JPH0549331A - Manipulator of fruit-harvesting robot - Google Patents
Manipulator of fruit-harvesting robotInfo
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- JPH0549331A JPH0549331A JP3232332A JP23233291A JPH0549331A JP H0549331 A JPH0549331 A JP H0549331A JP 3232332 A JP3232332 A JP 3232332A JP 23233291 A JP23233291 A JP 23233291A JP H0549331 A JPH0549331 A JP H0549331A
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- fruit
- manipulator
- gynophore
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- grasping
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- Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、主としてきゅうり等の
ように果柄が短い果実を収穫する際に、主茎を傷つける
ことなく果柄のみを確実に切断できるようにした果実収
穫ロボットのマニピュレータに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manipulator for a fruit-harvesting robot, which is capable of reliably cutting only a fruit pattern without damaging the main stem when mainly harvesting a fruit having a short fruit pattern such as cucumber. It is about.
【０００２】[0002]
【従来の技術】きゅうり収穫ロボットのマニピュレータ
として、果実を把握する開閉式の把握部と果柄を切断す
るカッタを備え、把握部で果実を把握しながらカッタで
果柄を切断するようにした構造のものが考えられてい
る。2. Description of the Related Art As a manipulator for a cucumber harvesting robot, an opening / closing type grasping part for grasping fruits and a cutter for cutting the fruit pattern are provided, and the fruit pattern is cut by the cutter while grasping the fruit at the grasping part. Things are being considered.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】きゅうりの果柄は比較
的短く、果柄の切断箇所が主茎に近いので、上記従来の
マニピュレータは、果柄を切断する時にカッタで主茎を
傷つけることがあるという問題があった。そこで、本発
明は、主茎を傷つけることなく果柄のみを確実に切断で
きるようにすることを課題としている。The fruit pattern of cucumber is relatively short, and the cutting point of the fruit pattern is close to the main stem. Therefore, the conventional manipulator described above may damage the main stem with a cutter when cutting the fruit pattern. There was a problem that there was. Therefore, an object of the present invention is to make it possible to reliably cut only the peduncle without damaging the main stem.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のような構成とした。すなわち、本発明
にかかる果実ロボットのマニピュレータは、果実を把握
する把握部と、該把握部が把握した果実の果柄の基部を
中心として把握部を上方に回動させることのできる回動
手段と、該回動手段によって回動した果柄を切断するた
めのカッタとを具備することを特徴としている。In order to solve the above problems, the present invention has the following constitution. That is, the manipulator of the fruit robot according to the present invention comprises a grasping part for grasping a fruit, and a rotating means capable of rotating the grasping part upward around the base of the fruit pattern of the fruit grasped by the grasping part. And a cutter for cutting the fruit pattern rotated by the rotating means.
【０００５】[0005]
【作用】果実の果柄の基部を中心として把握部を上方に
所定角度回動させることにより、果柄が主茎から分離さ
れるので、果柄切断時にカッタで主茎を傷つけることが
ない。By rotating the grasping portion upward by a predetermined angle around the base of the fruit peduncle, the peduncle is separated from the main stem, so that the cutter does not damage the main stem when cutting the fruit peduncle.
【０００６】[0006]
【実施例】図１はきゅうり用果実収穫ロボットの使用状
態をあらわしている。この果実収穫ロボット１は、移動
手段として電動式の走行台車２を備え、該走行台車の上
にガイドレール３を有する傾斜枠４を設置し、これに果
実収穫用マニピュレータ６がスライド式に昇降自在に設
けられている。傾斜枠４は、ヒンジ８にて走行台車２に
枢支され、背面側を支持リンク９で支えられている。支
持リンク９の下端部は長穴１０の適所に止着するように
なっており、その止着位置を変えることにより傾斜枠４
の傾斜角度を任意に調節することができる。[Embodiment] FIG. 1 shows a usage state of a fruit harvesting robot for cucumbers. This fruit harvesting robot 1 is provided with an electric traveling carriage 2 as a moving means, an inclined frame 4 having a guide rail 3 is installed on the traveling carriage, and a fruit harvesting manipulator 6 can be slid up and down. It is provided in. The tilted frame 4 is pivotally supported by the traveling carriage 2 by a hinge 8 and supported on the back side by a support link 9. The lower end of the support link 9 is fixed to a proper position of the long hole 10, and the tilting frame 4 is changed by changing the fixing position.
The inclination angle of can be adjusted arbitrarily.
【０００７】マニピュレータ６は、前記ガイドレール３
に沿って昇降可能な基台１２と、該基台上に水平面内で
回動自在に設けた本体部１３と、該本体部に設けた関節
型アーム１４と、該関節型アームの先端部に設けた摘果
ハンド１５とからなる。関節型アーム１４は、本体部側
の上腕部１７と摘果ハンド側の前腕部１８をエルボ部１
９を介して連結したものである。人の腕と同様に、アー
ム全体の上下回動、屈伸、摘果ハンド１５の上下回動が
可能で、摘果ハンド１５の位置を調節すると共に、摘果
時に摘果ハンド１５を回動させる回動手段となってい
る。なお、関節型アーム１４を屈曲させたとき、エルボ
部１９が下側にくるように折れ曲がる。The manipulator 6 includes the guide rail 3
A base 12 that can be moved up and down along the base 12, a main body 13 that is rotatably provided on the base in a horizontal plane, an articulated arm 14 provided on the main body, and a tip end of the articulated arm. It is provided with the picking hand 15. The articulated arm 14 includes an upper arm part 17 on the main body side and a forearm part 18 on the fruit picking hand side of the elbow part 1.
It is connected through 9. Similar to a human arm, the whole arm can be rotated up and down, bent and extended, and the fruit picking hand 15 can be rotated up and down. Is becoming When the articulated arm 14 is bent, the elbow portion 19 is bent so as to come to the lower side.
【０００８】摘果ハンド１５には、図２および図３に示
すように、把握部２１，２１、果柄位置検出部２２，２
２およびカッタ２３，２３が設けられている。把握部２
１，２１は、きゅうりを両側から挟み付けて把握するの
に適するように、幅広の板状に形成され、その内面部に
ゴム材２４，２４が貼着されている。両把握部２１，２
１の基部にラック２５，２５が取り付けられており、こ
れに噛合するピニオン２６をモータ等で駆動することに
より、一対の把握部２１，２１が互いに接近または離反
するようになっている。果柄位置検出部２２，２２は、
把握部２１，２１の上方に設けられ、図示を省略したば
ねによって互いに接近する方向（内向き）に付勢されて
いる。果柄位置検出部２２，２２の開閉度はポテンショ
ンメータ２７で検出される。待機状態では、把握部２
１，２１の係合片２１ａ，２１ａが果柄位置検出部２
２，２２の係合片２２ａ，２２ａに係合しているので、
果柄位置検出部２２，２２が開いた状態となっている。
この待機状態から、果柄位置検出部２２，２２は上向き
にスライド移動するようになっている。スライドストロ
ークは最大で３０mm程度である。スライド移動を開始す
ると両係合片２１ａ，２２ａの係合が解除される。ま
た、カッタ２３，２３は、内端部に刃が形成されてお
り、この刃が互いに交差するように駆動できるようにな
っている。カッタ２３，２３は果柄位置検出部２２．２
２の下方近傍に設けられ、果柄位置検出部２２，２２と
ともにスライド移動する。As shown in FIGS. 2 and 3, the fruit picking hand 15 includes grasping parts 21 and 21 and fruit pattern position detecting parts 22 and 2.
2 and cutters 23, 23 are provided. Grasping part 2
1, 21 are formed in a wide plate shape so as to be suitable for grasping the cucumber by sandwiching it from both sides, and rubber materials 24, 24 are attached to the inner surface portions thereof. Both grasping parts 21,2
Racks 25, 25 are attached to one base portion, and a pair of grasping portions 21, 21 are moved toward or away from each other by driving a pinion 26 meshing with the rack 25 by a motor or the like. The fruit pattern position detectors 22, 22 are
It is provided above the grasping portions 21 and 21 and is biased in a direction (inward direction) toward each other by a spring (not shown). The opening / closing degree of the fruit pattern position detection units 22 and 22 is detected by the potentiometer 27. In the standby state, the grasping unit 2
1, 21 engaging pieces 21a, 21a is the fruit pattern position detection unit 2
Since it is engaged with the engaging pieces 22a, 22a of 2, 22,
The fruit pattern position detectors 22, 22 are open.
From this standby state, the fruit pattern position detectors 22 and 22 are adapted to slide upward. The maximum sliding stroke is about 30 mm. When the sliding movement is started, the engagement between the engagement pieces 21a and 22a is released. Further, the cutters 23, 23 have blades formed at their inner ends, and the blades can be driven so that the blades intersect with each other. The cutters 23, 23 have a fruit pattern position detection unit 22.2.
It is provided near the lower part of 2 and slides together with the fruit pattern position detection units 22 and 22.
【０００９】また、本体部１３には視覚装置３０が設け
られている。この視覚装置３０は、図４のブロック図に
示す如く、カメラ３１と距離検出素子（ＰＳＤ）３２を
備え、これらで得た入力情報をＣＰＵ３３で処理して果
実の位置を検出するようになっている。そして、その検
出結果に基づいて、ＣＰＵ３３からマニピュレータ６に
出力指令が出される。A visual device 30 is provided on the main body 13. As shown in the block diagram of FIG. 4, the visual device 30 includes a camera 31 and a distance detecting element (PSD) 32, and the CPU 33 processes the input information obtained by these to detect the position of the fruit. There is. Then, based on the detection result, the CPU 33 issues an output command to the manipulator 6.
【００１０】この果実収穫ロボット１が使用されるハウ
スは、通路４０を挟んで両側に形成した畝４１に栽培植
物４２が一定間隔ごとに植え付けられている。栽培植物
４２を誘引する誘引棚４３は通路側に傾斜させて設けら
れている。このため、果実５１が誘引棚４３から垂れ下
がり、主茎や葉と分離された状態となっている。In the house in which the fruit harvesting robot 1 is used, cultivated plants 42 are planted at regular intervals in ridges 41 formed on both sides of the passage 40. The attracting shelf 43 for attracting the cultivated plant 42 is provided so as to be inclined toward the passage. Therefore, the fruit 51 hangs down from the attracting shelf 43 and is separated from the main stem and leaves.
【００１１】果実収穫ロボット１は通路４０に沿って移
動し、視覚装置３０で収穫可能な果実を探索する。収穫
可能な果実を見つけると、マニピュレータ６が所定の動
作を行い当該果実を収穫する。図５および図６はそのフ
ローチャートであり、これを参照にしてマニピュレータ
６の動作を説明する。The fruit harvesting robot 1 moves along the passage 40 and searches for a harvestable fruit with the visual device 30. When finding a harvestable fruit, the manipulator 6 performs a predetermined operation to harvest the fruit. 5 and 6 are flowcharts thereof, and the operation of the manipulator 6 will be described with reference to the flowcharts.
【００１２】当初、マニピュレータ６は、関節型アーム
１４を所定角度（α＝約９０度）に曲げた基本姿勢で待
機している。この状態から、収穫しようとする果実５１
の高さに合わせてマニピュレータ６を昇降させ、摘果ハ
ンド１５が果実５１に正対する状態（中間点）にする。
傾斜枠４の傾斜角度は誘引棚４３の傾斜角度を同じに設
定してあるので、マニピュレータ６を昇降させても栽培
植物４２とマニピュレータ６との距離は変わらない。そ
して、関節型アーム１４を適当に伸ばして、摘果ハンド
１５を果実５１の手前近傍まで移動させる（第２中間
点）。Initially, the manipulator 6 stands by in a basic posture in which the articulated arm 14 is bent at a predetermined angle (α = about 90 degrees). Fruits to be harvested from this state 51
The manipulator 6 is moved up and down according to the height of the fruit so that the fruit picking hand 15 faces the fruit 51 (intermediate point).
Since the tilt angle of the tilt frame 4 is set to be the same as that of the attracting shelf 43, the distance between the cultivated plant 42 and the manipulator 6 does not change even if the manipulator 6 is moved up and down. Then, the articulated arm 14 is appropriately extended and the fruit picking hand 15 is moved to near the front of the fruit 51 (second intermediate point).
【００１３】つぎに、把握部２１，２１が開きながら摘
果ハンド１５が前進し、適当位置で前進を停止し、把握
部２１，２１が閉じて果実５１の上端部を把握する（図
７参照）。この状態から、関節型アーム１４の各部が作
動して、果柄５２の基部を中心として摘果ハンド１５を
上方に回動させる（図８参照）。果柄５２と主茎５０と
のなす角度θが６０〜９０度、好ましくは９０度程度と
なるようにするのが好ましい。続いて、果柄位置検出部
２２，２２とカッタ２３，２３がスライド移動し、果柄
位置検出部２２，２２が果柄５２を検出すると、カッタ
２３，２３が作動して果柄５２を切断する。このよう
に、果実５１を上方に回動させて果実５１を主茎５０を
完全に分離するとともに、果柄位置検出部２２，２２で
カッタ２３，２３の主茎側をカバーしているので、切断
の際にカッタ２３，２３で主茎５０を傷つけることがな
い。Next, the fruit picking hand 15 advances while the grasping parts 21 and 21 are opened, stops advancing at an appropriate position, and the grasping parts 21 and 21 close to grasp the upper end of the fruit 51 (see FIG. 7). .. From this state, each part of the articulated arm 14 is actuated to rotate the fruit picking hand 15 upward about the base of the fruit handle 52 (see FIG. 8). It is preferable that the angle θ between the fruit stem 52 and the main stem 50 is 60 to 90 degrees, preferably about 90 degrees. Subsequently, when the fruit pattern position detection units 22 and 22 and the cutters 23 and 23 slide and the fruit pattern position detection units 22 and 22 detect the fruit pattern 52, the cutters 23 and 23 operate to cut the fruit pattern 52. To do. In this way, the fruit 51 is rotated upward to completely separate the main stem 50 of the fruit 51, and the main stem side of the cutters 23, 23 is covered by the fruit-stalk position detecting units 22, 22. The main stem 50 is not damaged by the cutters 23, 23 during cutting.
【００１４】果柄検出作用について補足的に説明する。
前述の如く、果柄位置検出部２２，２２がスライド移動
を開始すると、係合片２２ａ，２３ａの係合が解除され
るので、ばねによって閉じようとする力が果柄位置検出
部２２，２２に作用する。しかしながら、実際には果実
が存在しているので果柄位置検出部２２，２２は閉じる
ことができず、両果柄位置検出部２２，２２は果実の外
周部に沿って果柄側に移動する。そして、果柄位置検出
部２２，２２が果柄の位置まで移動すると、果柄位置検
出部２２，２２が閉じてこれがポテンションメータ２７
に検出されるのである。きゅうりのように直線状で細長
い果実に対する果柄検出方法として極めて効果的であ
る。なお、一定条件のもとに管理されているため、きゅ
うりの果実はまっすぐに生っている。The fruit pattern detecting action will be supplementarily described.
As described above, when the fruit pattern position detecting units 22 and 22 start to slide, the engagement pieces 22a and 23a are disengaged, so that the force for closing by the spring is applied to the fruit pattern position detecting units 22 and 22. Act on. However, since fruit actually exists, the fruit pattern position detection units 22 and 22 cannot be closed, and both fruit pattern position detection units 22 and 22 move to the fruit pattern side along the outer periphery of the fruit. .. Then, when the fruit pattern position detection units 22 and 22 move to the position of the fruit pattern, the fruit pattern position detection units 22 and 22 are closed and this is detected by the potentiometer 27.
Is detected by. It is extremely effective as a method for detecting a peduncle on a straight and slender fruit such as cucumber. The fruits of cucumber grow straight because they are managed under certain conditions.
【００１５】果柄位置検出中に、果柄位置検出部２２，
２２をストロークいっぱい移動させても果柄５２を検出
しないことがある。その理由として考えられることは、
（１）果実の把握位置が下過ぎた、（２）主茎を把握し
た、（３）誘引棚の支柱を把握した等である。そこで、
このような場合には、一旦把握部２１，２１による把握
を解除し、関節型アーム１４を適当に作動させて摘果ハ
ンド１５を補助的にスライドさせてから、再度果柄検出
操作を行う。そして、ポテンションメータ２７に変化が
見られたならば、（１）の場合であるので、カッタ２
３，２３で果柄５２を切断する。再度果柄検出操作を行
っても、なおかつポテンションメータ２７に変化が見ら
れなければ、（２）もしくは（３）の場合であると判断
できるので、カッタ２３，２３を作動させないようにす
る。During the fruit pattern position detection, the fruit pattern position detection unit 22,
The fruit pattern 52 may not be detected even if 22 is moved by the full stroke. The possible reasons are:
For example, (1) the grasping position of the fruit is too low, (2) the main stem is grasped, (3) the pillar of the attracting shelf is grasped, and the like. Therefore,
In such a case, the grasping portions 21 and 21 are once released, the articulated arm 14 is appropriately operated to slide the fruit picking hand 15 in an auxiliary manner, and then the fruit pattern detecting operation is performed again. If there is a change in the potentiometer 27, this is the case of (1), so the cutter 2
The fruit pattern 52 is cut at 3,23. Even if the fruit pattern detection operation is performed again, and if the potentiometer 27 does not change, it can be determined that the case is (2) or (3). Therefore, the cutters 23, 23 are not operated.
【００１６】また、図９および図１０に示すように、一
対の果柄位置検出部２２，２２のいずれか、もしくは両
方の先端部に張出部２２ｂを設けておくと、果柄５２と
主茎５０の分離をさらに確実に行える。Further, as shown in FIGS. 9 and 10, if a protruding portion 22b is provided at the tip of either or both of the pair of fruit pattern position detecting units 22 and 22, the fruit pattern 52 and the main pattern 52 will be removed. The stem 50 can be separated more reliably.
【００１７】摘果が完了すると、把握部２１，２１が果
実を把持したままマニピュレータ６が中間位置まで移動
するとともに、マニピュレータ６が下降し、把持してい
た果実をタンク内に解放する。以下同様に、視覚装置３
０の視野内の果実を収穫する。視野内の果実をすべて収
穫し終えると、視覚装置３０の向きを変えて果実の収穫
を繰り返す。マニピュレータ全作業範囲内の果実をすべ
て収穫し終えると、走行台車２を移動させて次の株に移
動する。When the fruit picking is completed, the manipulator 6 moves to an intermediate position while the grasping portions 21 and 21 hold the fruits, and the manipulator 6 descends to release the grasped fruits into the tank. Similarly, the visual device 3
Harvest fruit within 0 field of view. When all the fruits in the field of view have been harvested, the direction of the visual device 30 is changed to repeat the harvest of fruits. When all the fruits within the manipulator's entire work range have been harvested, the traveling carriage 2 is moved to move to the next stock.
【００１８】[0018]
【発明の効果】以上に説明した如く、本発明にかかる果
実収穫ロボットのマニピュレータは、果柄の基部を中心
として果実を上方に回動させることにより、果柄と主茎
の分離を確実なものとし、摘果時にカッタで主茎を傷つ
けることを防止できるようになった。As described above, the manipulator of the fruit harvesting robot according to the present invention ensures that the fruit stem and the main stem are separated by rotating the fruit upward around the base of the fruit stem. It is now possible to prevent the cutter from damaging the main stem during fruit picking.
【図１】本発明の１実施例である果実収穫ロボットの使
用状態を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a usage state of a fruit harvesting robot that is an embodiment of the present invention.
【図２】摘果ハンドの側面図である。FIG. 2 is a side view of a fruit picking hand.
【図３】摘果ハンドの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a fruit picking hand.
【図４】マニピュレータ制御装置のブロック図である。FIG. 4 is a block diagram of a manipulator control device.
【図５】マニピュレータ制御のフローチャートの前半部
分である。FIG. 5 is the first half of the flowchart of manipulator control.
【図６】マニピュレータ制御のフローチャートの後半部
分である。FIG. 6 is the latter half of the flowchart of manipulator control.
【図７】マニピュレータの１状態を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing one state of the manipulator.
【図８】マニピュレータの異なる状態を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing different states of the manipulator.
【図９】異なる摘果ハンドの正面図である。FIG. 9 is a front view of a different fruit picking hand.
【図１０】図９に示す摘果ハンドの要部の平面図であ
る。FIG. 10 is a plan view of an essential part of the fruit picking hand shown in FIG. 9.
１ 果実収穫ロボット ２ 走行台車 ４ 傾斜枠 ６ マニピュレータ １３ 本体部 １４ 関節型アーム（回動手段） １５ 摘果ハンド ２１ 把握部 ２２ 果柄位置検出部 ２３ カッタ ２７ ポテンションメータ 1 Fruit Harvesting Robot 2 Traveling Cart 4 Tilt Frame 6 Manipulator 13 Main Body 14 Articulated Arm (Rotating Means) 15 Fruit Picking Hand 21 Grasping Section 22 Fruit Pattern Position Detection Section 23 Cutter 27 Potentiometer
Claims (1)
握した果実の果柄の基部を中心として把握部を上方に回
動させることのできる回動手段と、該回動手段によって
回動した果柄を切断するためのカッタとを具備すること
を特徴とする果実収穫ロボットのマニピュレータ。1. A grasping part for grasping a fruit, a rotating means capable of rotating the grasping part upward about a base of a fruit pattern of the fruit grasped by the grasping part, and a rotating means by the rotating means. A manipulator for a fruit harvesting robot, comprising: a cutter for cutting a moving fruit pattern.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232332A JP3052470B2 (en) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | Manipulator of fruit harvesting robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3232332A JP3052470B2 (en) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | Manipulator of fruit harvesting robot |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0549331A true JPH0549331A (en) | 1993-03-02 |
| JP3052470B2 JP3052470B2 (en) | 2000-06-12 |
Family
ID=16937542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3232332A Expired - Lifetime JP3052470B2 (en) | 1991-08-19 | 1991-08-19 | Manipulator of fruit harvesting robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3052470B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08197471A (en) * | 1995-01-30 | 1996-08-06 | Nippon Kyodo Kikaku Kk | Fruits and vegetables conveying method and fruits and vegetables conveying device used therefor |
| KR100797001B1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-01-22 | 한국생산기술연구원 | Wheel-based humanoid robot |
| CN106664971A (en) * | 2017-03-12 | 2017-05-17 | 周佰利 | Intelligent apple picking robot |
-
1991
- 1991-08-19 JP JP3232332A patent/JP3052470B2/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08197471A (en) * | 1995-01-30 | 1996-08-06 | Nippon Kyodo Kikaku Kk | Fruits and vegetables conveying method and fruits and vegetables conveying device used therefor |
| KR100797001B1 (en) * | 2006-12-19 | 2008-01-22 | 한국생산기술연구원 | Wheel-based humanoid robot |
| CN106664971A (en) * | 2017-03-12 | 2017-05-17 | 周佰利 | Intelligent apple picking robot |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3052470B2 (en) | 2000-06-12 |
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