CN113412051A - 获取装置以及获取*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种即使是比较窄的场所也能导入的、能抑制导入费用的获取装置。获取***(1)能获取沿规定方向排列的对象物，配置于比对象物高的位置，被沿规定方向延伸的支承部(5)支承，悬挂于支承部(5)，能沿支承部(5)移动，所述获取***(1)具备：获取部(40)，能沿上下方向移动，获取对象物。

Description

获取装置以及获取***

技术领域

本发明涉及一种获取装置以及获取***。

背景技术

近年来，例如在农业中，人手不足成为了深刻的问题。因此，期望农作物的收获作业的自动化。

因此，在专利文献1中，提出了在垄和垄之间的轨道上移动的利用摘果用手来收获果实的收获装置。

根据这样的收获装置，能使收获装置在轨道上移动的同时自动地收获果实。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2018－134059号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，根据农作物所育成的田地，有时垄与垄之间比较窄，无法设置轨道。此外，在像专利文献1的获取装置100那样在地面移动的情况下，轮胎等需要四轮以上，收获装置变得大型，有时无法导入至比较窄的田地等中。此外，若收获装置变得大型，则导入费用也存在增多的倾向。

因此，鉴于上述的问题，本发明的目的在于，提供一种即使在比较窄的场所中也能够导入的、能够抑制导入费用的获取装置。

用于解决问题的方案

在本发明中，提供如下所述的解决方案。

(1)一种获取装置，其能获取沿规定方向排列的对象物，所述获取装置配置于比所述对象物高的位置，被沿所述规定方向延伸的支承部支承，其中，

所述获取装置悬挂于所述支承部，能沿所述支承部移动，所述获取装置具备：获取部，能沿上下方向移动，获取所述对象物。

根据上述构成，获取装置能获取沿规定方向排列的对象物，配置于比对象物高的位置，被沿规定方向延伸的支承部支承。

并且，获取装置悬挂于支承部，能沿支承部移动，所述获取装置具备：获取部，能沿上下方向移动，获取对象物。

像这样，具备获取部的获取装置悬挂于支承部，沿支承部移动，能获取对象物。由此，无需在获取装置设置用于自行行驶的轮胎等车轮，获取装置在悬挂的状态下移动并获取对象物，因此整体上能够比较小型化。

因此，能提供一种即使是比较窄的场所也能导入的、能抑制导入费用的获取装置。

(2)根据(1)所述的获取装置，其中，所述获取部具备：

抓持部，所述对象物为农作物，所述抓持部抓住该农作物的收获物附近或所述收获物本身；以及

切断部，在利用所述抓持部抓住的状态下，在所述收获物的附近进行切断。

根据上述构成，获取部具备抓持部和切断部。

抓持部抓住作为对象物的农作物的收获物附近或收获物本身。

切断部在利用抓持部抓住的状态下切断收获物的附近。

由此，利用获取部从农作物获取作为收获物的种实或果实、蔬菜等(以下，称为“种实”)时，首先，利用抓持部抓住种实附近的果梗(stalk)(花梗、果柄、花柄、小果梗等)或周边的茎(以下，称为“果梗”)后，通过切断部切断果梗。或者，利用抓持部抓住作为收获物的种实本身，通过切断部切断果梗。由此，能防止从农作物获取到种实后种实下落而碰撞地面等，使种实损伤。

此外，若将种实所带的果梗拔掉，则会对农作物造成负担，但由于是在利用抓持部抓住果梗或收获物的状态下通过切断部切断果梗，因此能防止对农作物造成多余的负担。

(3)根据(1)所述的获取装置，其中，所述获取部具备：

获取构件，所述对象物为农作物，所述获取构件能以夹持该农作物的收获物附近或夹持所述收获物本身的方式从顶端侧向基端侧移动；

第一切断部，配置于所述获取构件的所述顶端侧，从所述农作物切离所述收获物；以及

第二切断部，配置于所述获取构件的所述基端侧，将所述收获物与所述获取构件所夹持的部分切离。

根据上述构成，获取部具备：获取构件、第一切断部以及第二切断部。

在对象物为农作物的情况下，获取构件能以夹持该农作物的收获物附近或夹持收获物本身的方式从顶端侧向基端侧移动。

第一切断部配置于获取构件的顶端侧，从农作物切离收获物。

第二切断部配置于获取构件的基端侧，将收获物与获取构件所夹持的部分切离。

在此，将农作物的收获物(例如种实)出货时，若从种实延伸的果梗为长的状态，则也可能会对其他种实造成损伤，无法在该状态下出货。

根据(3)的发明，通过第一切断部从农作物切离收获物后，通过第二切断部从收获物(例如种实)切离由获取构件夹持的收获物附近(例如果梗等)。

由此，变得能够去除收获物的果梗，收获后，能不进行去除果梗的作业而出货，因此变得能够减轻农活的负担。

(4)一种获取***，具备(1)至(3)中任一项所述的获取装置和所述支承部，其中，

在所述对象物以多列排列的情况下，所述支承部沿第一列延伸，在该第一列的端部弯曲，延伸至作为与该第一列相邻的列的第二列，沿该第二列延伸。

由此，若具备获取对象物的获取部的获取装置获取到第一列的对象物，则移动至作为与第一列相邻的列的第二列，变得能够获取第二列的对象物。因此，即使在对象物以多列排列的情况下，也能够遍及多列连续地获取对象物，能提高获取的作业效率。

发明效果

根据本发明，能提供一种即使是比较窄的场所也能导入的、能抑制导入费用的获取装置提供。

附图说明

图1是说明本发明的优选的实施方式的获取***的概要的图。

图2是从上方观察应用了本发明的优选的实施方式的获取***的田地的概略图。

图3是说明本发明的优选的实施方式的获取装置的主体的图。

图4是说明本发明的优选的实施方式的获取装置的获取部的图。

图5是说明本发明的优选的实施方式的获取装置的获取部的改进例的图。

图6是说明本发明的优选的实施方式的获取装置的获取部的改进例的图。

图7是说明本发明的优选的实施方式的获取装置的容纳构件的图。

图8是说明本发明的优选的实施方式的获取装置的容纳构件的图。

图9是说明本发明的优选的实施方式的获取装置的容纳构件的图。

图10是本发明的优选的实施方式的控制部的功能框图。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的优选的方式进行说明。需要说明的是，这只不过一个例子，本发明的技术范围不限于此。

例如，在以下的实施方式的说明中，作为获取的对象物，将从农作物中收获的种实等收获物作为一个例子进行说明，但本发明的获取装置和获取***不限于从农作物中收获收获物的情况，也能用于像医疗中使用的药品、物流的货物等那样，多个对象物沿规定方向排列，从该排列的多个对象物中获取所期望的对象物的状况。

图1是说明本发明的优选的实施方式的获取***的概要的图。

图2是从上方观察应用了本发明的优选的实施方式的获取***的田地的概略图。

获取***1获取沿规定方向种植的农作物C的收获物F。

在此，如图2所示，在田地中，以规定间隔设有多列以一定的间隔沿规定方向种植有农作物C的条S。此外，获取***1用于获取农作物中，特别是向地面的上方延伸，在地面的上方带有收获物的，例如青椒、西红柿、柑橘、草莓、茄子、黄瓜等蔬菜、水果。

获取***1具备支承部5和获取装置10。

支承部5由从地面立起设置的支柱、塑料大棚的结构体、装配于该结构体的构件支承，包括配置于比农作物的收获物高的位置的缆线，沿条S所延伸的规定方向延伸。

此外，如图2所示，在农作物C的条S以多列(在图2所示的例子中为S1～S4)种植的情况下，支承部5沿第一列(例如条S1)延伸，在该第一列的端部弯曲，延伸至作为与该第一列相邻的列的第二列(例如条S2)，沿该第二列延伸。

返回图1，获取装置10悬挂于支承部5，所述获取装置10具备：主体20和覆盖主体20的至少一部分的罩30。

图3是说明本发明的优选的实施方式的获取装置的主体的图。

主体20具备：纵构件21、悬挂构件22、获取构件23以及容纳构件24。此外，虽然在图3中省略了图示，但主体20具备：控制部50(参照后述的图10)和成为用于驱动获取装置10的电源的电池。

纵构件21由沿上下方向延伸的长条体形成，安装有罩30(参照图1)。

悬挂构件22具备：卡合部221，卡合于支承部5；以及旋转部222，设于卡合部221的下方，与纵构件21的上端连结，以沿上下方向延伸的轴为中心来旋转纵构件21。

卡合部221具备：辊，卡合于支承部5；缆线移动电机221a，由控制部50控制，使辊以沿与支承部5所延伸的方向正交的方向延伸的轴为中心旋转；以及支承构件，支承这些构件。

在图3所示的例子中，卡合部221在支承部5上配置有两个辊，但不限定于此，例如，也可以配置四个辊，也可以在支承部5的下方也配置辊，通过辊夹住支承部5。

旋转部222具备：基座部，与卡合部221的支承构件连结；旋转电机222a，固定于基座部，由控制部50控制，使纵构件21以沿上下方向延伸的轴为中心旋转；以及传递部，连接纵构件21的上端，向纵构件21传递旋转电机222a的旋转。

获取构件23具备移动部230和获取部40。

移动部230具备上下移动部231和前后移动部232。

上下移动部231具备：上下移动用基座，以能沿上下方向(纵构件21所延伸的方向)移动的方式卡合于纵构件21；辊，旋转自如地装配于上下移动用基座，外表面与纵构件21相接，以与纵构件21所延伸的方向正交的轴为中心旋转；以及上下移动电机231a，由控制部50控制，使该辊旋转。

前后移动部232具备：前后移动用基座，固定于上下移动部231的上下移动用基座；横构件232a，是以能沿前后方向移动的方式卡合于前后移动用基座的长条体；辊，旋转自如地装配于前后移动用基座，外表面与横构件232a相接，以与横构件232a所延伸的方向正交的轴为中心旋转；以及前后移动电机232b，由控制部50控制，使该辊旋转。

图4是说明本发明的优选的实施方式的获取装置的获取部的图。

获取部40具备：获取基座41、抓持部42、切断部43以及摄像机60。

获取基座41固定于横构件232a的前端(图1所示的种植农作物C的方向的端部)。

抓持部42抓住农作物C的收获物F附近的果梗FS或收获物F本身。详细而言，抓持部42具备：一对抓持构件420以及由控制部50控制、驱动抓持构件420的抓持部电机420a。

抓持构件420具备：在大致圆柱形状的外周形成有齿的齿轮421以及齿轮421的外周的一部分向前方向突出的轴422。

就抓持部42而言，一对抓持构件420的齿轮421的齿相互卡合，通过抓持部电机420a，以沿上下方向延伸的轴为中心相互向反对方向转动，由此，一对轴422能从相互分离的开放状态变位至一对轴422为相互接近的抓持状态(图4所示的状态)。根据这样的构成，抓持部42通过从开放状态变位至抓持状态，能抓住收获物F附近的果梗FS或收获物F本身。

切断部43切断利用抓持部42抓住的果梗FS(收获物F附近)。详细而言，切断部43具备：转动部431；刀片432，拆装自如地装配于转动部431；以及切断部电机431a，由控制部50控制，驱动转动部431。

转动部431通过切断部电机431a，以沿上下方向延伸的轴为中心转动。

刀片432在一对抓持构件420的轴422的附近，沿轴422所延伸的方向延伸，在转动部431的旋转方向形成有刃。

切断部43配置为，通过转动部431转动，刀片432的刃穿过抓持状态的一对轴422附近。根据这样的构成，切断部43切断由抓持部42抓住的果梗FS。

图5和图6是说明本发明的优选的实施方式的获取装置的获取部的改进例的图。图5是从斜上方观察改进例的获取部70的图。图5是从斜下方观察改进例的获取部70的图。

改进例的获取部70具备一对获取构件70R、70L。一对获取构件70R、70L分别具有相互对置的对置面70r、70l。获取部70在一对获取构件70R、70L的对置面70r、70l之间夹着收获物F的果梗FS(收获物F附近)的同时将收获物F从顶端侧引入至基端侧。

一对获取构件70R、70L分别具备获取基座71、多个主辊72、多个辅助辊73以及无端带74。

就获取基座71而言，在横构件232a的前端(图1所示的种植农作物C的方向的端部)固定有基端侧。获取基座71形成为从上表面观察，从基端侧朝向顶端侧宽度变窄的形状(例如，大致三角形形状等)。由此，躲避农作物C的叶等，容易接近收获物F。

多个主辊72分别旋转自如地设置于获取基座71的外周的顶点位置。主辊72配置为外缘比获取基座71的外周突出。多个主辊72中的任一个通过抓持部电机420a(参照图10)的驱动而旋转。此外，多个主辊72中的任一个也可以通过传递抓持部电机420a的驱动的齿轮构件来旋转。获取构件70R的主辊72与获取构件70L的主辊72通过由控制部50实现的抓持部电机420a的控制，相互向相反方向旋转。

多个辅助辊73设于获取基座71的对置面70r、70l。在此，获取部70在对置面70r、70l之间夹着收获物F的果梗FS的同时将收获物F从顶端侧引入至基端侧。通过将多个辅助辊73分别配置于对置面70r、70l，能维持对置面70r、70l之间的保持力。

无端带74卷绕于多个主辊72和多个辅助辊73。无端带74例如由橡胶等表面的摩擦系数比较高的原材料形成。此外，在无端带74的外表面也可以形成凹凸。在该情况下，理想的是，获取构件70R的凹凸与获取构件70L的凹凸在对置面70r、70l啮合。此外，无端带74的凹凸的尺寸可以根据收获物F任意确定。

此外，获取部70具备横跨对置面70r、70l之间的第一切断部75和第二切断部76。

如图5所示，第一切断部75在获取部70的上表面的顶端侧固定于一对获取构件70R、70L的获取基座71。第一切断部75在顶端侧具有从顶端侧朝向基端侧倾斜的刃。

如图6所示，第二切断部76在获取部70的下表面的基端侧固定于一对获取构件70R、70L的获取基座71。第二切断部76在顶端侧具有从顶端侧朝向基端侧倾斜的刃。理想的是，第一切断部75的刃与第二切断部76的刃的倾斜的方向相互为相反方向。

根据以上的构成，获取部70如下所述地进行动作。

在获取部70中，通过由控制部50实现的抓持部电机420a的控制，一对获取构件70R、70L的多个辅助辊73朝向相互的方向旋转，一对获取构件70R、70L的无端带74在顶端侧从外侧向朝向对置面70r、70l的方向(图5所示的箭头的方向)旋转。

获取部70在该状态下配置于收获物F的果梗FS来到对置面70r、70l之间的位置。于是，收获物F的果梗FS由一对获取构件70R、70L的无端带74引入，向基端侧移动。由此，果梗FS被第一切断部75的刃按压、切断，成为图5所示的状态。

然后，收获物F在夹持于一对获取构件70R、70L的无端带74的状态下，进一步向基端侧移动，如图6所示，果梗FS被第二切断部76的刃按压、切断，向下方下落。

返回图4，摄像机60固定于获取基座41，由控制部50控制，对条S、农作物C、收获物F进行拍摄。需要说明的是，摄像机60只要能拍摄条S、农作物C、收获物F，则也可以不固定于获取部40，例如可以固定于悬挂构件22。

返回图3，容纳构件24设于纵构件21的下端，容纳通过获取部40获取的收获物F。

图7、图8以及图9是说明本发明的优选的实施方式的获取装置的容纳构件的图。图7是从斜上方观察容纳构件24的图。图8和图9是从斜下方观察容纳构件24的图。此外，图8示出了容纳构件24关闭的状态，图9示出了容纳构件24打开的状态。

容纳构件24具备：容器部241、固定底242、移动底243以及驱动部244。

容器部241形成为至少上方开放的箱形状，如图3所示，经由支承构件装配于纵构件21的下端。

固定底242形成在容器部241中留有沿上下方向贯通的开口24a的底，从容器部241的上端附近向下倾斜地固定于容器部241。

移动底243通过驱动部244，可滑动移动地设于固定底242的下表面，与固定底242大致平行地设置。

驱动部244具备：引导部244a、轨道部244b、辊244c以及容纳构件电机244d。

引导部244a设于固定底242的下表面，沿固定底242的倾斜方向延伸，可滑动移动地支承移动底243。

轨道部244b设于容器部241的内侧侧面，沿引导部244a延伸。

辊244c在移动底243的下表面固定有轴，外周面与轨道部244b卡合，通过控制部50(参照图10)所控制的容纳构件电机244d的驱动而旋转。由此，通过控制部50(参照图10)的控制来驱动容纳构件电机244d，使辊244c旋转，由此移动底243沿轨道部244b移动。

根据以上的构成，容纳构件24如下所述地进行动作。

容纳构件24在图8所示的关闭的状态下，将通过获取部40获取的收获物容纳于容器部241内部。并且，例如，当在容器部241内部变得充满的情况下，容纳构件电机244d通过控制部50(参照图10)的控制而驱动，使辊244c旋转并且沿轨道部244b移动时，伴随于此，则移动底243向固定底242的下方移动，使开口24a开放，成为图9所示的状态，容纳于容器部241内部的收获物F向下方下落。

返回图1，罩30包括：主体31，至少覆盖控制部50(参照图10)、电池，形成有横构件232a能沿上下方向移动的插通孔30a；以及铲斗32，形成于最下部，形成为上方开放的容器形状，能储存获取的收获物F。在铲斗32的下部设有用于将储存于铲斗32的收获物F向下方放出的可开闭的放出口。

图10是本发明的优选的实施方式的控制部的功能框图。

控制部50具备：分析单元51、移动位置确定单元52、前后位置确定单元53、获取部控制单元54以及收发单元55，所述控制部50控制获取装置10的动作。此外，在控制部50中，摄像机60、缆线移动电机221a、旋转电机222a、上下移动电机231a、前后移动电机232b、抓持部电机420a、切断部电机431a以及容纳构件电机244d可通信地连接。

分析单元51对由摄像机60拍摄的条S、农作物C、收获物F的图像进行分析，判定是否成为收获物F。详细而言，分析单元51针对由摄像机60拍摄的图像，例如并用作为公知的技术的深度学习(deep learning)和图案匹配，根据检测准确度是否超过了规定的阈值来判定是否成为收获物F。

移动位置确定单元52在由分析单元51判定为成为收获物F的情况下，将该收获物F设为目标，以目标进入在能由摄像机60拍摄的视角中的规定的视角内的方式使获取部40移动。详细而言，移动位置确定单元52控制缆线移动电机221a的驱动，由此使获取装置10沿支承部5所延伸的方向(图2所示的条S延伸的方向)移动，使获取部40相对于目标的Y方向(参照图3)的位置对位。此外，移动位置确定单元52控制上下移动电机231a的驱动，由此使获取构件23沿上下方向移动，使获取部40相对于目标的Z方向(参照图3)的位置对位。

若通过移动位置确定单元52进行了获取部40相对于目标的Y方向(参照图3)和Z方向(参照图3)的对位，则前后位置确定单元53通过摄像机60拍摄收获物F，获取收获物F的图像作为点群数据，计测作为目标的收获物F的大小和至收获物F的距离。

然后，只要计测的收获物F的大小为预先设定的大小(例如，根据收获物F的种类而预先设定的S尺寸、M尺寸、L尺寸等)，则前后位置确定单元53控制前后移动电机232b的驱动，由此，基于计测的距离，使获取部40相对于目标的X方向(参照图3)的位置对位。

此外，前后位置确定单元53通过摄像机60，与收获物F一起获取一对抓持构件420的轴422的顶端的图像，检测轴422的顶端与收获物F的位置之差，控制缆线移动电机221a、旋转电机222a、上下移动电机231a或前后移动电机232b的驱动，由此，以使收获物F附近的果梗FS进入一对轴422之间的方式进行获取部40的位置校正。

获取部控制单元54在通过前后位置确定单元53，以使收获物F附近的果梗FS进入一对轴422之间的方式进行了获取部40的位置校正后，通过控制抓持部电机420a的驱动，使一对轴422从开放状态变位至抓持状态，使一对轴422抓住收获物F附近的果梗FS。

然后，获取部控制单元54在使一对轴422抓住收获物F附近的果梗FS后，通过控制切断部电机431a的驱动，使切断部43的刀片432转动，切断一对轴422所抓住的果梗FS。由此，成为图4所示的状态。

此外，前后位置确定单元53在获取部控制单元54使切断部43的刀片432旋转后，通过控制前后移动电机232b的驱动，使抓住收获物F的获取部40在X方向(参照图3)上向远离农作物C的方向(与纵构件21接近的方向)移动，并配置于罩30的铲斗32的上方。

然后，获取部控制单元54在前后位置确定单元53将抓住收获物F的获取部40配置于铲斗32的上方后，通过控制抓持部电机420a的驱动，使一对轴422从抓持状态变位至开放状态，使收获物F下落至铲斗32内。

收发单元55也可以向外部装置(例如，用户所操作的终端等)发送例如在规定的时刻获取的收获物F的数量(切断部电机431a的驱动次数)、获取装置10的位置信息(例如，相对于初始位置，根据基于缆线移动电机221a的驱动的移动距离而计算出的位置信息等)等。此外，收发单元55也可以从外部装置接收表示获取的收获物F的大小的设定、表示获取装置10的驱动时刻的信息、分析单元51或前后位置确定单元53的判定时所参照的基准数据等。

控制部50具备未图示的处理器、存储器(memory)、存储器(storage)、通信部，它们通过总线(bus)连接。处理器例如由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)构成，通过读出存储于存储器的各种程序并执行，进行各种处理。存储器存储由CPU执行的程序，例如，由ROM(Read Only Memory：只读存储器)、RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)构成。

以上，对本发明的实施方式和改进例进行了说明，但本发明不限于上述的这些实施方式。此外，本发明的实施方式和改进例所记载的效果只不过是列举出的由本发明产生的最优选的效果，本发明的效果不限定于本发明的实施方式和改进例所记载的效果。

附图标记说明

1：获取***；

5：支承部；

10：获取装置；

20：主体；

21：纵构件；

22：悬挂构件；

23：获取构件；

24：容纳构件；

24a：开口；

30：罩；

30a：插通孔；

31：主体；

32：铲斗；

40：获取部；

41：获取基座；

42：抓持部；

43：切断部；

50：控制部；

51：分析单元；

52：移动位置确定单元；

53：前后位置确定单元；

54：获取部控制单元；

55：收发单元；

60：摄像机；

70：获取部；

70L：获取构件；

70R：获取构件；

70l：对置面；

70r：对置面；

71：获取基座；

72：主辊；

73：辅助辊；

74：无端带；

75：第一切断部；

76：第二切断部；

100：获取装置；

221：卡合部；

221a：缆线移动电机；

222：旋转部；

222a：旋转电机；

230：移动部；

231：上下移动部；

231a：上下移动电机；

232：前后移动部；

232a：横构件；

232b：前后移动电机；

241：容器部；

242：固定底；

243：移动底；

244：驱动部；

244a：引导部；

244b：轨道部；

244c：辊；

244d：容纳构件电机；

420a：抓持部电机；

420：抓持构件；

420a：抓持部电机；

421：齿轮；

422：轴；

431：转动部；

431a：切断部电机；

432：刀片；

C：农作物；

F：收获物；

FS：果梗；

S：条。

Claims (4)

1.一种获取装置，能获取沿规定方向排列的对象物，配置于比所述对象物高的位置，被沿所述规定方向延伸的支承部支承，其中，

所述获取装置悬挂于所述支承部，能沿所述支承部移动，

所述获取装置具备：获取部，能沿上下方向移动，获取所述对象物。

2.根据权利要求1所述的获取装置，其中，

所述获取部具备：

抓持部，所述对象物为农作物，所述抓持部抓住该农作物的收获物附近或所述收获物本身；以及

切断部，在利用所述抓持部抓住的状态下，在所述收获物的附近进行切断。

3.根据权利要求1所述的获取装置，其中，

所述获取部具备：

获取构件，所述对象物为农作物，所述获取构件能以夹持该农作物的收获物附近或夹持所述收获物本身的方式从顶端侧向基端侧移动；

第一切断部，配置于所述获取构件的所述顶端侧，从所述农作物切离所述收获物；以及

第二切断部，配置于所述获取构件的所述基端侧，将所述收获物与所述获取构件所夹持的部分切离。

4.一种获取***，具备权利要求1至3中任一项所述的获取装置以及所述支承部，其中，

在所述对象物以多列排列的情况下，所述支承部沿第一列延伸，在该第一列的端部弯曲，延伸至作为与该第一列相邻的列的第二列，沿该第二列延伸。

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