JP7223659B2 - fruit and vegetable harvester - Google Patents

Description

本発明は、果菜類の果実を収穫する果菜類収穫機に関するものである。 The present invention relates to a fruit and vegetable harvester for harvesting fruits of fruit and vegetable.

従来、果菜類の果実を収穫する果菜類収穫機として、例えば、特許文献１に記載された果菜類収穫機が知られている。図１は、特許文献１に開示された果菜類収穫機の斜視図である。この果菜類収穫機１´は、電動式の四輪を駆動制御しながら走行する車体Ｂ´と、この車体Ｂ´上に、果実を収穫するマニピュレータＭ´と、収穫した果実を収容する収容容器Ｐ´が設けられている。このマニピュレータＭ´は、ハンド部Ｈ´と、アーム部Ａ´を備えており、このアーム部Ａ´によってハンド部Ｈ´を移動させながら、収穫可能な果実を探索して摘み取り、摘み取った果実をハンド部Ｈ´で把持しながら、収容容器Ｐ´に収容する動作を繰り返すよう構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a fruit and vegetable harvester for harvesting fruits of fruit and vegetable, for example, a fruit and vegetable harvester described in Patent Document 1 is known. FIG. 1 is a perspective view of a fruit and vegetable harvester disclosed in Patent Document 1. FIG. This fruit and vegetable harvester 1' includes a vehicle body B' that travels while driving and controlling four electric wheels, a manipulator M' that harvests fruit on the vehicle body B', and a container that stores the harvested fruit. P' is provided. The manipulator M' includes a hand portion H' and an arm portion A'. While moving the hand portion H' by the arm portion A', the manipulator M' searches for and picks harvestable fruits, and picks the picked fruits. It is configured to repeat the action of holding it in the container P' while holding it with the hand portion H'.

特開平４－１６６０１３号公報JP-A-4-166013

しかしながら、上記特許文献１に開示された果菜類収穫機１´は、車体Ｂ´から果実を収穫できる領域が、車体Ｂ´周囲の狭い範囲に限られており、その結果、こまめに車体Ｂ´の前進と停止を繰り返しながら果実を収穫しなければならず、収穫作業の効率の面で改善の余地が存在した。 However, in the fruit and vegetable harvesting machine 1' disclosed in Patent Document 1, the area in which fruits can be harvested from the vehicle body B' is limited to a narrow range around the vehicle body B'. There is room for improvement in terms of the efficiency of the harvesting work, as the fruit must be harvested by repeatedly moving forward and stopping.

これに対し、車体Ｂ´から果実を収穫できる領域を拡大することを目的として、仮にアーム部Ａ´の全長を長くすると、これに応じて収穫作業時のアーム部Ａ´及びハンド部Ｈ´の軌道が長くなり、一つ一つの果実の収穫速度や収穫時の動作の安定性が低下する不都合が生じる。加えて、機体のバランスを保つために果菜類収穫機１´の車体Ｂ´の全長も長く設ける必要があり、その結果、製造コストの増加や走行時に小回りが利かないといった不都合が生じる。 On the other hand, if the overall length of the arm portion A' is increased for the purpose of expanding the area where the fruit can be harvested from the vehicle body B', the arm portion A' and the hand portion H' during the harvesting operation are increased accordingly. The trajectory becomes longer, and there arises the inconvenience that the harvesting speed of each fruit and the stability of the operation during harvesting are lowered. In addition, the body B' of the fruit and vegetable harvester 1' must be long in order to maintain the balance of the machine body.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、従来よりも、収穫作業の効率を向上するようにした果菜類収穫機を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a fruit and vegetable harvester that improves the efficiency of harvesting work compared to the conventional one.

上記の目的は、
［１］果実の収穫装置を搭載して走行可能な車体を備えた果菜類収穫機であって、前記収穫装置を吊り下げ支持する吊り下げ支持体を備え、前記収穫装置は、果実の摘み取り及び保持が可能なハンド部と、先端に前記ハンド部が設けられた可動式のアーム部と、を備え、前記収穫装置は、前記吊り下げ支持体に前記車体の上方において宙吊り状態で支持されたことを特徴とする果菜類収穫機によって達成される。 The purpose of the above is
[1] A fruit and vegetable harvester equipped with a fruit harvesting device and having a vehicle body capable of traveling, comprising a suspension support for suspending and supporting the harvesting device, wherein the harvesting device is used for picking and The harvesting device is provided with a hand portion capable of being held and a movable arm portion having the hand portion at its tip, and the harvesting device is supported in a suspended state above the vehicle body by the suspension support. is achieved by a fruit and vegetable harvester characterized by

上記［１］に記載の本発明によれば、収穫装置が、車体の上方において宙吊り状態で吊り下げ支持体に支持されたことにより、従来よりも、車体に対する収穫装置の配設位置の自由度が高まる。これにより、車体から果実を収穫できる領域を拡大し、収穫作業の効率を向上できる。加えて、車体の全長をコンパクトに形成できるため、車体の小回りが利くようになり、収穫作業の効率をさらに向上できる。 According to the present invention described in [1] above, since the harvesting device is supported by the hanging support in a suspended state above the vehicle body, the degree of freedom in the arrangement position of the harvesting device with respect to the vehicle body is higher than in the conventional art. increases. As a result, the area where fruit can be harvested from the vehicle body can be expanded, and the efficiency of the harvesting work can be improved. In addition, since the entire length of the car body can be formed compactly, the car body can turn sharply and the efficiency of the harvesting work can be further improved.

［２］本発明のさらに好ましい構成は、上記［１］に記載の発明において、車体上に果実を収容する収容容器を載置可能な載置スペースを備え、吊り下げ支持体は、載置スペースの上方で前記アーム部の基端部を支持するよう構成したことを特徴とする。 [2] A further preferred configuration of the present invention is, in the invention described in [1] above, provided with a mounting space in which a container for containing fruit can be mounted on the vehicle body, and the suspension support includes the mounting space The base end of the arm is supported above the arm.

この本発明のさらに好ましい構成によれば、載置スペースの上方で前記アーム部の基端部を支持するよう構成したため、収穫作業時におけるアーム部及びハンド部の軌道を短くすることができ、その結果、果実一つ一つの収穫速度を向上でき、収穫作業の効率をさらに向上できる。 According to a further preferred configuration of the present invention, since the base end portion of the arm portion is supported above the mounting space, the trajectory of the arm portion and the hand portion during harvesting can be shortened. As a result, the harvesting speed of each fruit can be improved, and the efficiency of the harvesting work can be further improved.

［３］本発明のさらに好ましい構成は、上記［１］または［２］に記載の発明において、 吊り下げ支持体は、車体の上方において一端部が支持された片支持構造となっていることを特徴とする。 [3] A further preferred configuration of the present invention is the invention described in [1] or [2] above, wherein the hanging support has a single support structure in which one end is supported above the vehicle body. Characterized by

この本発明のさらに好ましい構成によれば、吊り下げ支持体を片支持構造としたことで、車体と吊り下げ支持体との間で、ハンド部が可動できる空間を広く確保でき、これにより、車体から果実を収穫できる領域を拡大し、収穫作業の効率をさらに向上できる。 According to a further preferred configuration of the present invention, the suspension support has a single-support structure, so that a wide space in which the hand portion can move can be secured between the vehicle body and the suspension support. It can expand the area where fruits can be harvested from, and further improve the efficiency of harvesting work.

［４］本発明のさらに好ましい構成は、上記［３］に記載の発明において、吊り下げ支持体は、昇降装置によって昇降可能に構成されたことを特徴とする。 [4] A further preferred configuration of the present invention is characterized in that, in the invention described in [3] above, the hanging support is configured to be liftable by an elevating device.

この本発明のさらに好ましい構成によれば、吊り下げ支持体を昇降装置によって昇降可能としたことにより、吊り下げ支持体とともに収穫装置を上下方向に移動可能とし、収穫装置が収穫可能な領域を上下方向に拡大することができる。その結果、収穫作業の効率をさらに向上できる。さらに、収穫装置のアーム部の可動関節の個数を削減でき、収穫装置の製造コストを低減できる。 According to a further preferred configuration of the present invention, the suspending support can be lifted and lowered by the lifting device, so that the harvesting device can be moved vertically together with the suspending support, and the harvestable region of the harvesting device can be moved up and down. direction can be expanded. As a result, the efficiency of harvesting work can be further improved. Furthermore, the number of movable joints of the arm portion of the harvesting device can be reduced, and the manufacturing cost of the harvesting device can be reduced.

［５］本発明のさらに好ましい構成は、上記［１］～［４］のいずれかに記載の発明において、吊り下げ支持体は、収穫装置を水平方向に移動可能としたことを特徴とする。 [5] A further preferred configuration of the present invention is characterized in that, in the invention described in any one of [1] to [4] above, the suspension support allows the harvesting device to move in the horizontal direction.

この本発明のさらに好ましい構成によれば、収穫装置を水平方向に移動可能としたことにより、収穫装置が収穫可能な領域を水平方向に拡大することができる。これにより、収穫作業の効率をさらに向上できる。 According to a further preferred configuration of the present invention, by making the harvesting device movable in the horizontal direction, the harvestable area of the harvesting device can be expanded in the horizontal direction. Thereby, the efficiency of the harvesting work can be further improved.

［６］本発明のさらに好ましい構成は、上記［２］～［５］のいずれかに記載の発明において、吊り下げ支持体は、載置スペースの上方を覆う片屋根状に設けられたことを特徴とする。 [6] A further preferred configuration of the present invention is that in the invention described in any one of [2] to [5] above, the hanging support is provided in the form of a single roof covering the mounting space above. Characterized by

この本発明のさらに好ましい構成によれば、吊り下げ支持体が載置スペースの上方を覆う片屋根状に設けられたことにより、吊り下げ支持体が、高位置にある植物から落下する落葉等の異物や栽培ハウスの天井から落下する結露水を受け、これらが収容容器に混入する事態を防止できる。 According to a further preferred configuration of the present invention, the hanging support is provided in the form of a single roof that covers the upper part of the mounting space, so that the hanging support can be used to protect fallen leaves and the like from the plant at a high position. It is possible to prevent foreign matter and condensed water falling from the ceiling of the cultivation house from being mixed into the storage container.

以上のように、本発明によれば、従来よりも収穫作業の効率を向上する果菜類収穫機を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY As described above, according to the present invention, it is possible to provide a fruit and vegetable harvesting machine that improves the efficiency of harvesting work compared to the conventional one.

図１は、特許文献１に開示の果菜類収穫機の斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a fruit and vegetable harvester disclosed in Patent Document 1. FIG. 図２は、本発明の実施の形態にかかる果菜類収穫機の外観を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the fruit and vegetable harvester according to the embodiment of the present invention. 図３は、図２におけるマニピュレータの概略左側面図である。3 is a schematic left side view of the manipulator in FIG. 2. FIG. 図４は、図３のハンド部の斜視図である。4 is a perspective view of the hand portion of FIG. 3. FIG. 図５は、図２における吊り下げ支持体周辺の分解斜視図である。FIG. 5 is an exploded perspective view around the suspension support in FIG. 図６（Ａ）は、図２における移動支持機構の斜視図であり、図６（Ｂ）は、同平面図であり、図６（Ｃ）は、同正面図である。6(A) is a perspective view of the movement support mechanism in FIG. 2, FIG. 6(B) is a plan view of the same, and FIG. 6(C) is a front view of the same. 図７は、平面視における、図２のマニピュレータの収穫可能領域を示す説明図である。FIG. 7 is an illustration showing the harvestable area of the manipulator of FIG. 2 in plan view. 図８は、図２における昇降装置の正面視における部分断面図である。FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the lifting device in FIG. 2 as viewed from the front. 図９は、図２の果菜類収穫機の左側面図である。9 is a left side view of the fruit and vegetable harvester of FIG. 2; FIG. 図１０は、図２の果菜類収穫機の左側面図である。10 is a left side view of the fruit and vegetable harvester of FIG. 2; FIG. 図１１は、図２のマニピュレータの制御に係る制御系のブロック図である。11 is a block diagram of a control system for controlling the manipulator of FIG. 2. FIG. 図１２は、図２の果菜類収穫機による収穫作業の処理の一連の流れを示すフローチャートである。FIG. 12 is a flow chart showing a series of processes of harvesting work by the fruit and vegetable harvester of FIG.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図２は、本発明の実施の形態にかかる果菜類収穫機１の外観を示す斜視図である。ここで、図２に示されるＸＹＺ直交座標系の＋Ｙ方向を果菜類収穫機１の前方、－Ｙ方向を後方、＋Ｘ方向を右方、－Ｘ方向を左方、＋Ｚ方向を上方、－Ｚ方向を下方とする。また、以下の説明では、果菜類収穫機１によって収穫される果菜類の種類として、トマトを想定しているが、収穫対象となる果菜類はトマトに限られない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
FIG. 2 is a perspective view showing the appearance of the fruit and vegetable harvester 1 according to the embodiment of the present invention. Here, the +Y direction of the XYZ orthogonal coordinate system shown in FIG. Set the direction downward. Also, in the following description, tomatoes are assumed as the type of fruit vegetables harvested by the fruit and vegetable harvester 1, but fruit vegetables to be harvested are not limited to tomatoes.

＜全体構成＞
図２に示されるように、果菜類収穫機１は、走行可能な車体Ｂと、果実Ｋを収穫するマニピュレータ（収穫装置）Ｍと、このマニピュレータＭを車体Ｂの上方で水平方向に移動可能に吊り下げ支持する吊り下げ支持体Ｖと、この吊り下げ支持体とともにマニピュレータＭを上下方向に昇降可能とする昇降装置Ｗと、を備えている。 <Overall composition>
As shown in FIG. 2, the fruit and vegetable harvester 1 includes a vehicle body B that can travel, a manipulator (harvesting device) M that harvests fruits K, and the manipulator M that can move horizontally above the vehicle body B. It is provided with a suspension support V for suspension support, and an elevating device W for vertically moving the manipulator M together with the suspension support.

＜車体＞ <Car body>

また、車体Ｂは、図示しないモータによって駆動制御可能な電動式の４つの車輪ｂ１を備え、収穫作業時においては、かかるモータの制御によって、予め設定された走行経路に沿って、走行・停止・旋回を行いながら自律走行可能となっている。 In addition, the vehicle body B has four electric wheels b1 that can be driven and controlled by a motor (not shown). Autonomous travel is possible while turning.

車体Ｂの上面は、上方から見て略矩形形状の平坦面をなし、上面後部に設けられた昇降装置Ｗの設置スペースｂ２を除き、収穫した果実Ｋを収容する収容容器Ｐを載置可能な載置スペースｂ３となっている。なお、収容容器Ｐは、上面が開放した箱形状のものを想定しているが、収容容器Ｐの形状は、これに限定されない。また、載置スペースｂ３に１つの収容容器Ｐを載置した構成を示しているが、複数の収容容器Ｐを載置することも可能である。 The upper surface of the vehicle body B forms a substantially rectangular flat surface when viewed from above, and a storage container P for storing harvested fruits K can be placed thereon except for the installation space b2 for the lifting device W provided at the rear of the upper surface. It becomes the mounting space b3. Note that the container P is assumed to have a box shape with an open top, but the shape of the container P is not limited to this. Moreover, although the structure which mounted one container P in the mounting space b3 is shown, it is also possible to mount several container P. FIG.

車体Ｂの前部及び左右側方には、それぞれ、ステレオカメラｂ４が設けられており、このステレオカメラｂ４によって取得された画像は、収穫対象の果実Ｋの特定、その３次元位置の特定に用いられる。また、ステレオカメラｂ４によって取得された画像によって、後述する制御部Ｃは、後述する収穫可能領域Ｓに収穫可能となる果実Ｋが存在するか否かを判断可能となっている。なお、ステレオカメラｂ４による撮影は、所定の時間間隔で行われる。また、車体Ｂの前部に作業者の入力を受け付ける入力装置Ｉが設けられている。 Stereo cameras b4 are provided at the front and left and right sides of the vehicle body B, respectively. The images acquired by the stereo cameras b4 are used to specify the fruit K to be harvested and its three-dimensional position. be done. In addition, the image acquired by the stereo camera b4 enables the control unit C, which will be described later, to determine whether or not there is a harvestable fruit K in the harvestable area S, which will be described later. In addition, the imaging|photography by the stereo camera b4 is performed at a predetermined time interval. Further, an input device I for receiving input from the operator is provided at the front portion of the vehicle body B. As shown in FIG.

＜マニピュレータ（収穫装置）＞
図３は、図２におけるマニピュレータＭの概略左側面図である。
マニピュレータＭは、天吊り型の垂直多関節ロボットであり、上方から順に、基台ｍ１と、アーム部Ａと、ハンド部Ｈと、を備えている。 <Manipulator (harvesting device)>
3 is a schematic left side view of the manipulator M in FIG. 2. FIG.
The manipulator M is a ceiling-suspended vertical articulated robot, and includes a base m1, an arm portion A, and a hand portion H in order from above.

基台ｍ１は、略箱型の筐体であり、基台ｍ１の下部に設けられた回動部材ｍ２を介してアーム部Ａを回動可能に吊り下げ支持する。 The base m1 is a substantially box-shaped housing, and rotatably suspends and supports the arm portion A via a rotating member m2 provided at the bottom of the base m1.

アーム部Ａは、基台ｍ１の位置を基準としてハンド部Ｈの移動及び固定を可能とする機構である。なお、後述するアーム制御部ｃ９によって、アーム部Ａの動作が制御される。 The arm part A is a mechanism that enables the movement and fixing of the hand part H with reference to the position of the base m1. The operation of the arm portion A is controlled by an arm control portion c9, which will be described later.

アーム部Ａは、基台ｍ１下部を始端として、順に、第１アームａ１と、第２アームａ２と、第３アームａ３と、が連結されている。ここで、アーム部Ａの基端部となる第１アームａ１の始端は、基台ｍ１に対し、第１回動軸Ｏ１を中心として回動可能に取り付けられている。 The arm portion A has a first arm a1, a second arm a2, and a third arm a3 connected in this order starting from the lower portion of the base m1. Here, the starting end of the first arm a1, which is the base end of the arm portion A, is attached to the base m1 so as to be rotatable about the first rotating shaft O1.

また、第１アームａ１の終端には、第２アームａ２の関節部ａ２１を介し、第２アーム の始端が回動軸Ｏ２を中心として回動可能に連結されている。また、第２アームａ２の終端には、第３アームａ３の始端側の関節部ａ３１を介し、第３アームａ３の始端が第２回動軸Ｏ３を中心として回動可能に連結されている。 A starting end of a second arm is rotatably connected to the terminal end of the first arm a1 through a joint portion a21 of the second arm a2 about the rotational axis O2. Further, the starting end of the third arm a3 is connected to the terminal end of the second arm a2 via the joint part a31 on the starting end side of the third arm a3 so as to be rotatable around the second rotating shaft O3.

アーム部Ａの先端となる第３アームａ３の終端には、第３アームａ３の終端側の関節部ａ３２を介し、ハンド部Ｈが第４回動軸Ｏ４を中心として取り付けられている。なお、回動軸Ｏ１は、図３の紙面上下方向に延び、回動軸Ｏ２、Ｏ３、Ｏ４は、紙面奥行き方向に延びている。 At the terminal end of the third arm a3, which is the tip of the arm part A, the hand part H is attached around the fourth rotation axis O4 via the joint part a32 on the terminal side of the third arm a3. The rotation axis O1 extends in the vertical direction of the paper surface of FIG. 3, and the rotation axes O2, O3, and O4 extend in the depth direction of the paper surface.

ここで、基台ｍ１、第２アームａ２の関節部ａ２１、第３アームａ３の関節部ａ３１，ａ３２には、それぞれ、図示しない回動用モータ及びロータリエンコーダ等の角度センサが適宜の箇所に設けられており、アーム制御部ｃ９は、角度センサの検出値を取得しながら各モータを制御することにより、第１アームａ１と第２アームａ２がなす角θ１、第２アームａ２と第３アームａ３がなす角θ２、第３アームａ３とハンド部Ｈのなす角θ３の角度をそれぞれ変更することが可能となっている。 Here, the base m1, the joint a21 of the second arm a2, and the joints a31 and a32 of the third arm a3 are provided with rotation motors and angle sensors such as rotary encoders (not shown) at appropriate locations. The arm control unit c9 acquires the detection value of the angle sensor and controls each motor, so that the angle θ1 formed by the first arm a1 and the second arm a2 and the angle θ1 between the second arm a2 and the third arm a3 are The angle θ2 formed and the angle θ3 formed between the third arm a3 and the hand portion H can be changed.

このように構成されたアーム部Ａは、第１アームａ１の回動によって、ハンド部Ｈを水平面に対して３６０度旋回可能し、果実Ｋを摘み取る方向を変更可能となっている。また、第２アームａ２及び第３アームａ３の回動によって、ハンド部Ｈの高さ位置の変更や前後左右の移動が可能となっている。また、ハンド部Ｈを回動して上下首振りが可能となっている。 The arm portion A configured in this manner can turn the hand portion H 360 degrees with respect to the horizontal plane by rotating the first arm a1, and can change the direction in which the fruit K is picked. Further, by rotating the second arm a2 and the third arm a3, it is possible to change the height position of the hand portion H and move it forward, backward, leftward, and rightward. Further, the hand portion H can be rotated to swing up and down.

なお、アーム部Ａの動作によるハンド部Ｈの可動範囲Ｌは、基台ｍ１の位置を基準として決定され、最大で、基台ｍ１から鉛直方向に、第１アームａ１の長さＬ１と、第２アームａ２の長さＬ２と、第３アームａ３の長さＬ３の和、基台ｍ１から水平方向に、第２アームａ２の長さＬ２と、第３アームａ３の長さＬ３の和となっている。 Note that the movable range L of the hand portion H by the operation of the arm portion A is determined based on the position of the base m1, and the maximum is the length L1 of the first arm a1 and the length L1 of the first arm a1 in the vertical direction from the base m1. The sum of the length L2 of the second arm a2 and the length L3 of the third arm a3, and the sum of the length L2 of the second arm a2 and the length L3 of the third arm a3 in the horizontal direction from the base m1. ing.

＜ハンド部＞
図４は、図３のハンド部の斜視図である。
ハンド部Ｈは、収穫対象となる果実Ｋの果柄を切断するカッタｈ１と、果実Ｋを把持することで保持可能な開閉式の把持フィンガｈ２と、収穫対象の果実Ｋ及び果実Ｋの果柄を撮影する果柄検出用カメラｈ３とを有するロボットハンド機構である。なお、果柄検出用カメラｈ３によって取得された画像は、収穫対象の果実Ｋの果柄の位置の特定に用いられる。なお、ハンド部Ｈは、後述するハンド制御部ｃ１０によって各機構の動作が制御される。 <Hand part>
4 is a perspective view of the hand portion of FIG. 3. FIG.
The hand part H includes a cutter h1 for cutting the peduncle of the fruit K to be harvested, openable gripping fingers h2 capable of gripping and holding the fruit K, the fruit K to be harvested and the peduncle of the fruit K. It is a robot hand mechanism having a fruit pattern detection camera h3 for photographing. The image acquired by the fruit stem detection camera h3 is used to specify the position of the fruit stem of the fruit K to be harvested. The operation of each mechanism of the hand unit H is controlled by a hand control unit c10, which will be described later.

＜吊り下げ支持体＞
図５は、図２における吊り下げ支持体Ｖ周辺の分解斜視図である。
吊り下げ支持体Ｖは、車体Ｂの上方において、マニピュレータＭを吊り下げ支持し、かつ、水平方向に移動可能とする機能を果たし、後述する昇降装置Ｗに片持ち支持された片屋根状の筐体ｖ１の内部に、マニピュレータＭを水平方向に移動可能に支持する移動支持機構ｖ２を備えて構成されている。 <Suspension support>
FIG. 5 is an exploded perspective view of the periphery of the suspension support V in FIG.
The suspending support V functions to suspend and support the manipulator M above the vehicle body B and to enable it to move in the horizontal direction. A movement support mechanism v2 is provided inside the body v1 to support the manipulator M so as to be able to move in the horizontal direction.

この筐体ｖ１は、車体Ｂの上面の収容容器の載置スペースｂ３の上方に配設され、筐体 ｖ１の上面ｖ１１は、前方に向けて下り傾斜となっている。これにより、筐体ｖ１は、高位置にある植物から落下する落葉等の異物や栽培ハウスの天井から落下する結露水を受け、これらが収容容器に混入する事態を防止できる機能を有している。 The housing v1 is arranged above the mounting space b3 for the storage container on the upper surface of the vehicle body B, and the upper surface v11 of the housing v1 slopes downward toward the front. As a result, the housing v1 has the function of receiving foreign matter such as fallen leaves falling from plants at a high position and condensed water falling from the ceiling of the cultivation house and preventing these from entering the container. .

図６（Ａ）は、図２における移動支持機構ｖ２の斜視図であり、図６（Ｂ）は、同平面図であり、図６（Ｃ）は、同正面図である。移動支持機構ｖ２は、Ｘ軸方向に延びる第１の直動アクチュエータｖ２１と、Ｙ軸方向に延びる第２の直動アクチュエータｖ２２を備えている。なお、第１の直動アクチュエータｖ２１及び第２の直動アクチュエータｖ２２は、それぞれ、モータｖ２１１，ｖ２２１を駆動源とする電動アクチュエータである。なお、第１の直動アクチュエータｖ２１、第２の直動アクチュエータｖ２２、モータｖ２１１，ｖ２２１の駆動は、後述する移動支持機構制御部ｃ６によって制御される。 6(A) is a perspective view of the movement support mechanism v2 in FIG. 2, FIG. 6(B) is a plan view of the same, and FIG. 6(C) is a front view of the same. The movement support mechanism v2 includes a first linear actuator v21 extending in the X-axis direction and a second linear actuator v22 extending in the Y-axis direction. The first linear actuator v21 and the second linear actuator v22 are electric actuators driven by motors v211 and v221, respectively. The driving of the first linear actuator v21, the second linear actuator v22, and the motors v211 and v221 is controlled by a movement support mechanism control section c6, which will be described later.

第１の直動アクチュエータｖ２１は、筐体ｖ１内部の底面ｖ１２上に固定され、ステージｖ２１２が左右方向（Ｘ軸方向）に進退する。第２の直動アクチュエータｖ２２は、第１の直動アクチュエータｖ２１と直交するようにして、第１の直動アクチュエータｖ２１のステージｖ２１２上に固定される。これにより、第２の直動アクチュエータｖ２２は、第１の直動アクチュエータのステージｖ２１２の進退によって、左右方向への移動が可能となっている。また、第２の直動アクチュエータｖ２２のステージｖ２２２は、前後方向（Ｙ軸方向）に進退するよう構成されている。第２の直動アクチュエータｖ２２のステージｖ２２２には、取付板ｖ２２３を介して、マニピュレータＭの基台ｍ１が固定されている。 The first direct-acting actuator v21 is fixed on the bottom surface v12 inside the housing v1, and the stage v212 advances and retreats in the left-right direction (X-axis direction). The second linear actuator v22 is fixed on the stage v212 of the first linear actuator v21 so as to be perpendicular to the first linear actuator v21. As a result, the second linear actuator v22 can move in the horizontal direction by advancing and retracting the stage v212 of the first linear actuator. Further, the stage v222 of the second direct-acting actuator v22 is configured to advance and retreat in the front-rear direction (Y-axis direction). A base m1 of the manipulator M is fixed to the stage v222 of the second linear actuator v22 via a mounting plate v223.

このようにして、移動支持機構ｖ２は、第２の直動アクチュエータｖ２２のステージｖ２２２に固定された基台ｍ１を移動させることにより、図６（Ｂ）に示されるように、中心位置Ｏから所定の移動範囲Ｒ、すなわち、左右方向（Ｘ軸方向）に第１の直動アクチュエータｖ２１の有効ストロークＲｘ、前後方向（Ｙ軸方向）に第２の直動アクチュエータｖ２２の有効ストロークＲｙの範囲で、マニピュレータＭを水平方向に自在に移動できるよう構成されている。なお、筐体ｖ１の底面ｖ１２には、マニピュレータＭの移動を妨げないよう、所定の移動範囲Ｒ以上の水平方向の広さを有する開口ｖ１３が設けられ、筐体ｖ１とマニピュレータＭが干渉しないように構成されている。 In this way, the moving support mechanism v2 moves the base m1 fixed to the stage v222 of the second linear motion actuator v22, thereby moving from the center position O to a predetermined position as shown in FIG. 6(B). In other words, within the effective stroke Rx of the first linear actuator v21 in the horizontal direction (X-axis direction) and the effective stroke Ry of the second linear actuator v22 in the longitudinal direction (Y-axis direction), It is configured so that the manipulator M can be freely moved in the horizontal direction. The bottom v12 of the housing v1 is provided with an opening v13 having a horizontal width greater than or equal to a predetermined movement range R so as not to hinder the movement of the manipulator M. is configured to

ここで、平面視における、マニピュレータＭの収穫可能領域Ｓを図７に示すように、車体Ｂを基準として、マニピュレータＭが収穫可能な領域Ｓ、すなわち、ハンド部Ｈが移動可能な領域は、水平方向において、移動支持機構ｖ２によるマニピュレータＭの移動範囲Ｒとアーム部Ａの動作によるマニピュレータＭの可動範囲Ｌの和となる。このように、移動支持機構ｖを備えた吊り下げ支持体ＶによってマニピュレータＭを水平方向に移動可能としたことにより、マニピュレータＭが収穫可能な領域を水平方向に拡大することができ、車体Ｂの周囲の広範囲に亘って迅速に果実Ｋの収穫が可能となる。これにより、果実Ｋの収穫に必要な車体の走行・停止の頻度も低減されるため、収穫作業の効率が向上する。 Here, as shown in FIG. 7, the harvestable area S of the manipulator M in a plan view, with the vehicle body B as a reference, the area S in which the manipulator M can harvest, that is, the area in which the hand part H can move is horizontal. In the direction, it is the sum of the movement range R of the manipulator M by the movement support mechanism v2 and the movable range L of the manipulator M by the operation of the arm portion A. In this way, the manipulator M can be horizontally moved by the suspension support V provided with the movement support mechanism v, so that the harvestable area of the manipulator M can be horizontally expanded. The fruit K can be quickly harvested over a wide area around it. As a result, the frequency of running and stopping of the vehicle body necessary for harvesting the fruit K is reduced, so the efficiency of the harvesting work is improved.

加えて、マニピュレータＭが、吊り下げ支持体Ｖによって、載置スペースｂ３上を広範囲に亘って移動できるため、従来よりも載置スペースｂ３を広く設けることができ、これにより、果菜類収穫機１によって、収穫・運搬できる果実Ｋの量を増加できる。また、載置スペースｂ３上を複数の区画に分けて複数の収容容器Ｐを設けることも可能であり、作業性を向上できる。 In addition, since the manipulator M can move over a wide range in the mounting space b3 by means of the suspension support V, the mounting space b3 can be made wider than in the past. , the amount of fruit K that can be harvested and transported can be increased. Moreover, it is also possible to divide the mounting space b3 into a plurality of sections and provide a plurality of containers P, thereby improving workability.

また、マニピュレータＭを、車体Ｂの上方において宙吊り状態で吊り下げ支持体Ｖに支持させたことにより、従来よりも、車体Ｂに対するマニピュレータＭの配設位置の自由度が高まる。これにより、車体Ｂから果実Ｋを収穫できる領域Ｓを拡大し、収穫作業の効率を向上できる。加えて、マニピュレータＭの基端部を車体Ｂ上面ではなく、車体Ｂの上方に配設できるため、車体Ｂの全長をコンパクトに形成でき、車体Ｂの小回りが利くようになる。 In addition, since the manipulator M is supported by the suspension support V in a suspended state above the vehicle body B, the manipulator M can be arranged with respect to the vehicle body B more freely than before. As a result, the area S in which the fruit K can be harvested from the vehicle body B can be expanded, and the efficiency of the harvesting work can be improved. In addition, since the base end of the manipulator M can be arranged above the vehicle body B instead of on the upper surface of the vehicle body B, the overall length of the vehicle body B can be made compact, and the vehicle body B can turn in a small radius.

また、この構成によれば、載置スペースｂ３に載置された収容容器Ｐの真上に、マニピュレータＭを配設可能となり、載置スペースｂ３の上方でアーム部Ａの基端部を支持するよう構成したため、収穫作業時におけるアーム部Ａ及びハンド部Ｈの軌道を短くすることができる。その結果、果実Ｋ一つ一つの収穫速度を向上でき、収穫作業の効率を向上できる。 Further, according to this configuration, the manipulator M can be arranged directly above the container P placed in the placement space b3, and supports the base end portion of the arm portion A above the placement space b3. With this configuration, the trajectory of the arm portion A and the hand portion H can be shortened during harvesting work. As a result, the harvesting speed of each fruit K can be improved, and the efficiency of the harvesting work can be improved.

＜昇降装置＞
昇降装置Ｗは、吊り下げ支持体Ｖを昇降可能とする装置である。詳細には、図８に、昇降装置Ｗの正面視における部分断面図を示すように、昇降装置Ｗは、車体Ｂの上面後部の設置スペースｂ２に設置された上下方向に伸びる左右の支柱フレームｗ１と、左右の支柱フレームｗ１にそれぞれ取り付けられたボールねじ機構ｗ２と、このボールねじ機構ｗ２の駆動により昇降する昇降ビーム板ｗ３と、を備えて構成されている。 <Lifting device>
The lifting device W is a device that enables the suspension support V to be lifted. Specifically, as shown in FIG. 8, which is a partial cross-sectional view of the lifting device W as seen from the front, the lifting device W includes left and right strut frames w1 installed in an installation space b2 in the upper rear portion of the vehicle body B and extending in the vertical direction. , a ball screw mechanism w2 attached to each of the left and right pillar frames w1, and an elevating beam plate w3 that moves up and down by driving the ball screw mechanism w2.

ボールねじ機構ｗ２は、リフト用ネジ軸ｗ２１と、このリフト用ネジ軸ｗ２１の回転によって軸上を進退動する昇降ナット（昇降部材）ｗ２２と、リフト用電動モータｗ２３の出力を回転力としてリフト用ネジ軸ｗ２５に伝達するギヤ機構ｗ２４と、リフト用ネジ軸ｗ２５の軸受部材ｗ２６と、を備えている。なお、リフト用電動モータｗ２３の出力は、後述する昇降装置制御部ｃ７によって制御される。 The ball screw mechanism w2 includes a lifting screw shaft w21, a lifting nut (lifting member) w22 that moves back and forth on the shaft by rotation of the lifting screw shaft w21, and a lifting electric motor w23. A gear mechanism w24 for transmission to the screw shaft w25 and a bearing member w26 for the lift screw shaft w25 are provided. The output of the lift electric motor w23 is controlled by the lifting device control section c7, which will be described later.

左右のリフト用ネジ軸ｗ２５には、昇降ビーム材ｗ３が、軸上を上下に移動可能に架け渡されており、かつ、昇降部材（昇降ナット）ｗ２２に支持されている。これにより、リフト用ネジ軸ｗ２５が回転すると、昇降部材ｗ２２が昇降し、これに応じて、昇降ビーム材ｗ３も昇降するように構成されている。 An elevating beam w3 is stretched over the left and right lift screw shafts w25 so as to be vertically movable on the shaft, and is supported by an elevating member (elevating nut) w22. As a result, when the lift screw shaft w25 rotates, the elevating member w22 rises and lowers, and accordingly the elevating beam member w3 also rises and lowers.

また、昇降ビーム材ｗ３の下部には、下方に延設された取付部ｗ３１が設けられており、この取付部ｗ３１に吊り下げ支持体Ｖの筐体ｖ１が取り付け固定されている。このようにして、昇降装置Ｗによって、昇降ビーム材ｗ３の昇降範囲Ｒｚで、吊り下げ支持体Ｖが昇降可能となっている。その結果、吊り下げ支持体Ｖに吊り下げ支持されるマニピュレータＭも、昇降可能となっている。 A mounting portion w31 extending downward is provided at the lower portion of the lifting beam member w3, and the housing v1 of the suspension support V is mounted and fixed to the mounting portion w31. In this manner, the lifting device W enables the suspension support V to be lifted and lowered within the lifting range Rz of the lifting beam w3. As a result, the manipulator M suspended and supported by the suspension support V can also be raised and lowered.

図９、図１０は、図２の果菜類収穫機１の左側面図を示しており、図９において、吊り下げ支持体Ｖは、昇降装置Ｗによって昇降可能な範囲の上端に位置しており、図１０において、下端に位置している。このように、昇降装置Ｗによって、マニピュレータＭを上下に昇降可能とすることで、マニピュレータＭの収穫可能領域Ｓを図９に示すように、収穫可能な領域を上下方向に拡大することができ、上下方向の広範囲に亘って果実Ｋを収穫することができる。これにより、収穫作業の効率を向上し、また、マニピュレータＭのアーム部Ａの可動関節の個数を削減でき、マニピュレータＭの製造コストを低減できる。なお、吊り下げ支持体Ｖを片支持構造としたことで、車体Ｂと吊り下げ支持体Ｖとの間で、ハンド部Ｈが可動できる空間を広く確保できる。これにより、車体Ｂから果実Ｋを収穫できる領域Ｓを拡大するよう構成されている。 9 and 10 show left side views of the fruit and vegetable harvester 1 of FIG. , in FIG. 10, is located at the lower end. In this way, the manipulator M can be moved up and down by the lifting device W, so that the harvestable area S of the manipulator M can be expanded in the vertical direction as shown in FIG. Fruits K can be harvested over a wide range in the vertical direction. As a result, the efficiency of the harvesting work can be improved, the number of movable joints of the arm portion A of the manipulator M can be reduced, and the manufacturing cost of the manipulator M can be reduced. Since the suspension support V has a single support structure, a wide space in which the hand portion H can move can be secured between the vehicle body B and the suspension support V. As shown in FIG. As a result, the area S in which the fruit K can be harvested from the vehicle body B is expanded.

＜制御系＞
図１１には、マニピュレータＭの制御に係る制御系がブロック図にて示されている。
図１１に示されるように、制御部Ｃは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する中央制御部ｃ１と、各種制御プログラムや一時データが記憶されるメモリーｃ２を備えている。メモリーｃ２に記憶された各種制御プログラムに従って中央制御部ｃ１が動作することにより、制御部Ｃのブロック中に示す各種の機能が実現される。具体的には、制御部Ｃは、入力処理部ｃ３、果実３次元位置算出部ｃ４、果柄切断位置決定部ｃ５、移動支持機構制御部ｃ６、昇降装置制御部ｃ７、収容位置決定部ｃ８、アーム制御部ｃ９、ハンド制御部ｃ１０、走行制御部ｃ１１として機能する。 <Control system>
FIG. 11 shows a block diagram of a control system for controlling the manipulator M. As shown in FIG.
As shown in FIG. 11, the control unit C includes a central control unit c1 having a CPU, ROM, RAM, etc., and a memory c2 in which various control programs and temporary data are stored. Various functions shown in the blocks of the control section C are realized by the central control section c1 operating according to various control programs stored in the memory c2. Specifically, the control unit C includes an input processing unit c3, a three-dimensional fruit position calculation unit c4, a fruit stalk cutting position determination unit c5, a movement support mechanism control unit c6, a lifting device control unit c7, an accommodation position determination unit c8, It functions as an arm controller c9, a hand controller c10, and a travel controller c11.

入力処理部ｃ３は、作業者に対する入力インターフェースである入力装置Ｉから入力情報を取得する機能を果たす。入力情報として、例えば、収穫作業の開始または終了の指示等を取得可能となっている。 The input processing part c3 fulfills the function of acquiring input information from the input device I, which is an input interface for the operator. As the input information, for example, an instruction to start or end the harvesting work can be acquired.

果実３次元位置算出部ｃ４は、ステレオカメラｂ４によって取得した画像を解析し、収穫対象となる果実Ｋの３次元位置の情報とともに、果実Ｋを収穫するための制御命令を、移動支持機構制御部ｃ６、昇降装置制御部ｃ７、アーム制御部ｃ９及びハンド制御部ｃ１０に対して出力する。このように、果実３次元位置算出部ｃ４は、収穫対象となる果実Ｋの位置を特定する果実位置特定手段としての機能を果たす。 The fruit three-dimensional position calculation unit c4 analyzes the image acquired by the stereo camera b4, and sends the control command for harvesting the fruit K together with information on the three-dimensional position of the fruit K to be harvested to the movement support mechanism control unit. c6, the lifting device control section c7, the arm control section c9 and the hand control section c10. In this way, the three-dimensional fruit position calculator c4 functions as fruit position specifying means for specifying the position of the fruit K to be harvested.

果柄切断位置決定部ｃ５は、果柄検出用カメラｈ３によって取得した画像を解析し、果柄の位置を算出する。また、算出された果柄の位置に基づき、カッタｈ１の切断位置を決定し、当該決定結果及び果柄を切断する制御命令を、ハンド部Ｈに対して出力する。 The peduncle cutting position determination unit c5 analyzes the image acquired by the peduncle detection camera h3 and calculates the position of the peduncle. Also, based on the calculated position of the peduncle, the cutting position of the cutter h1 is determined, and the determination result and a control command for cutting the peduncle are output to the hand unit H.

移動支持機構制御部ｃ６は、取得した制御命令に基づき、移動支持機構ｖ２を制御するとともに、マニピュレータＭを収穫作業に応じて適宜の前後左右位置に移動させる制御命令を移動支持機構ｖ２に出力する。これにより、移動支持機構ｖ２の第１の直動アクチュエータｖ２１と、第２の直動アクチュエータｖ２２を駆動制御する機能を果たす。 The movement support mechanism control unit c6 controls the movement support mechanism v2 based on the acquired control command, and outputs a control command to the movement support mechanism v2 to move the manipulator M to an appropriate front, rear, left, and right position according to the harvesting work. . As a result, the function of driving and controlling the first linear actuator v21 and the second linear actuator v22 of the movement support mechanism v2 is achieved.

昇降装置制御部ｃ７は、取得した制御命令に基づき、昇降装置Ｗを制御し、マニピュレータＭを収穫作業に応じて適宜の高さ位置に移動させる制御命令を昇降装置Ｗに出力する。これにより、昇降装置Ｗのボールねじ機構ｗ２におけるリフト用電動モータｗ２３の動作を制御する機能を果たす。 The lifting device control unit c7 controls the lifting device W based on the acquired control command, and outputs to the lifting device W a control command to move the manipulator M to an appropriate height position according to the harvesting work. Thereby, the function of controlling the operation of the lift electric motor w23 in the ball screw mechanism w2 of the lifting device W is achieved.

収容位置決定部ｃ８は、マニピュレータＭが収穫対象となる果実Ｋの摘み取りが完了すると、載置スペースｂ３上における収穫した果実Ｋの収容位置を決定し、決定した収容位置に果実Ｋを収容するよう移動支持機構制御部ｖ２、昇降装置制御部ｃ７、アーム制御部ｃ９、ハンド制御部ｃ１０に制御命令を出力する。なお、載置スペースｂ３のサイズ、収容容器Ｐのサイズ、載置位置、数量等のデータは、予め入力装置Ｉによって入力され、メモリーｃ２に記憶されている。収容位置決定部ｃ８は、これらのデータを参照して、マニピュレータＭによる果実Ｋの摘み取り完了毎に、所定のルールに基づき載置スペースｂ３上のいずれかの位置を収容位置として適宜選択決定するよう構成されている。例えば、収容位置決定部ｃ８は、Ｎ回目の果実Ｋの摘み取り完了時における果実Ｋの収容位置に対し、Ｎ＋１回目の果実Ｋの摘み取り完了時における果実Ｋの収容位置を、収容容器Ｐが収容可能な範囲内において、果実Ｋの１個分の幅だけ、前後左右のいずれかにずらした位置を選択決定するように構成され、これにより、収容容器Ｐ内に隙間なく果実Ｋを収容することが可能となっている。 When the manipulator M has finished picking the fruit K to be harvested, the storage position determination unit c8 determines the storage position of the harvested fruit K on the placement space b3, and stores the fruit K at the determined storage position. A control command is output to the movement support mechanism control section v2, the lifting device control section c7, the arm control section c9, and the hand control section c10. Data such as the size of the placement space b3, the size of the container P, the placement position, the quantity, etc. are input in advance by the input device I and stored in the memory c2. The housing position determination unit c8 refers to these data, and selects and determines any position in the placement space b3 as the housing position based on a predetermined rule each time the manipulator M finishes picking the fruit K. It is configured. For example, the storage position determination unit c8 determines that the storage container P can store the storage position of the fruit K when the N+1th picking of the fruit K is completed, relative to the storage position of the fruit K when the picking of the fruit K is completed for the Nth time. Within the range, a position shifted forward, backward, leftward, or rightward by the width of one fruit K is selectively determined, so that the fruit K can be stored in the storage container P without gaps. It is possible.

アーム制御部ｃ９は、取得した制御指令に基づき、アーム部Ａの動作を制御する。具体的には、基台ｍ１及び各関節ａ２１，ａ３１，ａ３２に設けられたロータリエンコーダの検出値を取得しながら回動用モータの動作を制御する。 The arm control section c9 controls the operation of the arm section A based on the acquired control command. Specifically, the operation of the rotation motor is controlled while acquiring the detection values of the rotary encoders provided at the base m1 and the joints a21, a31, and a32.

ハンド制御部ｃ１０は、取得した制御指令に基づき、ハンド部Ｈの動作を制御する。具体的には、カッタｈ１による果柄の切断と、把持フィンガｈ２の開閉と、果柄検出用カメラｈ３の撮影に係る動作を制御する。 The hand control section c10 controls the operation of the hand section H based on the acquired control command. Specifically, it controls the cutting of the fruit peduncle by the cutter h1, the opening and closing of the gripping fingers h2, and the photographing operation of the peduncle detection camera h3.

走行制御部ｃ１１は、取得した制御指令に基づき、４つの車輪ｂ１のモータをそれぞれ駆動制御し、車体Ｂの走行・停止・旋回を行う。 The travel control unit c11 drives and controls the motors of the four wheels b1 based on the acquired control commands, and the vehicle body B travels, stops, and turns.

＜収穫作業時の処理＞
図１２は、果菜類収穫機１による収穫作業の処理の一連の流れを示すフローチャートである。なお、この図１２の処理は、制御部Ｃの各部により実行されるものである。 <Treatment during harvesting>
FIG. 12 is a flow chart showing a series of processes of harvesting work by the fruit and vegetable harvester 1 . 12 is executed by each section of the control section C. As shown in FIG.

最初に、入力装置Ｉによって、収穫作業の開始の指示が入力されると、入力処理部ｃ３が入力情報を取得し、これを入力処理部ｃ３を介して中央制御部ｃ１が処理することで、収穫作業の処理が開始される。 First, when an instruction to start harvesting work is input by the input device I, the input processing unit c3 acquires input information, which is processed by the central control unit c1 via the input processing unit c3. Harvest work processing begins.

まず、制御部Ｃは、ステレオカメラｂ４により撮影された画像を取得し、収穫可能領域Ｓに収穫対象となる果実Ｋが存在するか否かを判断する（ステップＳ１）。 First, the control unit C acquires an image captured by the stereo camera b4 and determines whether or not there is a fruit K to be harvested in the harvestable area S (step S1).

収穫対象となる果実Ｋが存在しない場合（ステップＳ１でＮＯ）、制御部Ｃは、走行制御部ｃ１１によって、車体Ｂを所定距離前進させる。なお、この所定距離は、例えば、車体Ｂの前後幅分に設定される。 When there is no fruit K to be harvested (NO in step S1), the control unit C advances the vehicle body B by a predetermined distance using the traveling control unit c11. This predetermined distance is set to the width of the vehicle body B in the front-rear direction, for example.

収穫対象となる果実Ｋが存在する場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御部Ｃは、果実３次元位置算出部ｃ４によって、収穫対象となる果実Ｋの３次元位置を算出し（ステップＳ３）、算出された果実Ｋの３次元位置に基づき、移動支持機構制御部ｃ６、昇降装置制御部ｃ７、アーム制御部ｃ９、ハンド制御部ｃ１０に制御命令を出力して、ハンド部Ｈを収穫対象となる果実Ｋに接近させる（ステップＳ４）。 If there is a fruit K to be harvested (YES in step S1), the control unit C calculates the three-dimensional position of the fruit K to be harvested by the fruit three-dimensional position calculation unit c4 (step S3). Based on the obtained three-dimensional position of the fruit K, a control command is output to the movement support mechanism control section c6, the lifting device control section c7, the arm control section c9, and the hand control section c10 to move the hand section H to the fruit to be harvested. Approach K (step S4).

次に、制御部Ｃは、果柄切断位置決定部ｃ５が、果柄検出用カメラｈ３によって取得した画像を解析し、果柄の位置を算出し、算出された果柄の位置に基づき、カッタｈ１の切断位置を決定し、当該決定結果及び果柄を切断する制御命令を、ハンド部Ｈに対して出力する（ステップＳ５）。 Next, the control unit C analyzes the image acquired by the fruit peduncle detection camera h3 by the peduncle cutting position determination unit c5, calculates the position of the peduncle, and based on the calculated peduncle position, cuts the cutter. The cutting position of h1 is determined, and the determination result and a control command for cutting the stalk are output to the hand unit H (step S5).

次に、制御命令を取得したハンド部Ｈは、把持フィンガｈ２によって、収穫対象となる果実Ｋを把持し、カッタｈ１により果柄を切断する（ステップＳ６）。 Next, the hand part H that has acquired the control command grips the fruit K to be harvested with the gripping fingers h2, and cuts the fruit stem with the cutter h1 (step S6).

カッタｈ１によって果柄が切断され、マニピュレータＭが収穫対象となる果実Ｋを収穫すると、収容位置決定部ｃ８は、載置スペースｂ３上における収穫した果実Ｋの収容位置を算出して決定し、決定した収容位置に果実Ｋを収容するよう移動支持機構制御部ｃ６、昇降装置制御部ｃ７、アーム制御部ｃ９、ハンド制御部ｃ１０に制御命令を出力する（ステップＳ７）。これにより、ハンド部Ｈが果実Ｋを保持しながら、決定された収容位置に移動し、把持していた果実Ｋを解放するよう制御され、収容容器Ｐ内に収穫された果実Ｋが収容される（ステップＳ８）。 When the fruit stalk is cut by the cutter h1 and the manipulator M harvests the fruit K to be harvested, the storage position determination unit c8 calculates and determines the storage position of the harvested fruit K on the placement space b3. A control command is output to the moving support mechanism control section c6, the lifting device control section c7, the arm control section c9, and the hand control section c10 so as to store the fruit K in the stored position (step S7). As a result, the hand part H moves to the determined storage position while holding the fruit K, and is controlled to release the gripped fruit K, and the harvested fruit K is stored in the storage container P. (Step S8).

次に、制御部Ｃは、収穫作業が終了か否かを判断する（ステップＳ９）。収穫作業が終了する条件は、例えば、入力装置Ｉによって、収穫作業の終了の指示が入力されたこと、収容容器Ｐが満杯となる所定数の果実Ｋが収穫されたこと等が設定される。 Next, the controller C determines whether or not the harvesting work is finished (step S9). The conditions for ending the harvesting work are, for example, that an instruction to end the harvesting work is input by the input device I, that a predetermined number of fruits K that fill the container P have been harvested, and the like are set.

制御部Ｃは、収穫作業が終了の場合（ステップＳ９でＹＥＳ）、収穫作業の処理を終了する。収穫作業の処理の終了でない場合（ステップＳ９でＮＯ）、ステップＳ１に戻る。 When the harvesting work is completed (YES in step S9), the control unit C ends the processing of the harvesting work. If the harvesting process has not ended (NO in step S9), the process returns to step S1.

本発明は、以上の実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能であり、それらも本発明の範囲内に包含されるものであることはいうまでもない。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible within the scope of the invention described in the claims, which are also included in the scope of the invention. Needless to say.

例えば、前記実施形態においては、移動支持機構ｖ２は、図６（Ａ）～図６（Ｃ）に示されるように、第１の直動アクチュエータｖ２１及び第２の直動アクチュエータｖ２２の組み合わせによって、マニピュレータＭを水平方向に移動可能としたが、移動支持機構 の構成はこれに限られず、ラック＆ピニオン機構によってマニピュレータＭを水平方向に移動可能に構成してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the movement support mechanism v2, as shown in FIGS. Although the manipulator M is horizontally movable, the structure of the movement support mechanism is not limited to this, and the manipulator M may be horizontally movable by a rack and pinion mechanism.

また、車体Ｂは、図２に示されるように、上面後部に昇降装置Ｗの設置スペースｂ２を設けたが、車体Ｂ上の昇降装置Ｗの設置位置はこれに限られず、例えば、車体Ｂの上面前部に昇降装置Ｗの設置スペースｂ２を設けて、車体Ｂの前部に昇降装置Ｗを設置してもよい。なお、この場合、昇降装置Ｗ、吊り下げ支持体Ｖ、マニピュレータＭは、それぞれ、図２に示した実施形態と前後が逆転するように（すなわち、昇降装置Ｗの後方に吊り下げ支持体Ｖ、マニピュレータＭが位置するように）配設される。 In addition, as shown in FIG. An installation space b2 for the lifting device W may be provided in the front part of the upper surface, and the lifting device W may be installed in the front part of the vehicle body B. In this case, the lifting device W, the suspension support V, and the manipulator M are arranged in such a way that the front and back of the embodiment shown in FIG. manipulator M is positioned).

１ 果菜類収穫機
Ｂ 車体
ｂ１ 車輪
ｂ２ 設置スペース
ｂ３ 載置スペース
ｂ４ ステレオカメラ
Ｍ マニピュレータ（収穫装置）
ｍ１ 基台
ｍ２ 回動部材
Ｖ 吊り下げ支持体
ｖ１ 筐体
ｖ２ 移動支持機構
ｖ２１ 第１の直動アクチュエータ
ｖ２２ 第２の直動アクチュエータ
ｖ２１１ 第１の直動アクチュエータのモータ
ｖ２１２ 第１の直動アクチュエータのステージ
ｖ２２１ 第２の直動アクチュエータのモータ
ｖ２２２ 第２の直動アクチュエータのステージ
ｖ２２３ 取付板
Ｗ 昇降装置
ｗ１ 支柱フレーム
ｗ２ ボールねじ機構
ｗ２１ リフト用ネジ軸
ｗ２２ 昇降ナット（昇降部材）
ｗ２３ リフト用電動モータ
ｗ２４ ギヤ機構
ｗ２５ リフト用ネジ軸
ｗ２６ 軸受部材
ｗ３ 昇降ビーム板
Ｃ 制御部
ｃ１ 中央制御部（ＣＰＵ）
ｃ２ メモリー
ｃ３ 入力処理部
ｃ４ 果実３次元位置算出部
ｃ５ 果柄切断位置決定部
ｃ６ 移動支持機構制御部
ｃ７ 昇降装置制御部
ｃ８ 収容位置決定部
ｃ９ ハンド制御部
ｃ１０ ハンド制御部
ｃ１１ 走行制御部
Ｐ 収容容器
Ａ アーム部
ａ１ 第１アーム
ａ２ 第２アーム
ａ３ 第３アーム
Ｈ ハンド部
ｈ１ カッタ
ｈ２ 把持フィンガ
ｈ３ 果柄検出用カメラ
Ｉ 入力装置 1 fruit and vegetable harvester B vehicle body b1 wheel b2 installation space b3 mounting space b4 stereo camera M manipulator (harvesting device)
m1 Base m2 Rotating member V Hanging support v1 Housing v2 Moving support mechanism v21 First linear actuator v22 Second linear actuator v211 Motor of first linear actuator v212 Motor of first linear actuator Stage v221 Second linear motion actuator motor v222 Second linear motion actuator stage v223 Mounting plate W Lifting device w1 Support frame w2 Ball screw mechanism w21 Screw shaft for lift w22 Lifting nut (lifting member)
w23 electric motor for lift w24 gear mechanism w25 screw shaft for lift w26 bearing member w3 elevating beam plate C controller c1 central controller (CPU)
c2 memory c3 input processing unit c4 fruit three-dimensional position calculator c5 fruit stem cutting position determination unit c6 movement support mechanism control unit c7 lifting device control unit c8 storage position determination unit c9 hand control unit c10 hand control unit c11 traveling control unit P accommodation Container A Arm a1 First arm a2 Second arm a3 Third arm H Hand h1 Cutter h2 Grasping finger h3 Fruit stem detection camera I Input device

Claims (5)

果実の収穫装置を搭載して走行可能な車体を備えた果菜類収穫機であって、
前記収穫装置を吊り下げ支持する吊り下げ支持体を備え、
前記収穫装置は、果実の摘み取り及び保持が可能なハンド部と、
先端に前記ハンド部が設けられた可動式のアーム部と、を備え、
前記収穫装置は、前記吊り下げ支持体に前記車体の上方において宙吊り状態で支持され、
前記車体上に果実を収容する収容容器を載置可能な載置スペースを備え、
前記吊り下げ支持体は、前記載置スペースの上方で前記アーム部の基端部を支持するよう構成されたことを特徴とする果菜類収穫機。 A fruit and vegetable harvester equipped with a fruit harvesting device and having a vehicle body capable of traveling,
a suspension support that suspends and supports the harvesting device;
The harvesting device includes a hand portion capable of picking and holding fruit,
a movable arm portion provided with the hand portion at the tip,
The harvesting device is supported in a suspended state above the vehicle body by the suspension support,
Equipped with a mounting space in which a container for containing fruit can be mounted on the vehicle body,
The fruit and vegetable harvester, wherein the hanging support is configured to support the base end of the arm above the mounting space. 前記吊り下げ支持体は、前記車体の上方において一端部が支持された片支持構造となっていることを特徴とする請求項１に記載の果菜類収穫機。 2. The fruit and vegetable harvester according to claim 1 , wherein the hanging support has a one-sided support structure in which one end is supported above the vehicle body. 前記吊り下げ支持体は、昇降装置によって昇降可能に構成されたことを特徴とする請求項２に記載の果菜類収穫機。 3. The fruit and vegetable harvester according to claim 2 , wherein the suspension support is configured to be vertically movable by a lifting device. 前記吊り下げ支持体は、前記収穫装置を水平方向に移動可能としたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の果菜類収穫機。 4. The fruit and vegetable harvester according to any one of claims 1 to 3 , wherein the hanging support allows the harvesting device to move horizontally. 前記吊り下げ支持体は、前記載置スペースの上方を覆う片屋根状に設けられたことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の果菜類収穫機。 5. The fruit and vegetable harvester according to any one of claims 1 to 4 , wherein the suspension support is provided in the form of a single roof covering the mounting space above.

Images