JPS62107714A - 果菜類の収穫用ハンド - 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、ミカン、リンゴ、トマト等の果菜類の収１便
に用いる果菜類の収１Ｗ用ハンドに関し、詳しくは、果
菜類の吸着用バキュームパットとそのバキュームパッド
に吸着された果菜類の柄を切断するカッタとを備え、前
記カッタを、対象果菜類側に揺動した切断用位置と対象
果菜類から離れる側にｔｉａ動した退避位置とに切換操
作自在に枢着し、前記バキュームパッドを前記退避位置
のカッタよりも対象果菜ｒｎ側に突出させた！ｌＩｉ提
用位画用位置の位置よりも前記カッタ側に後退させた柄
切断用位置とに切換えるべく、［１；Ｉ記バキュームバ
ッドと前記カッタとを対象果菜ｔｎに対する遠近方向に
相対移動させる駆動機構を設けた果菜類の収穫用ハンド
に関する。

〔従来の技術〕

かかる収穫用ハントは、バキュームパッドとカッタとを
相対移動さ・けることによって、例えばカッタを切断用
位置に位置させ続けるに較べて、ハンドを収穫対象果菜
類にアプローチさせることを果菜類のｔ員傷を抑制した
状態で良好に行えるようにできる利点を備えるものであ
る。

つまり、カッタがバキュームパットよりも対象果菜類側
に突出する状態でアプローチすると、カッタと果菜類と
が衝突して、果菜類を傷付けてしまう虞があるが、その
不都合を抑制できるものである。

ところで、従来では、カッタを、その揺動軸芯方向視に
て、バキュームパッドの移動方向と直交する位置に退避
させるようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来構造によると、退避位置のカッタが、外方に大
きく突出するものとなって、収穫用ハンドを対象果菜類
にアプローチする際に、技や葉がカッタに接当して、ハ
ンドの移動を妨げる不利や、他の果菜類にカッタが衝突
して、他の果菜類を傷付ける不利を招く虞があった。

らなみに、カッタに枝葉が接当することを回避させるた
めに、カッタを覆うカバーを設けることが考えられるが
、カッタが大きく突出しているとカバーそのものも大き
くなり、ハンドを技と技との間の狭い空間を通してアプ
ローチすることが行い難（なる不利を招くものとなる。

本発明は、上記実状に迄みて為されたものであって、そ
の目的は、退避位置のカッタが外方へ大きく突出するこ
とを回避する点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による果菜類の収穫用ハンドの特徴構成は、前記
カンタを、その揺動軸芯方向視にて、前記バキュームパ
ッドの移動方向と直交する位置よりも対象果菜類から離
れる側に揺動させて退避させるように設けてある点にあ
り、その作用及び効果は次の通りである。

〔作　用〕

ずなわら、退避位置のカッタが、カッタ揺動軸芯方向視
にて、バキュームパッドの移動方向と直交する位置より
も対象果菜類から離れる側に揺動した状態となるように
して、退避位置のカッタが外方側に大きく突出すること
を抑制するようにしである。

〔発明の効果〕

退避位置のカッタが外方側に大きく突出することを抑制
できるので、枝葉にカッタが接当したり、他の果菜類に
カッタが衝突することを極力回避させて、ハンドを対象
果菜類にアプローチすることを良好に行わせることがで
きるようになった。

又、カッタを覆うカバーを設ける場合においても、カバ
ーを極力小さなものにでき、狭い空間を通してアプロー
チすることを良好に行わせることができるようになった
。

（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６図に示すように、乗用車体（１）の前部に、果実収
穫装置（２）を設け、乗用車体（１）の横倒脇に果実収
納容器（３）を設けると共に、果実収穫装置（２）から
の果実を収納容器（３）に搬送する搬送装置（４）を設
けて、主としてリンゴ、ミカンの収穫に利用する果実収
穫機を構成してあり、以下果実収穫装置（２）について
詳述する。

前記乗用車体（１）の前部に、ブーム取付台（５）を昇
降自在に案内するガイド枠（６）を付設し、昇降用電動
モータ（７）と前記ブーム取付台（５）とをチェーン（
８）にて連動連結して、ブーム取付台（５）を昇降調節
できるように構成しである。

前記ブーム取付台（５）に、板状ブーム（９）を縦軸芯
（Ｐ、）周りで水平揺動自在に枢着すると共に、ブーム
１ｍ動用電動モータ（１０）を設け、前記ブーム（９）
の先端に、多関節型の伸縮アーム（１１）を縦軸芯（Ｐ
２）で回動自在に枢着すると共に、アーム回動用モータ
（１２）を設け、前記伸縮アーム（１１）の先端に、果
実の収得用ハンド（（１）を設番ノである。

前記伸縮アーム（１１）を構成するに、基端側の第１ア
ーム（ｌｌａ）、その第１アーム（１１ａ）の先端部に
枢支される第２アーム（ｌｌｂ）　、及び、その第２ア
ーム（ｌｌｂ）の先端部に枢支される第３アーム（１１
ｃ）の夫々を設け、そして、第１アーム（ｌｌａ）をブ
ーム（５）に対して水平軸芯周りで揺動操作する電動モ
ータ（１３ａ）、第２アーム（１１ｂ）に対して水平軸
芯周りで揺動操作する電動モータ（１３ｂ）、第３アー
ム（ＩＩＣ）を第２アーム（ｌｌｂ）に対して水平軸芯
周りで揺動操作する電動モータ（１３ｃ）夫々を設けて
ある。

前記収穫用ハンド（１１）を構成するに、第１図及び第
２図に示すように、平面視Ｕ字状の基枠（１４）を、伸
縮アーム（１１）の先端部にボルト止着し、その基枠（
１４）の先端部に、捕捉部ケース（１５）をボルト接続
しである。

通気管（１６）を、前記捕捉部ケース（１５）における
筒状部（１５ａ）にスライド自在に内嵌支持させ、軟質
ゴム製のバキュームバンド（１７）を、通気管（１６）
の先端部に外嵌性し、通気管（１６）の基部に、通気用
の分岐管（１８）を外嵌性し、その分岐管（１８）に、
伸縮自在な蛇腹式ホース（１９）を接続してあり、そし
て、第７図に示すように、その蛇腹式ホース（１９）を
吸気用ポンプ（２０）に配管接続しである。又、バキュ
ームバンド（１７）に果実が吸着したことを感知する負
圧センサ（２１）を、前記分岐管（１８）に付設しであ
る。

収穫用ハンド（ＩＩ）が収穫対象果実に接近したことを
検出するフォトセンサ（２２）を設けてある。

つまり、発光部、受光部等を収納するセンサ本体（２２
ａ）を、分岐管（１８）内に保持させると共に、そのセ
ンサ本体（２２ａ）から繰出される投受光用の光フアイ
バーケーブル（２２ｂ）を、前記通気管（１６）の内部
を通してバキュームパッド（１７）の内部に延出し、そ
して、その延出端を、ホルダ（２３）にてバキュームパ
ッド（１７）に支持させである。

前記バキュームパッド（１７）に吸着された果実の柄、
いわゆる果梗を切断するバリカン型のカッタ（２５）と
、果梗がカッタ（２５）から離れることを阻止する果梗
支持部＋Ａ（２６）とからなる果梗切断装置を設けてあ
る。

つまり、カッタ（２５）及び果梗支持部材（２６）の夫
々を、円弧状で且つ帯板状に構成すると共に、カッタ（
２５）及び果梗支持部材（２６）の両端夫々を、同軸芯
周りで捕捉部ゲース（１５）に枢着して、カッタ（２５
）及び果梗支持部材（２６）の夫々を、対象果実側に起
立揺動した切断用位置と対象果実から離れる側に倒伏揺
動した退避位置とに切換えられるように構成しである。

そして、バリカン型カッタ（２５）及び果梗支持部材（
２６）を揺動操作する電動モータ（２７）を設けると共
に、バリカン型カッタ（２５）の駆動用エアシリンダ（
２８）を設け、もって、切断位置側への揺動、つまり、
起立作動に伴ってバリカン型カッタ（２５）と果梗支持
部材（２６）との間に果梗を支持し、支持した果梗をカ
ッタ（２５）の作動により切断させるように構成しであ
る。尚、後で詳述するように、バリカン型カッタ（２５
）及び果梗支持部材（２６）を、差動機構（２９）を介
して電動モータ（２７）に連動連結して、バリカン型カ
ッタ（２５）及び果梗支持部材（２６）のいずれかが先
に果梗に接当した場合において、先に１妾当した果梗支
持部材（２６）あるいはバリカン型カッタ（２５）の起
立作動を停止させた状態で他方側の果梗支持部材（２６
）あるいはバリカン型カッタ（２５）を引き続き起立作
動さゼることかできるようにしである。

又、起立作動完了検出用のリミノトスイ、チ（３０）、
及び、倒伏作動完了検出用のりミツトスイッチ（３１）
を、前記差動機構（２９）の入力ギヤ（２９Ａ）に付設
の突片（３２）にて操作されるように設けてある。

前記バキュームパッド（１７）を出退操作するエアシリ
ンダ（２４）を、捕捉部ケース（１５）と通気管（１６
）との間に介装しである。つまり、バキュームパッド（
１７）を退避位置のカッタ（２５）よりも対象果菜類側
に突出さゼた捕１に用位置とその位置よりもカッタ（２
５）側に後退させた柄切断用位置とに９Ｊ喚えることが
できるようにしである。

さらに、前記カッタ（２５）及び前記果梗支持部Ｌ４（
２Ｇ）を、その揺動軸芯方向視にて、ハキューｌ、パッ
ド（【７）の移動方向と直交する位置よりも対象果実か
ら離れる側に大きくＩぷ勤さ・仕て退避さゼるように設
けてある。

第６図に示すように、収穫対象果実を撮像する撮像手段
としてのテレビカメラ（３３）を、前記伸縮アーム（１
１）における第１了−ム（ｌｌａ）の内部に設けてある
。らなみに、このテレビカメラ（３３）の撮像範囲を、
乗用車体（１）の移動、ブーｌ、取付台（５）の！ＩＶ
降、ブーム（９）の水平）ぷ・肋、伸縮アーム（１１）
のブーム（９）に対する水平Ｉ：６・助や前後に勅によ
って設定することになる。

第７図に示すように、マイクＩ’Ｊコンビ１−夕を用い
て構成される制御装置（３４）に、前記テレビカメラ（
３３）の↑最像情報、前記フォトセンサ（２２）の検出
情報、負圧センサ（２１）の検出情報、起立作動完了検
出用のりミツトスイッチ（３０）の検出情慴、倒伏作動
完了検出用のリミ、トスイノチ（３１）の検出情ｔａ夫
々を入力し、そして、それら情報、及び、予め記憶させ
た情報に基づいて、伸縮アーム駆動用モータ（１３ａ）
　、　（１３ｂ）　、　（１３ｃ）の操作回路（３５）
、バリカン型カンタ（２５）や果梗支持部材（２６）の
起伏操作用電動モータ（２７）の操作回路（３６）、バ
リカン型カッタ（２５）の操作用エアシリンダ（２８）
に対する制御弁（３７）、バキュームパッド（１７）の
出退操作用エアシリンダ（２４）に対する制御弁（３Ｂ
）、及び、バキュームパッド（１７）に対する制御弁（
３９）夫々に、’！制御装置（３３）からの作動指令を
与えて、収穫用ハンド（１１）を収穫対象果実に誘導す
ること、及び、収穫対象果実を収４１すること夫々を自
動的に行わせるようにしである。つまり、前記制御装置
（１１）を利用して、前記バキュームパッド（１７）の
吸引口を収穫対象果実（＋１）側に向ける状態で前記収
穫用ハンド（１１）を収穫対象果実（Ｍ）に向けて自動
的に誘導するハンド誘導手段、及び、誘導した収穫用ハ
ンド（１１）を自動的に作動させて収１対象果実の果梗
を切ｌ析して収穫するハンド駆動手段の人νを構成して
あり、次に、それら手段について、第８図のフローチャ
ー１−に基づいて説明する。

つまり、１１；１記テレビカメラ（２３）により収穫対
象果実の位置する範囲の画像を取込み、技や葉等を除去
して収穫対象果実のみを抽出すべく画像処理を行い、抽
出された対象果実の位置する方向を演算処理する。

その演算された方向に基づいて、ハキュームパ７用値１
７）の吸引口が収穫対象果実側に向かう状１ｍを維持し
ながら伸縮アーム（１１）を伸長作動させて、収１■用
ハンド（１１）を収穫え］象果実に向けてアプローチさ
せる。

ト記アプローチ作１す」後、フォトセンサ（２２）の検
出ＩＩ′ｆ　報をチェックし、収１渾用ハンド（１１）
が収穫対象果実に接近したことが判別されると、バート
１−ムバノド（１７）の吸引作動を開始させる。

そして、収穫用ハンド（１１）が収穫対象果実に接近し
ていないことが判別された場合には、アブ（二１−チ距
＾１（が設定値以上であるか否かが判別され、設定値未
満であることが判別されるとアプローチが続行され、且
つ、設定値以上であることが判別されると、アプローチ
が停止されて伸縮ブーＪ、（１１）が短縮され、収穫用
ハンド（１１）がアプローチ前の位置に戻される。

上記バキュームパッド（１７）の吸引作動後、収穫用ハ
ンド（１１）を設定距離（例えば３０〜５０１ｍ）だけ
収穫対象果実側へ前進移動させる。その後、負圧センサ
（２１）の検出情報に基づいて収穫対象果実がバキュー
ムパッド（１７）に吸着されたか否かを判別し、所望通
り吸着されている場合には、バキュームパッド（１７）
を退避作動させると共に、それと同時に、収穫用ハンド
（１１）をバキュームパッド出退方向に沿って前進移動
させて、収穫対象果実を取込む。又、所望通り吸着され
ていない場合には、バキュームパッド（１７）の吸引作
動を停止させた後、伸縮アーム（１１）を短縮させて収
）Ｗ用ハンド（１１）をアプローチ前の位置に戻す。

］二記の如く収穫対象果実を取込んだ後、ハリカン型カ
ッタ（２５）及び果梗支持部材（２６）を起立作動させ
る。そして、起−）′Ｌ作動完了検出用のりミノトス・
イノチ（３０）の検出ｌｒｔ　１１３に基づいて、起立
作動が完了したか否かを判別し、完了していない場合に
は、枝等の他物が挾み込まれる等のトラブル発生である
と１゛す断さＵ゛て、バリカン型カッタ（２５）及び果
梗支持部材（２６）を倒伏作動させた後、伸縮アーム（
ＩＩ）を短縮させて収穫用ハンＦ’（ＩＩ）をアプロー
チ前の位置に戻す。

又、起立作動が完了している場合には、ハキュームバ７
ト’（１７）の吸引作動を停止させ、その状態でｈｌｉ
　１足部（ＩＩ）を後退さ一已で、果梗の基部側にバリ
カン型カッタ（２５）を位置させるようにした後、バリ
カン型カッタ（２５）を駆す１させて果梗を切断させる
。切ｊ析後直らにへキニームバノＦ（１７）の吸引作動
を開始させて、果梗切断後の果実を再び吸着し、その後
、バリカン型カッタ（２５）及び果梗支持部材（２Ｇ）
を倒伏作動させ、伸縮アーム（１１）をアプローチ前の
位置に戻し、バキュームパッド（１７）を突出させ、次
に、バキューノ、バフＦ’（＋７）の吸引作動を停止さ
せて、収穫果実を搬送装置（４）に供給する。

尚、上記の如く収穫対象果実の位置する方向を演算処理
するに、１回の撮像情報に基づいて複数個の果実が抽出
された場合には、下方側の抽出果実から上方側の抽出果
実を収穫する順序で作業を続行させることになる。従っ
て、１個の果実に対する収穫作動が完了する毎に未収穫
の存否を判別し、存否する場合には、上述の作動で収穫
作動を行わせることになる。

次に、カッタ（２５）及び果梗支持部＋Ａ（２６）の）
：ε動操作構成、並びにカッタ（２５）の構成について
説明する。

第１図乃至第５図に示すように、果梗支持部材（２６）
の一端部が外嵌前される支持ピン（４０）に、第１人力
用ピニオン（４１）を取付け、その人力用ピニオン（４
１）に咬合する第１ラツク（４２）を設けてある。前記
支持ピン（４０）に相対回転自在に外嵌される筒部材（
４３）に、カッタ（２５）の一端部を外嵌前し、前記筒
部材（４３）に第２人力用ビニすン（４４）を外嵌前す
ると共に、そのピニオン（４４）に咬合する第２ランク
（４５）を設けてある。そして、前記果梗支持部材（２
６）側の第１ランク（４２）が咬合する第１出力用ビニ
オン（４６）、及び、前記カッタ（２５）側の第２ラン
ク（４５）が咬合する第２出力用ピニオン（４７）の夫
々を、前記差動機構（２９）に備えさせるようにしであ
る。

つまり、前記差動機構（２９）の入力ギヤ（２９Ａ）と
一体回転するデフケース（４８）を設け、そのケース（
４８）に支承した逆転へヘルギャ（４つ）に咬合する一
対の第１及び第２出力用ヘヘハ１１！ヤ（５０）。

（５１）を設け、第１出力用へヘルギＡ’（５０）が外
嵌前され、珪つ、第２出力用へ・＼ルギャ（５１）が相
対回転自在に外嵌される支軸（５２）に、１１；ｊ記第
１出力用ビニオン（＝１６）を外嵌前し、前記第２出力
用ヘヘルギヤ（５１）に、第２出力用ピニオン（・１７
）を外嵌前しである。

前記カッタ（２５）を構成するに、円弧状で且つ帯板状
の一対の刃体（２５ａ）　、　（２５ｂ）を、ビン（５
３）と長孔（５４）とを用いて、刃体長手方向に（［１
対スライド自在に連結しである。

前記果梗支持部＋４’（２６）の他端部が（■耐回転自
在に外嵌される支持ピン（５５）に、カッタ駆動用ピニ
オン（５６）を外嵌前しである。そして、前記−月の刃
体（２５ａ）　、　（２５ｂ）のうちの−吉例の刃体（
２５ｂ）を、ピニオン（５６）に相対回転自在に外嵌さ
せると共に、他方側の刃体（２５ａ）の端部に、前記ピ
ニオン（５６）に咬合自在なフェイスギヤ（５７）を設
けてある。そして、前３己ピニオン（５６）に咬合する
ランク（５８）を、中継部材（５つ）を用いてカッタ操
作用エアシリンダ（２８）にＦＢＨしである。

〔別実施例〕

本発明を実施するに、収穫用ハンド（１１）の具体構成
、収穫用ハンｌ”（ＩＩ）を誘導するために備えさせる
伸縮アーム（１１）の具体構成等、各部の構成は各種変
更できる。

又、Ｌ記実施例では果実を収穫する場合について例示し
たが、トラｌ−等の野梁の収穫にイ）適用できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る果菜類の収穫用ハンドの実施例を示
し、第１図は収穫用ハンドの切欠き平面図、第２図は収
穫用ハンドの切欠き側面図、第３図は果梗切断装置の駆
動構造を示す縦断正面図、第４図は果梗切断装置の駆動
構造を示す縦断背面図、第５図はカッタのスライド駆動
構成を示す概略平面図、第６図は果実収穫機の側面図、
第７図は制御構成を示すブロック図、第８図は制御作動
を示すフローチャートである。 （１７）・・・・・・バキュームパッド、（２４）・・
・・・・駆動機構、（２５）・・・・・・カッタ、（２
５ａ）　、　（２５ｂ）・・・・・・刃体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）果菜類の吸着用バキュームパッド（１７）とその
   バキュームパッド（１７）に吸着された果菜類の柄を切
   断するカッタ（２５）とを備え、前記カッタ（２５）を
   、対象果菜類側に揺動した切断用位置と対象果菜類から
   離れる側に揺動した退避位置とに切換操作自在に枢着し
   、前記バキュームパッド（１７）を前記退避位置のカッ
   タ（２５）よりも対象果菜類側に突出させた捕捉用位置
   と、その位置よりも前記カッタ（２５）側に後退させた
   柄切断用位置とに切換えるべく、前記バキュームパッド
   （１７）と前記カッタ（２５）とを対象果菜類に対する
   遠近方向に相対移動させる駆動機構（２４）を設けた果
   菜類の収穫用ハンドであって、前記カッタ（２５）を、
   その揺動軸芯方向視にて、前記バキュームパッド （１７）の移動方向と直交する位置よりも対象果菜類か
   ら離れる側に揺動させて退避させるように設けてある果
   菜類の収穫用ハンド。 （２）前記カッタ（２５）を構成するに、円弧状で且つ
   帯板状の一対の刃体（２５ａ）、（２５ｂ）を、刃体長
   手方向に相対スライド自在に設けてある特許請求の範囲
   第（１）項に記載の果菜類の収穫用ハンド。