JP2893864B2 - 果実収穫機における転倒防止装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、果実収穫機における転倒防止装置に関
し、リンゴなどの収穫に利用できる。

〔従来技術〕 従来のこの種果実収穫機にあっては、例えば、特開平
２−65725号公報に示されているように、果菜類を捕捉
する作業用ハンドの前方に、予め複数個に区画された作
業範囲が設定され、一つの作業範囲内にある果菜類が位
置する方向を求める画像処理手段と、その画像処理手段
の情報に基づいて前記作業用ハンドを前記果菜の位置す
る方向に向けて誘導するハンド誘導手段と、前記画像処
理手段の情報に基づいて、前記撮像手段が撮像する作業
範囲内に果菜類が存在しない場合には、前記撮像手段の
撮像視野をつぎの作業範囲に変更する作業範囲変更手段
とが設けられた果菜類収穫機の誘導装置に関するものが
ある。

〔発明が解決しようとする課題〕

果実を撮像手段によって色に基づき検出しようとする
と、その果実は、背景の葉、幹、枝などと区別できる色
であることが必要である。

従来のこの種撮像手段を用いて色に基づき、果実を識
別してその画像情報に基づき収穫ハンドを誘導する場
合、正確な誘導ができずしばしば空収穫をおこす欠陥が
あった。

また、果実収穫ハンドを上方に高く伸長して高い位置
の果実を収穫するとき車台が不安定となり安全性に欠け
る欠陥があった。

しかしながら、果実収穫機は、常に移動しながら収穫
しなければならないから、車台の移動を固定して収穫作
業を行うことはできない。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上述した課題を解決するために、次の如
き技術的手段を講ずる。すなわち、走行装置１を有する
車台２上には、撮像手段３と該撮像手段３にて撮像した
果実を収穫する果実収穫ハンド４を設けると共に、車台
２の下方における前後走行装置1,1の中間位置には、重
量物を載置した転倒防止装置25を設け、前記撮像手段３
が撮像した果実を認識する制御装置９からの制御信号に
基づき、前記果実収穫ハンド４を収穫動作させると共
に、該果実収穫ハンド４の収穫動作に関連して、前記転
倒防止装置25を下動させることを特徴とする果実収穫機
における転倒防止装置である。

〔作用・効果〕

果実が収穫の適期になると、果実収穫機を操作して収
穫作業に移る。まず、撮像手段３を略果実の高さ程度に
伸ばして、走行装置１を駆動しながら前進させて収穫作
業を始める。果実が撮像手段３の撮像可能な範囲内に入
ってくると、果実を撮像してその撮像信号を制御装置９
へと送信する。該制御装置９が、収穫可能な果実である
と判断すると、果実収穫ハンド４を作動させて収穫作業
を開始すると共に、転倒防止装置25を下方へ下げる。こ
れにより、果実収穫機の重心が下がるので、車台２の安
定が保たれ、安全に作業を行うことができるものであ
る。

〔実施例〕

車台１は、駆動モーター16を設けた走行装置１を有
し、その駆動モーター16の正逆転によって前後進ができ
る構成としている。

なお、この駆動モーター16は、方向センサー26の情報
に基づき制御される構成としている。

そして、収穫リンク装置５は、車台２に設けた取付枠
17に第１アーム6a、第２アーム6b、第３アーム6c、第４
アーム6dの順にそれぞれ電動モーター11a、11b、11c、1
1d、11e、11f、11gを介して枢着連結し関節部７として
いる。

なお、電動モーター11dは、縦軸を回転軸として駆動
する構成としている。

そして、これら各電動モーター11a、11b、11c、11d、
11e、11f、11gは、後述する制御装置９から信号を受け
て正逆回転でき各アーム６を制御できる構成としてい
る。

しかも、各関節部７は、上述の電動モーター11ととも
にポテンショメーター27かあるいはエンコーダ28のいず
れか一方を設け作動量を制御装置９に送る構成としてい
る。

果実収穫ハンド４は、上部に撮像手段３であるイメー
ジセンサー10を設けて前方の画像を撮る構成とし、近傍
にはナイフ14を設け、その下方にはフック13を取り付け
ている。

なお、29は近傍センサーである。

そして、イメージセンサー10は、撮像範囲内に入って
きた対象物を色によって撮らえ制御装置９に画像信号と
して送る構成としている。

キャリヤ15は、第１図に示すように、囲枠18内に上下
可能に装備した底板19を昇降リンク20によって支持する
構成としている。そして、昇降リンク20は、その下部を
昇降モーター22に連結したねじ軸21に螺合し、投入され
た果実の量に応じて底板19を下方に下げる構成としてい
る。

転倒防止装置23は、車台２の下方に作動リンク24によ
って支持した転倒防止プレート25を接地できる構成にし
ている。

すなわち、この転倒防止プレート25は、果実収穫ハン
ド４を先端部に持つ収穫リンク装置５が上昇すると車体
２の安定を確保するために接地できる構成としている。

つぎに、袋８は、成育初期の果実にかけるもので従来
から慣用されており、収穫適期にイメージセンサー10で
撮像したとき背景と識別できる色例えば、赤色に着色し
ている。

そして、袋８は、上部開口部分にばね材を用いて果実
に装着するとばね圧によって取付ができる構成とし、側
部に係止孔12を設けている。

なお、イメージセンサー10は、天然光をカットするた
めにフィルターを設けた構成とし、ストロボによる反射
光のみを認識できるようにすると袋８の係止孔12の位置
を検出するのに都合がよい。

また、イメージセンサー10は、上述のようにフィルタ
ーをかけておいて、スリット状の光を発する機構を併設
すると撮像対象物の立体的形状を認識できるものとな
る。

すなわち、スリット光を用いる構成にすると、撮像対
象物にスリット光があたると、平な部分と球状（立体
的）の部分との差があらわれて葉と果実との認識が容易
となる。

つぎに収穫作業について説明する。

まず、果実の成育の初期における袋かけ作業に際し、
上述した赤色に着色した袋８を果実にかけて栽培する。

そして、果実が成長し収穫の適期に達すると、収穫作
業を開始するが、以下にその作業を説明する。

車台２は、駆動モーター16を駆動して走行装置１を伝
動し、果樹園内を前進する。

このとき、収穫リンク装置５は、制御装置９からの制
御信号によって、上部の果実収穫ハンド４に設けている
イメージセンサー10の高さを果実レベルにあわせるため
各アーム６の関節部７が作動して上昇する。

このようにして、イメージセンサー10は、画面内に目
標位置をとらえながら進み、果実にかけた袋８を撮像す
るとそれを画像信号として制御装置９に送る。

この画像信号は、イメージセンサー10が前述のとおり
着色した袋の赤色を背景の色と区別して認識し、間接的
に果実の位置を知ることになるものである。

このようにして、果実の位置が制御装置９に認識され
ると、制御装置９は、その果実と果実収穫ハンド４との
距離を計算して各電動モーター11a〜11gに制御信号を発
する。

それにともなって、各アーム6a〜6dは、角度変更がさ
れ、電動モーター11dによって平面的に回転されて果実
収穫ハンド４を果実に接近させる。

このように果実収穫ハンド４が果実まで所定距離に接
近すると、フローチャート図に示すように係止孔（Ｏリ
ング）12を検出するためにストロボ光による画像入力を
行う。

そして、果実収穫ハンド４は、制御装置９からの制御
信号に基づき係止孔（Ｏリング）12にアプローチする。

そして、果実は、フック13が袋８の係止孔12に挿入さ
れると同時にナイフ14がとびだして果柄部分が切断され
ハンド４に保持される。

このようにして果実は、切り取られると保持された状
態で下方に運ばれてキャリヤ15に収納される。

転倒防止装置23は、上述のように高所の果実を収穫す
るために、収穫リンク装置５を伸長して果実収穫ハンド
４を上昇するに伴い転倒防止プレート25が下方に下がっ
て接地して車台２の安定を保ことができる。

なお、30はバッテリーを示し、転倒防止プレート25に
重量を与え、安定を保つための構成である。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示すものであって、第１図は
一部を断面して示す側面図、第２図は制御構成のブロッ
ク図、第３図は制御作動のプローチャート、第４図は作
用図、第５図は別実施例の作用図、第６図は全体斜面図
である。 符号の説明 １……走行装置、２……車台 ３……撮像手段、４……果実収穫ハンド ５……収穫リンク装置、６……アーム 6a……第１アーム、6b……第２アーム 6c……第３アーム、6d……第４アーム ７……関節部、８……袋 ９……制御装置、10……イメージセンサー 11……電動モーター、11a……電動モーター 11b……電動モーター、11c……電動モーター 11d……電動モーター、11e……電動モーター 11f……電動モーター、11g……電動モーター 12……係止孔、13……フック 14……ナイフ、15……キャリヤ 16……駆動モーター、17……取付枠 18……囲枠、19……底板 20……昇降リンク、21……ねじ軸 22……昇降モーター、23……転倒防止装置 24……作動リンク、25……転倒防止プレート 26……方向センサー、27……ポテンショメーター 28……エンコーダ、29……近接センサー 30……バッテリー

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行装置１を有する車台２上には、撮像手
   段３と該撮像手段３にて撮像した果実を収穫する果実収
   穫ハンド４を設けると共に、車台２の下方における前後
   走行装置1,1の中間位置には、重量物を載置した転倒防
   止装置25を設け、前記撮像手段３が撮像した果実を認識
   する制御装置９からの制御信号に基づき、前記果実収穫
   ハンド４を収穫動作させると共に、該果実収穫ハンド４
   の収穫動作に関連して、前記転倒防止装置25を下動させ
   ることを特徴とする果実収穫機における転倒防止装置。