JP5360832B2 - Fruit removal device and fruit harvesting device - Google Patents

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  • Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)

Description

本発明は、果柄除去装置及び果実収穫装置に関する。   The present invention relates to a fruit pattern removing device and a fruit harvesting device.

従来、イチゴやミニトマトなどの果実（作物）は、機械で扱うと傷みやすいため、人手で収穫していた。しかしながら、最近においては、水耕栽培などの進歩に伴い、機械による収穫の可能性がひらけてきていることから、労働時間の大幅な削減や、労力の低減を図るための収穫装置（収穫ロボット）の開発が進められている（例えば、特許文献１〜５参照）。   Conventionally, fruits (crop) such as strawberries and cherry tomatoes were easily harvested because they were easily damaged when handled with a machine. However, recently, with the advancement of hydroponic cultivation and the like, the possibility of harvesting by machine has been opening up, so a harvesting device (harvesting robot) to greatly reduce working hours and labor Is under development (for example, see Patent Documents 1 to 5).

特開２００１−９５３４８号公報JP 2001-95348 A 特開２００９−５５８７号公報JP 2009-5589 A 特開２００８−２０６４３８号公報JP 2008-206438 A 特開２００８−２２７３７号公報JP 2008-22737 A 特開２００１−１４５４１１号公報JP 2001-145411 A

上記特許文献２〜５では、果実にロボットが触れないようにするため、果柄を残したまま果実を収穫することとしている。しかるに、果柄が果実に残ったままであると、果実を搬送用の容器に収容した際に、果柄が隣接する果実に接触して、果実が損傷するおそれがある。この果実の損傷を抑制するためには、果実と果柄が接触しないような特別な容器を用意するか、あるいは、果柄を人手で切除するいわゆる「二度切り」を行う必要があり、手間が掛かる。   In Patent Documents 2 to 5, in order to prevent the robot from touching the fruit, the fruit is harvested while leaving the fruit pattern. However, if the fruit pattern remains in the fruit, the fruit pattern may come into contact with the adjacent fruit when the fruit is stored in the transport container, and the fruit may be damaged. In order to suppress this damage to the fruit, it is necessary to prepare a special container so that the fruit does not come into contact with the fruit handle, or to perform a so-called “twice cut” in which the fruit handle is cut manually. It takes.

また、特許文献１では、果柄を短く切断するために、摘採刃と調製刃とを備える果菜収穫用摘採ハンドが開示されている。しかるに、特許文献１の技術では、ハンドの位置を非常に繊細に適切な位置に調整しない限り、果実を損傷させずに、果柄のほぼ全てを除去するのは難しい。   Moreover, in patent document 1, in order to cut | disconnect a fruit handle shortly, the plucking hand for fruit vegetable harvesting provided with the plucking blade and the preparation blade is disclosed. However, with the technique of Patent Document 1, it is difficult to remove almost all of the fruit pattern without damaging the fruit unless the position of the hand is adjusted to an appropriate position very delicately.

そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、果柄の除去を容易に行うことが可能な果柄除去装置を提供することを目的とする。また、本発明は、人手による果柄の二度切りを不要とし、果柄による果実の損傷を抑制することが可能な果実収穫装置を提供することを目的とする。   Then, this invention was made | formed in view of the said situation, and it aims at providing the fruit removal apparatus which can remove a fruit pattern easily. It is another object of the present invention to provide a fruit harvesting device that does not require manual cutting of fruit patterns and that can suppress fruit damage due to fruit patterns.

本発明の果柄除去装置は、果実の果柄の一部を把持する一対の第１フィンガを有する第１フィンガ機構と、前記第１フィンガに把持されている前記果柄を切断する一対の第２フィンガを有する第２フィンガ機構と、前記果柄を把持する前記第１フィンガ機構と、前記第２フィンガ機構とが接近又は離間するように、前記第１フィンガ機構と前記第２フィンガ機構の少なくとも一方を駆動する駆動部と、前記第２フィンガ機構による切断を、前記第１、第２フィンガ機構が離間して、前記第２フィンガ機構が前記果実に接近した状態で実行する制御部と、を備える果柄除去装置である。   The fruit pattern removing apparatus according to the present invention includes a first finger mechanism having a pair of first fingers for gripping part of a fruit fruit pattern, and a pair of first fingers for cutting the fruit pattern gripped by the first finger. At least one of the first finger mechanism and the second finger mechanism so that the second finger mechanism having two fingers, the first finger mechanism that grips the fruit handle, and the second finger mechanism approach or separate from each other. A drive unit that drives one side, and a control unit that performs cutting by the second finger mechanism in a state where the first and second finger mechanisms are separated and the second finger mechanism is close to the fruit. It is the fruit removal apparatus provided.

これによれば、第１フィンガ機構が、果実の果柄を切断するとともに、切断した果柄の果実側の一部を把持し、第２フィンガ機構が、第１フィンガ機構から離間して果実に接近した状態で、果柄を切断するので、第１フィンガ機構により把持された果柄を果実に近い適切な位置で切断することができる。これにより、果柄の除去が容易になるとともに、専用の搬送容器を用いなくとも果柄による果実の損傷を抑制することができる。   According to this, while the 1st finger mechanism cuts the fruit fruit handle, it grasps a part of the fruit side of the cut fruit handle, and the 2nd finger mechanism is separated from the 1st finger mechanism, and is turned into a fruit. Since the fruit handle is cut in the approached state, the fruit handle held by the first finger mechanism can be cut at an appropriate position close to the fruit. Thereby, it becomes easy to remove the fruit handle, and it is possible to suppress damage to the fruit due to the fruit handle without using a dedicated transport container.

この場合において、前記第１フィンガ機構は、前記果柄を切断する切断部を有し、当該切断部により切断された果柄の前記果実側の一部を把持することとしても良い。これにより、切断部を用いて、苗木等に結実した果実を果柄にて切断して収穫することができるので、その収穫後の一連の動作として、果実から果柄を除去することができるようになる。   In this case, the first finger mechanism may have a cutting portion that cuts the fruit handle, and may grip a part of the fruit side of the fruit handle cut by the cutting portion. Thereby, using the cutting part, it is possible to harvest and harvest the fruit fruited on seedlings, etc., so that the fruit pattern can be removed from the fruit as a series of operations after the harvest become.

また、本発明の果柄除去装置では、前記駆動部が、前記第１フィンガ機構と前記第２フィンガ機構の少なくとも一方を、弾性部材の弾性力を利用して一定の力で駆動して、前記第１フィンガ機構と前記第２フィンガ機構とを離間させ、前記制御部が、前記第１フィンガ機構と前記第２フィンガ機構との間の離間動作が止まったタイミングで前記第２フィンガ機構による切断を実行するようにすることができる。これにより、第２フィンガ機構が果実に適切な力で接触した状態で、前記第１、第２フィンガ機構の離間動作を停止させることができるとともに、当該状態で、第２フィンガ機構による果柄の切断を行うことができる。このため、各種センサ（力覚センサなど）を設けなくとも、果柄の適切な位置を切断することができるようになる。   In the fruit pattern removing device of the present invention, the driving unit drives at least one of the first finger mechanism and the second finger mechanism with a constant force using an elastic force of an elastic member, and The first finger mechanism and the second finger mechanism are separated from each other, and the control unit performs cutting by the second finger mechanism at a timing when the separation operation between the first finger mechanism and the second finger mechanism stops. Can be executed. Thereby, while the second finger mechanism is in contact with the fruit with an appropriate force, the separation operation of the first and second finger mechanisms can be stopped, and in this state, the fruit pattern by the second finger mechanism can be stopped. Cutting can be done. For this reason, even if it does not provide various sensors (force sensor etc.), it becomes possible to cut the appropriate position of the fruit pattern.

また、本発明の果柄除去装置では、前記第１フィンガ機構と前記第２フィンガ機構とが離間するときに、前記一対の第２フィンガ間に、前記果柄が通過できるが前記果実は通過できない程度の間隙を形成する間隙形成部を更に備えることとすることができる。これにより、第１、第２フィンガ機構が離間動作を行っている間、第２フィンガ間からの果柄の離脱を抑制することができる。また、第２フィンガ間の間隔を狭くすることで、第２フィンガが果実の蔕の部分に接触する可能性を高くすることができる。これにより、果実の損傷の発生を低減することができる。   In the fruit pattern removing apparatus of the present invention, when the first finger mechanism and the second finger mechanism are separated from each other, the fruit pattern can pass between the pair of second fingers, but the fruit cannot pass. A gap forming part that forms a gap of a certain degree can be further provided. Thereby, while the 1st and 2nd finger mechanism is performing the separation operation, detachment of the handle from between the 2nd fingers can be controlled. Further, by narrowing the interval between the second fingers, it is possible to increase the possibility that the second fingers come into contact with the cocoon part of the fruit. Thereby, generation | occurrence | production of the damage of a fruit can be reduced.

また、本発明の果柄除去装置では、前記駆動部は、第２フィンガ機構を駆動しても良いが、前記第１フィンガ機構を駆動することとしても良い。   In the fruit pattern removing apparatus of the present invention, the drive unit may drive the second finger mechanism, but may drive the first finger mechanism.

本発明の果実収穫装置は、本発明の果柄除去装置と、前記果柄除去装置を移動させる移動装置と、を備える果実収穫装置である。これによれば、第２フィンガ機構により果柄が果実近傍で切断されるので、人手による果柄の二度切りを不要とし、専用の搬送容器を用いなくとも果柄による果実の損傷を抑制することができる。   The fruit harvesting apparatus of this invention is a fruit harvesting apparatus provided with the fruit pattern removal apparatus of this invention, and the moving apparatus which moves the said fruit pattern removal apparatus. According to this, since the fruit handle is cut in the vicinity of the fruit by the second finger mechanism, it is not necessary to cut the fruit pattern twice by hand, and the fruit damage due to the fruit pattern is suppressed without using a dedicated transport container. be able to.

本発明の果柄除去装置は、果柄の除去を容易に行うことができるという効果を奏する。また、本発明の果実収穫装置は、人手による果柄の二度切りを不要とし、果柄による果実の損傷を抑制することができるという効果を奏する。   The fruit pattern removing apparatus of the present invention has an effect that the fruit pattern can be easily removed. Moreover, the fruit harvesting apparatus of this invention makes it unnecessary to cut the fruit handle twice by hand, and has an effect that the damage of the fruit by the fruit pattern can be suppressed.

一実施形態のイチゴ収穫装置及び当該イチゴ収穫装置が設置された高設栽培農場の一部を示す図である。It is a figure which shows a part of strawberry farm of one embodiment and the high cultivation farm where the said strawberry harvesting apparatus was installed. 図１のハンド機構１０を取り出して拡大して示す図である。It is a figure which takes out and expands the hand mechanism 10 of FIG. 図３（ａ），図３（ｂ）は、上下動アクチュエータの断面を示す図である3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views of the vertical movement actuator. 図４（ａ）は、上下動アクチュエータが図３（ａ）の状態にあるときの、ハンド機構の状態を示す側面図であり、図４（ｂ）は、上下動アクチュエータが図３（ｂ）の状態にあるときの、ハンド機構の状態を示す側面図である。4A is a side view showing the state of the hand mechanism when the vertical movement actuator is in the state shown in FIG. 3A. FIG. 4B is a side view of the vertical movement actuator shown in FIG. It is a side view which shows the state of a hand mechanism when it exists in this state. 図５は、図４（ｂ）の状態のハンド機構を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing the hand mechanism in the state of FIG. 一実施形態のイチゴ収穫装置の制御系を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control system of the strawberry harvesting apparatus of one Embodiment. イチゴ収穫装置の具体的な処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the specific process of a strawberry harvesting apparatus. 図７のステップＳ１８のサブルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the subroutine of step S18 of FIG. 図９（ａ）〜図９（ｄ）は、ハンド機構の動作を説明するための図（その１）である。FIG. 9A to FIG. 9D are views (part 1) for explaining the operation of the hand mechanism. 図１０は、ハンド機構の動作を説明するための図（その２）である。FIG. 10 is a diagram (No. 2) for explaining the operation of the hand mechanism.

以下、本発明を実施するための一実施形態を図１〜図１０に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

図１には、本実施形態の果実収穫装置としてのイチゴ収穫装置１００及び当該イチゴ収穫装置１００が設置された高設栽培農場の一部が示されている。この高設栽培農場には、土耕栽培又は水耕栽培によるイチゴの結実時に、イチゴが垂れ下がるように栽培するための栽培ベッド４０と、この栽培ベッド４０を所定高さ（例えば、１ｍ）で支持する複数の脚４３とが設けられている。この栽培ベッド４０の高さは、作業者の作業性（例えば、作業者が腰をかがめたりせずに作業ができるか否か等）を考慮して設定されている。本実施形態では、栽培ベッド４０の長手方向をＹ軸方向、短手方向をＸ軸方向、これらＸ軸及びＹ軸に垂直な重力方向をＺ軸方向として、説明する。   FIG. 1 shows a strawberry harvesting apparatus 100 as a fruit harvesting apparatus of the present embodiment and a part of an upland farm where the strawberry harvesting apparatus 100 is installed. In this elevated cultivation farm, a cultivation bed 40 for cultivating the strawberries to hang down at the time of fruiting of strawberries by soil cultivation or hydroponics, and the cultivation bed 40 are supported at a predetermined height (for example, 1 m). A plurality of legs 43 are provided. The height of the cultivation bed 40 is set in consideration of the workability of the worker (for example, whether or not the worker can work without bending down). In this embodiment, the longitudinal direction of the cultivation bed 40 is described as the Y-axis direction, the short direction is defined as the X-axis direction, and the gravity direction perpendicular to the X-axis and the Y-axis is described as the Z-axis direction.

この高設栽培農場に設けられたイチゴ収穫装置１００は、地面上にＹ軸方向に沿って敷設されたレール３２Ａ，３２Ｂと、このレール３２Ａ，３２Ｂに沿ってＹ軸方向に移動する台車３０と、台車３０上に設けられたロボットアーム２０と、ロボットアーム２０の先端部に設けられた果柄除去装置としてのハンド機構１０と、台車３０上に設けられた、収穫したイチゴを収集するためのトレー５０と、を備えている。レール３２Ａ，３２Ｂは、栽培ベッド４０の長手方向（Ｙ軸方向）の長さとほぼ同一の長さを有している。なお、ロボットアーム２０及び台車３０等を含んで、ハンド機構２０を移動する移動装置が構成されている   The strawberry harvesting device 100 provided in this upland cultivation farm includes rails 32A and 32B laid on the ground along the Y-axis direction, and a carriage 30 that moves in the Y-axis direction along the rails 32A and 32B. The robot arm 20 provided on the carriage 30, the hand mechanism 10 as a fruit pattern removing device provided at the tip of the robot arm 20, and the harvested strawberries provided on the carriage 30 are collected. A tray 50. The rails 32A and 32B have substantially the same length as the length of the cultivation bed 40 in the longitudinal direction (Y-axis direction). In addition, the moving apparatus which moves the hand mechanism 20 is comprised including the robot arm 20 and the trolley | bogie 30 grade | etc.,.

台車３０は、２段の階段状の形状を有しており、その下側の段部３０ａにロボットアーム２０が設けられ、上側の段部３０ｂにトレー５０が設けられている。この台車３０は、駆動部１０６（図１では不図示、図６参照）の駆動力により、制御部としての制御装置９０（図１では不図示、図６参照）の指示の下、レール３２Ａ，３２Ｂに沿って、Ｙ軸方向に移動する。トレー５０は、ウレタンなどの柔軟性を有する材料から成り、イチゴを収容可能な凹部が複数設けられている。   The carriage 30 has a two-step staircase shape, the robot arm 20 is provided on the lower step portion 30a, and the tray 50 is provided on the upper step portion 30b. The carriage 30 is driven by a driving force of a drive unit 106 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6) under the direction of a control device 90 (not shown in FIG. 1, see FIG. 6) as a control unit. It moves in the Y-axis direction along 32B. The tray 50 is made of a flexible material such as urethane, and is provided with a plurality of recesses that can accommodate strawberries.

ロボットアーム２０は、モータドライバにより制御される電動モータによって作動する。このロボットアーム２０は、それぞれ２軸回りの回転が可能な関節部を２つ有し、１軸回りの回転が可能な機構を２つ有しているため、先端部（ハンド機構１０が設けられている部分）は、台車３０に対し、６自由度方向に移動可能となっている。ロボットアーム２０の動作は、図６の制御装置９０により制御される。   The robot arm 20 is operated by an electric motor controlled by a motor driver. Since the robot arm 20 has two joint portions each capable of rotating about two axes, and has two mechanisms capable of rotating about one axis, the tip portion (the hand mechanism 10 is provided). Is movable in the direction of 6 degrees of freedom with respect to the carriage 30. The operation of the robot arm 20 is controlled by the control device 90 of FIG.

ハンド機構１０は、収穫対象であるイチゴを収穫するとともに、果柄を除去する機構である。以下、このハンド機構１０について図２〜図１０に基づいて詳細に説明する。図２は、図１のハンド機構１０を取り出して拡大して示す図である。なお、図２では、紙面上下方向をＺ’軸方向、これに垂直な方向をＸ’軸方向、Ｚ’軸及びＸ’軸に垂直な方向をＹ’軸方向として説明する。   The hand mechanism 10 is a mechanism for harvesting strawberries to be harvested and removing the fruit pattern. Hereinafter, the hand mechanism 10 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is an enlarged view of the hand mechanism 10 of FIG. In FIG. 2, description will be made assuming that the vertical direction of the drawing is the Z′-axis direction, the direction perpendicular to the Z′-axis direction is the X′-axis direction, and the direction perpendicular to the Z′-axis and the X′-axis is the Y′-axis direction.

この図２に示すように、ハンド機構１０は、一対の第１フィンガ５２ａ，５２ｂを有する第１フィンガ部５４と、第１フィンガ部５４の−Ｚ’側に配置され、一対の第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂを有する第２フィンガ部１５４と、を備える。また、ハンド機構１０は、これら第１、第２フィンガ部５４，１５４を駆動する第１エアチャック５６及び第２エアチャック１５６と、間隙形成部としてのプッシュロッド５８と、駆動部としての上下動アクチュエータ６０と、を備える。   As shown in FIG. 2, the hand mechanism 10 includes a first finger part 54 having a pair of first fingers 52a and 52b and a -Z 'side of the first finger part 54, and a pair of second fingers 152a. , 152b having a second finger portion 154. The hand mechanism 10 includes a first air chuck 56 and a second air chuck 156 for driving the first and second finger portions 54 and 154, a push rod 58 as a gap forming portion, and a vertical movement as a driving portion. And an actuator 60.

第１フィンガ部５４の一方の第１フィンガ５２ｂの＋Ｘ’端部近傍には、緩衝材６２と、切断部としての第１切断刃６４と、略Ｌ字状のストッパ６６とが設けられている。緩衝材６２は、例えば、ゴムなどから成り、他方の第１フィンガ５２ａとの間にイチゴの果柄を挟んだ状態で、イチゴを保持するためのものである。第１切断刃６４は、他方の第１フィンガ５２ａとともに、イチゴの果柄にせん断力を作用させることで果柄を切断する。ストッパ６６は、イチゴの果柄を第１切断刃６４による切断が可能な位置にとどめておく部材である。   In the vicinity of the + X ′ end portion of one first finger 52 b of the first finger portion 54, a buffer material 62, a first cutting blade 64 as a cutting portion, and a substantially L-shaped stopper 66 are provided. . The cushioning material 62 is made of, for example, rubber, and holds the strawberry in a state where a strawberry fruit pattern is sandwiched between the other first finger 52a. Together with the other first finger 52a, the first cutting blade 64 cuts the fruit handle by applying a shearing force to the strawberry fruit pattern. The stopper 66 is a member that keeps the strawberry fruit pattern at a position where it can be cut by the first cutting blade 64.

第２フィンガ部１５４の一対の第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂには、第２切断刃１６２ａ，１６２ｂが設けられている。これら第２切断刃１６２ａ，１６２ｂは、実際には、Ｚ’軸方向の位置がずれた状態となっており（図９（ａ）等参照）、両第２切断刃１６２ａ，１６２ｂからイチゴの果柄にせん断力を作用させることで、イチゴの果柄を切断する。   The pair of second fingers 152a and 152b of the second finger portion 154 is provided with second cutting blades 162a and 162b. These second cutting blades 162a and 162b are actually in a state in which the position in the Z′-axis direction is shifted (see FIG. 9A, etc.), and the fruit of strawberry is removed from both second cutting blades 162a and 162b. By applying a shearing force to the handle, the strawberry fruit handle is cut.

第１エアチャック５６は、制御装置９０（図６）の指示の下、第１フィンガ部５４の一対の第１フィンガ５２ａ，５２ｂ間を接近させたり離間させたりして、第１フィンガ部５４の開閉動作を行う。具体的には、第１フィンガ５２ａの＋Ｙ’方向への移動と第１フィンガ５２ｂの−Ｙ’方向への移動とを同時に行ったり、第１フィンガ５２ａの−Ｙ’方向への移動と第１フィンガ５２ｂの＋Ｙ’方向への移動とを同時に行ったりする。なお、第１エアチャック５６と第１フィンガ部５４とにより、第１フィンガ機構が構成されている。第１エアチャック５６の＋Ｚ’面には、板部材７０が設けられている。板部材７０、第１エアチャック５６及び第１フィンガ部５４は、一体となって、上下動アクチュエータ６０（後述）の駆動力により、Ｚ’軸方向に延びるガイド部材７２に沿って移動するようになっている。   The first air chuck 56 moves the pair of first fingers 52a, 52b of the first finger portion 54 closer to or away from each other under the instruction of the control device 90 (FIG. 6). Open and close. Specifically, the movement of the first finger 52a in the + Y ′ direction and the movement of the first finger 52b in the −Y ′ direction are performed simultaneously, or the movement of the first finger 52a in the −Y ′ direction and the first movement. The finger 52b is simultaneously moved in the + Y ′ direction. The first air chuck 56 and the first finger portion 54 constitute a first finger mechanism. A plate member 70 is provided on the + Z ′ surface of the first air chuck 56. The plate member 70, the first air chuck 56, and the first finger portion 54 are integrally moved along a guide member 72 extending in the Z′-axis direction by a driving force of a vertical movement actuator 60 (described later). It has become.

第２エアチャック１５６は、制御装置９０（図６）の指示の下、第２フィンガ部１５４の一対の第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂ間を接近させたり離間させたりして、第２フィンガ部１５４の開閉動作を行う。具体的には、第２フィンガ１５２ａの＋Ｙ’方向への移動と第２フィンガ１５２ｂの−Ｙ’方向への移動とを同時に行ったり、第２フィンガ１５２ａの−Ｙ’方向への移動と第２フィンガ１５２ｂの＋Ｙ’方向への移動とを同時に行ったりする。この第２エアチャック１５６は、ガイド部材７２を保持する土台部材７４の下面に固定された状態となっている。なお、第２エアチャック１５６と第２フィンガ部１５４とにより、第２フィンガ機構が構成されている。   The second air chuck 156 moves the pair of second fingers 152a and 152b of the second finger portion 154 closer to or away from each other under the instruction of the control device 90 (FIG. 6). Open and close. Specifically, the movement of the second finger 152a in the + Y ′ direction and the movement of the second finger 152b in the −Y ′ direction are performed simultaneously, or the movement of the second finger 152a in the −Y ′ direction and the second movement. The finger 152b is simultaneously moved in the + Y ′ direction. The second air chuck 156 is fixed to the lower surface of the base member 74 that holds the guide member 72. The second air chuck 156 and the second finger portion 154 constitute a second finger mechanism.

プッシュロッド５８は、第２フィンガ部１５４の一方の第２フィンガ１５２ａに対して＋Ｙ’方向の力を付与することで、第２フィンガ１５２ａを＋Ｙ’方向に所定距離だけ移動させる。この場合、第２エアチャック１５６により、第２フィンガ１５２ｂも、第２フィンガ１５２ａと同一量だけ反対方向（−Ｙ’方向）に移動するようになっている。なお、プッシュロッド５８による、第２フィンガ１５２ａの移動量は、第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂ間の間隔（第２切断刃１６２ａ，１６２ｂ間の間隔）が、所定間隔となるような移動量であるものとする。この所定間隔は、第２切断刃１６２ａ，１６２ｂ間をイチゴの果柄が通過できる程度の間隔で、かつイチゴの果実は通過できない程度の間隙、例えば、３ｍｍ間隔であるものとする。なお、プッシュロッド５８は、制御装置９０（図６）の指示の下、駆動される。   The push rod 58 applies a force in the + Y ′ direction to one second finger 152a of the second finger portion 154, thereby moving the second finger 152a by a predetermined distance in the + Y ′ direction. In this case, the second air chuck 156 moves the second finger 152b in the opposite direction (-Y 'direction) by the same amount as the second finger 152a. The movement amount of the second finger 152a by the push rod 58 is such that the interval between the second fingers 152a and 152b (interval between the second cutting blades 162a and 162b) is a predetermined interval. And The predetermined interval is an interval that allows the strawberry fruit pattern to pass between the second cutting blades 162a and 162b, and an interval that prevents the strawberry fruit from passing, for example, an interval of 3 mm. The push rod 58 is driven under the instruction of the control device 90 (FIG. 6).

図３（ａ）、図３（ｂ）は、上下動アクチュエータ６０及びその近傍の断面を示す図である。上下動アクチュエータ６０は、図３（ａ）に示すように、一対のエアシリンダ機構１６０ａ，１６０ｂを有する。一方のエアシリンダ機構１６０ａは、シリンダ部８２と、シリンダ部８２内部に形成された内部空間８２ａに＋Ｚ’側から挿入された状態のピストン部８４と、ピストン部８４を常時＋Ｚ’方向に付勢する弾性部材（ここでは、圧縮コイルバネ）８６を有する。なお、弾性部材８６の付勢力は、例えば、約３Ｎとされている。他方のエアシリンダ機構１６０ｂも、上記一方のエアシリンダ機構１６０ａと同様の構成となっている。   FIGS. 3A and 3B are views showing a cross section of the vertical movement actuator 60 and the vicinity thereof. As shown in FIG. 3A, the vertical movement actuator 60 includes a pair of air cylinder mechanisms 160a and 160b. One air cylinder mechanism 160a includes a cylinder portion 82, a piston portion 84 in a state inserted from the + Z ′ side into an internal space 82a formed inside the cylinder portion 82, and a biasing force of the piston portion 84 in the + Z ′ direction at all times. An elastic member (here, a compression coil spring) 86 is provided. The urging force of the elastic member 86 is about 3N, for example. The other air cylinder mechanism 160b has the same configuration as the one air cylinder mechanism 160a.

上記のように構成される上下動アクチュエータ６０では、シリンダ部８２の内部空間８２ａ内にエアが供給された状態では、弾性部材８６の作用により、図３（ａ）に示すように、ピストン部８４が＋Ｚ’方向に移動する。この移動により、ピストン部８４の＋Ｚ’端部に固定された板部材７０も＋Ｚ’方向に移動するため、これと一体とされている第１エアチャック５６及び第１フィンガ部５４も＋Ｚ’方向に移動する。一方、シリンダ部８２の内部空間８２ａ内が減圧された状態では、図３（ｂ）に示すように、ピストン部８４が弾性部材８６の付勢力に抗して−Ｚ’方向に移動する。この移動により、板部材７０、第１エアチャック５６及び第１フィンガ部５４が一体的に−Ｚ’方向に移動することになる。なお、上下動アクチュエータ６０は、制御装置９０（図６）の指示の下、駆動される。   In the vertically moving actuator 60 configured as described above, when air is supplied into the internal space 82 a of the cylinder portion 82, the piston portion 84 is caused by the action of the elastic member 86 as shown in FIG. Moves in the + Z ′ direction. Due to this movement, the plate member 70 fixed to the + Z ′ end of the piston portion 84 also moves in the + Z ′ direction, so that the first air chuck 56 and the first finger portion 54 integrated therewith also move in the + Z ′ direction. Move to. On the other hand, in a state where the internal space 82a of the cylinder part 82 is depressurized, the piston part 84 moves in the −Z ′ direction against the urging force of the elastic member 86 as shown in FIG. By this movement, the plate member 70, the first air chuck 56, and the first finger portion 54 are integrally moved in the −Z ′ direction. The vertical movement actuator 60 is driven under the instruction of the control device 90 (FIG. 6).

図４（ａ）は、上下動アクチュエータ６０が図３（ａ）の状態にあるときの、ハンド機構１０の状態を示す側面図である。この図４（ａ）の状態では、第１フィンガ部５４の下端面と、第２フィンガ部１５４の上端面との間に間隔ｄ0が形成される。また、図４（ｂ）は、上下動アクチュエータ６０が図３（ｂ）の状態にあるときの、ハンド機構１０の状態を示す側面図であり、図５は、図４（ｂ）の状態のハンド機構１０を示す斜視図である。これら、図４（ｂ）、図５の状態では、第１フィンガ部５４の下端面と、第２フィンガ部１５４の上端面との間の間隔が０（又はほぼ０）となる。 FIG. 4A is a side view showing the state of the hand mechanism 10 when the vertical movement actuator 60 is in the state of FIG. In the state of FIG. 4A, a gap d 0 is formed between the lower end surface of the first finger portion 54 and the upper end surface of the second finger portion 154. 4B is a side view showing the state of the hand mechanism 10 when the vertical movement actuator 60 is in the state of FIG. 3B, and FIG. 5 is the state of FIG. 4B. FIG. 2 is a perspective view showing a hand mechanism 10. In these states shown in FIGS. 4B and 5, the distance between the lower end surface of the first finger portion 54 and the upper end surface of the second finger portion 154 is 0 (or almost 0).

図６には、本実施形態のイチゴ収穫装置１００の制御系がブロック図にて示されている。この図６に示すように、本実施形態では、上述した構成のほか、ハンド機構１０に、カメラ１０２、距離センサ１０４、及び気体供給装置１０８が設けられている。カメラ１０２は、視野内に存在するイチゴの位置を検出したり、イチゴを横方向から検出して、イチゴの色（着色度）を検出するものである。制御装置９０では、カメラ１０２により検出されたイチゴの色（着色度）に基づいて、そのイチゴが、未熟果であるか赤熟果であるかを判断することにより、そのイチゴを収穫対象とするか否かを判断する。また、制御装置９０は、カメラ１０２によるイチゴの位置の検出結果に基づいて、収穫対象のイチゴの位置を特定する。距離センサ１０４は、収穫対象のイチゴとハンド機構１０との距離を検知するものである。なお、カメラ１０２及び距離センサ１０６に代えて、ハンド機構１０にステレオカメラシステムを搭載し、このステレオカメラシステムを用いて、収穫対象のイチゴとハンド機構１０との位置関係を正確に検知するようにしても良い。気体供給装置１０８は、第１フィンガ部５４近傍に圧縮気体を吹き付けるものであり、第１フィンガ部５４に付着した切断後の果柄を吹き飛ばすためのものである。   FIG. 6 is a block diagram showing a control system of the strawberry harvesting apparatus 100 of the present embodiment. As shown in FIG. 6, in this embodiment, in addition to the configuration described above, the hand mechanism 10 is provided with a camera 102, a distance sensor 104, and a gas supply device 108. The camera 102 detects the strawberry color (coloring degree) by detecting the position of the strawberry present in the field of view or detecting the strawberry from the lateral direction. In the control device 90, based on the color (coloring degree) of the strawberry detected by the camera 102, it is determined whether the strawberry is an unripe fruit or a red ripened fruit, and the strawberry is targeted for harvesting. Determine whether or not. Moreover, the control apparatus 90 specifies the position of the strawberry to be harvested based on the detection result of the position of the strawberry by the camera 102. The distance sensor 104 detects the distance between the strawberry to be harvested and the hand mechanism 10. Note that a stereo camera system is mounted on the hand mechanism 10 instead of the camera 102 and the distance sensor 106, and the positional relationship between the strawberry to be harvested and the hand mechanism 10 is accurately detected using this stereo camera system. May be. The gas supply device 108 blows compressed gas in the vicinity of the first finger portion 54, and blows away the cut fruit attached to the first finger portion 54.

次に、本実施形態のイチゴ収穫装置１００の具体的な処理について、図７，８のフローチャートに沿って、その他図面を適宜参照しつつ説明する。   Next, specific processing of the strawberry harvesting apparatus 100 of the present embodiment will be described along the flowcharts of FIGS. 7 and 8 with reference to other drawings as appropriate.

図７のフローチャートは、作業者が、制御装置９０に接続されている入力装置（不図示）から作業開始のボタン等を押した段階から開始される。まず、ステップＳ１０では、制御装置９０が、ハンド機構１０を初期状態に設定する。具体的には、上下動アクチュエータ６０の内部空間８２ａ内を減圧状態にして、図５に示すように、第１フィンガ部５４と第２フィンガ部１５４とが再接近した状態とするとともに、第１、第２エアチャック５６，１５６を介して、一対の第１フィンガ５２ａ，５２ｂと、一対の第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂとを開いた状態とする。   The flowchart in FIG. 7 is started when the operator presses a work start button or the like from an input device (not shown) connected to the control device 90. First, in step S10, the control device 90 sets the hand mechanism 10 to an initial state. Specifically, the interior space 82a of the vertical movement actuator 60 is depressurized so that the first finger portion 54 and the second finger portion 154 come close again as shown in FIG. The pair of first fingers 52a and 52b and the pair of second fingers 152a and 152b are opened via the second air chucks 56 and 156.

次いで、ステップＳ１２では、制御装置９０が、カメラ１０２を用いて画像を取得し、収穫対象のイチゴの位置を前述のようにして特定する。次いで、ステップＳ１４では、制御装置９０は、距離センサ１０４の検出値をモニタしつつ、ロボットアーム２０を収穫対象のイチゴに向けて移動させる。   Next, in step S12, the control device 90 acquires an image using the camera 102, and specifies the position of the strawberry to be harvested as described above. Next, in step S14, the control device 90 moves the robot arm 20 toward the harvest target strawberry while monitoring the detection value of the distance sensor 104.

次いで、ステップＳ１６では、制御装置９０が、距離センサ１０４の検出値に基づいて、ハンド機構１００が収穫対象のイチゴに到達したか否かを判断する。制御装置９０は、ここでの判断が肯定された段階で、ステップＳ１８に移行する。なお、ステップＳ１６の判断が肯定された段階では、図９（ａ）に模式的に示すように、収穫対象のイチゴの果柄が、一対の第１フィンガ５２ａ，５２ｂ間、及び一対の第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂ間に位置することになる。また、図９（ａ）の状態では、図５等のＸ’Ｙ’Ｚ’座標系と、図１のＸＹＺ座標系とが一致（Ｘ軸＝Ｘ’軸、Ｙ軸＝Ｙ’軸、Ｚ軸＝Ｚ’軸）するようになる。なお、この状態では、イチゴの果柄は、第１フィンガ５２ｂに設けられたストッパ６６のうち、Ｙ’方向に延びる部分の＋Ｘ端部に接触した状態となる。   Next, in step S <b> 16, the control device 90 determines whether the hand mechanism 100 has reached the strawberry to be harvested based on the detection value of the distance sensor 104. The control device 90 proceeds to step S18 when the determination here is affirmed. In addition, in the stage where determination of step S16 was affirmed, as typically shown to Fig.9 (a), the fruit pattern of the strawberry to be harvested is between a pair of 1st fingers 52a and 52b, and a pair of 2nd 2nd. It will be located between fingers 152a and 152b. In the state of FIG. 9A, the X′Y′Z ′ coordinate system of FIG. 5 and the XYZ coordinate system of FIG. 1 coincide (X axis = X ′ axis, Y axis = Y ′ axis, Z Axis = Z ′ axis). In this state, the strawberry fruit pattern is in contact with the + X end of the portion extending in the Y ′ direction of the stopper 66 provided on the first finger 52b.

次いで、ステップＳ１８では、制御装置９０が、収穫処理のサブルーチンを実行する。具体的には、図８の処理を実行する。図８のステップＳ３０では、制御装置９０は、第１エアチャック５６を作動させる。すなわち、制御装置９０は、第１エアチャック５６を作動させて、一対の第１フィンガ５２ａ，５２ｂを、図９（ｂ）に示すように、閉状態にする。この動作により、第１切断刃６４により果柄が切断されることになる。また、第１フィンガ５２ｂと第１フィンガ５２ａは、果実側に付いたままの果柄の＋Ｚ’端部近傍を挟持（保持）する。なお、第１フィンガ５２ｂには、緩衝材６２が設けられているので、果柄及び果実を確実に保持することが可能である。   Next, in step S18, the control device 90 executes a harvesting process subroutine. Specifically, the process of FIG. 8 is executed. In step S <b> 30 of FIG. 8, the control device 90 operates the first air chuck 56. That is, the control device 90 operates the first air chuck 56 to close the pair of first fingers 52a and 52b as shown in FIG. 9B. By this operation, the fruit handle is cut by the first cutting blade 64. Further, the first finger 52b and the first finger 52a pinch (hold) the vicinity of the + Z ′ end portion of the fruit pattern that remains attached to the fruit side. In addition, since the buffer material 62 is provided in the 1st finger 52b, it is possible to hold | maintain a fruit handle and a fruit reliably.

次いで、ステップＳ３２では、ステップＳ３０の処理が完了したか否かを判断する。ここでの判断が肯定されると、次のステップＳ３４に移行する。次のステップＳ３４では、制御装置９０は、ロボットアーム２０を所定位置まで移動させる。ここで、所定位置とは、第１フィンガ部５４にて保持されているイチゴが、図１のトレー５０のうち、イチゴが収容されていない凹部の上方に位置する位置であるものとする。次のステップＳ３６では、ステップＳ３４の処理が完了したか否かを判断する。ここでの判断が肯定されると、次のステップＳ３８に移行する。   Next, in step S32, it is determined whether or not the process of step S30 has been completed. If the determination here is affirmed, the process proceeds to the next step S34. In the next step S34, the control device 90 moves the robot arm 20 to a predetermined position. Here, it is assumed that the predetermined position is a position where the strawberry held by the first finger portion 54 is located above the recess in the tray 50 of FIG. In the next step S36, it is determined whether or not the process in step S34 is completed. If the determination here is affirmed, the process proceeds to the next step S38.

ステップＳ３８では、制御装置９０が、プッシュロッド５８を作動させる。すなわち、制御装置９０は、プッシュロッド５８を作動させて、図９（ｃ）に示すように、一対の第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂの間隔を所定間隔（例えば、第２切断刃１６２ａ，１６２ｂの間隔が３ｍｍ程度となる間隔）に狭める。次のステップＳ４０では、ステップＳ３８の処理が完了したか否かを判断する。ここでの判断が肯定されると、次のステップＳ４２に移行する。   In step S <b> 38, the control device 90 operates the push rod 58. That is, the control device 90 operates the push rod 58 to set the interval between the pair of second fingers 152a and 152b (for example, the interval between the second cutting blades 162a and 162b) as shown in FIG. 9C. Is reduced to an interval of about 3 mm. In the next step S40, it is determined whether or not the process in step S38 is completed. If the determination here is affirmed, the process proceeds to the next step S42.

ステップＳ４２では、制御装置９０は、上下動アクチュエータ６０を作動させる。すなわち、制御装置９０は、上下動アクチュエータ６０の内部空間８２ａ内の減圧状態を解除して、ピストン部８４を上昇させることで、第１フィンガ部５４を上昇駆動する。これにより、図９（ｄ）に示すように、第１フィンガ部５４と第２フィンガ部１５４との間の間隔が広がる。この場合、第１フィンガ部５４は、イチゴの果柄を保持したままであるので、イチゴも上昇し、第２フィンガ部１５４（第２切断刃１６２ａ，１６２ｂ）の下面にイチゴの蔕が接触した時点で、第１フィンガ部５４及びイチゴの上昇が停止する。この場合、第１フィンガ部５４と第２フィンガ部１５４との間隔が、図４（ａ）に示す間隔ｄ0以下の間隔ｄ1となった状態で、第１フィンガ部５４の上昇が停止する。 In step S <b> 42, the control device 90 operates the vertical movement actuator 60. That is, the control device 90 releases the reduced pressure state in the internal space 82 a of the vertical movement actuator 60 and raises the piston portion 84 to drive the first finger portion 54 upward. Thereby, as shown in FIG.9 (d), the space | interval between the 1st finger part 54 and the 2nd finger part 154 spreads. In this case, since the 1st finger part 54 has hold | maintained the strawberry fruit pattern, a strawberry also rose and the strawberries came into contact with the lower surface of the 2nd finger part 154 (2nd cutting blade 162a, 162b). At the time, the rising of the first finger portion 54 and the strawberry stops. In this case, the rise of the first finger portion 54 is stopped in a state where the interval between the first finger portion 54 and the second finger portion 154 is the interval d 1 which is equal to or less than the interval d 0 shown in FIG. .

なお、上記のように、第２フィンガ部１５４がイチゴの蔕に接触して停止してもイチゴの果実部分に損傷を与えることはない。これは、第２フィンガ部１５４は、イチゴの蔕に接触するとともに、当該接触の際に果実に加わる力は、第１フィンガ部５４の上昇を停止させる程度に適度な力（弾性部材８６の付勢力（約３Ｎ））のみだからである。次のステップＳ４４では、ステップＳ４２の処理が完了したか否かを判断する。ここでの判断が肯定されると、次のステップＳ４６に移行する。   In addition, as mentioned above, even if the 2nd finger part 154 contacts a strawberry strawberry and stops, it will not damage a fruit part of a strawberry. This is because the second finger part 154 contacts the strawberry cocoon, and the force applied to the fruit during the contact is moderate enough to stop the rise of the first finger part 54 (attachment of the elastic member 86). This is because it is only power (about 3N). In the next step S44, it is determined whether or not the process in step S42 is completed. If the determination here is affirmed, the process proceeds to the next step S46.

ステップＳ４６では、制御装置９０は、第２エアチャック１５６を作動させる。すなわち、制御装置９０は、第２エアチャック１５６を作動させて、一対の第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂを、図１０に示すように閉状態にする。この場合、第２切断刃１６２ａ，１６２ｂとにより、果柄が、果実（蔕）の近傍で切断されることになる。この切断により、果実はハンド機構１００から落下して、トレー５０の凹部に収容され、当該収穫対象のイチゴの収穫が終了する。なお、トレー５０は、ウレタンなどの柔軟性を有する部材から成るため、トレー５０上にイチゴを落下させても、イチゴは損傷しないようになっている。次のステップＳ４８では、ステップＳ４６の処理が完了したか否かを判断する。ここでの判断が肯定されると、ステップＳ５０に移行する。   In step S46, the control device 90 operates the second air chuck 156. That is, the control device 90 operates the second air chuck 156 to close the pair of second fingers 152a and 152b as shown in FIG. In this case, the fruit handle is cut in the vicinity of the fruit (strawberry) by the second cutting blades 162a and 162b. By this cutting, the fruit falls from the hand mechanism 100 and is accommodated in the recess of the tray 50, and the harvesting of the strawberry to be harvested is completed. Since the tray 50 is made of a flexible member such as urethane, the strawberry is not damaged even if the strawberry is dropped on the tray 50. In the next step S48, it is determined whether or not the process in step S46 is completed. If the determination here is affirmed, the process proceeds to step S50.

ステップＳ５０では、制御装置９０は、ハンド機構１０を上述したステップＳ１０と同様に初期状態に戻すとともに、気体供給装置１０８から第１フィンガ部５４近傍に気体を噴射する。これにより、第１フィンガ５２ａ，５２ｂのいずれかに果柄が付着したままであっても、噴射される気体により、果柄を除去する（吹き飛ばす）ことが可能である。次のステップＳ５２では、ステップＳ５４の処理が完了したか否かを判断し、ここでの判断が肯定されると、図７のステップＳ２０に移行する。   In step S50, the control device 90 returns the hand mechanism 10 to the initial state as in step S10 described above, and injects gas from the gas supply device 108 to the vicinity of the first finger portion 54. Thereby, even if the fruit handle remains attached to one of the first fingers 52a and 52b, it is possible to remove (blow off) the fruit handle with the injected gas. In the next step S52, it is determined whether or not the process in step S54 is completed. If the determination here is affirmed, the process proceeds to step S20 in FIG.

図７のステップＳ２０では、制御装置９０は、全処理を終了するか否かを判断する。ここで、全処理を終了する場合とは、作業者が、制御装置９０に接続されている入力装置から、作業を停止する旨の指示を出した場合等である。ここでの判断が否定された場合には、ステップＳ１２に戻り、上記と同様にして、次の収穫対象のイチゴの収穫を行う。一方、ステップＳ２０の判断が肯定された場合には、図７、図８の全処理を終了する。なお、収穫後のイチゴは、トレー５０に収容される。搬送時には、作業者により、大きさ及び品質に基づきイチゴが選別された後、従来より用いられているイチゴパックなどに詰めて、搬送すれば良い。このようにしても、イチゴから果柄がほとんど除去されているので、果柄による他のイチゴの損傷を低減することができる。   In step S20 of FIG. 7, the control device 90 determines whether or not to end all processing. Here, the case where all the processes are finished is a case where the operator gives an instruction to stop the work from the input device connected to the control device 90. If the determination is negative, the process returns to step S12, and the next harvest target strawberry is harvested in the same manner as described above. On the other hand, if the determination in step S20 is affirmative, all the processes in FIGS. 7 and 8 are terminated. The harvested strawberry is stored in the tray 50. At the time of conveyance, after the strawberries are sorted based on the size and quality by the operator, they may be packed and transported in a conventionally used strawberry pack or the like. Even if it does in this way, since the fruit handle is almost removed from the strawberry, the damage of the other strawberry by a fruit handle can be reduced.

以上、詳細に説明したように、本実施形態によると、上下動アクチュエータ６０が、果柄の一部を把持する一対の第１フィンガ５２ａ，５２ｂを有する第１フィンガ部５４と、第１フィンガ５２ａ，５２ｂに把持されている果柄を切断する一対の第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂを有する第２フィンガ部１５４とを接近又は離間させ、制御装置９０は、第１、第２フィンガの離間により第２フィンガ部１５４が果実に接近した状態で、第２フィンガ部１５４による切断を実行するので、第１フィンガ部５４により把持された果柄を果実に近い適切な位置で切断することができる。これにより、果柄の除去が容易となるとともに、専用の搬送容器を用いなくとも搬送中における果柄による果実の損傷を抑制することができるようになる。また、本実施形態では、イチゴ収穫装置１００にハンド機構１０を搭載しているので、収穫後のイチゴの果柄を果実近傍で切断することができる。これにより、人手による果柄の二度切りが不要となる。   As described above in detail, according to the present embodiment, the vertical movement actuator 60 includes the first finger portion 54 having the pair of first fingers 52a and 52b that grip a part of the fruit handle, and the first finger 52a. , 52b, the second finger portion 154 having a pair of second fingers 152a, 152b for cutting the handle gripped by the handle is moved closer to or away from the second finger portion 154, and the control device 90 is moved to the second position by the separation of the first and second fingers. Since the cutting by the second finger unit 154 is executed in a state where the finger unit 154 is close to the fruit, the fruit handle gripped by the first finger unit 54 can be cut at an appropriate position close to the fruit. As a result, the fruit pattern can be easily removed, and damage to the fruit due to the fruit pattern during conveyance can be suppressed without using a dedicated conveyance container. Moreover, in this embodiment, since the hand mechanism 10 is mounted in the strawberry harvesting apparatus 100, the fruit pattern of the strawberry after harvesting can be cut | disconnected in the fruit vicinity. This eliminates the need to manually cut the fruit pattern twice.

また、本実施形態では、第１フィンガ部５４は、高設栽培農場で栽培されているイチゴの果柄を、第１切断刃６４にて切断した後に、果柄の一部を把持する。これにより、第１切断刃６４を用いて、苗木等に結実したイチゴを果柄にて切断して収穫することができるので、その収穫後の一連の動作において、第１フィンガ部５４で果実を果柄にて保持したまま、第２フィンガ部１５４により果柄を切断することができるようになる。   Moreover, in this embodiment, the 1st finger part 54 hold | grips a part of fruit pattern, after cutting the fruit pattern of the strawberry cultivated in the high cultivation farm with the 1st cutting blade 64. FIG. As a result, the first cutting blade 64 can be used to cut and harvest the strawberry fruited on the seedlings or the like with the fruit handle, and in the series of operations after the harvesting, the fruit is removed by the first finger unit 54. The fruit pattern can be cut by the second finger portion 154 while being held by the fruit pattern.

また、本実施形態では、上下動アクチュエータ６０が、第１フィンガ部５４を、弾性部材の弾性力を利用して一定の力で上昇駆動して、第１フィンガ部５４と第２フィンガ部１５４とを離間させており、制御装置９０が、第１フィンガ部５４と第２フィンガ部１５４との間の離間動作が止まったタイミングで第２フィンガ部１５４による切断を実行することとしている。これにより、本実施形態では、第２フィンガ部１５４が果実に適切な力で接触した状態で、第１、第２フィンガ部５４，１５４の離間動作を停止させることができるとともに、当該状態で、第２フィンガ部１５４による果柄の切断を行うことができる。このため、各種センサ（力覚センサなど）を設けなくとも、果柄の適切な位置を切断することができる。   Further, in the present embodiment, the vertical movement actuator 60 drives the first finger portion 54 to rise with a constant force using the elastic force of the elastic member, and the first finger portion 54 and the second finger portion 154 The controller 90 executes the cutting by the second finger portion 154 at the timing when the separating operation between the first finger portion 54 and the second finger portion 154 stops. Thereby, in this embodiment, while the 2nd finger part 154 is in the state which contacted the fruit with appropriate force, while separating operation of the 1st and 2nd finger parts 54 and 154 can be stopped, in the state concerned, The fruit pattern can be cut by the second finger portion 154. For this reason, even if it does not provide various sensors (force sensor etc.), the appropriate position of a fruit handle can be cut.

また、本実施形態では、第１フィンガ部５４と第２フィンガ部１５４とが離間するときには、一対の第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂ間には、果柄が通過できるが果実は通過できない程度の間隙が形成される。したがって、第１、第２フィンガ部５４，１５４とが離間動作を行っている間、第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂ間に果柄を停留させることができる。また、第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂ間の間隔を狭くすることで、第２フィンガ１５２ａ，１５２ｂが果実の蔕の部分に接触する可能性を高くすることができる。これにより、果実の損傷の発生を低減することができる。   In the present embodiment, when the first finger portion 54 and the second finger portion 154 are separated from each other, there is a gap between the pair of second fingers 152a and 152b so that the fruit handle can pass but the fruit cannot pass. It is formed. Therefore, the handle can be stopped between the second fingers 152a and 152b while the first and second finger portions 54 and 154 are performing the separating operation. Further, by narrowing the interval between the second fingers 152a and 152b, it is possible to increase the possibility that the second fingers 152a and 152b come into contact with the fruit buds. Thereby, generation | occurrence | production of the damage of a fruit can be reduced.

なお、上記実施形態では、第２切断刃１６２ａ，１６２ｂがせん断力により、果柄を切断する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、第２切断刃１６２ａ，１６２ｂの高さを同一にするとともに、各第２切断刃１６２ａ，１６２ｂの対向部分（刃部）を鋭利にし、当該刃部で果柄を挟むことで、果柄を切断するようにしても良い。この場合、より、蔕に近い位置で果柄を切断できるようになる。   In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the 2nd cutting blades 162a and 162b cut | disconnect a fruit handle with a shearing force, it is not restricted to this. For example, the heights of the second cutting blades 162a and 162b are made the same, the opposing portions (blade portions) of the second cutting blades 162a and 162b are sharpened, and the handle is sandwiched between the blade portions, You may make it cut | disconnect. In this case, the fruit pattern can be cut at a position closer to the heel.

なお、上記実施形態では、ハンド機構１０が、高設栽培農場で栽培されているイチゴを収穫して、果柄を果実近傍から切断する場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、既に収穫済みで、かつ蔕に果柄が残っている状態のイチゴをハンド機構１０（第１フィンガ部５４）に保持させ、この状態から、第２フィンガ部１５４で果柄を除去するようにしても良い。この場合にも、果柄を自動で除去することができることになる。なお、この場合には、第１フィンガ部５４に第１切断刃６４を設けなくても良い。   In addition, although the said embodiment demonstrated the case where the hand mechanism 10 harvests the strawberry cultivated in the high cultivation farm and cuts a fruit handle from the fruit vicinity, it is not restricted to this. For example, the hand mechanism 10 (first finger part 54) holds a strawberry that has already been harvested and has a fruit pattern remaining in the cocoon, and from this state, the fruit pattern is removed by the second finger part 154. Anyway. Even in this case, the fruit pattern can be automatically removed. In this case, the first cutting blade 64 may not be provided in the first finger portion 54.

なお、上記実施形態では、ハンド機構１０が、上側の第１フィンガ部５４を上下動させる場合について説明したが、これに限らず、下側の第２フィンガ部１５４を上下動させるようにしても良い。また、第１、第２フィンガ部５４，１５４の両方を上下動させるようにしても良い。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。   In the above embodiment, the case where the hand mechanism 10 moves the upper first finger portion 54 up and down has been described. However, the present invention is not limited to this, and the lower second finger portion 154 may be moved up and down. good. Further, both the first and second finger portions 54 and 154 may be moved up and down. Even if it does in this way, the effect similar to the said embodiment can be acquired.

なお、上記実施形態では、制御装置９０は、図８の処理において、各部の動作が完了したか否かの判断を行った後に、次の処理を行うこととした（ステップＳ３２、Ｓ３６，Ｓ４０，Ｓ４４，Ｓ４８，Ｓ５２）。しかしながら、これに限られるものではなく、各処理が順次実行されるように処理タイミングを予め設定しておくこととすれば、完了したか否かの判断を行わなくても良い。   In the above embodiment, the control device 90 performs the following process after determining whether or not the operation of each unit is completed in the process of FIG. 8 (steps S32, S36, S40, S44, S48, S52). However, the present invention is not limited to this, and it is not necessary to determine whether or not the processing has been completed if the processing timing is set in advance so that each processing is sequentially executed.

なお、上記実施形態では、本発明の果柄除去装置及び果実収穫装置を、イチゴの果柄除去及び収穫に用いる場合について説明したが、これに限らず、トマトやナスなどの、その他の野菜・果物の果柄除去及び収穫に用いることとしても良い。   In addition, in the said embodiment, although the case where the fruit pattern removal apparatus and fruit harvesting apparatus of this invention were used for the fruit pattern removal and harvesting of a strawberry was demonstrated, not only this but other vegetables, such as a tomato and eggplant, It may be used for fruit pattern removal and harvesting.

上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。   The above-described embodiment is an example of a preferred embodiment of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

１０ ハンド機構（果柄除去装置）
２０ ロボットアーム（移動装置の一部）
３０ 台車（移動装置の一部）
５２ａ，５２ｂ 第１フィンガ
５４ 第１フィンガ部（第１フィンガ機構の一部）
５６ 第１エアチャック（第１フィンガ機構の一部）
５８ プッシュロッド（間隙形成部）
６０ 上下動アクチュエータ（駆動部）
８６ 弾性部材
９０ 制御装置（制御部）
１００ イチゴ収穫装置（果実収穫装置）
１５２ａ，１５２ｂ 第２フィンガ
１５４ 第２フィンガ部（第２フィンガ機構の一部）
１５６ 第２エアチャック（第２フィンガ機構の一部） 10 Hand mechanism (fruit removal device)
20 Robot arm (part of moving device)
30 carts (part of mobile device)
52a, 52b 1st finger 54 1st finger part (a part of 1st finger mechanism)
56 First air chuck (part of the first finger mechanism)
58 Push rod (gap forming part)
60 Vertical actuator (drive unit)
86 Elastic member 90 Control device (control unit)
100 Strawberry harvesting device (fruit harvesting device)
152a, 152b 2nd finger 154 2nd finger part (a part of 2nd finger mechanism)
156 Second air chuck (part of second finger mechanism)

Claims (6)

果実の果柄の一部を把持する一対の第１フィンガを有する第１フィンガ機構と、
前記第１フィンガに把持されている前記果柄を切断する一対の第２フィンガを有する第２フィンガ機構と、
前記果柄を把持する前記第１フィンガ機構と、前記第２フィンガ機構とが接近又は離間するように、前記第１フィンガ機構と前記第２フィンガ機構の少なくとも一方を駆動する駆動部と、
前記第２フィンガ機構による切断を、前記第１、第２フィンガ機構が離間して、前記第２フィンガ機構が前記果実に接近した状態で実行する制御部と、を備える果柄除去装置。 A first finger mechanism having a pair of first fingers for gripping part of the fruit pattern;
A second finger mechanism having a pair of second fingers for cutting the fruit handle held by the first finger;
A drive unit that drives at least one of the first finger mechanism and the second finger mechanism so that the first finger mechanism that grips the fruit handle and the second finger mechanism approach or separate from each other;
A fruit pattern removing apparatus comprising: a control unit that performs cutting by the second finger mechanism in a state where the first and second finger mechanisms are separated and the second finger mechanism is close to the fruit. 前記第１フィンガ機構は、前記果柄を切断する切断部を有し、当該切断部により切断された果柄の前記果実側の一部を把持することを特徴とする請求項１に記載の果柄除去装置。   2. The fruit according to claim 1, wherein the first finger mechanism has a cutting part that cuts the fruit handle, and grips a part of the fruit side of the fruit pattern cut by the cutting part. Handle removal device. 前記駆動部は、前記第１フィンガ機構と前記第２フィンガ機構の少なくとも一方を、弾性部材の弾性力を利用して一定の力で駆動して、前記第１フィンガ機構と前記第２フィンガ機構とを離間させ、
前記制御部は、前記第１フィンガ機構と前記第２フィンガ機構との間の離間動作が止まったタイミングで前記第２フィンガ機構による切断を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の果柄除去装置。 The drive unit drives at least one of the first finger mechanism and the second finger mechanism with a constant force using an elastic force of an elastic member, and the first finger mechanism and the second finger mechanism Separate
The said control part performs the cutting | disconnection by the said 2nd finger mechanism at the timing which the separation operation | movement between the said 1st finger mechanism and the said 2nd finger mechanism stopped. Fruit pattern removal device. 前記第１フィンガ機構と前記第２フィンガ機構とが離間するときに、前記一対の第２フィンガ間に、前記果柄が通過できるが前記果実は通過できない程度の間隙を形成する間隙形成部を更に備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の果柄除去装置。   When the first finger mechanism and the second finger mechanism are separated from each other, there is further provided a gap forming portion that forms a gap between the pair of second fingers so that the fruit handle can pass but the fruit cannot pass. The fruit pattern removing apparatus according to any one of claims 1 to 3, further comprising: 前記駆動部は、前記第１フィンガ機構を駆動することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の果柄除去装置。   The fruit removing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the driving unit drives the first finger mechanism. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の果柄除去装置と、
前記果柄除去装置を移動させる移動装置と、を備える果実収穫装置。 The fruit pattern removing apparatus according to any one of claims 1 to 5,
A fruit harvesting device comprising: a moving device that moves the fruit pattern removing device.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104206121A (en) * 2014-09-16 2014-12-17 中国农业大学 Strawberry picking end effector and working process thereof
WO2022038057A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-24 Thorsten Seckert Robot system and mobile robot for picking stem fruit of a plant

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5825636B2 (en) * 2012-02-28 2015-12-02 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 Fruit removal device
CN107696047B (en) * 2017-10-12 2020-11-03 新昌县大菠萝农业发展有限公司 End effector of cucumber flexible picking manipulator and picking method
CN108401655B (en) * 2018-03-14 2020-12-25 河南工业大学 Ridge culture strawberry picking machine
JP2021040490A (en) * 2019-09-06 2021-03-18 株式会社デンソー End effector for harvesting crop and crop harvesting system
CN111247962B (en) * 2020-02-06 2023-11-24 山东农业大学 End effector of fruit picking robot and picking method
JP6991611B1 (en) 2020-10-20 2022-01-12 株式会社アイナックシステム Fruit harvesting hand
KR102542825B1 (en) * 2020-11-18 2023-06-14 농업회사법인 주식회사 에그리봇 Crop Harvesting Robot Apparat
GR1010229B (en) * 2021-03-29 2022-05-05 Ειδικος Λογαριασμος Κονδυλιων Ερευνας Διπαε, Tool with robotic end for the simultaneous holding and cutting of objects - application of said tool in precision agriculture and viticulture
US11730084B2 (en) * 2021-04-30 2023-08-22 Zordi, Inc. System and method for automatically gripping and cutting fruits and plants
GB2607326B (en) * 2021-06-03 2023-07-19 The Univ Of Lincoln Apparatus and systems for selective crop harvesting

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62215313A (en) * 1986-03-17 1987-09-22 工業技術院長 Fruits harvester
JP3054706B1 (en) * 1999-03-18 2000-06-19 農林水産省 野菜・茶業試験場長 Automatic eggplant harvesting method and apparatus
JP2001095348A (en) * 1999-10-01 2001-04-10 Masateru Nagata Plucking hard for harvesting fruit vegetable and method for harvesting fruit vegetable with the same
JP5119392B2 (en) * 2007-02-26 2013-01-16 井関農機株式会社 Fruit harvesting robot and strawberry cultivation facility
JP2009027976A (en) * 2007-07-26 2009-02-12 National Agriculture & Food Research Organization Holding apparatus

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104206121A (en) * 2014-09-16 2014-12-17 中国农业大学 Strawberry picking end effector and working process thereof
WO2022038057A1 (en) * 2020-08-17 2022-02-24 Thorsten Seckert Robot system and mobile robot for picking stem fruit of a plant

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