JPH10229728A - 果菜類収穫ハンド装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 目標とする果菜類に吸引力をロスなく
適正に作用させての確実な収穫作業を可能にする。 【解決手段】 収穫ハンド（７）先端の取込口（８）
に真空圧でもって果菜類を取込んで収穫を行う果菜類収
穫ハンド装置において、前記取込口（８）を複数の分割
片（８ａ）（８ｂ）（８ｃ）（８ｄ）の組合せで形成す
ると共に、これら隣接する分割片（８ａ）〜（８ｄ）の
一部が相互に重なり合う状態で開放口を自在に拡大及び
縮小させるように設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えばミニトマト或
いはサクランボ・リンゴなどの果菜類を収穫する果菜類
収穫ハンド装置に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】従来、視覚センサで認
識した果菜類を、収穫ロボットのマニピュレータに真空
圧でもって吸着させて収穫するようにした自動収穫手段
がある。この種マニピュレータの先端の吸着部は、例え
ば３分割されたうちの１片が本体側に固定で、他の２片
が開閉構造となっていて、マニピュレータ内に果菜類を
取込む際には、開閉構造の２片が大きく開放してマニピ
ュレータ内の果菜類を取込んでいる。しかし乍らこの場
合開口径も大きいため、空気漏れなどが発生し、吸引力
が大きく低下して、果菜類の取込み性が悪化するという
不都合がある。またより取込み性を向上させるため、マ
ニピュレータの先端に果菜類を掻込むフィンガーを設け
て、果菜類を強制的にマニピュレータ内に掻込むように
した手段などあるが、果菜類をフィンガーによって損傷
させるという不都合がある。

【０００３】

【課題を解決するための手段】したがって本発明は、収
穫ハンド先端の取込口に真空圧でもって果菜類を取込ん
で収穫を行う果菜類収穫ハンド装置において、前記取込
口を複数の分割片の組合せで形成すると共に、これら隣
接する分割片の一部が相互に重なり合う状態で開放口を
自在に拡大及び縮小させて、例えば取込口の先端に吸着
する果菜類を、分割片の開放で取込口内部に取込むと
き、各分割片間や分割片と果菜類間の隙間などを小に抑
えてこれら隙間などからの空気洩れを防いで、常に適正
真空吸引力による果菜類の確実な取込みを可能とすると
共に、別途の掻込み用フィンガーなどの設置も不要とさ
せて、構造上のコンパクト化も図るものである。

【０００４】また、ハンド本体に対し取込口を左右に首
振りさせる首振り部材を装備させて、取込口を目標とす
る果菜類に接近させる経路上に障害物がある場合でも、
ハンド本体の位置を変更させることなくこの障害物を回
避して取込口を果菜類に最短距離で接近させて、この収
穫作業での作業能率を向上させるものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳述する。図１は収穫ハンド部の側面説明図、図
２は収穫機の全体側面図、図３は同正面図であり、図中
（１）は走行レール（２）上をバッテリで駆動する走行
輪（３）でもって移動する収穫ロボット（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
ガイドレール（６）に上下移動自在に装着するマニピュ
レータ、（７）はマニピュレータ（５）の先端側に取付
けて果菜類であるミニトマト（Ａ）を取込口（８）に取
込む収穫ハンド、（９）はマニピュレータ（５）に設置
してハンド（７）前方のミニトマト（Ａ）を撮像する三
次元視覚センサ、（１０）は前記ハンド（７）によって
取込まれたミニトマト（Ａ）を設定個数となるまで収納
するアクリル製仮収納容器、（１１）は台車（１）に搭
載して仮収納容器（１０）でのミニトマト（Ａ）が設定
個数（６個）以上となるとき移し替えて収納する果実収
納箱、（１２）は収穫ハンド（７）に吸引ホース（１
３）を介して連通接続させて真空吸引力を作用させる吸
引ブロワ、（１４）は前記ガイドレール（６）上端に設
けてマニピュレータ（５）をレール（６）に沿って上下
動させる上下移動用サーボモータ、（１５）は収穫目標
物であるミニトマト（Ａ）に対し伸縮用レール（１６）
に沿って前後に移動させる伸縮用サーボモータ、（１
７）は前記ガイドレール（６）と一体に減速機（１８）
を介しマニピュレータ（５）を左右方向に水平旋回する
左右旋回用サーボモータ、（１９）は減速機（２０）を
介しマニピュレータ（５）を上下方向に旋回する上下旋
回用サーボモータ、（２１）は操向ハンドル、（２２）
は小型コンピュータ（パソコン）を用いた制御装置であ
り、前記視覚センサ（９）で認識されるミニトマト
（Ａ）をハンド（７）の取込口（８）に取込んで収穫作
業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（７）はハンド本体側に円形パイプ（２３）を用いて
内部にミニトマト（Ａ）の真空吸引搬送路（２４）を形
成し、前記取込口（８）は合成樹脂材製で先端側は内径
を小とする先端先細りの円錐形状に、また後端側は内径
を大とする略４角形状に形成している。

【０００７】また、前記取込口（８）は外周で４分割し
て４つの分割片（８ａ）（８ｂ）（８ｃ）（８ｄ）の組
合せでもって、先端の開口径（Ｄ）を小及び大に自在に
変化させるもので、４つの分割片（８ａ）（８ｂ）（８
ｃ）（８ｄ）は、各分割片（８ａ）〜（８ｄ）の一端側
の内側面を各分割片（８ａ）〜（８ｄ）の他端側の外側
面に重なり合う状態に接合させ、各分割片（８ａ）〜
（８ｄ）の後端側を円形の可動パイプ（２５）に回動支
点軸（２６）を介して回動自在に取付けると共に、収穫
ハンド（７）本体側の円形パイプ（２３）に蛇腹式のフ
レキシブルホース（２７）を介して前記可動パイプ（２
５）を首振り自在に連通接続させている。そして可動パ
イプ（２５）に各ステー（２８）を介し固設する２つの
開閉用モータ（２９ａ）（２９ｂ）の開閉アーム（３０
ａ）（３０ｂ）に、隣接する２つの分割片（８ａ）（８
ｂ）・（８ｃ）（８ｄ）をそれぞれ１組として連結させ
るもので、２組の分割片（８ａ）（８ｂ）・（８ｃ）
（８ｄ）の外側面にそれぞれ固設する取付座（３１）を
各１組ごとに各線体（３２）を介し２つの開閉モータ
（２９ａ）（２９ｂ）の開閉アーム（３０ａ）（３０
ｂ）に連結させて、１つの開閉用モータ（２９ａ）で１
組の分割片（８ａ）（８ｂ）を、もう１つの開閉用モー
タ（２９ｂ）でもう１組の分割片（８ｃ）（８ｄ）を同
時に開閉して、先端の開口部の内径（Ｄ）を変化させる
ように構成している。

【０００８】また、前記可動パイプ（２５）は、本体側
の円形パイプ（２３）に固設するベースフレーム（３
３）の首振り支点軸（３４）に首振り板（３５）を介し
て連結支持させると共に、前記ベースフレーム（３３）
に固設する首振り部材である正逆のハンド左右首振り用
モータ（３６）のモータ軸（３６ａ）にチェン伝動機構
（３７）を介して前記支点軸（３４）を連動連結させ
て、図７に示す如く前記モータ（３６）の正逆駆動によ
って支点軸（３４）を中心として左右横方向に取込口
（８）を首振りさせて、ハンド（７）とミニトマト
（Ａ）間に障害物（Ｂ）が介在するときなどに、障害物
（Ｂ）を迂回させて取込口（８）をトマト（Ａ）に接近
可能とさせるように構成している。

【０００９】そして図８に示す如く、この収穫ロボット
（４）の走行装置（３８）を駆動して機体を走行させる
走行スイッチ（３９）と、前記吸引搬送路（２４）内の
吸引圧力を検出する吸引圧センサ（４０）と、前記視覚
センサ（９）とを入力接続させるコントローラ（４１）
を制御装置（２２）に備えると共に、前記走行装置（３
８）及び吸引ブロワ（１２）と警報装置（４２）と、各
モータ（１４）（１５）（１７）（１９）（２９ａ）
（２９ｂ）（３６）とにコントローラ（４１）を出力接
続させて、視覚センサ（９）の検出に基づいたミニトマ
ト（Ａ）の自動収穫作業を行うように構成している。

【００１０】本実施例は上記の如く構成するものにし
て、以下図９のフローチャートを参照してこの作用を説
明する。

【００１１】マニピュレータ（５）の吸引が開始され、
視覚センサ（９）がミニトマト（Ａ）を検出し、収穫ハ
ンド（７）の取込口（８）とミニトマト（Ａ）の間に葉
や枝などの障害物（Ｂ）が介在しないときには、そのま
まハンド（７）を前進させ取込口（８）を開動作させ
て、取込口（８）内にトマト（Ａ）を取込む一方、ミニ
トマト（Ａ）との間に障害物（Ｂ）が介在し、その障害
物（Ｂ）がトマト（Ａ）に対し右寄り或いは左寄りのと
き、ハンド（７）を左或いは右方向に水平旋回させ、取
込口（８）側を旋回方向とは反対側の右或いは左方向に
首振り動作をさせて、図７に示す如く障害物（Ｂ）を迂
回してトマト（Ａ）に取込口（８）を接近させてトマト
（Ａ）の取込みを行うものである。

【００１２】そして取込口（８）に取込んだ後にあって
は、取込口（８）を閉とさせて、ハンド（７）を引く状
態に後退、或いはスナップをきかせる状態に左右に首振
りさせて、離層からミニトマト（Ａ）を分離してハンド
（７）内の吸引搬送路（２４）を介して仮収納容器（１
０）まで搬送するもので、収穫が終了したときには定査
位置を変更させて再び視覚センサ（９）の検出に基づい
たミニトマト（Ａ）の収穫作業を繰返し行うものであ
る。

【００１３】特に本実施例の場合、取込口（８）を形成
する４つの分割片（８ａ）〜（８ｄ）の全てを略等量だ
け開き、また開いた場合にも隣接の分割片（８ａ）〜
（８ｄ）同志が重なり合った状態で隙間などあけること
なく取込むものであるから、従来の如き取込口（８）の
開口内周縁とミニトマト（Ａ）との隙間が局部的に大と
なる場合などの吸引力が大きく低下するなどの欠点が解
消され、常に適正吸引力をミニトマト（Ａ）に作用させ
ての確実な収穫を可能とさせることができるものであ
る。

【００１４】なお、取込口（８）の開口内周縁とミニト
マト（Ａ）との隙間は大となる程吸引力は低下するの
で、ミニトマト（Ａ）を吸込むときには、開口部を小さ
くして取込口（８）先端にトマト（Ａ）を吸着させてか
ら開くことによって、その取込み性を一層向上させるこ
とができるものである。

【００１５】

【発明の効果】以上実施例からも明らかなように本発明
は、収穫ハンド（７）先端の取込口（８）に真空圧でも
って果菜類を取込んで収穫を行う果菜類収穫ハンド装置
において、前記取込口（８）を複数の分割片（８ａ）
（８ｂ）（８ｃ）（８ｄ）の組合せで形成すると共に、
これら隣接する分割片（８ａ）〜（８ｄ）の一部が相互
に重なり合う状態で開放口を自在に拡大及び縮小させる
ように設けたものであるから、例えば取込口（８）の先
端に吸着する果菜類（Ａ）を、分割片（８ａ）〜（８
ｄ）の開放で取込口（８）内部に取込むとき、各分割片
（８ａ）〜（８ｄ）間や分割片（８ａ）〜（８ｄ）と果
菜類（Ａ）間の隙間などを小に抑えてこれら隙間などか
らの空気洩れを防いで、常に適正真空吸引力による果菜
類（Ａ）の確実な取込みを可能とさせることができると
共に、別途の掻込み用フィンガーなどの設置も不要とさ
せることができて、構造上のコンパクト化も図ることが
できるものである。

【００１６】また、ハンド本体に対し取込口（８）を左
右に首振りさせる首振り部材（３６）を装備させたもの
であるから、取込口（８）を目標とする果菜類（Ａ）に
接近させる経路上に障害物がある場合でも、ハンド本体
の位置を変更させることなく現状位置を保った状態で取
込口のみ障害物を回避させる状態に移動させて、果菜類
（Ａ）に最短距離で接近させ、この収穫作業での作業能
率を向上させることができるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】収穫ハンド部の側面説明図である。

【図２】収穫ロボットの全体側面図である。

【図３】収穫ロボットの全体正面図である。

【図４】取込口の側面説明図である。

【図５】取込口の正面説明図である。

【図６】取込口の開放状態を示す説明図である。

【図７】取込口の首振り動作を示す説明図である。

【図８】制御回路図である。

【図９】フローチャートである。

【符号の説明】

（７） 収穫ハンド （８） 取込口 （８ａ）（８ｂ）（８ｃ）（８ｄ） 分割片 （３６） 首振り用モータ（首振り部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 収穫ハンド先端の取込口に真空圧でもっ
   て果菜類を取込んで収穫を行う果菜類収穫ハンド装置に
   おいて、前記取込口を複数の分割片の組合せで形成する
   と共に、これら隣接する分割片の一部が相互に重なり合
   う状態で開放口を自在に拡大及び縮小させるように設け
   たことを特徴とする果菜類収穫ハンド装置。
2. 【請求項２】 ハンド本体に対し取込口を左右に首振り
   させる首振り部材を装備させたことを特徴とする請求項
   １記載の果菜類収穫ハンド装置。