JPS62111613A - 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、帯板状で且つ半円弧状の一対の刃体が重ね合
わせ状態で刃体長手方向に相対移動されて切断作用する
カッタを、捕捉した果菜類の柄に対する切断用位置と果
菜類の導入を許容すべく退避させる退避位置とに亘って
切１Ｍ　１ｍ動自在に設け、帯板状で且つ半円弧状の柄
支持部材を、切断用位置の前記カッタに対向位置する切
断用位置と果菜類の導入を許容すべく退避させる退避位
置とに亘って切換揺動自在に設けた果菜類の収穫用ハン
ドに関する。

〔従来の技術〕

かかる収穫用ハンドにおいて、従来では、第９図及び第
１０図（イ）、仁）に示すように、一対の刃体（ＩＱＯ
ａ）　、　（１００ｂ）夫々に、１個の刃部（１，０１
ａ）。

（１０１ｂ）を刃体長手方向中央部に形成させるように
し、そして、カンタ（１００）及び柄支持部材（１０２
）の夫々を、一定の切断用位置に揺動させるようにして
いた。

そして、カッタ（１００）及び柄支持部材（１０２）夫
々を切断用位置に揺動させる前に、果菜類の柄を切断用
位置のカッタ（１００）の刃部（１０１ａ）　。

（１０１ｂ）が位置すべき箇所に予め保持させるべく、
例えば半円弧状の一対の補助柄支持部材（１０３）　。

（１０３）を刃体長手方向に沿って出退揺動自在に設け
るように構成していた。

ちなみに、例示する収穫用ハンドは、上部に果菜類取入
口（１０４）が開口された有底筒状の捕捉部ケース（１
０５）に、カッタ（１００）、柄支持部材（１０２）、
及び、補助柄支持部材（１０３）を取付けて構成される
ものであって、対象果菜類の下方箇所に誘導されたのち
、上昇されて果菜類を捕捉することになる　（実開昭６
０−１３３８１１号参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来の構造によると、果菜類の柄を予め支持する補
助柄支持部材を設けなければならないため、全体構造が
複雑で高価になる不利があるばかりでなく、次に述べる
不都合があった。

つまり、果菜類の柄は果菜類に対して直上方に延びるも
のとは躍らず、種々の方向に延びるものとなる。このた
め、切断用位置のカッタの刃部がすべき箇所に位置しな
い柄を補助支持部材にて押圧移動させる際に、補助柄支
持部材に大きな負荷が作用して補助柄支持部材を変形損
傷させてしまう虞や、柄をひきちぎってしまう虞があっ
た。

ちなみに、収穫用ハンドを、ハンド支持アームに対して
、上向き姿勢に自重で復帰付勢した状態で、アーム長手
方向に沿う軸芯、及び、その軸芯と直交する水平軸芯周
りに自由揺動自在に枢着して、補助柄支持部材と柄との
接当に伴いハンドを揺動させて、上記不都合を回避させ
ることも行われているが、カッタ及び柄支持部材を揺動
操作する駆動機構等の諸装置の重量のためにハンドの重
量が大になるものであり、その結果、ハンドを大きな範
囲に亘って円滑に揺動させることが困難となり、上記不
都合を確実に回避できないものであった。

本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、そ
の目的は、全体構成の簡素化を図りながらも、果菜類の
柄を適確に切断できるようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による果菜類の収穫用ハンドの特徴構成は、前記
一対の刃体夫々に、刃体長手方向に沿って刃部を並設し
、前記カッタ及び柄支持部材夫々に対する揺動操作機構
を、操作すべき切断用位置を捕捉した果菜類の柄の位置
に合わせて自動変更でき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〕

すなわち、刃体長手方向に並設される刃部によって、果
菜類の柄が刃体長手方向のいずれの箇所にあっても、果
菜類の柄を切断できるようにしてあり、そして、カッタ
及び柄支持部材夫々の操作すべき切断用位置を捕捉した
果菜類の柄の位置に合わせて自動変更できるようにする
ことによって、果菜類の柄がカッタ及び柄支持部材の揺
動方向のいずれの箇所にあっても、カッタ及び柄支持部
材の夫々を果菜類の柄を切断するための適正位置に揺動
させることができる。

〔発明の効果〕

果菜類の柄を刃体長手方向での所定位置に予め支持する
必要がなくなるので、従来構造で述べた補助柄支持部材
が不要となって、構成の簡素化と軽量化とを図れると共
に、果菜類の柄がカッタの長手方向及びカッタの揺動方
向いずれの箇所にあっても、果菜類の柄を適切に切断で
きるのであり、もって、一層良好に使用できる果菜類用
の収穫ハンドを得るに至った。

〔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
揺動用電動モータ（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（Ｐ２
）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、面記伸縮アーム（１１）の先端に、果実
の収穫用ハンド（Ｈ）を設けてある。

前記伸縮アーム（１１）を構成するに、基端例の第１ア
ーム（ｌｌａ）、その第１アーム（Ｌｌ、ａ）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（Ｉ
ｌｃ）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１訂動操作する電
動モータ（１３ａ）、第２アーム（ｌｌｂ）を第１アー
ム（ｌｌａ）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（ｌｌｃ）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（ｌ（）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パッド（１７）を、通気管（１６）
の先端部に外嵌着し、通気管（１６）の基部に、通気用
の分岐管（１８）を外嵌着し、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４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
ームバッド（Ｉ７）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（）Ｉ）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バッド（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。

前記バキュームバンド（１７）に吸着された果実の柄、
いわゆる果梗を切断するスライド型のカッタ（２５）と
、果梗がカッタ（２５）から離れることを阻止する果梗
支持部材（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
周りで捕捉部ケース（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、スライド型カッタ（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、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１８動、つまり、起立作動
に伴ってカッタ（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、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、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、先に接当した果梗支持部材（２６）あるいはカッ
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）あるいはカッタ（２５）を引続き起立
作動させることができるようにしである。つまり、操作
すべき切断用位置を捕捉した果実の位置に合わせて自動
変更できるようにしである。

又、起立作動完了検出用のりミツトスイッチ（３０）、
及び、引退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）の人力ギヤ（２９Ａ）に付設
の突片（３２）にて操作されるように設けてある。

前記バキュームバンド（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
に突出させた捕捉用位置とその位置よりもカッタ（２５
）側に後退させた柄切断用位置とに切換えることができ
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材（２
６）を、その揺動軸芯方向視にて、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実から離
れる側に大きく揺動させて退避させ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↑最像する撮像手
段としてのテレビカメラ（３３）を、前記伸縮アーム（
１１）における第１アーム（ｌｌａ）の内部に設けてあ
る。ちなみに、このテレビカメラ（３３）の撮像範囲を
、乗用車体（１）の移動、ブーム取付台（５）の昇降、
ブーム（９）の水平揺動、伸縮アーム（１１）のブーム
（９）に対する水平揺動や前後揺動によって設定するこ
とになる。

第７図に示すように、マイクロコンピュータを用いて構
成される制御装置（３４）に、前記テレビカメラ（３３
）の撮像情報、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
リミットスイッチ（３０）の検出情報、引退作動完了検
出用のりミツトスイッチ（３１）の検出情報夫々を入力
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）、カッタ
（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）、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（３８）、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（）ｌ）を収
穫対象果実に誘導すること、及び、収穫対象果実を収穫
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（）（）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（Ｍ）側に向け
る状態で前記収穫用ハンド（１（）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（Ｈ）を自動的に作動させて収穫対
象果実の果梗を切断して収穫するハンド駆動手段の夫々
を構成してあり、次に、それら手段について、第５図の
フローチャートに基づいて説明する。

つまり、前記テレビカメラ（２３）により収穫対象果実
の位置する範囲の画像を取込み、枝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、バキュームパッド（１
７）の吸引口が収穫対象果実側に向かう状態を維持しな
がら伸縮アーム（１１）を伸長作動させて、収穫用ハン
ド（）Ｉ）を収穫対象果実に向けてアプローチさせる。

上記アプローチ作動後、フォトセン→Ｊ−（２２）の検
出情報をチェックし、収穫用ハンド（旧が収穫対象果実
に接近したことが判別されると、バキュームパッド（１
７）の吸引作動を開始させる。

そして、収穫用ハンド（Ｉ＋）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、アプローチ距離が
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
れて伸縮アーム（１１）が短縮され、収穫用ハンド（旧
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（ｌ（）を設定距離（例えば３０〜５０ｍｍ）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
（Ｈ）をバ′キュームパソ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
穫用ハンド（１１）をアプローチ前の位置に戻す。

上記の如く収穫対象果実を取込んだ後、カッタ（２５）
及び果梗支持部材（２６）を起立作動させる。

そして、起立作動完了検出用のりミツトスイッチ（３０
）の検出情Ｉ［こ基づいて、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、技等の他物が挾み
込まれる等のトラブル発生であると判断させて、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（１１）を短縮させて収穫用ハンド（Ｈ）
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、バキュームパッ
ド（１７）の吸引作動を停止させ、その状態で捕捉部（
Ｈ）を後退させて、果梗の基部側にカッタ（２５）を位
置させるようにした後、カッタ（２５）を駆動させて果
梗を切断させる。切断後直ちにバキュームパッド（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、カッタ（２５）及び果梗支持部材（２６
）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、バキュームパッド（１７）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）及び果梗支持部材（２６）の揺動
操作機構（Ｓ）、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）
の一端部が外嵌性される支持ピン（４０）に、第１人力
用ビニオン（４１）を取付け、その入力用ビニオン（４
１）に咬合する第１ランク（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）の一端部を外嵌性し、前記筒
部材（４３）に第２人力用ビニオン（４４）を外嵌性す
ると共に、そのピニオンク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ラツク（４２）が咬合する第１出力用ピニ
オン（４６）、及び、前記カッタ（２５）側の第２ラツ
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）の人力ギヤ（２９Ａ）と
一体回転するデフケース（４８）を設け、そのケース（
４８）に支承した遊転ヘヘルギャ（４９）に咬合する一
対の第１及び第２出力用へヘルギャ（５０）。

（５１）を設け、第１出力用ベヘルギヤ（５０）が外嵌
性され、且つ、第２出力用ベヘルギヤ（５１）が相対回
転自在に外嵌される支軸（５２）に、面記第１出力用ピ
ニオン（４６）を外嵌性し、前記第２出力用ベベルギヤ
（５１）に、第２出力用ビニオン（４７）を外嵌性しで
ある。

前記力、夕（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、ピン（５
３）と長孔（５４）とを用いて、刃体長手方向に相対ス
ライド自在に連結し、そして、各刃体（２５ａ）　。

（２５ｂ）の夫々に、刃体長手方向に沿って刃部（Ｋａ
）　、　（Ｋｂ）を並設しである。

前記果梗支持部材（２６）の他端部が相対回転自在に外
嵌される支持ピン（５５）に、カッタ駆動用ビニオン（
５６）を外嵌性しである。そして、前記一対の刃体（２
５ａ）　、　（２５ｂ）のうちの一方何の刃体（２５ｂ
）を、ビニオン（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、前記ピニオン（５６）に咬合するランク（
５８）を、中継部材（５９）を用いてカッタ操作用エア
シリンダ（２８）に接続しである。

〔別実施例〕

本発明を実施するに、収穫用／ＳＳトドＨ）の具体構成
、収穫用ハンド（Ｈ）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、上記実施例では果実を収穫する場合について例示し
たが、トマト等の野菜の収穫にも適用できるものである
。

又、カッタ（２５）及び柄支持部材（２６）の夫々を、
水平方向に沿う軸芯周りで揺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。 第９図は従来例のハンドを示す切欠き側面図、第１０図
（イ）、（２））はカッタの平面図である。 （２５）・・・・・・カッタ、（２５ａ）　、　（２５
ｂ）・・・・・・刃体、（２６）・・・・・・柄支持部
材、（Ｋａ）　、　（Ｋｂ）・・・・・・刃部、（Ｓ）
・・・・・・揺動操作機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 帯板状で且つ半円弧状の一対の刃体（２５ａ）、（２５
   ｂ）が重ね合わせ状態で刃体長手方向に相対移動されて
   切断作用するカッタ（２５）を、捕捉した果菜類の柄に
   対する切断用位置と果菜類の導入を許容すべく退避させ
   る退避位置とに亘って切換揺動自在に設け、帯板状で且
   つ半円弧状の柄支持部材（２６）を、切断用位置の前記
   カッタ（２５）に対向位置する切断用位置と果菜類の導
   入を許容すべく退避させる退避位置とに亘って切換揺動
   自在に設けた果菜類の収穫用ハンドであって、前記一対
   の刃体（２５ａ）、（２５ｂ）夫々に、刃体長手方向に
   沿って刃部（Ｋａ）、（Ｋｂ）を並設し、前記カッタ（
   ２５）及び柄支持部材（２６）夫々に対する揺動操作機
   構（Ｓ）を、操作すべき切断用位置を捕捉した果菜類の
   柄の位置に合わせて自動変更できるように設けてある果
   菜類の収穫用ハンド。