JPH07203744A - 結球野菜収穫機等の切断装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 結球野菜作物の大きさの判定をして、大玉の
みを自動切断させようとするものである。 【構成】 後側の切断する結球野菜（イ）と１個前側の
結球野菜（イ）とを検出する野菜センサ３２ａ，３２ｂ
を設け、カメラ３６で前側の結球野菜（イ）を撮影して
結球部と外葉部との境界を判定し、結球部を検出してこ
の結球部の画素数による面積から大玉か、又は小玉かを
判定して、大玉の結球野菜（イ）のみを切断刃２５で切
断し、押し倒し装置２６で搬送装置８へ供給して搬送す
る。 【効果】 結球野菜の大玉か、又は小玉かを自動判定し
て、自動切断することにより、作業能率が大巾に向上し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、畝に形成した土壌面
に沿って栽培する結球野菜作物を切断して収穫する結球
野菜収穫機等の切断装置に関するもので、キャベツや白
菜等の切断収穫に利用できる。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】結球
野菜収穫機を畝部に植付けした結球野菜作物、例えばキ
ャベツの畝部に沿わせて走行させながら、切断刃を始動
及び停止操作する操作レバーをキャベツの大玉、小玉に
よって、大玉キャベツのときに作業者が操作することに
より、該切断装置が始動して、該切断刃で大玉キャベツ
を切断し、押し倒し装置で切断済みキャベツは、搬送装
置の始端部へ供給され、この搬送装置で後方上部へ搬送
される。

【０００３】上記のキャベツ切断のときに、作業者が目
視でキャベツの大きさの大小を判定し、この目視判定に
よって、操作レバーを操作して、切断刃を始動させて切
断することにより、キャベツの大きさが目視判定であ
り、正確に判定されないことがあったが、このキャベツ
の大きさの判定を自動で判定させると共に、この判定に
連動して、該切断刃を自動始動させようとするものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、前部には結
球野菜（イ）を切断する切断刃２５、及び切断済み結球
野菜（イ）を横側に設けた後方上部へ搬送する搬送装置
８始端部へ供給する押し倒し装置２６を設けると共に、
後側の切断する該結球野菜（イ）と１個前側の結球野菜
（イ）との両者の有無を検出する野菜センサ３２ａ，３
２ｂを前後に設け、前側の該結球野菜（イ）を撮影する
カメラ３６を設け、該カメラ３６の撮影で得られる濃淡
画像から結球部と外葉部との境界を判定して該結球部を
検出して該結球部の画素数によって面積を検出して大玉
か、又は小玉であるか判定して大玉の該結球野菜（イ）
のみを選択して後側の該野菜センサ３２ａが選択した大
玉の該結球野菜（イ）の検出に伴って該切断刃２５で切
断する制御装置４０を設けたことを特徴とする結球野菜
収穫機等の切断装置の構成とする。

【０００５】

【発明の作用、及び効果】結球野菜収穫機を畝部に植付
けした結球野菜作物のキャベツ（イ）の畝部に沿わせて
走行させることにより、野菜センサ３２ｂがキャベツ
（イ）を検出すると、カメラ３６が作動して、このキャ
ベツ（イ）は撮影されて撮像が入力され、画像の濃淡か
ら結球部と外葉部との境界が判定されて、結球部が検出
され、この検出された結球部の画素数が検出されて、こ
の検出された画素数から結球部の面積が検出され、この
検出された面積からキャベツ（イ）が大玉であるか、又
は小玉であるか検出される。

【０００６】検出された大玉のキャベツ（イ）を野菜セ
ンサ３２ａが検出することに伴って、制御装置４０で切
断刃２５が始動制御されて、この大玉キャベツ（イ）が
切断され、押し倒し装置２６で切断済み大玉キャベツ
（イ）は、搬送装置８の始端部へ供給され、この搬送装
置８で後方上部へ搬送される。又検出された面積から小
玉のキャベツ（イ）であると検出されると、この検出に
伴って、切断刃２５は制御装置４０で始動制御されない
ことにより、この小玉キャベツ（イ）は切断されずに圃
場に残る。

【０００７】上記により、キャベツ（イ）は切断位置の
１個前側で、撮影されて画像処理されて、大きさが自動
検出され、この検出で大玉キャベツ（イ）が検出され
て、更に切断位置へ到達が検出されると、自動切断され
ることにより、キャベツ（イ）の大きさは正確に検出さ
れると共に、自動切断により、作業能率が大巾に向上し
た。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図例は、結球野菜収穫機１を示す図であり、こ
の結球野菜収穫機１は、畝部に植付けした、例えばキャ
ベツや白菜等の作物を収穫するものである。前記結球野
菜収穫機１は、走行車体２上側のほぼ中央一側に操作席
３を設け、該操作席３前側には、操舵輪、各種レバー
４、切換レバー５及び計器類等を備えた操作装置６を設
け、該操作席３下側には原動機７を設け、この原動機７
で該結球野菜収穫機１の走行及び上・下の搬送装置８等
を駆動する構成である。該操作席３後側には該走行車体
２全巾に亘り、収穫した結球野菜（イ）、例えばキャベ
ツ（イ）を貯留する収容タンク９を設け、この収容タン
ク９の後部扉は、貯留物を取出し可能に開閉自在に構成
している。

【０００９】前記走行車体２は、左右両側の後部には原
動機７によって駆動する後部走行車輪１０ｂ，１０ｂを
設け、又前部には操舵輪で操作される前部走行車輪１０
ａ，１０ａを設け、夫々左右輪で畝部をまたぎ、畝部に
沿って該走行車体２を走行させる構成としている。前記
下側の搬送装置８は、走行車体２前側の操作席３の横側
で後方上部へ向けて傾斜状態に設け、走行車体２より前
部へ突出する上下用シリンダ１１と支持杆１２とによっ
て支持させて設けている。この上下用シリンダ１１の作
動により、この下側の搬送装置８が該支持杆１２の装着
部を回動中心として上下作動する構成としている。下側
の該搬送装置８は、下チエンケース１３の上下側に横方
向に設けた上・下軸１４ａ，１４ｂで軸支した上・下ス
プロケット１５ａ，１５ｂに所定間隔で搬送バケット１
６を複数個装着した下搬送チエン１７を掛け渡した構成
であり、該搬送バケット１６は、上側部では該下チエン
ケース１３から突出してキャベツ（イ）を搬送し、下側
部では該下チエンケース１３内へ収納されて回転駆動す
る構成としている。

【００１０】前記上側の搬送装置８は、下側の搬送装置
８の後側で後方上部へ向けて傾斜状態に設け、走行車体
２より上部へ突出する上・下支持杆１８ａ，１８ｂによ
って支持させて設けている。上側の該搬送装置８は、上
チエンケース１９の上下側に横方向に設けた上・下軸２
０ａ，２０ｂで軸支した上・下スプロケット２１ａ，２
１ｂに所定間隔で搬送バケット２２を複数個装着した上
搬送チエン２３を掛け渡した構成であり、該搬送バケッ
ト２２は、上側部では該上チエンケース１９から突出し
てキャベツ（イ）を搬送バケット１６から引継ぎ搬送し
て、収容タンク９内へ供給する構成であり、下側部では
該上チエンケース１９内へ収納されて回転駆動する構成
である。

【００１１】切断装置２４は、下側の搬送装置８始端部
の操作席３側に設け、切断刃２５及び押し倒し装置２６
等よりなり、該押し倒し装置２６は三角錐形状に形成し
て、この三角錐の後側の上下方向中央部の左右両側に
は、後部へ突出する長短の取付杆２７ａ，２７ｂを設
け、下側の該搬送装置８の下チエンケース１３の一方側
に保持杆２８を設け、この保持杆２８の先端部と長い側
の該取付杆２７ａの根本部とは、回動ピン２９によって
回動自在に支持させ、又短い側の該取付杆２７ｂと長い
側の該取付杆２７ｂの後端部との間には左右用シリンダ
３０を設けて連接させ、この左右用シリンダ３０の作動
により、該押し倒し装置２４は左右回動する構成であ
る。該押し倒し装置２６の三角錐には、切断モータ３１
を内装して設け、この切断モータ３１軸下端部には、該
切断刃２５を装着し、この切断刃２５は三角錐の底板上
側に位置させると共に、この三角錐から左右両側は突出
させている。

【００１２】後側の野菜センサ３２ａは、保持杆２８の
下側で回動ピン２９下部に設け、キャベツ（イ）で押さ
れて回動する後回動弁３３ａ、ＯＮ−ＯＦＦする後スイ
ッチ３４ａ及び後スプリング３５ａ等よりなり、該後回
動弁３３ａがキャベツ（イ）で押されると、該後スイッ
チ３４ａがＯＮ状態となり、このＯＮによってキャベツ
（イ）が有ると検出する構成であり、又キャベツ（イ）
で該後回動弁３３ａが押されないと、該後スイッチ３４
ａはＯＦＦ状態となり、このＯＦＦによってキャベツ
（イ）が無いと検出する構成としている。

【００１３】カメラ３６は、切断装置２４の前側で保持
杆２８より前方へ突出するカメラ取付杆３７先端下側に
設けて、キャベツ（イ）を撮影して、操作装置６へ撮像
で得た画像を入力する構成としている。前側の野菜セン
サ３２ｂは、カメラ取付杆３７に下部へ向けて設けたＬ
字状のセンサ取付杆３８下側に設け、キャベツ（イ）で
押されて回動する前回動弁３３ｂ、ＯＮ−ＯＦＦする前
スイッチ３４ｂ及び前スプリング３５ｂ等よりなり、該
前回動弁３３ｂがキャベツ（イ）で押されると、該前ス
イッチ３４ｂがＯＮ状態となり、このＯＮによってキャ
ベツ（イ）が有ると検出する構成であり、又キャベツ
（イ）で該前回動弁３３ｂが押されないと、該前スイッ
チ３４ｂはＯＦＦ状態となり、このＯＦＦによってキャ
ベツ（イ）が無いと検出する構成としている。

【００１４】前記収容タンク９は、箱形状で箱体内に
は、上下三段にタンク流下棚３９を設け、上側の搬送装
置８の搬送バケット２２から供給されるキャベツ（イ）
を、この上段のタンク流下棚３９で受けて、順次下部の
該タンク流下棚３９，３９へと流下して貯留される構成
としている。制御装置４０は、操作装置６内に設けら
れ、カメラ３６で撮影した撮像で得られた画像が入力さ
れる入力回路（Ａ）４１、野菜センサ３２ａ，３２ｂの
検出が入力される入力回路（Ｂ）４２、これら各入力回
路（Ａ），（Ｂ）４１，４２からの入力を算術論理演算
及び比較演算等を行う収穫制御用マイコン４３、この収
穫制御用マイコン４３からの指令で出力回路４４を経て
左右シリンダ３０及び切断モータ３１を始動及び停止制
御する構成である。

【００１５】前記制御装置４０によるキャベツ（イ）の
切断制御は、下記の如く行われる構成である。即ち、結
球野菜収穫機１でキャベツ（イ）の収穫がスタートされ
（ステップ１０１）、前側の野菜センサ３２ｂがキャベ
ツ（イ）を検出したか（ステップ１０２）、ＮＯと検出
されるとステップ１０２へ戻る。ＹＥＳと検出されると
カメラ３６が制御装置４０で始動制御され（ステップ１
０３）、該カメラ３６で撮影した画像が入力されたか検
出され（ステップ１０４）、ＮＯと検出されるとステッ
プ１０４へ戻る。ＹＥＳと検出されると入力画像の濃淡
画像から濃度差が検出され（図５参照）（ステップ１０
５）、ＮＯと検出されるとステップ１０５へ戻る。ＹＥ
Ｓと検出されると濃度差が差分されて境界線が検出され
（図５参照）（ステップ１０６）、ＮＯと検出されると
ステップ１０６へ戻る。ＹＥＳと検出されると境界線内
の画素数が検出され（ステップ１０７）、ＮＯと検出さ
れるとステップ１０７へ戻る。ＹＥＳと検出されると検
出画素数と設定記憶した所定画素数とが比較されて、所
定画素数以上か検出され（ステップ１０８）、ＮＯと検
出されるとキャベツ（イ）は小玉キャベツ（イ）である
と判定される（ステップ１０９）。ＹＥＳと検出される
と大玉キャベツ（イ）であると判定され（ステップ１１
０）、後側の野菜センサ３２ａが大玉のキャベツ（イ）
を検出したか（ステップ１１１）、ＮＯと検出されると
ステップ１１１へ戻る。ＹＥＳと検出されると左右シリ
ンダ３０及び切断モータ３１が制御装置４０で始動制御
され（ステップ１１２）、切断刃２５が大玉キャベツ
（イ）に接近し（ステップ１１３）、大玉キャベツ
（イ）が切断され（ステップ１１４）、該左右シリンダ
３０及び該切断モータ３１が該制御装置４０で停止制御
される（ステップ１１５）。上記のステップ１０２から
ステップ１１５が繰返し行われて、大玉キャベツ（イ）
が収穫される構成である。

【００１６】以下、上記実施例の作用について説明す
る。結球野菜収穫機１を畝部に植付けした結球野菜作物
の、例えばキャベツ（イ）の畝部に沿わせて走行車体２
を走行させることにより、前側の野菜センサ３２ｂがキ
ャベツ（イ）を検出すると、カメラ３６が作動して、キ
ャベツ（イ）が撮影されて撮像画像が入力され、濃淡画
像の濃度差が検出され、この検出された濃度差が差分さ
れて、結球部と外葉部との境界線が検出されて結球部が
検出され、この検出された境界線内の結球部の画素数が
検出され、この検出された画素数と設定記憶の所定画素
数とが比較され、所定画素数以上であると大玉のキャベ
ツ（イ）であると判定され、以下であると小玉のキャベ
ツ（イ）であると検出され、小玉キャベツ（イ）は収穫
されずに次に進む。

【００１７】大玉キャベツ（イ）であると判定されて、
後側の野菜センサ３２ａがこの大玉キャベツ（イ）を検
出すると、左右シリンダ３０及び切断モータ３１が始動
制御されて、切断装置２４が大玉キャベツ（イ）へ接近
して、切断刃２５で切断すると共に、押し倒し装置２６
で切断済み大玉キャベツ（イ）は押されて、下側の搬送
装置８の始端部へ供給され、下側の搬送バケット１６で
後方上部へ搬送され、上側の搬送装置８の搬送バケット
２２へ引継ぎされて、この搬送バケット１６で後方上部
へ搬送されて、収容タンク９内の上段のタンク流下棚３
９上へ引継ぎ供給され、このタンク流下棚３９から順次
下部のタンク流下棚３９へと流下して、この収容タンク
９内へ貯留される。

【００１８】図６〜図１１は、他の実施例を示す図で、
ブロッコリー等を収穫するブロッコリー収穫機４５を示
す図である。前記ブロッコリー収穫機４５は、走行車体
４６は箱状に形成して、後部にはハンドル４７を設け、
この走行車体４６の左右両側の後部には後車輪支持枠４
８，４８で軸支した後部走行車輪４９ｂ，４９ｂを設
け、前部には前車輪支持枠５０，５０で軸支した前部走
行車輪４９ａ，４９ａを設け、該後部走行車輪４９ｂ，
４９ｂは各車輪モータ５１，５１で伝動ケース５２，５
２内の各ギヤー５３，５３を介して回転駆動して走行す
る構成としている。

【００１９】収容タンク５４は、箱形状に形成して、走
行車体４６へ内装して設け、この収容タンク５４は該走
行車体４６後部に設けたタンクシリンダ５５で前後摺動
自在に構成している。刈取挟持装置５６は、走行車体４
６前部の左右両側に掛け渡して設けた受板５７上に設
け、この受板５７上には回動用モータ５８で回動する円
形状で中央部の左右両側に上部へ突出する突出壁５９，
５９を設けた受台６０を回動自在に設け、この受台６０
の上部には上下用モータ６１で上下へ回動する支持アー
ム６２を上下回動自在に該突出壁５９，５９間に設け、
この支持アーム６２先端部には前後用モータ６３で前後
へ回動して、バケット６７を上下移動させるバケット上
下シリンダ６４を設け、又このバケット上下シリンダ６
４前部にはカメラ６５を設け、該バケット上下シリンダ
６４下端部にはバケット開閉シリンダ６６を設け、この
バケット開閉シリンダ６６の両端部には、このバケット
開閉シリンダ６６で開閉してブロッコリー（ロ）を切断
及び挟持する該バケット６７を設けている。

【００２０】株センサ６８は、走行車体４６先部へ突出
させて設け、検出杆でＯＮ−ＯＦＦするスイッチ等なり
なる構成であり、該検出杆がブロッコリー（ロ）で押さ
れると該スイッチがＯＮする構成としている。制御装置
６９は、走行車体４６下側に設けたバッテリーを内装す
るバッテリーケース７０に内装して設けられ、カメラ６
５で撮影するブロッコリー（ロ）の撮影画像が入力及び
該カメラ６５のオートフォーカス機構によって検出され
るブロッコリー（ロ）迄の距離（Ｚ）が入力される入力
回路（Ａ）７１、株センサ６８の検出が入力される入力
回路（Ｂ）７２、これら入力回路（Ａ），（Ｂ）７１，
７２からの入力を算術論理演算及び比較演算等を行う収
穫制御用マイコン７３、この収穫制御用マイコン７３か
らの指令で出力回路７４を経て各シリンダ５５，６４，
６６及び各モータ５８，６１，６３を始動及び停止制御
する構成である。

【００２１】前記制御装置６９によるブロッコリー
（ロ）の切断制御は、下記の如く行われる構成である。
即ち、ブロッコリー収穫機４５でブロッコリー（ロ）の
収穫がスタートされ（ステップ２０１）、該ブロッコリ
ー収穫機４５が前進制御され（ステップ２０２）、株セ
ンサ６８がブロッコリー（ロ）を検出したか（ステップ
２０３）、ＮＯと検出されるとステップ２０３へ戻る。
ＹＥＳと検出されると該ブロッコリー収穫機４５が停止
制御され（ステップ２０４）、カメラ６５が始動制御さ
れ（ステップ２０５）、該カメラ６５で撮影した画像が
入力されたか検出され（ステップ２０６）、ＮＯと検出
されるとステップ２０６へ戻る。ＹＥＳと検出されると
入力画像を２値化して、白のみを残して白線（葉脈）を
残し、この白線の交点が複数個求められ、これらの交点
のＸ方向（よこ）とＹ方向（たて）との平均値点位置
（Ａ）を求められ、この求められた平均値点（Ａ）が花
らいの中心位置が認識され、又該カメラ６５のオートフ
ォーカス機構より検出された花らい迄の上下距離（Ｚ）
が認識され（ステップ２０７）、回動用モータ５８、上
下用モータ６１、前後用モータ６３、バケット上下シリ
ンダ６４及びバケット開閉シリンダ６６が始動されて、
検出した花らい位置へバケット６７が移動制御されて開
状に制御され（ステップ２０８）、該バケット開閉シリ
ンダ６６始動して該バケット６７が閉してブロッコリー
の花らい部が切断されて保持され（ステップ２０９）、
該バケット上下シリンダ６４が始動して、花らいを切断
されて保持した該バケット６７が上部の所定位置へ移動
され（ステップ２１０）、該タンクシリンダ５５が始動
されて、収容タンク５４が前部へ移動制御され（ステッ
プ２１１）、該バケット開閉シリンダ６６が始動して、
該バケット６７へ保持した切断済み花らいを該収容タン
ク５４へ排出され（ステップ２１２）、該タンクシリン
ダ５５が始動して、該収容タンク５４後部の元位置へ移
動される（ステップ２１３）。前記が順次繰返し行われ
て、ブロッコリー（ロ）は収穫される構成である。

【００２２】上記の他の実施例の作用について説明す
る。ブロッコリー収穫機４５を畝部に植付けしたブロッ
コリー（ロ）の畝部に沿わせて走行車体４６を走行させ
ることにより、株センサ６８がブロッコリー（ロ）を検
出すると、カメラ６５が作動して、ブロッコリー（ロ）
が撮影されて撮影画像が入力されて２値化され、葉脈の
白のみを残して白線を残し、この白線の交点が複数個求
められ、これらの交点のＸ方向とＹ方向との平均値点位
置（Ａ）を求め、この（Ａ）点がブロッコリーの花らい
中心位置であると判定され、又該カメラ６５のオートフ
ォーカス機構より検出された花らい迄の上下距離（Ｚ）
が判定され、バケット６７位置を花らい位置へ制御さ
れ、切断されてこのバケット６７で保持されて上部の所
定位置へ移動制御され、所定位置へ移動制御された収容
タンク５４内へ排出され、排出が終了すると、この収容
タンク５４は所定の元位置へ移動制御される。上記が繰
返し行われてブロッコリー（ロ）は収穫される。

【００２３】上記によって、ブロッコリー（ロ）の花ら
い位置の判定、切断及び運搬が機械化されて大巾な省力
化ができた。

【図面の簡単な説明】

図は、この発明の一実施例を示すものである。

【図１】要部の拡大平面図

【図２】結球野菜収穫機の全体側面図

【図３】フローチャート

【図４】ブロック図

【図５】キャベツの原画像図、及び差分後の境界線図

【図６】他の実施例を示す図で、ブロッコリー収穫機の
全体平面図

【図７】他の実施例を示す図で、図６のＡ−Ａ断面図

【図８】他の実施例を示す図で、図６のＢ−Ｂ断面図

【図９】フローチャート

【図１０】ブロック図

【図１１】ブロッコリーの原画像図、及び２値化後図

【符号の説明】

８ 搬送装置 ２５ 切断刃 ２６ 押し倒し装置 ３２ａ 野菜センサ ３２ｂ 野菜センサ ３６ カメラ ４０ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前部には結球野菜（イ）を切断する切断
   刃２５、及び切断済み結球野菜（イ）を横側に設けた後
   方上部へ搬送する搬送装置８始端部へ供給する押し倒し
   装置２６を設けると共に、後側の切断する該結球野菜
   （イ）と１個前側の結球野菜（イ）との両者の有無を検
   出する野菜センサ３２ａ，３２ｂを前後に設け、前側の
   該結球野菜（イ）を撮影するカメラ３６を設け、該カメ
   ラ３６の撮影で得られる濃淡画像から結球部と外葉部と
   の境界を判定して該結球部を検出して該結球部の画素数
   によって面積を検出して大玉か、又は小玉であるか判定
   して大玉の該結球野菜（イ）のみを選択して後側の該野
   菜センサ３２ａが選択した大玉の該結球野菜（イ）の検
   出に伴って該切断刃２５で切断する制御装置４０を設け
   たことを特徴とする結球野菜収穫機等の切断装置。