JPS61289812A - 果実収穫装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内部に果実収納空間を備え、且つ、上部に果
実取入口を備える果実捕捉部を、伸縮アームの先端部に
取付け、前記収納空間内に収納された果実から延びる果
梗を所定位置に支持する果梗支持部材を、前記果実取入
口側に突出する支持作用位置と前記果実取入口から離れ
る側に引退する退避位置とに亘って切換自在に、前記果
実捕捉部に設け、果梗が入り込み自在な切断用凹部を備
えた果梗切断カッタを、前記凹部の横１１方向がアーム
長手方向に沿う状態で、且つ、前記果梗支持部材にて支
持される位置よりも上方側の果梗部分を前記切断用凹部
内に入り込ませるように、前記果梗支持部材よりも上部
側に位置して前記果実取入口側に突出する切断作用位置
と前記果実取入口から離れる側に引退する退避位置とに
切換自在な状態で、前記果実捕Ｉに部に設け、収穫対象
果実を前記果実収納空間内に取入れるように果実捕捉部
を誘導する果実捕捉部誘導手段、前記果実収納空間内へ
の果実取入後において前記果梗支持部材並びに前記果梗
切断カッタを突出作動させる突出作動手段、及び、その
突出作動後において前記果梗切断カッタを切断作動させ
る切断作動手段の夫々を設けた果実収穫装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる果実収穫装置により果梗を切断するに、従来では
、カッタを突出作動させた後、直ちにカッタを切断作動
させるようにしていた。

ちなみに、切断作用位置にある前記カッタの凹部の横巾
方向がアーム長手方向に沿う状態になるのは、カッタを
突出作動させるあるいは切断作動させるためのアクチュ
エータを、果実捕捉部の横巾方向に突出させないように
するためにアクチュエータの設置箇所が制限されるため
である。又、前記カッタの一対の刃縁間に形成の切断用
凹部は、一般に、入口に向うほど巾が広くなっており、
果梗の導入を円滑に行えるものの、反面、一対の刃縁を
相対接近移動させて果梗を切断する際に、果梗を凹部入
口側に押し出す傾向にある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、一般に、果梗は、樹木の中心から外方側に延
びているものである。そのため、突出状態の果梗支持部
材の先端部に形成される果梗挿通用開口部の中心付近に
位置する果梗が、前記果梗支持部材よりも上方側程樹木
側に傾斜した状態になることが多く、その状態において
、カッタを突出作動させると、カンタの側壁で果梗を押
し出してしまうことがあり、あるいは果梗に対するアー
ムの伸長方向によって、果梗がカッタの突出作動後の切
断用凹部から外れた位置に位置していることもあり、果
梗をカッタの切断用凹部に入り込ませることができず、
カッタを切断作動させても一対の刃縁が果梗に全く接触
しないものとなり、又、カッタ突出作動後において、果
梗が凹部の入口側に位置している場合には、カッタの切
断作動時に切断用凹部から押し出してしまうことになっ
て、切断ミスを生じる不都合があった。

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、カッタ切断作動時に果梗が切断用凹部からは
ずれないようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、前記突出作動の終了後で且つ前記
切断作動の前において、前記果実捕捉部をアーム伸長側
方向に設定量水平移動させると共に前記切断用凹部の奥
部側に設定量水平移動させる水平位置補正手段を設けた
点にある（第１図参照）。

そして、上記特徴構成の作用及び効果は次の通りである
。

〔作　用〕

すなわち、果梗が樹木の中心から外方側に延びているこ
とに着目し、カッタの突出作動の終了後で且つ切断作動
の前において、果実捕捉部をアーム伸長側方向に設定量
水平移動させて、凹部からアーム伸長側にはずれている
果梗を凹部入口側に移動させると共に、前記捕捉部を切
断用凹部の奥部側に設定量水平移動させて、凹部入口側
に位置する果梗を奥部側に移動させて、果実捕捉部の水
平位置を補正し、その後にカソ夕を切断作動させるので
ある。

〔発明の効果〕

したがって、アーム伸長側方向及び奥部側方向での果実
捕１に部の水平位置を補正するごとによって、切断用凹
部からはずれている果梗、あるいは凹部入１−１側に位
置する果梗を凹部の奥部側へ移動させることができるの
で、カッタの切断作動時に果梗が切断用凹部からはずれ
ることなく果梗の切断を良好にできるようになった。

〔実施例〕

第８図に示すように、各別に正逆転が切換操作自在な油
圧モータ（ｌａ）　、　（Ｉｂ）により駆動自在な左右
一対の推進車輪（２ａ）　、　（２ｂ）を設Ｕ１それら
車輪（２ａ）　、　（２ｂ）から離れた箇所にキャスタ
ー（３）を設け、機体フレームの上部に原動部（４）及
び駆動回転自在な旋回台（５）を設けると共に、前記旋
回台（５）に取付けた支持枠（６）に、ハンド（］１）
及びその支持アーム（７）からなる果実収穫用ロボット
（１１）を取付けて、果実収量ｍを構成しである。但し
、図中（Ａ）は、旋回台（５）に対するモータ操作部で
ある。

前記ハンド支持アーム（７）を構成するに、前記支持枠
（６）に上下揺動自在に枢支される角筒状の第１アーム
（７ａ）、その第１アーム（７ａ）の内側に挿脱可能に
内嵌される第２アーム（７ｂ）、その第２アーム（７ｂ
）の先端に接続される第３アーム（７ｃ）を夫々設け、
第１アーム（７ａ）の内部に設けてある電動モータ（ｌ
ＩＩＩ）の回転により第２アーム（７ｂ）をスライド作
動させる、直線スライド伸縮式に構成しである。但し、
図中（ｍ−）は、ハンド支持アーム（７）を支持枠（６
）に対して上下揺動操作する制動装置付電動モータであ
る。

前記ハンド（Ｈ）について説明すれば、第６図及び第７
図に示すように、二叉状支持枠（９）を、第３アーム（
７ｃ）の先端にアーム長手方向に沿う軸芯（Ｙ）周りに
回転自在に取付け、内部に果実収納空間（Ｄ）を備え、
且つ、上部に果実取入口（［りを備える果実捕捉部（８
）を、伸縮アーム（７）の先端部に取付けた二叉状支持
枠（９）の先端部に水平軸芯（Ｘ）周りに回動自在に取
付けて、ハンド全体を自重で上向姿勢に維持させるよう
に構成しである。

そして、前記収納空間（Ｄ）内に収納された果実から延
びる果梗（Ｋ）を所定位置に支持する果梗支持部材（１
０）の６個を、前記果実取入口（Ｅ）側に突出する支持
作用位置と前記果実取入口（Ｅ）から離れる側に引退す
る退避位置とに亘って切換自在に、前記果実捕捉部（８
）に設けると共に、それら果梗（に）が入り込み自在な
切断用凹部（１１）を備えた果梗切断カッタ（１２）を
、前記凹部（１１）の横巾方向がアーム長手方向に沿う
状態で、１つ、前記果梗支持部材（１０）にて支持され
る位置よりも上方側の果梗部分を前記切断用凹部（１１
）内に入り込ませるように、前記果梗支持部材（１０）
よりも上部側に位置して前記果実取入口（Ｅ）側に突出
する切断作用位置と前記果実取入口（［りから離れる側
に引退する退避位置とに切換自在な状態で、前記果実捕
捉部（８）に設けてある。

つまり、果実収穫用ハンド（ｌ（）は、後述の如く、収
穫対象果実の下方位置に移動され、その後、上方側に移
動されて果実捕捉部（８）内に果実を導入し、その状態
において、果梗支持部材（１０）を突出作動させて果梗
（Ｋ）を支持すると共にカッタ（１２）にて果梗（に）
を切断して、果実を収穫することになる。

前記果実捕捉部（８）は、果実取入用筒状ケース（８ａ
）及びそのケース（８ａ）の開口周縁部に設けたゴム製
の第１乃至第６指状部材（Ｆｌ）乃至（Ｆ６）の６個か
ら構成されている。

前記果梗支持部材（１０）及び果梗切断カッタ（１２）
を出退作動させる構造について説明すれば、往復回動自
在な筒状部材（１５）を、前記果実取入用筒状ケース（
８ａ）に内嵌支承すると共に、前記筒状部材（１５）を
操作する電動モータ（１４）を前記筒状ケース（８ａ）
側に設け、もって、後述の接触センサ（２０）の検出信
号に基づいて電動モータ（１４）を作動させることによ
り筒状部材（１５）を回転させて果梗支持部材（１０）
並びに果梗切断カッタ（１２）を出退揺動させるように
して、果梗支持部材（１０）並びに果梗切断カッタ（１
２）を突出作動させる突出作動手段（１０２）を構成し
である。

又、前記果梗支持部材（１０）並びに果梗切断カッタ（
１２）の突出作動後においてカッタ（１２）を切断作動
させるための構造について説明する。

第７図に示すように、２枚の円弧帯板状刃体を、上下に
重ね合わせた状態で長手方向に相対スライド自在にピン
連結すると共に、前記両刃体を相対スライドさせるため
の空気圧シリンダ（１３）を設け、もって、空気圧シリ
ンダ（１３）の伸縮作動により両刃体を相対スライドさ
せてカッタ（１２）を切断作動させるようにして、果梗
切断カッタ（１２）を切断作動させる切断作動手段（１
０４）を構成しである。

次に、収穫対象果実（Ｍ）を果実収納空間（Ｄ）内に取
入れるように、果実収穫用ハンド（＋１）　、つまり果
実捕捉部（８）を自動的に移動させる果実捕捉部誘導手
段（１０１）について詳述する。

前記果実捕捉部誘導手段（１０１）は、前記ハンド（Ｉ
＋）を前記果実（Ｍ）の下方箇所に誘導する手段及び前
記ハンド（１１）を前記果実（Ｍ）の下方箇所に誘導し
たのち前記ハンド（旧を上昇させて前記果実（Ｍ）を取
り込む手段から構成され、まず、ハンド（Ｈ）を収穫対
象果実（Ｍ）の下方箇所に誘導する手段について説明す
る。

第８図に示すように、収穫対象果実（Ｍ）の有る方向を
認識する撮像手段としてのテレビカメラ（１６）を、第
３アーム（７ｃ）の上端部に、光軸がアーム伸縮方向と
平行な状態で取付け、このカメラ（１６）の撮像を写し
出すモニター（１７）を設け、モニター（１７）に写し
出される果実のうちの収穫対象果実を選択するライトペ
ン（１８）を設け、果実収穫用ハンド（Ｈ）が収穫対象
果実（Ｍ）に対して設定距離以内に接近したことを検出
する赤外線近接センサ（１９）を第３アーム（７ｃ）の
上端部に設け、そして、果実選択情報、近接センサ（１
９）の検出情報、アーム駆動用モータ（ｍ、）、　（ｍ
＝）や旋回台（５）の回転情報、及び、予め記憶された
制御情報に基づいて作動指令を出力する制御装置（Ｃ）
を設けてある。

つまり、第５図のフローチャートに示すように、テレビ
カメラ（１７）によって撮像された果実のうちの収穫対
象果実（Ｍ）がライトペン（１８）によって指示される
と、収穫対象果実（Ｍ）の有る方向（角度）を演算検出
処理し、ハンド支持アーム（７）の伸縮方向を対象果実
（Ｍ）に向けるように、旋回台（５）、アーム揺動操作
用モータ（ｍ２）を作動させて方向（角度）調整を行わ
せ、次に、アーム伸張作動によりハンド（Ｈ）を対象果
実（Ｍ）の下方箇所側に移動させることになる。そして
、前記アーム（７）の伸張作動中に近接センサ（１９）
が検出作用すると、ハンド０１）が収穫対象果実（Ｍ）
に対して設定距離以内に接近したと判断して、対象果実
側へ設定距離減速移動させるのである。

以下、上述の如く、ハンド（Ｈ）を対象果実側へ設定距
離移動させて、ハンド（Ｈ）を対象果実（Ｍ）の下方箇
所に誘導した後、前記ハンド（Ｈ）を上昇させて前記果
実（Ｍ）を取り込む手段について説明する。

１３　　　　　　　　　　　　−一 　ｚ 前記第１乃至第６指状部材（Ｆｌ）乃至（Ｆ６）夫々の
先端部に、接触式の果実検出用第１乃至第６指センサ（
Ｓ、）乃至（Ｓ６）を設けてある。又、収穫対象果実（
旧を検出するための果実検出用接触センサ（２０）を、
前記果実取入口（Ｅ）の直上方箇所と前記果実捕捉部（
８）の内方側に引退した箇所とに亘って位置変更操作す
るパンタグラフ式リンク機構（Ｒ）の上部に設け、その
リンク機構（Ｒ）を前記果実捕捉部（８）の底壁（８ａ
）に設けると共に、前記リンク機構（Ｒ）と一体形成さ
れたギヤ（２１）と咬合するランク（２２）を、前記底
壁（８ａ）に固定された空気圧シリンダ（２３）のロン
ドの先端部にボルト固定し、もって、空気圧シリンダ（
２３）内に加圧空気が供給されると、そのシリンダ（２
３）内部に備えるスプリングの付勢力に抗して、果実取
入口（Ｅ）の直上方箇所に位置する接触センサ（２０）
を果実捕捉部の内方側箇所に位置変更操作できるように
構成しである。

そして、各指センサ（Ｓ＋）乃至（Ｓ、）の検出情報及
び接触センサ（２０）の検出情報を制御装置（Ｃ）に入
力すると共に、制御装置（Ｃ）の指令に基づいて各アク
チュエータを作動させるように構成しである。

つまり、第４図のフローチャートに示すように、前述の
如く、ハンド（１１）を」−昇させるに伴って、接触セ
ンサ（２０）が検出作用すると、果実取入口（Ｅ）の直
上方箇所に位置している前記接触センサ（２０）を捕捉
部（８）の内方側箇所に位置変更させ、その後、さらに
ハンド（Ｈ）を上昇させるに伴って、前記接触センサ（
２０）が再度検出作用すると、ハンド（旧の上昇作動を
停止させる。

尚、前記接触センサ（２０）を果実取入口（Ｅ）の直上
方箇所に位置させて上昇作動させる際において、接触セ
ンサ（２０）の非検出状態で前記６個の指センサ（Ｓ＋
）乃至（Ｓ６）のいずれかが検出作用すると、その検出
作用した指センサの有る方向にハンド（旧を水平移動さ
…るようにして構成して、指状部材（Ｆｌ）乃至（Ｆ６
）にて形成される開口内に果実を確実に取入れるように
しである。

又、上昇作動を所定量行っても接触センサ（２０）が検
出作用しない時には、収穫不能であると判断して、ハン
ド（Ｈ）を所期位置に復帰作動させるように構成しであ
る。

以下、前記果梗支持部材（１０）並びに果梗切断カッタ
（１２）を突出作動させる突出作動手段、その突出作動
後において前記果梗切断カッタ（１２）を切断作動させ
る切断作動手段（１０４）　、及び、前記突出作動の終
了後で且つ前記切断作動の前においてハンド（Ｈ）を設
定量水平移動させる水平位置補正手段（１３）夫々を第
４図に示すフローチャートに基づいて説明する。

前述の如く、果実収納空間（Ｄ）内へ果実（Ｍ）を取り
入れた後、果梗支持部材（１０）並びに果梗切断カッタ
（１２）夫々を電動モータ（１４）にて突出作動させ、
その突出作動後で且つ果梗切断カッタ（１２）の切断作
動の前に、アーム（７）及び旋回台（５）を作動させて
ハンド（Ｈ）をアーム伸張側方向に設定量水平移動させ
ると共に、前記切断用凹部（１１）の奥部側に設定量水
平移動させるのである（第２図（イ）、（１１）、第３
図（イＬ（Ｅｌ）、及び第４図（（）　、　（０）　、
　（ハ）参照）。そして、前記ハンド（）Ｉ）の水平位
置を補正した後、前記果梗切断カッタ（１２）を空気圧
シリンダ（１３）にて切断作動させて果梗（Ｋ）を切断
するのである。

尚、前記果梗（Ｋ）の水平位置を補正した後において、
ハンド（１１）を設定量下降させて、果梗（Ｋ）を短く
切断するようにしている。

前記果梗（Ｋ）を切断して収穫された果実は、ハンド（
Ｈ）を車体側の所期位置に復帰させた後、人為的に取り
除くのである。

〔別実施例〕

本発明を実施するに、果実収穫用ハンド（）ｌ）の具体
構成、撮像手段の具体構成、及び、果実捕捉部誘導手段
の具体構成夫々は、各種変更できる。

前記果梗切断カッタ（１２）の切断用凹部（１１）の横
巾方向を、アーム長手方向と同一方向になるようにカッ
タ（１２）を設けるようにしてもよい。

前記水平位置補正手段（１０３）において、アーム伸張
側方向及び奥部側に夫々設定量水平移動させる移動量は
、変更することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る果実収穫装置の実施例を示し、第１
図は本発明の全体構成を示すブロック図、第２図（イ）
　、　（Ｉ＋）及び第３図（イＬ（０）は果実取り込み
動作を示す概略説明図、第４図（イ）。 （Ｅｌ）　、　（ハ）はカッタに対する果梗の位置関係
を示す概略平面図、第５図は収穫作動を示すフローチャ
ート、第６図は制御作動を示すフローチャート、第７図
はロボットハンドの縦断面図、第８図はロボットハンド
の平面図、第９図は制御構成を示す概略図である。 （７）・・・・・・伸縮アーム、（８）・・・・・・果
実捕捉部、（１０）・・・・・・果梗支持部材、（１１
）・・・・・・切断用凹部、（１２）・・・・・・果梗
切断カッタ、（１０１）・・・・・・果実捕捉部誘導手
段、（１０２）・・・・・・突出作動手段、（１０３）
・・・・・・水平位置補正手段、（１０４）・・・・・
・切断作動手段、（１１）・・・・・・果実収納空間、
（Ｅ）・・・・・・果実取入口、（Ｋ）・・・・・・果
梗。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部に果実収納空間（Ｄ）を備え、且つ、上部に果実取
   入口（Ｅ）を備える果実捕捉部（８）を、伸縮アーム（
   ７）の先端部に取付け、前記収納空間（Ｄ）内に収納さ
   れた果実から延びる果梗（Ｋ）を所定位置に支持する果
   梗支持部材（１０）を、前記果実取入口（Ｅ）側に突出
   する支持作用位置と前記果実取入口（Ｅ）から離れる側
   に引退する退避位置とに亘って切換自在に、前記果実捕
   捉部（８）に設け、果梗（Ｋ）が入り込み自在な切断用
   凹部（１１）を備えた果梗切断カッタ（１２）を、前記
   凹部（１１）の横巾方向がアーム長手方向に沿う状態で
   、且つ、前記果梗支持部材（１０）にて支持される位置
   よりも上方側の果梗部分を前記切断用凹部（１１）内に
   入り込ませるように、前記果梗支持部材（１０）よりも
   上部側に位置して前記果実取入口（Ｅ）側に突出する切
   断作用位置と前記果実取入口（Ｅ）から離れる側に引退
   する退避位置とに切換自在な状態で、前記果実捕捉部（
   ８）に設け、収穫対象果実を前記果実収納空間（Ｄ）内
   に取入れるように果実捕捉部（８）を誘導する果実捕捉
   部誘導手段（１０１）、前記果実収納空間（Ｄ）内への
   果実取入後において前記果梗支持部材（１０）並びに前
   記果梗切断カッタ（１２）を突出作動させる突出作動手
   段（１０２）、及び、その突出作動後において前記果梗
   切断カッタ（１２）を切断作動させる切断作動手段（１
   ０４）の夫々を設けた果実収穫装置であって、前記突出
   作動の終了後で且つ前記切断作動の前において、前記果
   実捕捉部（８）をアーム伸長側方向に設定量水平移動さ
   せると共に前記切断用凹部（１１）の奥部側に設定量水
   平移動させる水平位置補正手段（１０３）を設けてある
   果実収穫装置。