JPS633719A - 果菜類収穫装置 - 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、収穫用ハンドが、伸縮アームの先端に連結さ
れ、前記収穫用ハンドに、果菜類を吸着するバキューム
パッド、柄切断用のカッタ、及び、柄支持部材の夫々が
備えられ、前記カッタ及び柄支持部材が、捕捉した果菜
類の柄をそれらの間で支持すべく突出される状態とそれ
らの間に果菜類を導入する通路を形成すべく退避される
状態とに切換自在に構成され、前記収穫用ハンドを収穫
対象果菜類に向けて誘導するハンド誘導手段、前記バキ
ュームパッドに吸着された果菜類の柄を支持させるため
に前記カッタ及び前記柄支持部材を突出作動させる突出
作動手段、前記カッタを柄の根元側に位置させるために
前記収穫用ハンドの位置を補正する位置補正手段、及び
、柄切断のために前記カッタを駆動するカッタ駆動手段
の夫々が設けられた果菜類収穫装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる果菜類収穫装置において、カッタを柄の根元側に
位置させるために収穫用ハンドの位置を補正する際に、
従来では、位置補正前にバキュームパッドの吸着作動を
停止させ、柄切断後、バキュームパッドの吸着作動を再
開させるようにしていた。

（本出願人が先に提案した、特願昭６０−２３４１２５
号参照） 〔発明が解決しようとする問題〕 従来手段によると、バキュームパッドの吸屑作動の停止
や吸着作動の再開を行ないながら、収穫用ハンドの位置
補正を行なうものとなるため、制御作動が複雑になって
収穫作業時間が長くなる不利があると共Ｋ、バキューム
パッドにて再び果菜類を吸着することを、適正通り行な
えない場合もあり、柄切断褒の収穫果菜類と所定箇所に
運ぶことを、所定通り行なえなくなる虞れもあった。

不発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、そ
の目的は、バキュームパッドを吸着作動状１裏に維持さ
せた！まで、収穫用ハンドの位置補正に伴ってカッタを
柄の根元側に位置させることが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装置の特徴構成は、前記位置補
正手段の作動時に、前記バキュームパッドを前記収穫用
ハンドに対して遊動する状態に切換える遊動状態切換手
段が設けられている点にあり、その作用及び効果は次の
通りである。

〔作　用〕

すなワチ、バキュームパッドを収穫用ハンドに対して遊
動する状態に切換えて、収穫用ノＡンドの位置補正に伴
ってカッタを柄の根元側に位置させるようＫするもので
あり、バキュームパッドを吸着作動状態に維持させるこ
とができる。

〔発明の効果〕

従って、果菜類をバキュームパッドにて吸着したまま、
ハンドの位置補正に伴ってカッタと柄の根元側に位置さ
せることができるので、バキュームパッドの吸着作動を
停止及び再開させるようにする雪起従来構成に較べて、
収＠乍業を能率良くしかも的確に行なわせることができ
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５図及び第６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）を水子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）は補助ブーム揺動用電
動モータである。　又、（Ｋ）は、車体の外周部を覆う
カバー体で６９、枝が搭載装置に引掛ることを無くすた
めに設けである。

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
用ハンド但）とからなる。　ｇｉＪ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（Ｈ）
周りで揺動操作されるようになっている。

但し１図中（９ｃ）は、アーム伸ｆｌＪ操作用の璽＠モ
ータである。

前記収穫用ハンド償）について説明すれば、第２図及び
第３図に示すように、平面視Ｕ字状の基枠α０を、伸縮
アーム（８）の先端部にボルト土着し、その基枠αＱの
先端部に、捕捉部ケースαυをボルト接続しである。

通気管四を、前記捕捉部ケースＱｌ）における筒状部（
ｌ１ｍ）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Ｑ３を、その吸引
口をハンド前方側に向ける状態で通気管（６）の先端部
に外嵌渚し、通気管＠の基部に、通気用の分岐管制を外
嵌着し、その分岐管ａ４）に、伸縮自在な蛇腹式ホース
αＱ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αＱを吸気用ポンプＱＱに配管接続しで
ある。　又、バキュームバッド０３￥ζ果実が吸着した
ことを感知する負圧センサ（Ｓｔ）を、＠記分岐管αΦ
に付設しである。

収穫用ハンドの）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（Ｓ８）を設けであるう　つ
まり、発光部、受光部等を収納するセンサ本体αηを１
分岐管Ｑ４１内に保持させると共に、そのセンサネ体（
１７）から繰出される投受光用の光フアイバーケープ）
Ｖ（至）を、前記通気管ＣＩ４の内部を通してバキュー
ムパッド四の内部に延出し、そして、その延出端を、ホ
ルダ０９にてバキュームパッドαＪに支持させである。

、前記バキュームバッドαＪに吸Ｎ−Ａれる状餞で捕捉
された果実の果梗、いわゆる柄Σ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２
１）及び帯板状で且つ半円弧状の柄支持部材率夫々の両
端を、同軸芯周りで捕捉部ケースＱｌ）Ｋ枢着して、カ
ッタ！２１１及び柄支持部材（３）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きせる状態とそ
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（２１１及び柄支持部材翰を揺
動操作する電動モータ（９）を設けると共に、カッタｅ
２１１のスライド駆動用のエアシリンダ九を設け、もっ
て、突出側への揺動、つまり起立作動に伴ってカッタ嬶
）と柄支持部材（３）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
。

又、カッタ（２１１及び柄支持部材囚を、差動機構鉋を
介して電動モータ鉤）に連動連結して、カッタ（２１）
及び柄支持部材（２２）のいずれかが先罠柄接当した場
合において、先に接当したカッタ（２１）あるいは柄支
持部材にの起立作動を停止させた状態で、他方側の柄支
持部材嗅うるいはカッタ１２＋１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（３）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
させるよってしである。

又、起立作動完了検出用のリミットスイッチ（Ｓａ）　
、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２５ｉの入力ギヤ（Ｈ）に付設の突
片−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四を出退操作するエアシリンダ翰
を、捕捉部ケースＱυと通気管α櫂との間に介装しであ
る。　つまり、バキュームパッド（ト）を退避位置のカ
ッタ（２１）よりも対象果実側に突出させた捕捉用位置
とその位置よりもカッタ艶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４図にも示すように、前記捕捉部ケースαυの先端部
に、ハンド外局部を覆う半球状で、且つ、網状のカバー
体（ハ）が取付けられている。

そして、このカバー体器の前記バキュームパッドＱ３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（７！９が形成され、又、カ
バー体器の上方側部分で且つ通過用０吃りに近接する部
分に、果実の柄が連通するスリット状溝（至）１を１通
過用口（Ｈ）に連通し、且つ、その通過用０爵の周方向
に並べる状態で設けてあり、もって、後述の如く果実を
収穫する際に、第９図（Ｈ）、（Ｈ）に示すように、収
穫対象果実のみをカバー体（２（へ）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てあろう第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、＠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
する旋回や助演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
成される制御装置祖）に、前記テレビカメラ（Ｓｏ）の
検出情報、負圧センサ（Ｓｌ）の検出情報、近接センサ
（Ｓｌ）の検出情報、起立作動完了検出用のリミットス
イッチ（Ｓｌ）の検出情報、引退作動完了検出用のリミ
ットスイッチ（Ｓ、）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（３ｚ、ブーム（１
）の旋回用モータ（６）の駆動用コントローラ謔、補助
ブーム（３）の揺動用モータ（７）の駆動用コントロー
ラー、伸縮アーム（８）の旋回用モータ（９ａ）の駆動
用コントローラ□□□、前記伸縮アーム（８）の揺動用
電動モータ（９ｂ）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）　、カッタレｌノ及び柄支持部
材四の起伏操作用電動モータ（Ｈ）の駆動用コントロー
ラ弘、バキュームパッド□□□の出退慄ｆ？用−ｃアシ
リンダ（Ｈ）に対する制御弁曽、カッタ翰１）の操作用
エアシリンダ圓に対する制御弁（８９ａ）　、並びに、
バキュームパッドα１の吸引作動制御用の制御弁（ｓｇ
ｂ）の夫々に、作動指令を出力して、前記収穫用ハンド
（）（）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ｔ３１１にて、前記バキュームパ
ッド（ト）の吸引口を収穫対象果実側に向ける状顔で＠
紀収穫用ハンドの）を対象果実に向けて誘導するハンド
誘導手段（１００）、バキュームパッド側に吸着された
果菜類をカバー体ン均内に取込むべく、バキュームバッ
ド＠を出退操作する手段、果菜類の柄を支持させるため
にカッタ（２１）及び柄支持部材（２２）を突出作動さ
せる突出作動手段（１０１）、カッタＣ２１１を柄の根
尤仰１に位置させるために、収穫用ハンドル）の位置を
後方下方側に補正する位置補正手段ＱＯ２）、柄切断の
ためにカッタ（２１）を駆動するカッタ駆動手段（１０
Ｂ）、及び、前記位置補正手段（１０２）　　のｆ′Ｆ
：′＠時に、バキュームパッド側をハンド前後方向に遊
動する状機に切換える遊劾状■切換手段（１０４）等の
、各種制御手段を構成しである。

上記の各制御手段について、第８図のフロチャ１トに基
づいて説明を加える。

つます、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
除去して対物となる果実のみに対応した画像情報を抽出
すべく画像処理を行い。

その抽出果実の位１直する方向？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
パッド（ト）の吸引口が収穫対象果実側に向かう状顔を
維持しなから前記伸縮アーム（８）を伸縮作動させて、
収粋柑ハンドＣＩ（）を対象果実に向ケてアプローチさ
せる。

このアプローチ作＠侵、前記近接センサ（Ｓりの検出情
報に基づいて、ハンドル）が収穫対象果実に対して設定
ｋｌｉ内に接近したことを判別すると、前記バキューム
バッド＠の吸引作動が開始される。　促し、アプローチ
距離が設定値以上になっても前記接近センサ（Ｓりがｆ
′Ｆ：動しない場合は、収穫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［Ｆ］
）をアプローチ開始位置まで戻す。

前記バキュームバッド０３の吸引作動後に、収穫用ハン
ドル）を設定距離（例えば、８０〜５０ｍ１１１Ｉ）だ
け収穫対象果実側へ前進移動させ、前記負圧センサ（Ｓ
ｌ）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、所望通り吸着している場合は、バキュームパッ
ド側を引退作動させ、且つ、それと同時に収穫用ハンド
（６）をバキュームパッドαＪ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臂内に取り込み
ながらカッタ翰１）の作動範囲に移動させる。

但し、前記負圧センサ（Ｓｌ）が作動しない場合は、収
穫不能であると判断して、前記バキュームバンドｏ３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、収穫用ハンドル）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
んだ茨、前記カッタ嬶）及び柄支持部材圏を前方側に向
けて起立作ｗＪさせると共に、前記起立作動完了検出用
スイッチ（−）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。

起立作動が完了している場合には、バキュームパッド四
の出退ｙ！乍出用エアシリンダＬ！Ｌｌを自由伸縮状態
にすべく、制御弁・署を操作すること九より、バキュー
ムバッドα３をハンド前陳方向に遊動する状態に切換え
、その伏頷で収穫用ハンド轄）を後方下方側に位置補正
することＫより。

第９因（ハ）に示すよう知柄の根元側にカッタ（２１＋
を位置させるようにした俵、カッタ（２１）を作動させ
て柄を切断する。　その債、カッタ嬶）及び柄支持部材
（社）を前記引退出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０（）をアプローチ
開始位置まで戻すと共に、バキュームハツトα葎を突出
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（Ｓｓ）が作動せず起立作動が完了しな
い場合は、枝等の他物が挾み込まれる等のトップ／Ｌ’
発生であると判断させて、カッタ助及び柄支持部材（２
２）を前記引退作動完了検出用スイッチ（Ｓ４）が作動
するまで倒伏作動すると共に、　ｌ１ｉＪ記バキユーム
バツド叫の吸引中止同様に前記伸縮アーム（８）を短縮
して、収穫用ハンド（６）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、９Ｊえは下方側の果実から上方側に果実と順
番に収穫したり、最も大きく見える果実つまり収穫用ハ
ンド帖）に対して最も近い位置にある果実からＩＩＲ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苺に未
収穫果実の存否を判別し、撮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、収穫用ハンドル）の具体構成、収
穫用ハンドル）を誘導するために備えさせる伸縮アーム
（８ンの具体構成等、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【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。

上述実施例では、軟質ゴム製のバキュームパッドα場が
上下や左右方向に弾性変形できる点を有効利用して、バ
キュームパッドＱ３をハンド前陸方向に遊動する状態に
切換えるようにしたが。

例えば、バキュームバッドαＪを上下揺動自在に枢支す
ると共に、その上下揺動を許す状態と阻止する状態とに
切換えるアクチュエータを設けるようにしながら、上方
方向にも遊動できるようにしてもよい。

又、上述実施例では、後方下方側に向けて位ｔｌ！？！
ｆｉ正する場合を例示したが、後方側や下方側にのみ位
置変更させるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明は係る果菜類収穫袋ｉｄの実施例を示し、
第１図は本発明の構成を示すブロック図、第２図は収穫
用ハンドの切欠き側面図、第３図は同ハンドの切欠き底
面図、第４図はカバー体の正面図、第５図は果実収ｅ装
置の側面図、第６図は同装置の正面図、第７図は制御構
成を示すブロック図、第８図は制御ｆ′！勧を示すフロ
ーチャート、第９図（Ｈ）、（Ｈ）、（ハ）は収穫作業
状顧の概略側面図である。 （３）・・・・・・伸縮アーム、■・・・・・・バキュ
ームパッド。 ？１）・・・・・・カッタ、□□□・・・・・・柄支持
部材、（１００）・・・・・・ハンド誘導手段、（１０
１）・・・・・・突出作動手段、　（１０２）・・・・
・・位置補正手段、（１０８）・・・・・・カッタ駆動
手段。 （１０４）・・・・・・、１ｖｐＪＪ状態切換手段、（
）（）・・・・・・収穫用ハンド。 代理人　　弁理士　　　北　　村　　　　　修第４　図 ！！７　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］収穫用ハンド（Ｈ）が、伸縮アーム（８）の先端
   に連結され、前記収穫用ハンド（Ｈ）に、果菜類を吸着
   するバキュームパッド（１３）、柄切断用のカッタ（２
   １）、及び、柄支持部材（２２）の夫々が備えられ、前
   記カッタ（２１）及び柄支持部材（２２）が、捕捉した
   果菜類の柄をそれらの間で支持すベく突出される状態と
   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
   れる状態とに切換自在に構成され、前記収穫用ハンド（
   Ｈ）を収穫対象果菜類に向けて誘導するハンド誘導手段
   （１００）、前記バキュームパッド（１３）に吸着され
   た果菜類の柄を支持させるために前記カッタ（２１）及
   び前記柄支持部材（２２）を突出作動させる突出作動手
   段（１０１）、前記カッタ（２１）を柄の根元側に位置
   させるために前記収穫用ハンド（Ｈ）の位置を補正する
   位置補正手段（１０２）、及び、柄切断のために前記カ
   ッタ（２１）を駆動するカッタ駆動手段（１０３）の夫
   々が設けられた果菜類収穫装置であつて、前記位置補正
   手段（１０２）の作動時に、前記バキュームパッド（１
   ３）を前記収穫用ハンド（Ｈ）に対して遊動する状態に
   切換える遊動状態切換手段（１０４）が設けられている
   果菜類収穫装置。 ［２］前記遊動状態切換手段（１０４）が、ハンド前後
   方向に遊動する状態に切換えるものである特許請求の範
   囲第［１］項に記載の果菜類収穫装置。