JPS62289107A - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、収穫対象果菜類を吸着するバキュームパッド
が、その吸引口をハンド前方側に向ける状態で、ハンド
前方側に突出させた捕捉用位置とハンド後方側に後退さ
せた柄切断用位置とに切換操作自在に設けられ、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
タが設けられ、ハンド外周部を覆うカバー体が設けられ
ると共に、そのカバー体の前記バキュームパッドの吸引
口に対向する箇所に、１つの果菜類を通過させることが
できる大きさのｉｌ！１適用口が形成されている果菜類
の収穫用ハンドに関する。

〔従来の技術〕

かかる果菜類の収穫用ハンドは、バキュームパッドを捕
捉用位置から柄切断用位置に移動させるに伴って、バキ
ュームパッドに吸着した収穫対象果菜類のみを、その果
菜類の近くに位置する他の果菜類から分離させてガバ一
体に取り込み、その状態で柄を切断させることによって
、他の果菜類がカッタにて傷付けられることを抑制でき
る利点を備えるものである。

ところで、本出願人が先に提案した収穫用ハンドにおい
ては、バキュームパッドが、捕捉用位置において、その
前端がカバー体の外面と面一となる状態又はカバー体の
内部に位置する状態に移動されるようになっていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来構造によると、収穫対象果菜類に向けて誘導す
る際に、カバー体が収穫対象果菜類の近くに位置する他
の果菜類を押圧移動させてしまい、それに伴い収穫対象
果菜類も不必要に移動してしまう点に起因して、バキュ
ームパッドが収１１対象果菜類を所望通り吸着できなく
なるトラブルを招く広れがあり、改善の余地があった。

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、収穫対象果菜類と他の果菜類とが密接状態で
並んでいるような場合においても、収穫対象果菜類を的
確にバキュームパッドにて吸着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、バキ
ュームパッドを捕捉用位置と柄切断用位置とに切換える
ように移動させる駆動手段が、前記捕捉用位置において
、ハンド外周部を覆うカバー体に形成した果菜類の通過
用口を通してカバー体の外部に突出させるように、前記
バキュームパッドを移動させるものである点にあり、そ
の作用及び効果は次の通りである。

〔作　用〕

すなわち、バキュームパッドを捕捉用位置に位置させて
、収穫対象果菜類に向けて誘４する際に、カバー体の外
部に突出しているバキュームバンドが収穫対象果菜類に
接触する以前に、カバー体が他の果菜類に接触すること
が極めて少なくなるのである。

〔発明の効果〕

従って、カバー体が収穫対象果菜類の近くの他の果菜類
を押圧移動させてしまうことに起因する冒記トラブルを
回避させることができるものとなって、収穫対象果菜類
と他の果菜類とが密接状態で並んでいるような場合にお
いても、収穫対象果菜類を的確にバキュームバンドにて
吸着させることができるものとなり、もって、収穫ミス
の発生を極力抑制できるものとなった。

〔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５図に示すように、主としてリンゴやミカンの収穫に
利用する果実収穫装置は、ブーム（１）を昇降及び旋回
自在に車体（２）に取付け、補助ブーム（３）を水平方
向に揺動自在にブーム（１）に取付け、作業用マニプレ
ータ（４）を補助ブーム（３）の先端に取付けである。

但し、図中、（５）はブーム昇降用シリンダ、（６）は
ブーム旋回用電動モータ、（７）は補助ブーム）こ動用
電動モータである。

前記作業用マニプレータ（４）は、多関節型の伸縮アー
ム（８）と、そのアーム（８）の先端部に取付けた収穫
用ハンド（１（）とからなる。前記伸縮アーム（８）は
、電動モータ（９ａ）にて縦軸芯（Ｘ）周りで旋回操作
され、且つ、電動モータ（９ｂ）にて水平軸芯（Ｙ）周
りで揺動操作されるようになっている。但し、図中（９
ｃ）は、アーム伸縮操作用の電動モータである。

前記収穫用ハンド（Ｈ）について説明すれば、第１図及
び第２図に示すように、平面視Ｕ字状の基枠（１０）を
、伸縮アーム（８）の先端部にボルト止着し、その基枠
（１０）の先端部に、捕捉部ケース（１１）をボルト接
続しである。

通気管（１２）を、前記捕捉部ケース（１１）における
筒状部（ｌｌａ）に、ハンド前後方向にスライド自在に
内嵌支持させ、軟質ゴム製のバキュームパッド（１３）
を、その吸引口をハンド前方側に向ける状態で通気管（
１２）の先端部に外嵌層し、通気管（１２）の基部に、
通気用の分岐管（１４）を外嵌層し、その分岐管（１４
）に、伸縮自在な蛇腹式ホース（１５）を接続してあり
、そして、第６図に示すように、その蛇腹式ホース（１
４）を吸気用ポンプ（１６）に配管接続しである。又、
バキュームパッド（１３）に果実が吸着したことを感知
する負圧センサ（Ｓｌ）を、前記分岐管（１４）に付設
しである。

収穫用ハンド（１１）が収穫対象果実に接近したことを
検出するフォト式の近接センサ（Ｓ２）を設けである。

つまり、発光部、受光部等を収納するセンサ本体（１７
）を、分岐管（１４）内に保持させると共に、そのセン
サ本体（１７）から繰出される投受光用の光フアイバー
ケーブル（１Ｂ）を、前記通気管（１４）の内部を通し
てバキュームパッド（１３）の内部に延出し、そして、
その延出端を、ホルダ（１９）にてバキュームバンド（
１３）に支持させである。

前記バキュームパッド（１３）に吸着される状態で捕捉
された果実の果梗、いわゆる柄を切断する柄切断装置を
設けである。

つまり、帯板状で且つ半円弧状のバリカン型のカッタ（
２１）及び帯板状で且つ半円弧状の柄支持部材（２２）
夫々の両端を、同軸芯周りで捕捉部ケース（１１）に枢
着して、カッタ（２１）及び柄支持部材（２２）夫々を
、捕捉した果菜類の柄をそれらの間で支持すべく突出さ
せる状態とそれらの間に果菜類を導入する通路を形成す
べく退避させる状態とに切換えるように、出退揺動でき
るようにしである。そして、カッタ（２１）及び柄支持
部材（２２）を揺動操作する電動モータ（Ｍ）を設ける
と共に、カッタ（２１）のスライド駆動用のエアシリン
ダ（２４）を設け、もって、突出側への揺動、つまり起
立作動に伴ってカッタ（２１）と柄支持部材（２２）と
の間に柄を支持し、支持した柄をカッタ（２１）の作動
により切断するようにしである。

尚、カッタ（２１）及び柄支持部材（２２）を、作動機
構（２５）を介して電動モータ（門）に連動連結して、
カッタ（２１）及び柄支持部材（２２）のいずれかが先
に柄に接当した場合において、先に接当したカッタ（２
１）あるいは柄支持部材（２２）の起立作動を停止させ
た状態で、他方側の柄支持部材（２２）あるいはカッタ
（２１）を引続き起立作動できるようにしである。つま
り、カッタ（２１）及び柄支持部材（２２）夫々の突出
位置を捕捉した果実の柄の位置に合わせて自動変更させ
るようにしである。

又、起立作動完了検出用のリミットスイッチ（Ｓ３）、
及び、引退作動完了検出用のリミットスイッチ（Ｓ４）
を、前記差動機構（２５）の入力ギヤ（２６）　；こ付
設の突片（２７）にて操作されるように設けである。

前記バキュームパッド（１３）を出退操作する駆動手段
としてのエアシリンダ（２０）を、捕捉部ケース（１１
）と通気管（１４）との間に介装しである。

つまり、バキュームパッド（１３）を退避位置のカッタ
（２１）よりもハンド前方側に突出させた捕捉用位置と
その位置よりもハンド後方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。

第３図及び第４図にも示すように、前記捕捉部ケース（
１１）の先端部に、ハンド外周部を覆う半球状で、且つ
、網状のカバー体（２８）が取付けられている。そして
、このカバー体（２８）の前記バキュームパッド（１３
）の吸引口に対向する箇所に、１つの果実を通過させる
ことができる大きさの通過用口（２９）が形成され、又
、カバー体（２８）の上方側部分で且つ通過用口（２９
）に近接する部分に、果実の柄が挿通するスリット状溝
（３０）を形成してあり、もって、後述の如く果実を収
穫する際に、第８図（イ）、（ロ）に示すように、収穫
対象果実のみをカバー体（２８）内に取り込むことがで
きるように、且つ、その取り込み時に柄をスムーズに移
動させることができるようにしである。

又、前記バキュームバンド（１３）の出退操作用のエア
シリンダ（２０）は、第２図に示すように、前記捕捉用
位置において、前記通過用口（２９）を通してカバー体
（２８）の外部に突出させるべく、その伸縮ストローク
が決められている。

尚、カッタ（２１）及び柄支持部材（２２）の退避位置
が、前記通過用口（２９）を少し外れた位相となるよう
に設定されており、これにより、カバー体（２８）の小
型化、つまりは、ハンド（Ｈ）の小型化を図れるように
なっている。説明を加えると、カッタ（２１）及び柄支
持部材（２２）の退避位置を、側面視において、その揺
動中心を越えた位相となるように設定するに較べて、カ
バー体（２８）の小型化を図れるのである。

第５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（Ｓｏ）を、前記伸縮アーム（８
）における基端側アーム（８ａ）の内部に設けである。

ちなみに、このテレビカメラ（Ｓｏ）の撮像範囲を、車
体（２）の移動、ブーム（１）の旋回や昇降、補助ブー
ム（３）の水平揺動、伸縮アーム（８）の補助ブーム（
３）に対する旋回や前後揺動によって設定することにな
る。

第８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　（３１）に、前記テレビカメラ（Ｓ
ｏ）の検出情報、負圧センサ（Ｓ、）の検出情報、近接
センサ（Ｓ２）の検出情報、起立作動完了検出用のリミ
ントスイッチ（Ｓ、）の検出情報、引退作動完了検出用
のりミツトスイッチ（Ｓ４）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、前記ブーム（１）の昇降用シリンダ（５）の制御
弁（３２）、ブーム（１）の旋回用モータ（６）の駆動
用コントローラ（３３）、補助ブーム（３）の揺動用モ
ータ（７）の駆動用コントローラ（３４）、伸縮アーム
（８）の旋回用モータ（９ａ）の駆動用コントローラ（
３５）、前記伸縮アーム（８）の揺動用電動モータ（９
ｂ）の駆動用コントローラ（３６ａ）、伸縮アーム（８
）の伸縮用電動モータ（９ｃ）の駆動用コントローラ（
３６ｂ）、カッタ（２１）及び柄支持部材（２２）の起
伏操作用電動モータ（Ｍ）の駆動用コントローラ（３７
）、バキュームパッド（１３）の出退操作用エアシリン
ダ（２０）に対する制御弁（３８）、カッタ（２１）の
操作用エアシリンダ（２４）に対する制御弁（３９ａ）
、並びに、バキュームパッド（１３）の吸引作動制御用
の制御弁（３９ｂ）の夫々に、作動指令を出力して、前
記収穫用ハンド（Ｈ）を収穫対象果実に誘導すること、
及び、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（３１）にて、前記バキュームバ
ンド（１３）の吸引口を収穫対象果実側に向ける状態で
前記収穫用ハンド（１１）を対象果実に向けて誘導する
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）
■するハンド駆動手段の夫々を構成しである。

次に、第７図に示すフローチャートに基づいて、上記各
手段について説明する。

つまり、前記ビデオカメラ（Ｓｏ）により収穫対象果実
の位置する範囲の画像を取り込み、枝や葉等の背景を除
去して対象となる果実のみに対応した画像情報を抽出す
べ（画像処理を行い、その抽出果実の位置する方向を演
算する。

次に、その演算された方向に基づいて、前記バキューム
バンド（１３）の吸引口が収穫対象果実側に向かう状態
を維持しながら前記伸縮アーム（８）を伸縮作動させて
、収穫用ハンド（Ｈ）を対象果実に向けてアプローチさ
せる。

このアプローチ作動後、前記近接センサ（Ｓ２）の検出
情報に基づいて、ハンド（Ｈ）が収穫対象果実に対して
設定距離内に接近したことを判別すると、前記バキュー
ムパッド（１３）の吸引作動が開始される。但し、アプ
ローチ距離が設定値以上になっても前記近接センサ（Ｓ
２）が作動しない場合は、収＋ｉ不能であると判断して
、前記伸縮アーム（８）を短縮させて、収穫用ハンド（
ＩＩ）をアプローチ開始位置まで戻す。

前記バキュームパッド（１３）の吸引作動後に、収穫用
ハンド（Ｈ）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、前記負圧センサ（Ｓ、
）の検出情報に基づいて対象果実を吸着したか否かを判
別し、所望どおり吸着している場合は、バキュームパッ
ド（１３）を引退作動させ、且つ、それと同時に収穫用
ハンド（［ｌ）をバキュームパッド（１３）の出退方向
に沿って前進移動させて、収穫対象果実を前記カバー体
（２８）内に取り込みながらカッタ（２１）の作動範囲
に移動させる。但し、前記負圧センサ（Ｓ、）が作動し
ない場合は、収穫不能であると判断して、前記バキュー
ムパッド（１３）を突出させると共に、その吸引作動を
停止させ、前記伸縮アーム（９）を短縮して、収穫用ハ
ンド（ＩＩ）をアプローチ開始位置まで戻す。

そして、収穫用ハンド（Ｈ）内に収穫対象果実を取り込
んだ後、前記カッタ（２１）及び柄支持部材（２２）を
前方側に向けて起立作動させると共に、前記起立作動完
了検出用スイッチ（Ｓ、）の検出情報に基づいて、その
起立作動が完了したか否かを判別する。この起立作動が
完了している場合は、前記バキュームパッド（１３）の
吸引作動を停止させると共に、その状態で収穫用ハンド
（Ｈ）を後退させて、柄の基部側にカッタ（２１）を位
置させるようにした後、カッタ（２１）を作動させて柄
を切断する。切断後は直ちにバキュームパッド（１３）
の吸引作動を開始して柄切断後の果実を再度吸着し、そ
の後、カッタ（２１）及び柄支持部材（２２）を前記引
退作動完了検出用スイッチ（Ｓ４）が作動するまで倒伏
作動させる。引続いて、前記伸縮アーム（８）を短縮し
て、収穫用ハンド（１１）をアプローチ開始位置まで戻
すと共に、バキュームパッド（１３）を突出させ、且つ
、その吸引作動を停止させて、一つの果実に対する収穫
作動を終了する。但し、前記起立作動完了検出用スイッ
チ（Ｓ、）が作動せず起立作動が完了しない場合は、技
等の他物が挟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（２１）及び柄支持部材（２２）を前記
引退作動完了検出用スイッチ（Ｓ４）が作動するまで倒
伏作動させると共に、前記バキュームパッド（１３）の
吸引中止同様に前記伸縮７−ム（帥を短縮して、収穫用
ハンド（Ｈ）をアプローチ開始位置まで戻す。

尚、上述の如く収穫対象果実の位置する方向を演算する
に一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、例えば下方例の果実から上方側の果実を順番
に収穫したり、最も大きく見える果実つまり収穫用ハン
ド（Ｈ）に対して最も近い位置にある果実から順番に収
穫する等の順序で作業を続行させることになる。

従って、−個の果実に対する収穫作動が完了する毎に未
収穫果実の存否を判別し、堪像範囲に一個の果実も抽出
できなくなるまで、上述した収穫作動を繰り返すことと
なる。

〔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（）Ｉ）を誘導するために備えさせる伸縮
アーム（８）の具体構成等、各部の構成は各種変更でき
る。

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ＴＩＥにも適用できるものであ
る。

又、上記実施例では、バキュームパッド（１３）をシリ
ンダ（２０）を用いて移動させる場合を例示したが、そ
の移動手段の具体構成は各種変更でき、要は、バキュー
ムパッド（１３）をｔｉｉ↑足用位匠と柄切断用位置と
に切換えるようにするとよい。

カバー体（２８）を設けるに、その形状及び材質等は各
種変更できる。但し、上記実施例で述べた如く半球状に
する等により、ハンド前方側に向けて先細りとなる形状
に形成しておけば、カバー体（２８）が果菜類を不必要
に押圧することを一層確実に抑制できるものである。

【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側面図、第２図は同
ハンドの切欠き底面図、第３図はカバー体の正面図、第
４図は同カバー体の側面図、第５図は果実収穫機の側面
図、第６図は制御構成を示すブロック図、第７図は制御
作動を示すフローチャート、第８図（イ）、仲）は果実
収穫状態を示す側面図である。 （１３）・・・・・・バキュームパッド、（２０）・・
・・・・駆動手段、（２１）・・・・・・カッタ、（２
８）・・・・・・カバー体、（２９）・・・・・・通過
用口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］収穫対象果菜類を吸着するバキュームパッド（１
   ３）が、その吸引口をハンド前方側に向ける状態で、ハ
   ンド前方側に突出させた捕捉用位置とハンド後方側に後
   退させた柄切断用位置とに切換操作自在に設けられ、そ
   のバキュームパッド（１３）に吸着された果菜類の柄を
   切断するカッタ（２１）が設けられ、ハンド外周部を覆
   うカバー体（２８）が設けられると共に、そのカバー体
   （２８）の前記バキュームパッド（１３）の吸引口に対
   向する箇所に、１つの果菜類を通過させることができる
   大きさの通過用口（２９）が形成されている果菜類の収
   穫用ハンドであって、前記バキュームパッド（１３）を
   出退操作する駆動手段（２０）が、前記捕捉用位置にお
   いて、前記通過用口（２９）を通して前記カバー体（２
   ８）の外部に突出させるように、前記バキュームパッド
   （１３）を移動させるものである果菜類の収穫用ハンド
   。 ［２］前記カバー体（２８）が、ハンド前方側に向けて
   先細りとなる形状に形成されてい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。