JPS6219021A - 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、果実取入口が上方を向
く設定回動位置に復帰付勢した状態でアームに枢着し、
前記果実捕捉部を収穫対象果実の下方箇所に誘導する誘
導手段、収穫対象果実の下方箇所に誘導した前記果実捕
捉部を上昇移動させる上昇移動手段を夫々設けた果実収
穫装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる果実収穫装置において、従来では、果実捕捉部を
収穫対象果実の下方箇所に誘導した後、単に上昇移動さ
せながら、対象果実を前記捕捉部内に取り込むようにし
ていた。　ちなみに、果実捕捉部を設定回動位置に復帰
付勢しておくことによって、アームの姿勢変更に拘らず
果実捕捉部を果実取入れに適した姿勢に維持できるもの
となる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来手段によると、収穫対象果実の
下方箇所に誘導した果実捕捉部を上昇移動させる際に、
風のために枝が揺れて果実の位置が不測に変化すること
や、上昇作動する捕捉部やそれを支持するアームによっ
て枝が抑圧移動されて果実の水平方向での位置が不測に
変化すること等に起因して、対象果実を所望通り取り込
むことができなくなる虞れがあった。

ちなみに、果実捕捉部の外周部に、複数個の指状の果実
検出用接触センサｌを周方向に泊って並置し、果実捕捉
部を上昇作動させるに際して、設定量上昇させる毎に、
前記接触センサの情報に基づいて、果実捕捉部を果実検
出状態にある接触センサの位置する方向に設定量水平移
動させて、対象果実を極力確実に取込めるようにする手
段を装備することも行なわれているが、作業能率の低下
を抑制する必要上、水平調整を頻繁に行ない難く、シか
も、接触センサｌが果実の近くに位置する枝等のために
誤検出作動を起す虞れがある等に起因して、上記Ｑ）ａ
Ｌｌ＼４へ、−センサの情報に基づいて果実捕捉部の位
置を水平調整するようにしても、対象果実を適確に取シ
込むことができない虞れがあった。

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、捕捉部を上昇移動させる際に、対象果実の水
平方向での位置が不測に変更することがあった場合にお
いても対象果実を捕捉部内に確実に取り込むことができ
るようにする点にある。

〔問題点を解決するだめの手段〕

本発明の特徴構成は、前記果実捕捉部（９）の前記設定
回動位置に対する傾斜角を検出する傾斜角検出手段力）
、前記上昇移動時において前記傾斜角検出手段（２３）
の検出傾斜角が設定値よりも大である異常傾斜を判別す
る異常傾斜判別手段（１０８）　、前記異常傾斜が判別
されるに伴って、前記果実捕捉部（０）の水平方向での
位置を傾斜によって下位になる側方向に設定量変更する
水平位置補正手段（１０４）の夫々を設けた点にある。

（第１図参照） 〔作　用〕 すなわち、上昇移動させる果実捕捉部と対象果実との水
平方向の位置がズレでいると、上昇移動する果実捕捉部
が対象果実に接当するに伴って果実捕捉部が傾斜するこ
とに着目し、そのことを有効利用して、果実捕捉部の傾
斜角が設定値よりも大ならば異常傾斜であると判別し、
その判別に伴って、果実捕捉部の水平方向での位置を傾
斜によって下位になる側方向、つまシ対象果実の位置す
る方向に設定量変更するのである。

〔発明の効果〕

したがって、果実捕捉部を上昇移動させる際に、対象果
実の水平方向での位置が不測に変更されることがあって
も、果実捕捉部を対象果実側に水平移動させることによ
り対象果実の取込みミスを極力抑制することができるの
であり、もって、一層適確に収穫作業を行なわせること
ができるようになった◇ 〔実施例〕 第４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（Ｉａ）、（ｌｂ）により駆動自任な左右一対
の推血車輪（２ａ）、（２ｂ）を設け、それら車輪（２
Ｂ）、（２ｂ）から車体前後方向に離れた箇所にキャヌ
ター（３）を設け、機体フレーム（４）の上面に原動部
（Ｅ）及び駆動回転自在な旋回台（５）を設けると共に
、果夾捕捉部但）及びその支持アーム（６）からなる果
実収穫用１１ボッ）　（＋３）を、前記旋回台（５）の
上部に設けた支持枠（７）に取付けて、果実収穫機を構
成しである。　伺し、図中＋Ａ＋は、旋回台（５）に対
するモータ操作部である。

前記支１アーム（６）を構成するに、前記支持枠（７）
に上下揺動自在に枢支される角筒状の第１アーム（６ａ
）　、その第１アーム（６ａ）の内側に挿１１？Ｉ？可
能に内嵌される第２アーム（６ｂ）、そのアーム（６ｂ
）の先端に接続される第８アーム（６ｃ）を夫々設け、
もって、前記第１アーム（６ａ）の内部に備える電動モ
ータ（ｒｒｏ）の回転により前記第２アーム（６ｂ）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。　倶し、図中（町）は、支持アーム（６）を支持枠
（７）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。

第５図及び第６図に示すように、前記果実捕捉部但）を
構成するに、筒状のケース（９ａ）を設けると共に、ゴ
ム製の第１乃至第６指状部材ＣＦ＋乃至Ｆ、）を、ケー
ス（９ｍ）の上方周縁部に立設し、もって、ケース（９
ａ）及び複数の指状部材ＣＦ＋乃至Ｆｓ）にて囲まれる
果実収納空間（２）を備えさせ、且つ、複数の指状部材
（Ｆｌ乃至Ｆ、）の先端部にて囲まれる状態で形成され
る果実取入口（Ｅ）を備えさせるようにしである。

そして、果実捕捉部［Ｆ］）を前記アーム（６）に取付
けるに、二叉状支持枠（８）を、第８アーム（６Ｃ）の
先端にアーム長手方向に溢う軸芯僕）周りに回動自在に
取付け、果実捕捉部Ｑ（）を、ｌＩＩ紀二又状支持枠（
８）の先端部に水平軸芯（Ｘ）周りに回動自在に取付け
、果実捕捉部＠）を、果実取入口（Ｅ）が上方を向く設
定回動位置つまり水平姿勢に自重で復帰付勢させるよう
に構成しである。

又、捕捉部内に導入された果実と枝とを接続する柄状部
分、いわゆる果梗を果実取入口（Ｅ）の中央箇所に相当
する所定位置に突出作動に伴って抑圧支持する果梗支持
部材００の６個を、出退揺動自在に筒状ケース（９ａ）
に取付けると共に、それら果梗支持部材ＱＯ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０す
を、前記所定位置の果梗に対する切断位置に突出作動で
きるように出退揺動自在に筒状ケース（９ａ）に設けて
いる。

つまり、前記果実捕捉部ＣＩ）を、後述の如く、収穫対
象果実（Ｍ）の下方箇所に誘導し、そして、収穫対象果
実但）の下方箇所に誘導した前記果実捕捉部［Ｆ］）を
上昇移動して捕捉部但）内に果実を取り込み、その状態
において、果梗支持部材Ｏｏを突出作動させて果梗を支
持すると共にカッタ０ηにて果梗を切断して、果実を収
穫することになる。

前記果梗支持部材ＯＩ及びカッタαυ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０■
を、前記筒状ケース（９ａ）に内嵌支承すると共に、前
記筒状部材（２）を操作する電動モータ（２）を前記筒
状ケース（９ａ）側に設け、もって、後述の接触センサ
αｅの検出信号に基づいて電動モータ（至）を作動させ
ることにより筒状部材θつを回転させて果梗支持部材ａ
０及びカッタαηを出退揺動させるようにしである。

前記カッタ０１）及びそれを切断作動させるだめの構造
について説明する。

第６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
連結してカッタａηを構成すると共に、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α→を設け、も
って、空気圧シリンダα→の伸縮作動によ多雨刃体を相
対スライドさせてカッタσυを切断作動させるようにし
所に誘導する誘導手段（１０１）について説明する。

第４図に示すように、収穫対象果実但）の有る方向を認
識する撮像手段としてのテレビカメラ０ゆを、第８アー
ム（６ｃ）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（ハ）の撮像を写し出すモ
ニターαＱを設け、モニター〇ゆに写し出される果実の
うちの収穫対物果実（９）を選択するライトベンαηを
設け、果実捕捉部眞）が収穫対象果実（９）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
（至）を、第８アーム（６ｃ）の上端部に設け、そして
、果実選択情報、近接センサ（至）の検出情報、アーム
駆動用モータ（ｒｒ＋＋）、（ｍｇ）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
動指令を出力するマイクロコンピュータ利用＋７）　制
御装置（Ｃ）を設けてある。

つまり、第２図のフローチャートにて示すように、テレ
ビカメラ（ＩＯによって撮像された果実のうちの収穫対
象果実（ロ）がライトベンαηによって指示されると、
収穫対象果実（ロ）の有る方向（角度）を演算検出処理
し、その結果に基づいてＩｚダｆｒ、′ヘビωを対象果
実◇イ）に向けるように、旋回台（５）、アーム揺動操
作用モータ（ｍりを作動させて、方向（角度）調整を行
なわせ、次に、アーム（６）の伸張作動により果実捕捉
部（２）を対象果実側に移動させることになる。

そして、前記アーム（６）の伸張作動中に近接センサ０
印が検出作用すると、果実捕捉部０）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。

次に、収穫作動のための構成及びその制御作動について
詳述する。

すなわち、対象果実（ロ）が果実取入口（ト））の直上
方箇所に位置することや対象果実（Ｍ）が果実捕捉部（
Ｈ）内に取シ込まれたことを検出する対象果実検出手段
、対象果実眞）に対する果実捕捉部（６）の水平方向で
の位置を検出する水平位置検出手段、及び、果実捕捉部
０（）の前記設定回動位置に対する前記水平軸芯（Ｘ）
周シでの傾斜角を検出する傾斜角検出手段（至）を、制
御作動のための情報を前記制御装置（Ｃ）に入力すべく
設けると共に、対線果実（財）の下方箇所に誘導された
果実捕捉部０を上昇移動させる上昇移動手段（１０２Ｌ
上外移動の初期側の範囲において、前記水平位置検出手
段の検出情報に基づいて果実捕捉部＠）の水平方向での
位置を調整する水平位置調整手段、前記上昇移動の終期
側の範囲において、前記傾斜角検出手段（４）ｊの検出
傾斜角が設定値（６０度）よりも大である異常傾斜を判
別する異常傾斜判別手段（１０８）　、その異常傾斜判
別手段（１０８）の判別情報に基づいて、つまシ、異常
傾斜が判別されるに伴って、果実捕捉部（９）の水平方
向での位置を傾斜によって下位になる側方向に設定量（
５鱈）変更する水平位置補正手段（１０４）　、及び、
果梗支持部材ａＱ及びカッタ（ロ）を所定順序で作動さ
せる果梗切断手段の夫々を、前記制御装置（Ｃ）を利用
しながら構成してあシ、以下番手段について説明する。

先ず、制御作動のための情報を検出する各手段について
説明する。

前記対象果実検出手段を構成するに、第５図に示すよう
に、収穫対象果実（財）を検出するための果実検出用接
触センサ０侍を、前記果実取入口（Ｅ）の中央箇所と前
記果実捕捉部（２）の内方側に引退した箇所とに亘って
位置変更操作するバンタグヲフ式リンク機構（Ｒ）の上
部に設け、そのリンク機構（Ｒ）を前記筒状ケース（９
ａ）に組付けた底壁（９ｂ）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翰と咬合するラック
６！１）を、前記底壁（９ｂ）に固定された空気圧シリ
ンダ（２２のロッドの先端部にボルト固定し、もって、
空気圧シリンダ（財）内に加圧空気が供給されると、そ
のシリンダ（２２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！中央箇所に位置する接触セ
ンサ０１を果実捕捉部＠）の内方側箇所に位置変更操作
できるようにしである。

従って、果実取入口（Ｅ）の中央箇所に位置させた接触
センサｄ侍が検出作用するに伴って、対象果実（財）が
果実取入口（Ｅ）の直上方箇所に位置することを検出さ
せ、果実捕捉部（６）の内方側箇所に位置させた接触セ
ンサＨが検出作用するに伴つて、対象果実（ハ））が果
実捕捉部０に取込まれたことを検出するようにしである
。

そして、対象果実（ロ）が果実取入口（Ｅ）の直上方箇
所に位置することを検出するに伴い、前記制御装置（Ｃ
）の情報に基づいて接触センサ００を果実捕捉部（Ｉ（
）の内方側箇所に向けて下降させるようにしてあり、又
、果実捕捉部（６）を車体側に復帰作動させたのち、前
記制御装置（Ｃ）の情報に基づいて接触センサ０呻を果
実取入口（Ｅ）の中央箇所に復帰作動させるようにしで
ある。

前記水平位置検出手段を構成するに、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Ｓｓ）を
設けてある。

前記傾斜角検出手段を構成するに、二叉状支持枠（８）
に対する果実捕捉部眞）の前記水平軸芯へ）周シでの傾
斜角を検出する第１ポテンシヨメータ（２８ｍ）の第１
検出角（θＩ）と、前記支持枠（７）に対するアーム（
６）の上下揺動角（仰角）を検出する第２ポテンシヨメ
ータ（２８ｂ）の第２検出角（θ２）とを前記制御装置
（Ｃ）に入力し、第１検出角（θｌ）から第２検出角（
０ｇ）を減算することにより、果実捕捉部Ｑ（）の前記
水平軸芯へ）周りにおける前記設定回動位置に対する果
実捕捉部（Ｈ）の傾斜角（θ３）を検出するようにしで
ある。

次に、前記制御装置（Ｃ）を利用して構成される収穫制
御作動のための各手段について、第８図のフローチャー
トに基づいて説明する。

ｍｌ前記昇移動手段（１０２）を構成するに、前記対象
果実検出手段が果実捕捉部（２）内に対象果実０が取り
込まれたことを検出するまで、果実捕捉部Ｑ（）を設定
量（５ｍ）づつ間欠的に上昇移動させるようにアーム（
６）を作動させるようにしである。　そして、前記接触
センサ０呻を果実取入口（Ｅ）の中央箇所に位置させて
上昇させる、上昇移動の初期側範囲、及び、前記接触セ
ンナＱ呻を果実捕捉部（２）の内方側箇所に位置させて
上昇させる、上昇移動の終期側範囲の夫々において、設
定量（５０）づつ上昇させることを４０回行なっても接
触センサ０りが対象果実（ロ）を検出しない場合には、
収穫不能と判断して、果実捕捉部（）Ｔ）を車体側の所
期位置に復帰させることになる。

尚、前記上昇移動の終期側範囲において、設定量（５闘
）づつ上昇させる回数が５で割り切れる回数になる毎に
、果実捕捉部（Ｉ（）を上下あるいは水平方向に揺動さ
せるように、アーム（６）あるいは旋回台（５）を作動
させるようにしである。

前記水平位置調整手段を構成するに、上述の如く果実捕
捉部（社）を上昇移動させるに際して、設定量（５酎）
上昇させる毎に接触状態にある指センサ（Ｓｔ乃至Ｓ６
）の有無をチェックして、接触状態の指センサ（Ｓｌ乃
゛至Ｓｓ）が有る場合には、その指センサ（Ｓ、乃至Ｓ
ｓ’）Ｏ位置する側に果実捕捉部（２）を所定距離水平
移動させるようにアーム（６）及び旋回台（５）を作動
させるようにしである。

前記異常傾斜判別手段（１０８）を構成するに、前記傾
斜角検出角検出手段力）にて検出された傾斜角（θＳ）
に基づいて、果実捕捉部（６）が前方側方向あるいは後
方側方向に設定値（６０度）以上傾斜しているか否かを
判別させるようにしである。

１１ｔＴ紀水平位置補正手段（１０４）を構成するに、
前記異常傾斜判別手段（１０８）にて異常傾斜が判別さ
れるに伴って、果実捕捉部眞）を−亘設定量下降させ、
次に、果実捕捉部（Ｉ（）の水平方向での位置を傾斜に
よって下位になる側方向に設定量（５闘）移動させ、さ
らに、果実捕捉部但）を再び設定量（５ｍ）上昇移動さ
せるようにするべく、アーム（６）を作動させるように
しである。

尚、上記の如く設定量（５闘）の上昇を２０回行なう間
に、つまり、水平位置補正を２０回行なう間に前記接触
センサ０りが対象果実を検出作用しない場合には、収穫
不能であると判断して、果実捕捉部（Ｉ（）を所期位置
に復帰させるようにしである。

前記果梗切断手段を構成するに、果実捕捉部徨）の内方
側箇所に位置させた接触センサＱ佛が検出作用するに伴
って、果梗支持部材萌及びカッタα１）を突出作動させ
、次に、カッタ０１）を切断作動させ、さらに、果梗支
持部材α０及びカッタαｐを引退作動させるようにすべ
く、前記電動モータ（２）及びシリンダα４を作動さぜ
るようにしである。

ちなみに、前記果梗切断手段の作動が完了して、果実収
穫が完了するに伴って、第２図のフローチャートに示す
ように、果実捕捉部但）を車体側の所期位置に復帰させ
るようにすべく、アーム（６）や旋回台（５）を作動さ
せるようにしておる。

〔別天施例〕

本発明を実施するに、果実捕捉部（Ｈ）の具体構成、撮
像手段の具体構成、アーム（６）の具体構成、゛果実捕
捉部（２）誘導のための具体構成夫々は、各種変更でき
る。　例えば、果実捕捉部但）をぜ収穫対象果実の下方
箇所に誘導するに、テレビカメラ（至）を２８設けて、
両カメラ（至）の距離と前記２台のカメラα目の果実に
向かう方向（角度）とに基づいて、対象果実までの距離
を求めるようにしなからハンド誘導を行なってもよい。

　その場合、笑施例で述べた近接センサＯａは省略でき
る。

前記実施例では、果実捕捉部Ｑ（）を収穫対峠果実の下
方箇所に移動させた険、上昇移動させる際に、指センサ
（Ｓｌ）乃至（Ｓ６）を用いて果実に対する果実捕捉部
（２）の水平方向での位置を１節するようにしたが、指
センサ（Ｓｌ）乃至（Ｓ＠）を省略してもよい。

又、前記実施例では、果実捕捉部（Ｈ）の水平軸芯（Ｘ
）周りでの傾斜角（θ３）のみを検出させて、水平位置
を補正するようにしたが、例えばアーム提手方向に沿う
軸芯値）周りでの傾斜角をも検出するようにして、両者
の傾斜角のうち大きい方の傾斜角に基づいて、水平位置
を補正させるようにしてもよい。

さらに、実施例では水平位置補正手段（１（＋４）を構
成するに、果実捕捉部眞）を昇降させながら水平位置を
補正させるようにしたが、同高さに位置させたまま水平
位置を補正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
図は本発明の全体構成を示すブロック図、第２図は制御
作動を示すフローチャート、第８図は収穫作動を示すフ
ローチャート、第４園は制御構成を示す概略図、第６図
はロボットハンドの縦断面図、第６図はロボットハンド
の平面図、第７図は傾斜角検出手段の具体構成を示す概
略側面図である。 （６）・・・・・・アーム、（→・・・・・・果実捕捉
部、（２３）・・・・・・傾斜角検出手段、（１０１）
・・・・・・誘導手段、（１（＋２）・・・・・・上昇
移動手段、（１０８’）・・・・・・異常傾斜判別手段
、（１０４）・・・・・・水平位置補正手段、（Ｄ）・
・・・・・果実収納空間、（Ｅ）・・・・・・果実取入
口。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内部に果実収納空間（２）を備え、且つ、上部に果実取
   入口（Ｅ）を備える果実捕捉部（９）を、果実取入口（
   Ｅ）が上方を向く設定回動位置に復帰付勢した状態でア
   ーム（６）に枢着し、前記果実捕捉部（９）を収穫対象
   果実の下方箇所に誘導する誘導手段（１０１）、収穫対
   象果実の下方箇所に誘導した前記果実捕捉部（９）を上
   昇移動させる上昇移動手段（１０２）を夫々設けた果実
   収穫装置であつて、前記果実捕捉部（９）の前記設定回
   動位置に対する傾斜角を検出する傾斜角検出手段（２３
   ）、前記上昇移動時において前記傾斜角検出手段口の検
   出傾斜角が設定値よりも大である異常傾斜を判別する異
   常傾斜判別手段（１０８）、前記異常傾斜が判別される
   に伴つて、前記果実捕捉部（９）の水平方向での位置を
   傾斜によつて下位になる側方向に設定量変更する水平位
   置補正手段（１０４）の夫々を設けてある果実収穫装置
   。