JPH0316428Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ミカン、リンゴ等の果実を収穫する
のに用いる果実収穫機に関し、詳しくは、内部に
果実収納空間を備え、且つ、上部に果実取入口を
備える果実捕捉部を設け、果実検出用接触センサ
を、前記取入口の形成箇所と前記収納空間の底部
側箇所とに亘つて昇降操作自在に設け、前記果実
捕捉部を収穫対象果実の下方箇所に誘導する誘導
手段を設け、前記接触センサを取入口形成箇所に
位置させた状態で、収穫対象果実の下方箇所に誘
導された前記果実捕捉部を前記接触センサが検出
作用するまで上昇移動させる第１上昇移動手段を
設け、収穫対象果実に対する前記果実捕捉部の水
平方向での位置を検出する水平位置検出手段を設
け、前記第１上昇移動手段による上昇移動時にお
いて、前記水平位置検出手段による検出情報に基
づいて前記果実捕捉部を対象果実側へ水平移動さ
せる水平位置調整手段を設け、前記接触センサを
収納空間底部側箇所に位置させた状態で、、前記
第１上昇移動手段にて上昇された前記果実捕捉部
を前記接触センサが検出作用するまで上昇移動さ
せる第２上昇移動手段を設けた果実収穫機に関す
る。

〔従来の技術〕

かかる果実収穫機は、果実捕捉部を収穫対象果
実の下方箇所に自動誘導させた後、自動的に上昇
作動されるものである。そして、果実取入口の形
成箇所に前記果実が位置する状態になつたこと
を、果実取入口形成箇所に位置させた果実検出用
接触センサにて検出させることになる。

尚、その接触センサにて適確に果実を検出させ
るようにすべく、水平位置調節手段により、果実
捕捉部を水平方向に移動調節させることも行われ
ている。

又、前記接触センサが検出した後は、前記果実
取入口の形成箇所に位置する前記接触センサを果
実収納空間の底部側箇所に引退させて、前記果実
捕捉部を引続き上昇作動させることによつて、果
実収納空間内に果実を取入れることになり、そし
て、果実が所望通り取入れられたことを前記接触
センサにて再度検出させるのである。

ところで、従来では、前記果実取入口の形成箇
所に位置させた状態での前記接触センサの位置
を、上下方向一定箇所に位置保持させるようにし
ていた。

〔考案が解決しようとしする問題点〕

しかしながら、上記従来構成では、例えば第13
図イに示すように、接触センサ２８を上方寄りに
位置保持させて果実捕捉部Ｈを上昇させると、小
さな果実Ｍを捕捉する場合において、果実Ｍが果
実取入口Ｅに位置していることを接触センサ２８
を下方寄りに位置保持させた場合に比してただち
に接触センサ２８にて検出することができるの
で、果実捕捉部Ｈの水平方向での調節を不必要に
行なうことなく捕捉することができるが、大きな
果実Ｍを捕捉する場合においては、例示図に示す
ように、果実Ｍの一部が果実取入口形成箇所外に
位置しているにも拘らず、接触センサ２８が検出
してしまうため、その状態において果実捕捉部Ｈ
を上昇させると、果実Ｍが果実捕捉部Ｈの外周部
に接当して果実捕捉部外方側へ押し出されてしま
い、果実Ｍを捕捉することができない不都合があ
つた。

又、第１３図ロに示すように、前記接触センサ
２８を下方寄りに位置保持させて果実捕捉部Ｈを
上昇させていくと、大きな果実Ｍを捕捉する場合
において一部が果実取入口形成箇所外に位置して
いる果実Ｍを、果実捕捉部Ｈを設定量上昇させる
毎に果実捕捉部Ｈの水平方向での調節を繰り返し
行うことにより適確に取り込むことができるが、
例示図に示すように、小さな果実Ｍを捕捉する場
合において果実Ｍが果実取入口形成箇所内に位置
しているにも拘らず、接触センサ２８を上方寄り
に位置保持させた場合に比して接触センサ２８の
検出が遅くなるため、果実捕捉部Ｈを設定量上昇
させる毎に水平方向での調節を不必要に行うこと
になり、作業能率を低下させる不都合もあつた。

本考案は、上記実情に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、大きな果実を適確に捕捉する
ことができるようにしながらも、小さな果実を能
率よく捕捉できるようにする点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の特徴構成は、前記取入口形成箇所に位
置させた状態での前記接触センサの位置を上下方
向に変更調節する機構を設けた点にあり、その作
用及び効果は次の通りである。

〔作 用〕

すなわち、果実取入口形成箇所に位置させた状
態での接触センサの位置を上下方向に変更調節す
ることによつて、接触センサの上下方向での位置
を、果実が大の場合には下方寄りに、又、果実が
小の場合には上方寄りに位置変更させることがで
きるので、果実の大きさに合わせて接触センサの
上下方向での位置を変更させることができるので
ある。

〔考案の効果〕

したがつて、果実の大きさに合わせて、接触セ
ンサの上下方向での位置を変更調節することによ
つて、大きな果実を確実に捕捉することができ、
しかも、小さな果実を能率よく捕捉することがで
きるのであり、もつて、一層良好に使用できる果
実収穫機を得るに至つた。

〔実施例〕

第１１図に示すように、左右一対の推進車輪
１、前後一対の遊転輪２、及び、昇降自在なアウ
トリガー３の複数個を備える台車に、駆動回転自
在な旋回台４を取付け、駆動昇降自在なリフト装
置５を、旋回中心に位置させて旋回台４に取付け
ると共に、果実収穫用ロボツトＢを、リフト装置
５の上端部に取付けて、果実収穫機を構成してあ
る。但し、図中Ａは、リフト装置５及び旋回台４
に対するモータ操作部である。

前記リフト装置５は、ロボツトＢの基端部を昇
降駆動するネジ部材６と昇降案内用のガイド部材
７，７を備え、ネジ部材６の正逆転作動によりロ
ボツトＢを昇降するように構成してある。

前記果実収穫用ロボツトＢを構成するに、前記
リフト装置５に昇降自在に支持される基端部ケー
ス８、そのケース８に上下揺動自在に支持される
第１アーム９ａ、そのアーム９ａに上下揺動自在
に支持される第２アーム９ｂ、そのアーム９ｂに
上下揺動自在に支持される第３アーム９ｃ、及
び、そのアーム９ｃの先端に付設されるハンドＨ
を夫々設けると共に、前記各アーム９ａ，９ｂ，
９ｃの夫々を各別に揺動操作するエンコーダ付電
動モータ１０を設け、もつて、各アーム９ａ，９
ｂ，９ｃの伸長作動によりハンドＨを収穫対象果
実Ｍに誘導して、果実収穫を行わせるように構成
してある。

前記ハンドＨについて説明すれば、第４図乃至
第６図に示すように、二又状支持枠１１を、第３
アーム９ｃの先端にアーム長手方向に沿う軸芯Ｙ
周りに回転自在に取付け、内部に果実収納空間Ｄ
を備え、且つ、上部に果実取入口Ｅを備える果実
捕捉部１２を、前記二又状支持枠１１の先端部に
水平軸芯Ｘ周りに回動自在に取付け、果実捕捉部
１２を自重で上向き姿勢に維持させるようにして
ある。

前記果実捕捉部１２を構成するに、有底筒状の
ケース１２ａを設けると共に、ゴム製の第１乃至
第６指状部材F₁乃至F₆を、ケース１２ａの上方
周縁部に立設し、もつて、ケース１２ａ及び複数
の指状部材F₁乃至F₆にて囲まれる果実収納空間
Ｄを備えさせ、且つ、複数の指状部材F₁乃至F₆
の先端部にて囲まれる状態で形成される果実取入
口Ｅを備えさせるようにしてある。

又、前記捕捉部内に導入された果実と枝とを接
続する柄状部分、いわゆる果梗を果実取入口Ｅの
中央箇所に相当する所定位置に突出作動に伴つて
押圧支持する果梗支持部材１３の６個を、出退揺
動自在に筒状ケース１２ａに取付けると共に、そ
れら果梗支持部材１３にて支持された果梗を切断
するための円弧状スライド式カツタ１４を、前記
所定位置の果梗に対する切断位置に突出作動でき
るように出退揺動自在に筒状ケース１２ａに設け
ている。

つまり、果実収穫用ハンドＨつまり果実捕捉部
１２は、後述の如く、収穫対象果実Ｍの下方箇所
に誘導され、その後、上方側に移動されて果実捕
捉部１２内に果実を導入し、その状態において、
果梗支持部材１３を突出作動させて果梗を支持す
ると共にカツタ１４にて果梗を切断して、果実を
収穫することになる。

前記にカツタ１４について説明を加えれば、２
枚の円弧帯板状刃体１４ａ，１４ｂを、上下に重
ね合わせた状態で長手方向に相対スライド自在に
ピン連結し、各刃体１４ａ，１４ｂ夫々の長手方
向中央部には、果梗が入り込み自在な切断用凹部
を形成してある。

そして、第９図及び第１０図に示すように、各
刃体１４ａ，１４ｂ夫々の一端部を各別に係止す
る一対のピン１５ａ，１５ｂを、筒状ケース１２
ａに回転自在に貫通支承した筒状のカツタ操作部
材１６に設けると共に、その操作部材１６のケー
ス外端部に設けたピニオン１７に咬合するラツク
１８を、筒状ケース１２ａに取付けた空気圧シリ
ンダ１９に付設し、もつて、空気圧シリンダ１９
の作動により、両刃体１４ａ，１４ｂを切断のた
めに相対スライド駆動できるようにしてある。

但し、図中２０は、果梗支持部材１３の枢支ピ
ンを兼ねたカツタ支持ピンである。又、前記カツ
タ１４をケースに対して出退揺動させる際には、
前記空気圧シリンダ１９は外気連通状態に維持さ
れて、カツタ出退揺動に伴つて伸縮することにな
る。

前記果梗支持部材１３及びカツタ１４を出退駆
動する構造について説明を加えれば、電動モータ
２１にて往復回転操作される筒状部材２２を、筒
状ケース１２ａに内嵌支承し、果梗支持部材１３
に形成の長孔１３ａに係入する係止ピン２３ａ、
及びカツタ１４におけるスライドのための構造が
連係される側とは反対側の端部に形成の長孔１４
Ａに係入する係止ピン（但し果梗支持部材操作用
ピンに兼用）２３ｂ夫々を、筒状部材２２に付設
し、もつて、筒状部材２２の回転に伴つて出退揺
動させるように構成してある。

次に、果実収穫用バンドＨ、つまり果実捕捉部
１２を収穫対象果実Ｍの下方箇所に自動的に移動
させる遊導手段について詳述する。

第１１図に示すように、収穫対象果実Ｍの有る
方向を認識する撮像手段としてのテレビカメラ２
４を、第３アーム９ｃの上端部に取付け、このカ
メラ２４の撮像を写し出すモニター２５を設け、
モニター２５に写し出される果実のうちの収穫対
象果実Ｍを選択するライトペン２６を設け、果実
収穫用ハンドＨが収穫対象果実Ｍにして設定距離
以内に接近したことを検出する赤外線近接センサ
２７を、第３アーム９ｃの上端部に設け、そし
て、果実選択情報、近接センサ２７の検出情報、
アーム駆動用モータ１０や旋回台４の回転情報、
リフト装置５の昇降情報、及び、予め記憶された
制御情報に基づいて作動指令を出力するマイクロ
コンピユータ利用の制御装置Ｃを設けてある。

つまり、第３図のフローチヤートにて示すよう
に、テレビカメラ２４によつて撮像された果実の
うちの収穫対象果実Ｍがライトペン２６によつて
指示されると、その収穫対象果実Ｍの有る方向を
演算検出処理し、その結果に基づいてハンドＨの
移動方向を対象果実Ｍに向けるように、旋回台
４、リフト装置５又はアーム９ａ，９ｂ，９ｃを
作動させて方向調整を行わせ、次に、アーム伸長
作動によりハンドＨを対象果実側に設定距離移動
させることになり、そして、ハンドＨを設定距離
移動させる毎に対象果実の有る方向を演算検出さ
せて、その検出された方向にハンドＨを移動させ
ることになる。そして、近接センサ２７が検出作
用すると、対象果実側に減速移動させ、その後、
後述の如くハンドＨを上昇させて収穫作動を行わ
せることになる。

但し、前述の如く設定距離移動させることを所
定回ｎ行つても、近接センサ２７が検出作用しな
い時には収穫不能であると判断して、ハンドＨを
所定位置に復帰移動させることになる。尚、前記
所定回ｎは、アーム伸縮量を前記移動させる設定
距離にて割つた値として求めることができる。

前記近接センサ２７を構成するに、第８図に示
すように、発光素子ａ及びそれから投射されて果
実に反射してくる光を検出する受光素子ｂを夫々
設けてある。

以下、収穫作動のための構成及びその制御作動
について詳述する。

前記第１乃至第６指状部材F₁乃至F₆夫々の先
端部に、収穫対象果実Ｍに対する果実捕捉部１２
の水平方向での位置を検出する水平位置検出手段
としての接触式の果実検出用第１乃至第６指セン
サS₁乃至S₆を設けてある。

又、第１図イ，ロに示すように、果実捕捉部１
２の果実取入口形成箇所と果実収納空間Ｄの底部
側箇所とに亘つて昇降操作自在な果実検出用接触
センサ２８を、前記捕捉部１２の底壁１２ｂに伸
緒自在に取付けたパンタグラフ式のリンク機構Ｒ
の先端部に取付けてある。そして、前記指センサ
S₁乃至S₆及び接触センサ２８の検出情報を前記制
御装置Ｃに入力するようにしてある。

前記リンク機構Ｒを構成するに、折曲げ自在な
突部２９ａを備える第１板体２９とその突部２９
ａに接当してリンク機構Ｒの最大伸長位置を規制
するための接当部３０ａを備える第２板体３０と
からリンク機構Ｒを構成し、そして、前記第１板
体２９と一体回転される一対のギヤ３１ａ，３１
ｂを、そのギヤ同志が咬合する状態で前記底壁１
２ｂに連設のブラケツト３２にピン固定し、それ
らギヤ３１ａ，３１ｂのうちの一方のギヤ３１ｂ
と咬合するラツク３３を、リンク機構Ｒを昇降操
作するエアシリンダ３４のロツド３４ａの先端部
に連設の板体３５にボルト固定し、もつて、接触
センサ２８の検出信号に基づいて、エアシリンダ
３４を伸縮作動させることによりギヤ３１ａ，３
１ｂを回転させて、パンタグラフ式のリンク機構
Ｒを伸縮操作するように構成してある。

尚、前記エアシリンダ３４の内部には、伸長側
に付勢するためのスプリング３６が設けられてお
り、車体側からの加圧空気を供給することにより
そのスプリング３６の付勢力に抗してシリンダ３
４を短縮側に操作できるようにしてある。

前記第１板体２９の突部２９ａの折り曲げ角度
を変更できるようにしてあり、前記リンク機構Ｒ
の最大伸長位置を変更する。つまり前記接触セン
サ２８を、果実取入口形成箇所に位置させた状態
での位置を上下方向に変更するようにして、セン
サ２８の上下位置を変更調節する機構を構成して
ある。そして、大きな果実を収穫する場合には、
予め前記突部２９ａの折り曲げ角度を大きくし
て、接触センサ２８を下方側に位置させるように
し、又、小さな果実を捕捉する場合には、予め前
記突部２９ａの折り曲げ角度を小さくして接触セ
ンサ２８を上方側に位置させるようにする。

そして、第２図のフローチヤートに示すよう
に、前記接触センサ２８を取入口形成箇所に位置
させた状態で、収穫対象果実Ｍの下方箇所に誘導
された果実捕捉部１２を接触センサ２８が検出作
用するまで上昇移動させる第１上昇移動手段、そ
の第１上昇移動手段による上昇移動時において、
指センサS₁乃至S₆の検出情報に基づいて果実捕捉
部１２を対象果実側へ水平移動させる水平位置調
整手段、接触センサ２８を収納空間底部側箇所に
位置させた状態で、第１上昇移動手段にて上昇さ
れた果実捕捉部１２を接触センサ２８が検出作用
するまで上昇移動させる第２上昇移動手段、及
び、果梗支持部材１３やカツタ１４を所定順序で
作動させる果梗切断手段の夫々を、前記制御装置
Ｃを用いて構成し、もつて、収穫作動を自動的に
行わせるように構成してある。

詳述すれば、接触センサ２８を果実取入口Ｅの
形成箇所に位置させてハンドＨを設定量５mm上昇
させる毎に、接触センサ２８の検出情報をチエツ
クし、その接触センサ２８が検出作用すると、そ
のセンサ２８を果実収納空間Ｄの底部側箇所に位
置変更させる。その後、さらにハンドＨを設定量
５mm上昇させる毎に前記接触センサ２８の検出情
報をチエツクすると共に、前記ハンドＨを設定量
５mmずつ上昇させる回数が５で割り切れる回数に
なる毎に、果実捕捉部１２を上下あるいは水平方
向に揺動させながら、前記接触センサ２８が再度
検出作用すると、ハンドＨの上昇作動を停止さ
せ、その状態において、果梗支持部材１３及びカ
ツタ１４を上昇作動させ、且つ、カツタ１４を切
断作動させることになる。

尚、前記接触センサ２８を果実取入口形成箇所
に位置させてハンドＨを上昇させる、及び、前記
接触センサ２８を果実収納空間Ｄの底部側箇所に
位置させてハンドＨを上昇させる場合において、
設定量５mmずつ上昇させることを40回行つても接
触センサ２８が対象果実Ｍを検出作用しない場合
には、収穫不能であると判断して、ハンドＨを車
体側の所期位置に復帰させることになる。

又、前記接触センサ２８を取入口形成箇所に位
置させて上昇作動させる際において、その接触セ
ンサ２８の非検出状態で前記６個の指センサS₁乃
至S₆のいずれかが検出作用すると、その検出作用
した指センサの有る方向にハンドＨを設定量20mm
水平移動させて、果実取入口Ｅ内に果実を確実に
取入れるようにしてある。

そして、果実収穫を行うに際して、前述の如く
収穫対象果実Ｍが大きい場合には、前記突部２９
ａを入為的に小さく折り曲げておき、又、前記果
実Ｍが小さい場合には、前記突部２９ａを入為的
に大きく折り曲げておいて、第７図イ，ロに示す
ように、果実Ｍの大きさに合わせて接触センサ２
８の果実取入口形成箇所での上下位置を変更調節
するようにしてある。

尚、収穫した果実は、ハンドＨを車体側の所期
位置に復帰させた後に、入為的に取除くことにな
る。又、前記接触センサ２８は、果実放出後、前
述のスプリング３６の付勢力によつて、果実取入
口Ｅの形成箇所に復帰するのである。

第５図中E₁，E₂，E₃，E₄は、車体側に備える
エアコンプレツサからの加圧空気をハンドＨ側の
各アクチユエータ１９，３４，F₁…に供給する
ための制御弁である。

〔別実施例〕

本考案を実施するに、果実収穫用ハンドＨの具
体構成、撮像手段の具体構成、ハンド誘導手段を
構成する果実方向検出手段やハンド自動移動手段
の具体構成、及び、果実検出用接触センサ２８を
昇降操作する具体構成は、各種変更できる。

前記実施例では、接触センサ２８の取入口形成
箇所での位置を上下方向に変更調節するに、リン
ク機構Ｒを構成する第１板体２９の突部２９ａの
折り曲げ角度によつて行つていたが、第１２図に
示すように、底壁１２ｂに取付けたブラケツト５
０に調節ネジ５１を螺合させると共に、そのネジ
５１の先端部にストツパーＳを設けて、ストツパ
ーＳにて第１板体２９を受け止めするようにする
と共に、調節ネジ５１により第１板体２９の傾斜
角度を調節するようにして、接触センサ２８の上
下方向での位置変更を調節するようにしてもよ
く、その変更調節する機構の具体構成は各種変更
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は考案に係る果実収穫機の実施例を示し、
第１図イ，ロは接触センサの装着部を示す正面図
及び側面図、第２図は収穫作動を示すフローチヤ
ート、第３図は制御作動を示すフローチヤート、
第４図及び第５図はロボツトハンドの平面図、第
６図はロボツトハンドの縦断側面図、第７図イ，
ロはロボツトハンドの果実取込み動作の概略説明
図、第８図は近接センサの側面図、第９図及び第
１０図はカツタと空気圧シリンダとの連係構造を
示す側面図、第１１図は制御構成を示す概略図で
ある。第１２図は接触センサの装着部の別実施例
を示す正面図である。第１３図イ，ロはロボツト
ハンドの果実取込み動作の従来例を示す概略説明
図である。 １２…果実捕捉部、２８…果実検出用接触セン
サ、Ｄ…果実収納空間、Ｅー果実取入口、S₁乃至
S₆…水平位置検出手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内部に果実収納空間Ｄを備え、且つ、上部に果
   実取入口Ｅを備える果実捕捉部１２を設け、果実
   検出用接触センサ２８を、前記取入口Ｅの形成箇
   所と前記収納空間Ｄの底部側箇所とに亘つて昇降
   操作自在に設け、前記果実捕捉部１２を収穫対象
   果実の下方箇所に誘導する誘導手段を設け、前記
   接触センサ２８を取入口形成箇所に位置させた状
   態で、収穫対象果実の下方箇所に誘導された前記
   果実捕捉部１２を前記接触センサ２８が検出作用
   するまで上昇移動させる第１上昇移動手段を設
   け、収穫対象果実に対する前記果実捕捉部１２の
   水平方向での位置を検出する水平位置検出手段
   （S₁乃至S₆）を設け、前記第１上昇移動手段によ
   る上昇移動時において、前記水平位置検出手段
   （S₁乃至S₆）による検出情報に基づいて前記果実
   捕捉部１２を対象果実側へ水平移動させる水平位
   置調整手段を設け、前記接触センサ２８を収納空
   間底部側箇所に位置させた状態で、前記第１上昇
   移動手段にて上昇された前記果実捕捉部１２を前
   記接触センサ２８が検出作用するまで上昇移動さ
   せる第２上昇移動手段を設けた果実収穫機であつ
   て、前記取入口形成箇所に位置させた状態での前
   記接触センサ２８の位置を上下方向に変更調節す
   る機構を設けてある果実収穫機。