JPS6185115A - 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、収穫対象果実を認識する撮像手段を設け、そ
の撮像情報に基づいて前記対象果実に向けて果実収穫用
ハンドを自動的に誘導させるように構成した果実収穫装
置に関する。

〔従来の技術〕

果実収穫用ハンドを収穫対象果実に向けて誘導するに、
例えば、撮像手段としてテレビカメラを設け、そのカメ
ラの情報に基づいてカメラと対象果実とを結ぶ直線経路
を求め、その経路に沿ってハンドを移動させることにな
る。

ところで、ハンドが対象果実に衝突することを抑制しな
がらもハンド移動を極力高速で行なわせるだめの情報や
収穫動作の開始位置情報を得るために、ハンドが対象果
実に対して設定距離以内に達したことを検出する近接セ
ンサーをハンド側に備えさせる手段を本出願人は考えた
。

〔発明が解決しようとする問題点ｊ しかしながら、従来では、ハンドそのものを対象果実に
向けて移動させるものであるため、近接センサーが検出
ミ２を起す虞れがめった。

つまシ、例えばハンドをｉ線経路に浴って移動させる場
合、第９図に示すように、ハンド（６）が水平に移動さ
れる時には近接センサー＠け確実に対象果実を検出する
ことができるが、ハンド（Ｈ）が斜め上方に移動される
時には、近接センサー＠の検出可能エリア内に対象果実
が存在しない虞れがあシ、近接センサー（ロ）が対象果
実を検出することができないものとなる等、作業条件に
よっては検出ミスを起す虞れがあった。

尚、センサーの検出可能エリアを広げるため、多数の近
接センサーをハンド側に備えさせる手段が考えられるが
、構造が煩雑になる不利があり、実用し難いものである
。

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、ハンドが対象果実に対して設定距離以内に達し
たことを、簡素な構成で確実に検出することができるよ
うにする点にある。

［問題点を解決するだめの手段］ 本発明による果実収穫装置の特徴構成は、前記ハンドが
前記対象果実に対して設定距離以内に達したことを検出
する近接センサーを、ハンド側に備えさせると共に、そ
の近接センサーの検出可能エリア内で、且つ、前記ハン
ドから離れ九点を前記対象果実に向けて移動させるよう
に、前記ハンドを自動的に移動させる手段を設けてある
点にあり、その作用及び効果は次の通りである。

〔作　用〕

すなわち、ハンドを対象果実に向けて誘導するに、近接
センサーの検出可能エリア内で、且つ、ハンドから離れ
た点が対象果実に向けて移動されるようにして、近接セ
ンサーが適確に対象果実を検出することができるように
しである。

〔発明の効果〕

したがって、１個の近接センサーを用いる簡素な構成で
、作業条件の変化に拘らず、ハンドが対象果実に対して
設定距離以内に達したことを確実に検出できるのであり
、もって、ハンド移動速度を制御するための情報や収穫
作動を開始するための情報を適確に得ながら一層良好な
収穫作業を行なわせることができる果実収穫装置を得る
に至った。

〔実施例〕

第１図に示すように、左右一対の推進車輪（１）、前後
一対の遊転輪（２）、及び、昇降自在なアウトリガ−（
３）の複数個を備える台車に、駆動回転自在な旋回台（
４）を取付け、駆動昇降自在なリフト装置（Ｈ）　’ｅ
　、旋回中心に位置させて旋回台（４）に取付けると共
に、果実収穫用ロボット（Ｂ）を、リフト装ｆｉｔ　（
Ｈ）の上端部に取付けて、果実収穫機を構成しである。

但し、図中ｃＡ）は、リフト装置（Ｈ）及び旋回台（４
）に対するモータ操作部である。

前記リフト装置（Ｈ）は、ロボッ）　ｆＢ）の基端部を
昇降駆動するネジ部材（６）と昇降案内用のガイド部材
＜’ｔ）　＋　（７）を備え、ネジ部材（６）の正逆転
作動によりロボット（Ｂ）を昇降するように構成しであ
る。

前記果実収穫用ロボツ）（Ｂ）’を構成するに、前記リ
フト装ｇｔ（Ｈ）に昇降自在に支持される基端部ケース
（８）、そのケース（８）に上下揺動自在に支持される
第１アーム（９ａ）、そのアーム（９１Ｌ）に上下揺動
自在に支持される第２アーム（９ｂ）、そのアーム（９
ｂ）に上下揺動自在に支持される第３アーム（９Ｃ）、
及び、そのアーム（９ｃ）の先端に付設されるハンド（
６）を夫々設けると共に、前記各アーム（９ｍ）、（９
ｂ）、（９ｏ）の夫々を各別に揺動操作するエンコーダ
付電動モータＱ（ｌ設け、もって、各アーム（９ＩＬ）
ｌ（９ｂ）、（９（１）の伸長作動によりハンド（Ｈ）
を収穫対象果実に誘導して、果実収穫を行なわせるよう
に構成しである。

前記ハンド（６）について説明すれば、第４図乃至第６
図に示すように、二叉状支持枠Ｃ１ｌ、ｌを、第８アー
ム（９Ｃ）の先端にアーム長手方向に沼う軸芯（ト）周
シに回転自在に取付け、果実取入用筒状ケース（９）を
、二叉状支持枠αυの先端部に水平軸芯（イ）周ｆｉＫ
回動自在に取付けて、ハンド全体を自重で上旬姿勢に維
持させるように構成しである０ そして、ケース内に導入された果実と枝とを接続する柄
状部分、いわゆる果梗を突出作動に伴って所定位置に抑
圧支持する果梗押圧部材ＣＩ七の６個を、出退揺動自在
に果実取入用筒状ケース四に取付けると共に、それら果
梗押圧部材ＵΦにて支持された果梗を切断するだめの円
弧状スライド式カッタαＧを、前記所定位置の果梗に対
する切断位置罠突出作動できるように出退揺動自在にケ
ース側に設けている。但し、図中Ｑｌは、正逆転作動に
伴って果梗押圧部材ａ◆及びカッタＱＧを出退操作すべ
く、筒状ケース（２）Ｋ回転自在に内嵌保持されると共
に果梗押圧部材（１４１及びカッタＱ０の夫々を係止す
るビンＱ′１）ｔ−備えた筒状体（ト）は、筒状体ＱＧ
を回転操作する電動モータ、及び、曲は、カッタ（至）
を構成する一対の刃体（１５ａ）。

（１５ｍ）　ｔスライド操作する流体圧シリンダである
。

又、果実取入用筒状ケース曹の開口周縁部Ｋ。

６つの指状部材用を立設し、それら指状部材四夫々の先
端部に、果実検出用接触式センサー（財）を取付けると
共に、円板状の果実接触片（２２ａ）とその接触片（２
２ａ）の果実接触に伴う変位を電気的に検出する検出器
（２２ｂ）とからなる果実検出センサー（イ）を、指状
部材（Ｈ）にて形成される開口内に果実が突入したこと
を検出する上方側検出作用位置と果実取入用筒状ケース
＠内に果実が導入されたことを検出する下方側検出作用
位置とに切換えるべく、流体圧シリンダ轍によって昇降
操作自在に設けている。

つまり、果実収穫用ハンド（Ｈ）は、後述の誘導手段に
よって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取入用筒状ケース四内に果実を導
入し、その状態において、果梗押圧部材Ｑ４を突出作動
させて果梗を支持すると共にカッタαＱにて果梗を切断
して、果実を収穫することになる。さらに詳述すれば、
前記の如くハンド（６）を上昇移動させるに伴って、上
方側検出作用位置に位置させた果実検出センサー四が検
出作用すると、そのセンサー（Ｈ）を下方側検出作用位
置に切換え、その後さらにハンド（６）を上昇させるに
伴って、下方側検出作用位置の果実検出センサー（２）
が検出作用すると、ハンド（６）の上昇作動を停止させ
、その状態において前述の如く果梗押圧部材（１４）及
びカッタ０９ｔ−作動させることになる。又、果実検出
センサー＠を上方側検出作用位置に位置させて上昇作動
させる際に、果実検出センサー（２）の非検出作用状態
で前記６個の接触式センサー（財）のいずれかが検出作
用すると、その検出作用した接触式センサー？υの有る
方向にハンド（６）を水平移動させて、果実を指状部材
（７）にて形成される開口内に確実に取込むようにしで
ある。

尚、収穫した果実の放出は、ハンド（Ｈ）を車体側の所
期位置に復帰移動させた状態で行なわれることになる。

次に、果実収穫用ハンド（６）を収穫対象果実の下方位
置に自動的に移動させる誘導手段について詳述する。

第１図に示すように、収穫対象果実の有る方向を認識す
る撮像手段としてのテレビカメラ（ハ）を、基端部ケー
ス（８）の上端部に取付け、このカメラ（ハ）の撮像を
写し出すモニター（Ｈ）を設け、モニター四に写し出さ
れる果実のうちの収穫対象果実を選択するライトペン（
ホ）を設け、果実収穫用ハンド（ロ）が収（ｋ対象果実
に対して設定距離以内に接近したことを検出する赤外綜
投光式スポット距離センサー（ロ）を、ハンド（Ｈ）の
前方側面に設け、そして、それらからの検出情報、アー
ム駆動用モータａＱや旋回台（４）の回転情報、す７ト
装置（６）の昇降情報、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ｅｌｔ　ｉｃ）
を設けてある。

つまり、第２図のフローチャートに示すように、テレビ
カメラ（ハ）によって撮像された果実のうちの収穫対象
果実がライトベン（２）により選択されると、その対象
果実の方向を演算検出処理して、カメラ（ハ）と対象果
実とを結ぶ直線経路、すなわち、対象果実に向うカメラ
（ハ）の視線を求め、第３図に示すように、スポット距
離センサー（ロ）における対象果実を検出可能なエリア
内で、且つ、ハンドａすから離れた点をカメラ−の視線
に沼って移動させるように、アーム（９１）＋（９ｂ）
。

（９Ｃ）を伸張作動させている。

そして、ハンド（６）が設定距離移動する間において対
象果実の位置が風等により変化して画像変化が有る場合
は、ハンド（６）の移動方向を修正して対象果実に向け
てハンド但）全自動誘導させるようにしている。そして
、スポット距離センサー＠が検出作用すると、対象果実
側に設定距離減速移動させ、その後、上述の如く収穫作
動を行なわせて、収穫作業終了後、ハンド（ロ）を所期
位置に復帰作動させることＫなる。

前記スポット距離センサー（至）を構成する罠、第４図
に示すよう罠１発光素子（−）及びそれから投射されて
果実に反射してくる光を検出する受光素子（ｂ）を夫々
設け、そして、受光素子（ｂ）の受光ｆＫ基づいて距離
を判別するようにしである。

〔別実施例〕

本発明を実施するに、果実収穫用ハンド（Ｈ）の具体構
成、撮像手段の具体構成、及び、ハンド誘導手段を構成
する、ハンド自動移動手段の具体構成夫々は、各桟変更
できる。

又、実施例では、スポット距離センサー＠？近接センサ
ーとして例示したが、近接センサーとしては、第７図に
示すように、杆状の果実接触片（至）とそれにて操作さ
れるリミットスイッチ（イ）とからなる接触式のセンサ
ーを用いてもよい〜尚、この実施例の場合、センサー検
出後において、ハンド（Ｉ（）を対象果実の下方側に移
動させてから収穫作動を開始させることになる。

前記実施例では、ハンド（Ｈ）全体を自重で上向姿勢に
維持させるように構成したが、二叉状支持枠Ｑｌ）を回
転操作するエンコーダ付電動モータを設けてハンド（Ｈ
）誘導中に前記モータを作動させながらハンド（６）を
上向姿勢に維持させるようにしてもよい。

又、前記実施例では、カメラ■を基端部ケース（８）の
上端部に取付けたが、カメラ（財）を第３アーム（９Ｃ
）の上端部に取付けてアームと共に対象果実（Ｍ）Ｋ向
けて移動させるようにしてもよい。

又、前記実施例では、ハンド（Ｈ）誘導手段として直線
経路を求めたが、ハンド但）を直接対象果実に向けて移
動させるようにしてもよい。

【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
図は果実収穫用ハンド誘導手段の具体構成を示す概略図
、第２図は制御動作を示すフローチャート、第３図はハ
ンド誘導状態を示す概略側面図、第４図及び第５図は果
実収穫用ハンドの平面図、第６図は同ハンドの切欠き側
面図である。第７図は別実施例の側面図である。 第８図はハンド誘導状態の従来例を示す概略側面図であ
る。 幹）・・・・・・近接センサー、（Ｈ）・・・・・・果
実収穫用ハンド０ 代理人　　弁理士　　　北　　村　　　　　修第　２Ｔ
ｇ 【）つ 第　６　＠ 第　７　図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 収穫対象果実を認識する撮像手段を設け、その撮像情報
   に基づいて前記対象果実に向けて果実収穫用ハンド（Ｈ
   ）を自動的に誘導させるように構成した果実収穫装置で
   あって、前記ハンド（Ｈ）が前記対象果実に対して設定
   距離以内に達したことを検出する近接センサー（２７）
   を、ハンド側に備えさせると共に、その近接センサー（
   ２７）の検出可能エリア内で、且つ、前記ハンド（Ｈ）
   から離れた点を前記対象果実に向けて移動させるように
   、前記ハンド（Ｈ）を自動的に移動させる手段を設けて
   ある果実収穫装置。