JPS62111614A - 果菜類収穫ハンドにおける柄切断カツタ - 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、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
揺動自在な帯板状の第１刃体を設けると共に、その第１
刃体の長手方向にスライド移動して切断作用する第２刃
体を、前記第１刃体にスライド自在に連結した果菜類収
穫ハンドにおける柄切断カンタに関する。

〔従来の技術〕

かかる果菜類収穫ハンドにおける柄切断カッタにおいて
、従来では、第９図に示すように、第２刃体（１０１ｂ
）をスライド移動させるためのシリンダ（１００）と第
２刃体（１０１ｂ）から連設された帯板材（１０４）と
を、ピン（Ｐ）を用いて枢支連結して、果梗切断カッタ
（１０１）の揺動に伴って前記帯板材（１０４）をピン
（Ｐ）軸芯周りで揺動させるようにしていた。要するに
、シリンダ（１００）を固定配置した状態で果梗切断カ
ッタ（１０１）の揺動を許容させるべ（、ピン（Ｐ）に
て枢支連結させるようにしていた（実願昭５９−１３５
８９４号参照）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来構成によると、第１刃体（１０
１ａ）が外嵌する枢支ビン（１０３）とは別のピン（Ｐ
）によって第２刃体（ｌｏｌｂ）の揺動枢支部を形成す
るものであるため、第１刃体（１０１ａ）の揺動軸芯（
ロ）と第２刃体（１０１ｂ）の揺動軸芯とを合致させよ
うとすると、第１刃体（１０１ａ）の揺動枢支部及び第
２刃体（１０１ｂ）の揺動枢支部夫々を精度良く製作す
る必要があるが、製作誤差のために、第２刃体（１０１
ｂ）の揺動軸芯を第１刃体（１０１ａ）の揺動軸芯に合
致させることができなくなって、第２刃体（１０１ｂ）
の枢支部にコジレが生じる等、第１、第２刃体（１０１
ａ）　、　（１０１ｂ）の夫々を円滑に揺動させること
ができなくなる虞があった・ ちなみに、上記従来構成においては、第２刃体（１０１
ｂ）に対するビン（Ｐ）を、第１刃体（１０１ａ）が外
嵌する枢支ピン（１０３）に対して傾斜するように配置
し、揺動に伴って、帯板材（１０４）のピン（Ｐ）に対
する外嵌位置をビン長手方向に自動的に変更させながら
、両刃体（１０１ａ）　、　（１０１ｂ）の揺動軸芯を
極力合致させるように工夫されているが、そのようにし
ても、両刃体（１０１ａ）　、　（１０１ｂ）を円滑に
揺動させることができない虞があった。

尚、第２刃体繰作用のシリンダ（１００）を、第１刃体
（１０１ａ）の揺動軸芯（０）周りに枢着すると共に、
第２刃体（１０１ｂ）とシリンダ（１００）とを固定連
結して、第１刃体（１０１ａ）とシリンダ（１００）と
を一体揺動させる手段が考えられるが、この場合、シリ
ンダ（１００）に対する配管構造に、シリンダ（１００
）の揺動を許容できるようにするための融通を設けなけ
ればならず、コスト上昇を抑制する必要上実施し難いも
のである。

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、構成の面素化を図りながらも、第１刃体及び
第２刃体夫々をスムーズに揺動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収穫用ハンドにおける柄切断カッタ
の特徴構成は、前記第１刃体の揺動軸芯を中心とする円
周に沿ってギヤを備えるピニオンを設けると共に、前記
第２刃体に、前記ピニオンに咬合自在で且つ刃体長手方
向に歯部を並べたギヤを備えさせ、前記ピニオンを回転
駆動する駆動装置を設けた点にあり、その作用及び効果
は次の通りである。

〔作　用〕

すなわち、第２刃体に備えさせたギヤを、ピニオンに咬
合させなからピニオンの外周に沿って移動させるように
して、第２刃体を第１刃体の揺動軸芯と同軸芯周りに揺
動させるようにし、（−して、ピニオンを駆動回転させ
ることにより、ピニオンに咬合するギヤを移動させて、
第２刃体を第１刃体に対してスライド駆動させるように
しである。

〔発明の効果〕

従って、第１、第２刃体を同軸芯周りで揺動させること
ができ、しかも、ピニオンを第１刃体の揺動軸芯周りに
単に駆動回転させればよいが故に、ピニオン駆動装置を
固定設置できるのであり、もって、ピニオン駆動装置を
固定設置できる利点を活かしながらも、第１、第２刃体
夫々に対して各別の枢支連結部を設ける従来構造に較べ
て簡素な構成で、第１、第２刃体を円滑に揺動させるこ
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）の横側脇に果実収
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
（Ｐｌ）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（Ｐｚ
）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、基端側の第１ア
ーム（ｌｌａ）、その第１アーム（ｌｌａ）の先端部に
枢支される第２アーム（１１ｂ）、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（ｌｌｃ
）の夫々を設け、そして、第１アーム（ｌ　ｌａ）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（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（ｌ
ｌｂ）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＠着し、通気管（１６）の基部に、通気用
の分岐管（１８）を外嵌者し、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
ームパッド（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（）ｌ）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ンド（１７）の内部に延出し、そ
して、その延出端を、ホルダ（２３）にてバキュームバ
ンド（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、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
、切断位置側への揺動、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。

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
りミツトスイッチ（３０）の検出情報、引退作動完了検
出用のりミツトスイツチ（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ｊＱ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
キュームバンド（１７）の出退操作用エアシリンダ（２
４）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（３
３）からの作動指令を写えて、収）■用ハンド（Ｈ）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（）Ｉ）を利用して、第６図に示す
ように、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）”（
Ｉ＋）を収穫対象果実（Ｍ）に向けて自動的に誘導する
ハンド誘４手段、及び、誘導した収穫用ハンド（１（）
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８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、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、バキュームバノｔ”（
１７）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（１１）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、フォトセンサ（２２）の検出情
報をチェックし、収穫用ハンド（Ｈ）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（１７
）の吸引作動を開始させる。

そして、酸槽用ハンド（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ｌ”（
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ＴＩＥ
用ハンド（旧を設定距離（例えば３０〜５０龍）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、収穫用ハント（
旧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）を短縮させて収得用ハ
ンド（１４）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
）の検出情報に基づいて、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、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（旧をア
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、その状態で収穫用ハ
ンド（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バンド
（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、バキュームバンド（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
の果実の存否を判別し、存在する場合には、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
操作構成、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ビン（４０）に、第１人力
用ピニオン（４１）を取付け、その入力用ピニオン（４
１）に咬合する第１ラツク（４２）を設けてある。前記
支持ビン（４０）に相対回転自在に外１１χ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人力用ピニオン（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
ツク（４５）を設けてある。そして、前記果梗支持部材
（２６）側の第１ラツク（４２）か咬合する第１出力用
ピニオン（４６）、及び、前記カッタ（２５）側の第２
う、り（４５）が咬合する第２出力用ピニオン（４７）
の夫々を、［１１１記差動機構（２９）　Ｌこ備えさせ
るようにしである。

つまり、前記差動段溝（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）。

（５ｍ）を設け、第１出力用ベベルギヤ（５０）が外嵌
前され、且つ、第２出力用へヘルギャ（５１）が相対回
転自在に外嵌される支軸（５２）に、前記第１出力用ピ
ニオン（４６）を外嵌前し、前記第２出力用へヘルギャ
（５１）に、第２出力用ピニオン（４７）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、ピン（５
３）と長孔（５４）とを用いて、刃体長手方向にｆ目射
スライド自在に連結してあり、そして、各刃体（２５ａ
）　、　（２５ｂ）の夫々に、刃体長手方向に沿って刃
部を並設しである。

前記果梗支持部材（２６）の他端部が相対回転自在に外
嵌される支持ビン（５５）に、カッタ駆動用ピニオン（
５６）を外嵌前しである。

そして、前記一対の刃体（２５ａ）　、　（２５ｂ）の
うちの一方何の第１刃体（２５ａ）を、前記ピニオン（
５６）に相対回転自在に外嵌させると共に、他方側の第
２刃体（２５ｂ）の端部に、前記ピニオン（５６）に咬
合自在で且つ刃体長手方向に歯部を並べたギヤ（５７）
を設けてある。

さらに、前記ピニオン（５６）は、第１刃体（２５ａ）
の揺動軸芯（×ンを中心とする円周に沿ってギヤを備え
るものであり、そして、ピニオン（５６）に咬合するギ
ヤ（５８）を、ピニオン（５６）の回転駆動装置として
のカッタ操作用シリンダ（２８）に、中継部材（５９）
を用いて接続しである。

要するに、揺動自在に枢支される第１刃体（２５ａ）に
刃体長手方向にスライド自在に取付けた第２刃体（２５
ｂ）を、シリンダ（２８）にてスライド操作して、切断
作動を行わせるように構成してあり、そして、第２刃体
（２５ｂ）を備えさせたギヤ（５７）がピニオン（５６
）の外周に沿って咬合状態を維持しながら移動する作用
によって、第２刃体（２５ｂ）とシリンダ（２８）との
連係を維持させながらも、第２刃体（２５ｂ）の揺動を
許容させるようにしである。

〔別実施例〕

本発明を実施するに、収穫用ハンド（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
。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る果菜類収穫用ハンドにおける柄切断
カッタの実施例を示し、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
図は従来例の切欠き側面図である。 （２５ａ）・・・・・・第１刃体、（２５ｂ）・・・・
・・第２刃体、（２８）・・・・・・駆動装置、（５６
）・・・・・・ピニオン、（５７）・・・・・・ギヤ、
（×）・・・・・・揺動軸芯。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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揺動自在な
   帯板状の第１刃体（２５ａ）を設けると共に、その第１
   刃体（２５ａ）の長手方向にスライド移動して切断作用
   する第２刃体（２５ｂ）を、前記第１刃体（２５ａ）に
   スライド自在に連結した果菜類収穫ハンドにおける柄切
   断カッタであって、前記第１刃体（２５ａ）の揺動軸芯
   （Ｘ）を中心とする円周に沿ってギヤを備えるピニオン
   （５６）を設けると共に、前記第２刃体（２５ｂ）に、
   前記ピニオン（５６）に咬合自在で且つ刃体長手方向に
   歯部を並べたギヤ（５７）を備えさせ、前記ピニオン（
   ５６）を回転駆動する駆動装置（２８）を設けてある果
   菜類収穫ハンドにおける柄切断カッタ。