〕

第１の特徴構成では、カッタ及び柄支持部材を全開姿
勢から一旦、全閉姿勢に揺動してカッタ又は柄支持部材
と柄との間に判別誤差要因となる隙間が生じないように
して柄の延出方向を判別させるようにするのである。柄
の延出方向を判別した後は、全閉姿勢から半開姿勢に切
り換えて、従来同様に、柄の延出方向に沿って前記カッ
タ及び前記柄支持部材を前記柄の根元側に移動させた
後、前記カッタ及び前記柄支持部材を全閉姿勢へ切り換
えて前記カッタを切断作動させることになる。

但し、カッタと柄支持部材との間に収穫対象果菜類の
柄以外に、他の果菜類の枝や葉等の異物を挟み込んだり
すると、全開姿勢から半開姿勢までは揺動できるが全開
姿勢から全閉姿勢には切り換えられない状態となる虞れ
がある。その結果、柄の延出方向の判別、引き続く、判
別した柄の延出方向に合わせてカッタ及び柄支持部材を
柄の根元側に移動させるための作動や柄の切断作動がで
きなくなる。そのため、全開姿勢から全閉姿勢に切り換
えられない場合には、収穫作動を中止することになる。

しかしながら、半開姿勢のままで柄の延出方向に沿っ
て前記カッタ及び前記柄支持部材を前記柄の根元側に移
動させると、カッタと柄支持部材との間に挟み込んでい
た収穫対象果菜類の柄以外の異物が外れて、カッタ及び
前記柄支持部材を全閉姿勢へ切り換えることができる状
態に状況が変わっている場合もある。

そこで、第２の特徴構成では、カッタ及び柄支持部材
を全開姿勢から全閉姿勢までは揺動できないが設定位置
よりも全閉姿勢側に突出している場合だけは、引き続く
半開姿勢でのカッタ及び柄支持部材の移動によって柄切
断のための全閉姿勢まで揺動可能な状態になる可能性が
あると判断して、その状態で柄の延出方向を判別させ
て、引き続く柄切断のための作動を実行させるようにす
るのである。

〔発明の効果〕

第１の特徴構成では、カッタ又は柄支持部材と柄との
間に誤差要因となる隙間が生じないようにして柄の延出
方向を正確に判別させることができる。もって、柄を極
力短く切断できるようになった。

第２の特徴構成では、最初は収穫不能な状態にあって
も、カッタ及び柄支持部材の姿勢を変えることで収穫可
能な状態になる可能性があると判断できる場合には収穫
のための作動を引き続き実行できるので、収穫失敗の確
率を低減できる。

〔実施例〕

第７図に示すように、果実収穫機は、ブーム（１）を
昇降及び旋回自在に車体（２）に取り付け、前記ブーム
（１）に補助ブーム（３）を水平方向に揺動自在に取り
付け、そして、果実収穫用ハンド（Ｈ）を備えた作業用
マニプレータ（４）を、前記補助ブーム（３）の先端部
に取り付けている。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、その伸縮アーム（８）の先端部に取り付
けた収穫用ハンド（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（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と共に、電動モータ（9
c）にて伸縮操作されるように構成されている。

前記収穫用ハンド（Ｈ）について説明すれば、第２図
乃至第４図に示すように、軟質ゴム製のバキュームパッ
ド（10）を、その吸引口がハンド前方側を向く状態で、
通気管（11）の先端部に外嵌着し、前記通気管（11）の
基部に、通気用の分岐管（12）を設け、その分岐管（1
2）に、伸縮自在な蛇腹式の吸引用ホース（13）を接続
してあり、そして、前記分岐管（12）の基端部を、前記
伸縮アーム（８）の先端部にボルト止着してある。そし
て、前記吸引用ホース（13）は、第６図に示すように、
前記車体側の吸気用ポンプ（14）に配管接続されてい
る。又、前記バキュームパッド（10）に吸着される状態
で捕捉された果実の柄を切断する柄切断装置、及び、捕
捉部ケース（15）を設けてある。

前記捕捉部ケース（15）について説明すれば、ハンド
前後方向にスライド移動自在に前記通気管（11）に外嵌
支持される基端部分（15a）と、その先端側上部に止着
される上部カバー部分（15b）と、前記基端部分（15a）
の先端側下部に止着される下部カバー部分（15c）とか
らなり、そして、捕捉部ケース（15）をスライド操作す
る出退操作用のエアシリンダ（16）を、前記基端部分
（15a）と前記分岐管（12）との間に介装してある。も
って、前記バキュームパッド（10）の吸引口が前記捕捉
部ケース（15）よりも前方側に位置する状態と、前記バ
キュームパッド（10）に吸着された果実を前記捕捉部ケ
ース（15）の内部に形成される捕捉用の空間内に取り込
む状態とに切り換え自在に構成されている。

前記上部カバー部分（15b）及び下部カバー部分（15
c）について説明を加えれば、それらによってハンド外
周部を覆うように半球状に形成してあり、前記バキュー
ムパッド（10）の吸引口に対向する箇所に、一つの果実
を通過させることができる大きさの果実の入口としての
果実通過用の開口部（26）を開口するようにしてある。

又、前記上部カバー部分（15b）の前記開口部（26）
に近接する部分に、果実の柄が挿通するスリット状溝
（27）を形成してあり、もって、後述の如く果実を収穫
する際に、前記バキュームパッド（10）にて吸着された
収穫対象果実のみを前記捕捉部ケース（15）内に取り込
めるように、且つ、その取り込み時に柄をスムーズに移
動させることができるようにしてある。

又、前記下部カバー部分（15c）の下部後方側に、柄
を切断された果実を前記捕捉部ケース（15）外に排出す
るための排出口（Ｂ）を開口してある。

そして、前記排出口（Ｂ）を開閉する蓋体としてのシ
ャッタ（29）を、前記排出口（Ｂ）に対して下側方に向
って開閉されるように、軸芯（Ｑ）周りに揺動自在な状
態で、前記捕捉部ケース（15）の基端部分（15a）の下
部に枢着すると共に、開閉用の単動式のエアシリンダ
（30）にて、開閉操作するように構成してある。

前記柄切断装置について説明すれば、第１図（イ），
（ロ），（ハ）にも示すように、バリカン型のカッタ
（17）と柄支持部材（18）とが、捕捉した果実の柄を切
断する切断手段を構成する一対のカッタ形成部材として
設けられている。

前記バリカン型のカッタ（17）は、帯板状で且つ半円
弧状の固定刃体（17a）と、この固定刃体（17a）の長手
方向にスライドする帯板状で且つ半円弧状の可動刃体
（17b）とからなる。

前記柄支持部材（18）は、前記バリカン型のカッタ
（17）と同様に、帯板状で且つ半円弧状に形成されてい
る。

前記カッタ（17）及び前記柄支持部材（18）夫々の両
端部が、捕捉部ケース（15）に、横方向に沿う軸芯
（Ｐ）周りで揺動自在に枢支されており、もって、カッ
タ（17）及び柄支持部材（18）は、それらの間に果実を
導入する通路を形成すべく退避した全開姿勢と、果菜類
の柄をそれらの間に支持すべく突出した全閉姿勢と、カ
ッタ（17）及び柄支持部材（18）の間を果実本体は通過
できないが柄は移動可能な状態となる半開姿勢とに出退
揺動できるようになっている。

前記カッタ（17）及び前記柄支持部材（18）を出退揺
動操作する駆動手段（Ａ）が設けられると共に、前記カ
ッタ（17）の切断駆動手段（Ｋ）が設けられ、もって、
カッタ（17）及び柄支持部材（18）を全開姿勢から突出
揺動させるに伴って果実の柄を支持させる全閉姿勢に切
り換えて、カッタ（17）と柄支持部材（18）との間に支
持した柄をカッタ（17）の切断駆動に伴って切断させる
ようになっている。

前記駆動手段（Ａ）は、捕捉した果実の柄の位置に合
わせて、カッタ（17）及び柄支持部材（18）夫々の突出
位置を変更するように構成されている。つまり、駆動手
段（Ａ）は、カッタ（17）及び柄支持部材（18）の揺動
軸芯（Ｐ）周りで、カッタ（17）及び柄支持部材（18）
の夫々と一体回転する一対のピニオン（19A），（19B）
と、それらピニオン（19A），（19B）に各別に咬合し、
且つ、互いに平行する姿勢でスライド自在に支持される
一対のラック付き部材（20A），（20B）と、それらラッ
ク付き部材（20A），（20B）の夫々に咬合する駆動ピニ
オン（21）と、その駆動ピニオン（21）を前記一対のラ
ック付き部材（20A），（20B）のスライド方向に移動操
作し、且つ、前記駆動ピニオン（21）を回転自在に支持
するエアシリンダ（22）とから構成されている。

従って、駆動手段（Ａ）は、エアシリンダ（22）によ
って駆動ピニオン（21）を移動操作するに伴って、一対
のラック付き部材（20A），（20B）をスライド移動させ
ることによって、カッタ（17）及び柄支持部材（18）を
出退揺動させることになり、そして、駆動ピニオン（2
1）の移動操作途中において、一対のラック付き部材（2
0A），（20B）のうちの一方の移動が阻止されると、駆
動ピニオン（21）が自転しながら他方のラック付き部材
を引続きスライドさせる作用によって、カッタ（17）及
び柄支持部材（18）夫々の突出位置を捕捉した果実の柄
の位置に合わせて変更することになる。

尚、図中（23A），（23B）は、一対のラック付き部材
（20A），（20B）夫々の移動範囲を規制するストッパで
あって、このストッパ（23A），（23B）によるストロー
ク規制作用によって、カッタ（17）や柄支持部材（18）
の全開姿勢となる位置が規制されることになる。又、
（S₄）は前記上側のラック付き部材（20B）に咬合して
前記柄支持部材（18）又はカッタ（17）の突出位置を検
出する突出位置検出手段としてのポテンショメータ式の
突出位置検出用センサである。

前記エアシリンダ（22）はピニオン支持側の第１ピス
トン（22a）と、その第１ピストン（22a）と接当自在な
第２ピストン（22b）とを備えるものであって、第１ピ
ストン（22a）の収縮作動によりカッタ（17）及び柄支
持部材（18）を全開姿勢から全閉姿勢に操作し、第１ピ
ストン（22a）を収縮作動させた状態で第２ピストン（2
2b）を伸長作動させると前記第２ピストン（22b）が前
記第１ピストン（22a）を押して全閉姿勢から全開姿勢
側に少し戻した半開姿勢に操作できるようになってい
る。

第２ピストン（22b）の伸縮作動状態を検出するため
の光電式のシリンダ作動状態検出用センサ（S₆）がシリ
ンダケース（22c）に付設されている。つまり、前記第
１ピストン（22a）を収縮させて全閉姿勢にすると第１
ピストン（22a）に押されて第２ピストン（22b）が収縮
して前記シリンダ作動状態検出用センサ（S₆）がOFFし
て全閉完了を検出し、第２ピストン（22b）を伸長させ
るとOFFからONに切り替わると半開完了と検出できるよ
うになっているのである。説明を加えると、第１図
（イ）に示す開放状態では、第２ポート（P₂）からのエ
ア供給により第１ピストン（22a）を伸長作動させると
共に、第３ポート（P₃）からのエア供給により第２ピス
トン（22b）を伸長作動させておく。そして、第１図
（ハ）に示す挾持状態に切替える際には、第２ポート
（P₂）及び第３ポート（P₃）を排気状態にして第１ポー
ト（P₁）からエアを供給させることにより、第１ピスト
ン（22a）を収縮作動させる。このとき、カッタ（17）
と柄支持部材（18）との間に枝や葉等の異物が無い場合
には、第１ピストン（22a）によって第２ピストン（22
b）が収縮側に大きく移動されて、センサ（S₆）がOFFと
なる。これに対して、上記異物が有る場合にはセンサ
（S₆）のONが維持される。要するに判別手段は、挾持状
態において柄を適正通り支持している状態であるか否か
を、センサ（S₆）の情報に基づいて判別するようになっ
ている。

ちなみに、第１図（ロ）に示すように、第３ポート
（P₃）からのエア供給により第２ピストン（22b）を伸
長作動させて状態において、第１ポート（P₁）かのエア
供給により第１ピストン（22a）を収縮作動させること
により、半間状態にできる。

前記カッタ（17）の切断駆動手段（Ｋ）は、カッタ
（17）の揺動を許容し、且つ、カッタ（17）の揺動位置
の変動に拘わらず、駆動できるように構成されている。
説明を加えると、第５図にも示すように、カッタ駆動用
のピニオン（32）が、前記カッタ（17）及び柄支持部材
（18）の揺動軸芯（Ｐ）周りで回転自在に設けられ、前
記可動刃体（17b）の端部に、前記ピニオン（32）に咬
合自在で且つ刃体長手方向に歯部を並べたフェイスギヤ
（33）が取付けられ、前記ピニオン（32）に咬合するラ
ック（34）が設けられ、さらに、ラック（34）をスライ
ド操作するエアシリンダ（35）が設けられており、もっ
て、エアシリンダ（35）の伸縮作動により、可動刃体
（17b）を往復動操作できるように、且つ、フェイスギ
ヤ（33）が咬合位置を変更させながら駆動ピニオン（3
2）の外周を移動する作用によって、カッタ（17）の揺
動を許容させるようにしてある。

次に、収穫作動の制御構成について説明する。

前記バキュームパッド（10）に果実が吸着されたこと
を感知する負圧センサ（S₁）が、前記分岐管（12）に付
設されている。

前記収穫用ハンド（Ｈ）つまり前記バキュームパッド
（10）が収穫対象果実に対して設定距離内に接近したこ
とを検出する光反射式の近接センサ（S₂）、及び、収穫
対象果実の位置する方向を検出するイメージセンサ
（S₃）を、それらの検出方向が前記バキュームパッド
（10）の吸引口前方側を向く状態で、前記バキュームパ
ッド（10）の内部に設けると共に、前記上部カバー部分
（15b）の後部に、前記イメージセンサ（S₃）による撮
像処理に同期して設定光量で発光するストロボ装置（2
8）を設けてあり、周囲の明るさに拘らず適正光量で撮
像処理できるようにしてある。

又、柄を切断された果実が前記シャッタ（29）上に落
下して接触することにより切断完了を検出するスイッチ
式の切断完了検出センサ（S₅）を、前記シャッタ（29）
に設けてあり、この切断完了検出センサ（S₅）の検出情
報に基づいて、前記シャッタ（29）の開閉を制御するよ
うにしてある。

第６図に示すように、前記イメージセンサ（S₃）から
の撮像情報に基づいて収穫対象果実の位置する方向を求
めるための画像処理手段、前記収穫用ハンド（Ｈ）を収
穫対象果実に向けて誘導する誘導手段、前記突出位置検
出用センサ（S₄）の情報に基づいて柄の延出方法を判別
する柄方向判別手段（100）、前記カッタ（17）及び柄
支持部材（18）の半開状態においてカッタ（17）及び柄
支持部材（18）を果実の柄の根元側に位置させるべくカ
ッタ（17）及び柄支持部材（18）を移動させる移動手段
（101）、前記カッタ（17）により柄を切断して果実を
収穫するための各部の作動を制御する制御手段（102）
等を構成する制御装置（25）を設けてある。つまり、前
記制御装置（25）に、前記イメージセンサ（S₃）からの
撮像情報、前記負圧センサ（S₁）や近接センサ（S₂）の
検出情報等、各センサ（S₁乃至S₆）の検出情報夫々を入
力してある。

そして、制御装置（25）が、それら情報、及び、予め
記憶された情報に基づいて、前記ブーム昇降用のシリン
ダ（５）の制御弁（36）、前記ブーム旋回用モータ
（６）の駆動用コントローラ（37）、前記補助ブーム揺
動用モータ（７）の駆動用コントローラ（38）、前記伸
縮アーム（８）の各電動モータ（9a），（9b），（9c）
の駆動用コントローラ（39a），（39b），（39c）、前
記捕捉部ケース（15）の出退操作用エアシリンダ（16）
に対する制御弁（40）、前記カッタ（17）の駆動用エア
シリンダ（35）に対する制御弁（41）、前記シャッタ
（29）の開閉用エアシリンダ（30）に対する制御弁（4
2）、前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）の出退操
作用エアシリンダ（22）の制御弁（43）、前記バキュー
ムパッド（10）の吸引作動制御用の制御弁（44）、並び
に、前記イメージセンサ（S₃）及びストロボ装置（28）
の夫々に、作動指令を出力して、収穫対象果実の位置す
る方向を検出すること、前記収穫用ハンド（Ｈ）を収穫
対象果実に向けてアプローチさせること、果実を収穫す
ること、及び、収穫した果実を所定の位置にて排出する
こと、夫々を自動的に行わせるように構成してある。

次に、第９図（イ），（ロ）に示すフローチャートに
基づいて、制御装置（25）の動作を説明する。

先ず、前記バキュームパッド（10）を、予め設定され
たアプローチ開始位置に位置する状態で、且つ、収穫対
象果実が位置する所定範囲の方向を向くようにセットし
た後、前記ストロボ装置（28）を発光させて、前記イメ
ージセンサ（S₃）にて撮像処理する。

但し、前記イメージセンサ（S₃）の撮像視野範囲は、
前記車体（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、並びに、前記伸縮アーム
（８）の補助ブーム（３）に対する旋回や前後揺動によ
って、前記収穫用ハンド（Ｈ）つまりバキュームパッド
（10）の向きを変更して設定することになる。

次に、その撮像画像情報を取り込んで、枝や葉等の背
景を除去して収穫対象果実のみに対応した画像情報を抽
出する画像処理を行って、収穫対象果実の位置する方向
を求める。

前記バキュームパッド（10）の吸引口が収穫対象果実
側に向かう状態を維持させながら、前記収穫用ハンド
（Ｈ）を収穫対象果実の位置する方向に向けて水平又は
それに近い方向に沿って高速移動する状態でアプローチ
するように、前記伸縮アーム（８）を伸長させる。

そして、アプローチ開始後、第１設定距離（本実施例
では、前記伸縮アーム（８）の伸長可能な最大アプロー
チ距離の半分に設定してある）を伸長する間に、前記近
接センサ（S₂）が収穫対象果実に対して設定距離内に接
近したことを検出した場合は、前記バキュームパッド
（10）の吸引作動を開始すると共に、前記収穫用ハンド
（Ｈ）の移動速度を低速に切り換えて、前進させる（第
８図（イ）参照）。

一方、前記伸縮アーム（８）を前記第１設定距離伸長
しても、前記近接センサ（S₂）がON作動しない場合は、
前記収穫用ハンド（Ｈ）のアプローチを一旦停止した状
態で、前記ストロボ装置（28）を再発光させながら再撮
像処理し、その撮像画像情報に基づいて収穫対象果実の
位置する方向を再度抽出すると共に、その抽出された方
向に向けて、前記近接センサ（S₂）がON作動するまでア
プローチを再開する。

但し、アプローチ距離が前記伸縮アーム（８）をその
最大伸長位置まで突出した位置に相当する第２設定距離
に達しても、前記近接センサ（S₂）がONしない場合は、
収穫不能であると判断して、前記伸縮アーム（８）を短
縮させて、収穫用ハンド（Ｈ）をアプローチ開始位置ま
で戻す。

前記バキュームパッド（10）の吸引作動開始後は、前
記負圧センサ（S₁）の検出情報に基づいて、果実を吸着
したか否かを判別し（第８図（ロ）参照）、所望通り吸
着している場合は、前記収穫用ハンド（Ｈ）の移動を停
止させ、引き続き、前記捕捉部ケース（15）を前方側に
突出させて、収穫対象果実を、前記捕捉部ケース（15）
内に取り込んで、果実が前記柄切断装置の作動範囲内に
位置する状態となるようにする（第８図（ハ）参照）。

但し、収穫用ハンド（Ｈ）を設定距離（例えば、前記
近接センサ（S₂）の作動距離に対応した距離）を収穫対
象果実側に前進移動させても、前記負圧センサ（S₁）が
作動しない場合は、収穫不能であると判断して、前記バ
キュームパッド（10）の吸引作動を停止させ、前記伸縮
アーム（８）を短縮させて、収穫用ハンド（Ｈ）をアプ
ローチ開始位置まで戻す。

前記捕捉部ケース（15）内に果実を取り込んだ後は、
前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）を全開姿勢から
全閉姿勢に突出作動させるべく、前記エアシリンダ（2
2）の第１ピストン（22a）を収縮作動させ、前記シリン
ダ作動状態検出用センサ（S₆）がOFFしたか否かに基づ
いて全閉完了か否かを判別する。

全閉が完了している場合には、前記突出位置検出用セ
ンサ（S₄）の情報に基づいて柄の延出方向を判別する。
説明を加えれば、カッタ（17）及び柄支持部材（18）
は、柄に接当するとその突出位置で停止することにな
る。そこで、全開姿勢となる位置を基準位置として、そ
の基準位置からの揺動量を前記突出位置検出用センサ
（S₄）の情報に基づいて検出して、検出した揺動量から
柄の延出方向を判別するのである。つまり、突出位置検
出用センサ（S₄）の情報に基づいて柄の延出方向を判別
する処理が柄方向判別手段（100）に対応することにな
る。

全閉が完了していない場合には、全開姿勢から全閉姿
勢への作動を開始してから設定時間が経過するまで待機
する。尚、この設定時間の値は、例えば、全開姿勢から
全閉姿勢への切り換えに要する時間に基づいて決定され
ることになる。

全閉が未完了で設定時間が経過した場合には、前記突
出位置検出センサ（S₄）の情報に基づいて、柄支持部材
（18）又はカッタ（17）の突出位置が設定位置よりも全
閉側にあるか否かを判別する。

全閉が未完了で設定時間が経過し、且つ、柄支持部材
（18）又はカッタ（17）の突出位置が設定位置よりも全
閉側にある場合には、例えば、柄以外に枝等の異物がカ
ッタ（17）と柄支持部材（18）との間に挟み込まれたた
め、全閉姿勢には揺動できないが半開姿勢には揺動可能
であると判断して、その状態で前記突出位置検出用セン
サ（S₄）の情報に基づいて柄の延出方向を判別する。

但し、前記柄支持部材（18）又はカッタ（17）が設定
位置よりも全閉姿勢側に突出していない場合には収穫不
能であると判断して、前記バキュームパッド（10）を吸
引するバキュームをOFFすると共に、前記カッタ（17）
及び柄支持部材（18）を全開姿勢に戻して捕捉した果実
を排出した後、収穫用ハンドをアプローチ開始位置に戻
し、再度、初期からの動作を行うことになる。

柄の延出方向を判別した後は、前記第２ピストン（22
b）を伸長作動させて半開姿勢に切り換えて、前記バキ
ュームパッド（10）の吸引作動を停止させるためのバキ
ュームをOFFする。

負圧センサ（S₁）の情報に基づいてバキュームパッド
（10）による吸着の解除が検出されると、第８図
（ニ），（ヘ）に示すように、作業ハンド（Ｈ）を判別
した柄の延出方向に沿って手前側に引退移動させて、カ
ッタ（17）及び柄支持部材（18）を柄の根元側に位置せ
るようにする。つまり、この作業ハンド（Ｈ）を判別し
た柄の延出方向に沿って手前側に引退移動させる処理
が、前記柄方向判別手段（100）が判別した延出方向に
沿って前記カッタ（17）及び前記柄支持部材（18）を前
記捕捉した果菜類の柄の根元側に移動させる移動手段
（101）に対応することになる。ちなみに、柄の延出方
向が全閉姿勢に近い状態にある場合には第８図（ニ）に
示すように後方よりも下方に向かって大きく引退移動さ
せることになり、柄の延出方向が全閉姿勢と全開姿勢と
の中間となる水平方向に近い場合には、第８図（ヘ）に
示すように下方よりも後方に向かって大きく引退移動さ
せることになる。

そして、カッタ（17）及び柄支持部材（18）を半開姿
勢から全閉姿勢に作動させるべく、エアシリンダ（22）
の第１、第２ピストン（22a），（22b）を収縮作動させ
る。引き続いて、カッタ駆動用のエアシリンダ（35）を
一往復作動させて、柄を切断させる。（第８図（ホ）参
照）次に、前記シャッタ（29）に設けた切断完了検出セン
サ（S₅）の検出情報に基づいて、切断完了を判別し、前
記切断完了検出センサ（S₅）がON作動している場合は、
前記捕捉部ケース（15）内に柄を切断された果実が収納
された状態を維持しながら、収穫用ハンド（Ｈ）をアプ
ローチ開始位置まで戻した後、前記シャッタ（29）を揺
動させて前記排出口（Ｂ）を開けて、収穫した果実を車
体（２）の脇に置いてある収納用の箱に排出する。

収穫した果実を排出した後は、前記エアシリンダ（2
2）の第１、第２ピストン（22a），（22b）を伸長作動
させて、前記カッタ（17）及び柄支持部材（18）を全開
姿勢まで引退作動させると共に、前記捕捉部ケース（1
5）をハンド後方側に引退させて前記バキュームパッド
（10）の吸引口が前記捕捉部ケース（15）の開口部（2
6）の前方側に突出する状態となる初期位置に復帰させ
た後、前記シャッタ（29）を閉じて、一つの果実に対す
る収穫作動を終了する。

但し、切断完了検出センサ（S₅）にて切断完了が検出
されない場合には収穫失敗と判断して、カッタ（17）及
び柄支持部材（18）を直ちに全開姿勢まで引退させ、且
つ、捕捉部ケース（15）をハンド後方側に引退させたの
ち、収穫用ハンド（Ｈ）をアプローチ開始位置まで戻す
ことになる。

一つの果実に対する収穫作動を終了した後は、例え
ば、前記アプローチ開始位置にて撮像した画像情報等に
基づいて収穫する果実が残っているか否かを判別するこ
とにより、収穫作業が終了したか否かを判別する等によ
り、作業を継続するか否かをチェックすることになる。

〔別実施例〕

上記の実施例では、バリカン型のカッタ（17）と柄支
持部材（18）との組合わせにより、切断手段を構成する
ようにしたが、切断手段の具体構成は各種変更できる。

又、上記実施例では、柄支持部材（18）又はカッタ
（17）の突出位置をポテンショメータ式のセンサ（S₄）
で検出するように構成した場合を例示したが、例えば、
前記シリンダ作動状態検出用センサ（S₆）の情報に基づ
いて全開姿勢と全閉姿勢との中間の設定位置よりも全閉
姿勢側の位置、例えば、半開姿勢にあるか否かを判別す
るようにしてもよく、突出位置判別手段の具体構成は各
種変更できる。

又、本発明を実施するに、収穫用ハンド（Ｈ）の各部
の具体構成は、リンゴ、ミカン、トマト等の収穫対象果
菜類に合わせて各種変更できる。

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
成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用ハンドの柄切断装置の
実施例を示し、第１図（イ），（ロ），（ハ）は柄切断
装置の概略側面図、第２図は収穫用ハンドの一部切欠き
側面図、第３図は同平面図、第４図は収穫用ハンドの一
部省略正面図、第５図はカッタの駆動手段の概略側面
図、第６図は制御構成のブロック図、第７図は果菜類収
穫機の側面図、第８図（イ）乃至（ヘ）は収穫作動の説
明図、第９図（イ），（ロ）は制御作動のフローチャー
トである。（17）……カッタ、（18）……柄支持部材、（Ａ）……
駆動手段、（Ｋ）……切断駆動手段、（S₄）……突出位
置検出手段、（100）……柄方向判別手段、（101）……
移動手段、（102）……制御手段。

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番地株式会社クボタ堺製造所内 (56)参考文献特開平１−160421（ＪＰ，Ａ) 特開平１−165306（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】捕捉した果菜類の柄を切断するカッタ（1
7）と前記柄を支持する柄支持部材（18）とが、それら
の間に前記果菜類の導入空間を形成する全開姿勢と、そ
れらの間に前記柄を挟持する全閉姿勢との間で揺動駆動
自在に設けられ、前記カッタ（17）と柄支持部材（18）とを揺動駆動する
駆動手段（Ａ）が、前記カッタ（17）と柄支持部材（1
8）との突出位置を前記捕捉した果菜類の柄の位置に合
わせて変更自在に構成され、前記柄支持部材（18）又は前記カッタ（17）の突出位置
を検出する突出位置検出手段（S₄）と、その突出位置検出手段（S₄）の検出情報に基づいて前記
柄の延出方向を判別する柄方向判別手段（100）と、前記柄方向判別手段（100）が判別した柄の延出方向に
沿って前記カッタ（17）及び前記柄支持部材（18）を前
記捕捉した果菜類の柄の根元側に移動させる移動手段
（101）と、前記駆動手段（Ａ）、前記移動手段（101）、及び、前
記カッタ（17）の切断駆動手段（Ｋ）夫々の作動を制御
する制御手段（102）とが設けられ、前記制御手段（102）は、前記カッタ（17）と前記柄支
持部材（18）とを前記全閉姿勢と全開姿勢との間の半開
姿勢に位置させた状態で、前記柄方向判別手段（100）
が判別した柄の延出方向に沿って前記カッタ（17）及び
前記柄支持部材（18）を前記柄の根元側に移動させた
後、前記カッタ（17）及び前記柄支持部材（18）を全閉
姿勢へ切り換えて前記カッタ（17）を切断作動させるよ
うに、前記駆動手段（Ａ）、前記移動手段（101）、及
び、前記切断駆動手段（Ｋ）の夫々を作動させるように
構成されている果菜類収穫用ハンドの柄切断装置であっ
て、前記カッタ（17）及び前記柄支持部材（18）を前記全閉
姿勢に揺動させた時の前記突出位置検出手段（S₄）の検
出情報に基づいて、前記柄方向判別手段（100）によっ
て前記柄の延出方向を判別させるべく、前記制御手段
（102）は、前記全開姿勢にある前記カッタ（17）及び
前記柄支持部材（18）を前記全閉姿勢、前記半開姿勢、
前記全閉姿勢の順に揺動させるように構成されている果
菜類収穫用ハンドの柄切断装置。
【請求項２】請求項１記載の果菜類収穫用ハンドの柄切
断装置であって、前記制御手段（102）は、前記全開姿
勢にある前記カッタ（17）及び前記柄支持部材（18）を
前記全閉姿勢に揺動させる際に設定時間後においても前
記全閉姿勢にならない場合であって、且つ、前記柄支持
部材（18）又は前記カッタ（17）が設定位置よりも全閉
姿勢側に突出している場合だけ、その状態での前記突出
位置検出手段（S₄）の情報に基づいて前記柄方向判別手
段（100）によって前記柄の延出方向を判別させて、引
き続く柄切断のための作動を実行するように構成されて
いる果菜類収穫用ハンドの柄切断装置。