JPS633720A - 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、収穫用ハンドに、収穫対象果菜類を捕捉して
保持する保持部とその保持部に保持された果菜類の柄を
切断するカッタとが備えられ、前記保持部をハンド前方
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する出退操作手段が設けられ
た果菜類収穫装置に関する。

〔従来の技術〕

かかる果菜類収穫機１−１収穫用ハンドを収穫対象果菜
類側１；向けて誘導する際には、保持部を捕捉用位置に
操作して、その状態で収穫対象果菜類を保持部にて捕捉
して保持させ、その後、保持部を柄切断用位置に操作す
ることにより、保持した収穫対象果菜類を柄切断に適す
る位置に移動させるようにしこものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

保持部を捕捉用位置から柄切断用位置に操作することを
、収穫用ハンドをその位置に維持させたまま行なうと、
保持部の移動に伴って、果菜類のみならず柄が付いてい
る枝をも引張υ移動させねばならないものとなって、果
菜類が保持部から外れてしまい、柄切断ミスを生じる虞
れがある。

ちなみに、果菜類を吸着するバキュームバットを保持部
としで用いる場合、バキュームバットの吸着力を充分に
大きくしておけば、果菜類の外れを抑制できるものであ
るが、そのようＫするには、吸引用ボンデとして容量の
大々るものを使用しなければならない等、全体構成が高
価になる不利があるばかりでなく、吸着力を大きくする
と、果菜類を吸着力のために損傷させてしまう虞れがあ
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、果菜類の損傷を抑制しながら、果菜類の外れ
を回避させる点にある。

〔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、前記保持部
を前記捕捉用位置から前記柄切断用位置に後退させるに
伴って、前記収穫用ハンドを前方側に移動させるハンド
移動手段を備えさせてある点にあり、その作用及び効果
は次の通シである。

〔作　用〕

すなわち、捕捉用位置から柄切断用位置に保持部を後退
移動させる際には、収穫用ハンドそのものを前方側に移
動させて、結果的に、果菜類の位置が変化しないように
するあるいは位置の変化量が少なくなるようにするので
ある。

〔発明の効果〕

従って、保持部を捕捉用位置から柄切断用位置に操作す
る際に、果菜類が柄を介して付いている枝を引張り移動
させることがないあるいは引張り移動させてもその量を
小さくできるのであシ、故に、保持力を特別に高めるこ
となしに果菜類の外れを回避できるのであ）、もって、
果菜類の損傷を抑制しながらも柄の切断を的確に行なわ
せて、良好な収穫作業を行なえるようになった。

〔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）は補助ブーム揺動用電
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
用ハンド乃とからなる。　前記伸縮アーム（８）は、電
動モータ（９ａ）にて縦軸芯（Ｘ１周ｐで旋回操作され
、且つ、電動モータ（９ｂ）にて水平軸芯（至）周９で
揺動操作されるようになっている。

但し、図中（９Ｃ）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■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８字状の基枠ｆｌｏｌを、伸
縮アーム（８）の先端部にボルト止着し、その基枠（ｌ
ｏｔの先端部に、捕捉部ケース（２）をポルト接続しで
ある。

通気管（６）を、前記捕捉部ケース（６）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、果菜類の保持部としての軟質ゴム族のバキュ
ームパッド（至）を、その吸引口をハンド前方側に向け
る状態で通気管ｑツの先端部に外嵌着し、通気管（６）
の基部に、通気用の分岐管α→を外＠着し、その分岐管
α■に、伸縮自在な蛇腹式ホースαＱを接続してあシ、
そして、第６図に示すように、その蛇腹式ホースαＧを
吸気用ポンプ（至）に配管接続しである。　又、バキュ
ームパッド（至）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０４に付設してあム収穫
用ハンド■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（Ｓ、）を設けである。　つまシ、
発光部、受光部等を収納するセンサ本体αηを、分岐管
Ｑ局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（ＩｌＩ
Ｏを、前記通気管Ｑ４の内部を通してバキュームパッド
（至）の内部に延出し、そして、その延出端を、ホルダ
Ｑｌにてバキュームパッド（至）に支持させである。

前記バキュームパッド（至）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
ー及び帯板状で且つ半円弧状の柄支持部材の夫々の両端
を、同軸芯周シで捕捉部ケース（９）に枢着して、カッ
タ＋２１１及び柄支持部材の夫々を、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、カッタロ及び柄支持部材■を揺動操作する電
動モータＭを設けると共に、カッタロのスライド駆動用
のエアシリンダ囚を設け、もって、突出側への揺動、つ
まり起立作動に伴ってカッタＩ２１１と柄支持部材のと
の間に柄を支持し、支持した柄をカッタ（社）の作動に
よシ切断するよう（しである。

又、カッタ（社）及び柄支持部材−を、差動機構器を介
して電動モータＣＭＩＫ連動連結して、カッタロ及び柄
支持部材■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仰あるいは柄支持部材■の起立作動
を停止させた状態で、他方側の柄支持部材■あるいはカ
ッタ２１１を引続き起立作動できるようにしである。　
つまシ、カッタ（２）及び柄支持部材■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（８３）、
及び、引退作動完了検出用のリミットスイッチ（Ｓ４）
を、前記差動機構器の入力ギヤ玉に付設の突片匈にて操
作されるように設けである。

前記バキュームパッド（至）を出退操作するエアシリン
ダ翰を、捕捉部ケース（６）と通気管α◆との間に介装
しである。　つまシ、バキュームパッド（至）を退避位
置のカッタ仰よシも対象果実側に突出させた捕捉用位置
とその位置よシもカッタ■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０ｐ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
体のが取付けられている。

そして、このカバー体□□□の前記バキュームパッド（
至）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のが形成され、又、カ
バー体囚の上方側部分で且つ通過用口器に近接する部分
に、果実の柄が挿通するスリット状溝■を、通過用口器
に連通し、且つ、その通過用口器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１図（イ）、（ロ）に示すように１収穫対象果実の
みをカバー体の内に取り込むことができるように、且つ
、その取シ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。

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（８つ）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ｔｌ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ととくな
る。

第６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（９）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（Ｓ、）の検出情報、起立作動完了検出用のリミット
スイッチ（Ｓ、）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■
、ブーム（１）の旋回用モータ（６）の駆動用コントロ
ーラ■、補助ブーム（３）の揺動用モータ（７）の駆動
用コント四−ラ（支）、伸縮アーム（８）の旋回用モー
タ（９ａ）の駆動用コントローフ■、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）、カッター及び柄支
持部材■の起伏操作用電動モータ（財）の駆動用コント
ローラ（支）、バキュームパッド（至）の出退操（’Ｔ
用エアシリンダ翰に対する制御弁（至）、カッターの操
作用エアシリンダーに対する制御弁（３９ａ）　、並び
に１バキユームパツド（至）の吸引作動制御用の制御弁
（３９１））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（９）を利用して、前記バキュー
ムパッド（２）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■を対象果実に向けて誘導するハン
ド誘導手段（Ｚｏｏ）、バキュームパッド＠をハンド前
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する出退操作手段（１０１
）　、バキュームパッド（至）を捕捉用位置から柄切断
用位置に後退させるに伴って、収穫用ハンド０を前方側
に移動させるハンド移動手段（１０２）等の各種制御手
段が構成されている。

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υ、前記ビデオカメラ（Ｓｏ）によう収穫対象果実
の位置する範囲の画像を取シ込み、枝や葉等の背景を除
去して対象となる果実のみ〈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
パッド（至）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■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■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
ッド員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接近センナ（Ｓ、）が作
動し々い場合は、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（Ｈ）をアプ
ローチ開始位置まで戻す。

前記バキュームパッドα場の吸引作動後に、収穫用ハン
ド■を設定距離（例えば、３０〜５０工）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
望通９吸着している場合は、第１図（ロ）に示すように
、バキュームパッドα］を引退作動させ、且つ、それと
同時に収穫用ハンド■をバキュームパッド（至）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
体の内に取シ込みながらカッタロ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、前記ギキュームパッド
（至）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８をア
プローチ開始位置まで戻す。

そして、収穫用ハンド■内に収穫対象果実を取シ込んだ
後、前記カッタ（２１１及び柄支持部材のを前方側に向
けて起立作動させると共に、前記起立出動完了検出用ス
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（至）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■を後退さ
せて、柄の基部側にカッタ（社）を位置させるようＫし
た後、カッター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（至）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、カッター
及び柄支持部材のを前記引退作動完了検出用スイッチ（
Ｓ、）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Ｏ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□□
□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、枝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、カッター及び柄支持部材
の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、前記バキュームパッド（至
）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■をアプローチ開始位ｔ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、例えば下方側の果実から上方側に果実を順番
に収穫した）、最も大きく見える果実つまり収穫用ハン
ド（社）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、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。

上述の如く、バキュームパッド（至）の後退と収穫用ハ
ンド０の前進移動とを行なわせるに、バキュームパッド
（至）の後退速度と収穫用ハンド■の前進移動速度とを
極カー致させる方が望ましいものであシ、このため、出
退操作用シリンダ（１）゛へのエア供給量を流盆調節弁
にて一定値に制御するとよい。

〔別実施例〕

本発明を実施するに、収穫用ハンド面の具体構成、収穫
用ハンド■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穫にも適用できるものである。

又、保持部としては、バキュームパッド（２）を用いて
構成する他、把持爪を用いて構成する等、各種変更でき
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る果菜類収穫装置の実施例を示し、第
１図（イ）、（ロ）は果実収穫状態を示す概略側面図、
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である。 （至）・・・・・・バキュームパッド、■・・・・・・
カッタ、（１０１）・・・・・・出退操作手段、（１０
２）・・・・・・ハンド移動手段、０・・・・・・収穫
用ハンド。 代理人　弁理士　　北　村　　　　修 第１図 （イ） （ロ） 第４図 ７４　　　　第５図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］収穫用ハンド（Ｈ）に、収穫対象果菜類を捕捉し
   て保持する保持部（１３）とその保持部（１３）に保持
   された果菜類の柄を切断するカッタ（２１）とが備えら
   れ、前記保持部（１３）を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
   切換操作する出退操作手段（１０１）が設けられた果菜
   類収穫機であつて、前記保持部（１３）を前記捕捉用位
   置から前記柄切断用位置に後退させるに伴つて、前記収
   穫用ハンド（Ｈ）を前方側に移動させるハンド移動手段
   （１０２）を備えさせてある果菜類収穫装置。 ［２］前記カッタ（２１）が、ハンド後方側に揺動した
   退避位置とハンド前方側に揺動した突出位置とに切換揺
   動自在に設けられている特許請求の範囲第［１］項に記
   載の果菜類収穫装置。 ［３］前記保持部（１３）が、収穫対象果菜類を吸着す
   るバキュームパッドである特許請求の範囲第［１］項又
   は第［２］項に記載の果菜類収穫装置。