JPH074098B2 - Hands for harvesting fruits and vegetables - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、果菜類を捕捉する捕捉部と、その捕捉部を収
納する空間を備えたカバー体とが設けられ、前記カバー
体の先端部に、前記捕捉部にて捕捉された果菜類を通過
させることができる大きさの開口部が形成され、そし
て、前記カバー体が、前記捕捉部に対して前後方向に出
退自在に設けられている果菜類の収穫用ハンドに関す
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of use] The present invention is provided with a trapping portion for trapping fruits and vegetables, and a cover body having a space for accommodating the trapping portion, and a tip portion of the cover body. An opening having a size that allows the fruits and vegetables captured by the capturing unit to pass therethrough is formed, and the cover body is provided so as to be able to move forward and backward with respect to the capturing unit. Related to the harvesting hands for existing fruits and vegetables.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

上記この種の果菜類の収穫用ハンドにおいては、果菜類
を捕捉するまでは、カバー体が邪魔にならないようにし
ながら、捕捉後は果菜類をカバー体の内部に取り込ん
で、捕捉した果菜類をそれ以外の他の果菜類や周囲の枝
等の他物と分離した状態で収納することができるように
するために、カバー体を捕捉部に対して前後方向に出退
自在に設けているが、従来では、カバー体が、その出退
方向に対して交差する方向には向き変更できない状態で
設けられていた。In the above-mentioned hand for harvesting fruits and vegetables, until the fruits and vegetables are captured, the cover body is kept out of the way, after capturing, the fruits and vegetables are taken into the inside of the cover body, and the captured fruits and vegetables are collected. In order to be able to store it in a state where it is separated from other fruits and vegetables and other objects such as surrounding branches, the cover body is provided so as to be retractable in the front-rear direction with respect to the capturing portion. In the past, the cover body was provided in a state in which the direction of the cover body could not be changed in the direction intersecting with the withdrawal direction.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

上記従来構成では、カバー体の向きを変えられないの
で、果菜類が密集しているような場合や、捕捉すべき果
菜類が枝の近傍にあるような場合には、カバー体が、隣
接する果菜類や枝等の他物に当たって、捕捉の邪魔にな
ったり、捕捉すべき果菜類を開口部から離れる側に押し
のける状態となって、適正通りに収穫できなくなる虞れ
があり、改善が望まれていた。In the above conventional configuration, since the direction of the cover body cannot be changed, the cover bodies are adjacent to each other when the fruit vegetables are densely packed or when the fruit vegetables to be captured are near the branches. There is a risk that it may interfere with the capture of fruits and vegetables and other objects such as branches, or may push the fruits and vegetables to be captured away from the opening and prevent proper harvesting, so improvement is desired. Was there.

ちなみに、捕捉すべき果菜類の近傍に捕捉の邪魔になる
他物がある場合には、収穫ハンド自体をカバー体の出退
方向に交差する方向に向き変更して、捕捉の邪魔になる
他物を迂回させながら、収穫対象の果菜類に向けてアプ
ローチさせるようにすることも考えられるが、その場
合、上下左右の何れの方向に向き変更させるかを自動的
に決定させるためのセンサ等が新たに必要となり、収穫
ハンドを誘導するための制御構成や装置構成が複雑にな
る不利がある。By the way, if there are other obstacles in the vicinity of the fruits and vegetables to be caught, the harvesting hand itself should be turned to the direction intersecting the direction of the cover body, and the other obstacles to be caught. It may be possible to approach the fruits and vegetables to be harvested while circumventing, but in that case, a sensor etc. for automatically deciding whether to change the direction of up, down, left or right is newly added. However, there is a disadvantage that the control structure and device structure for guiding the harvesting hand become complicated.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、カバー体の開口部を自動的に捕捉された果菜
類の位置する方向に向けることができるようにすること
にある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to be able to automatically orient the opening of the cover body in the direction in which the captured fruit and vegetables are located.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明による果菜類の収穫用ハンドは、果菜類を捕捉す
る捕捉部と、その捕捉部を収納する空間を備えたカバー
体とが設けられ、前記カバー体の先端部に、前記捕捉部
にて捕捉された果菜類を通過させることができる大きさ
の開口部が形成され、そして、前記カバー体が、前記捕
捉部に対して前後方向に出退自在に設けられているもの
であって、その特徴構成は、以下の通りである。The harvesting hand for fruit and vegetables according to the present invention is provided with a catching unit for catching fruit and vegetables and a cover body having a space for storing the catching unit, and at the leading end of the cover body, the catching unit is provided. An opening having a size that allows the captured fruits and vegetables to pass therethrough is formed, and the cover body is provided so as to be retractable in the front-rear direction with respect to the capture portion, The characteristic configuration is as follows.

すなわち、前記カバー体は、前記出退方向と交差する方
向に沿って位置変更自在に、且つ、前記出退方向と交差
する方向に沿う軸芯周りで揺動自在に設けられている点
にある。That is, the cover body is provided so as to be positionally changeable along a direction intersecting the withdrawal direction and swingable around an axis along a direction intersecting the withdrawal direction. .

〔作用〕[Action]

つまり、カバー体を、その出退方向と交差する方向に沿
って位置変更自在に、且つ、前記出退方向と交差する方
向に沿う軸芯周りで揺動自在に設けてあるので、捕捉部
が果菜類を捕捉する際に、前記カバー体が、捕捉される
果菜類以外の枝や他の果菜類に当たると、その反力によ
って当たった枝や他の果菜類の位置する方向とは反対側
に向けて位置変更しながら揺動することになる。その結
果、カバー体の先端部の開口部を自動的に捕捉された果
菜類の位置する方向に向けることができるのである。That is, since the cover body is provided so as to be positionally changeable in a direction intersecting the withdrawal direction and swingable around the axis along the direction intersecting the withdrawal direction, the capturing portion is When capturing fruits and vegetables, the cover body hits a branch or other fruits and vegetables other than the fruits to be captured, and the reaction force causes the branches and other fruits and vegetables to be located on the opposite side to the direction in which they are located. It will swing while changing its position toward. As a result, the opening at the tip of the cover body can be automatically oriented in the direction in which the captured fruit and vegetables are located.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

従って、ハンドの誘導方向等を変更する等の特別な制御
を行うことなく、果菜類が密集している場合や、捕捉す
べき果菜類の近傍に枝等の捕捉の邪魔になる他物がある
ような場合にも、収穫失敗を低減することができるに至
った。Therefore, without performing special control such as changing the guiding direction of the hand, when fruits and vegetables are dense, or there are other objects in the vicinity of the fruits and vegetables to be captured that interfere with the capture of branches and the like. Even in such a case, it has become possible to reduce harvest failure.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を果実収穫機に適用した場合の実施例を図
面に基づいて説明する。Hereinafter, an example in which the present invention is applied to a fruit harvester will be described with reference to the drawings.

第４図に示すように、左右一対の走行車輪（１）を前後
に備えた車体（Ｖ）に、ブーム（２）が昇降並びに旋回
自在に取り付けられ、そのブーム（２）の先端部に、補
助ブーム（３）が水平方向に揺動自在に取り付けられ、
そして、果実収穫用の作業用ハンド（Ｈ）を備えた作業
用マニプレータ（４）が、前記補助ブーム（３）の先端
部に取り付けられ、もって、果実収穫機が構成されてい
る。As shown in FIG. 4, a boom (2) is attached to a vehicle body (V) provided with a pair of left and right traveling wheels (1) at the front and rear so that the boom (2) can be raised and lowered and swiveled. The auxiliary boom (3) is attached so that it can swing horizontally.
Then, a work manipulator (4) provided with a work hand (H) for fruit harvesting is attached to the tip end portion of the auxiliary boom (3), thereby forming a fruit harvesting machine.

尚、図中、（５）はブーム昇降用油圧シリンダ、（６）
はブーム旋回用油圧シリンダ、（７）は補助ブーム揺動
用電動モータである。In the figure, (5) is a boom lifting hydraulic cylinder, and (6)
Is a boom swing hydraulic cylinder, and (7) is an auxiliary boom swing electric motor.

前記作業用マニプレータ（４）は、多関節型の伸縮アー
ム（８）と、その伸縮アーム（８）の先端部に取り付け
られた作業用ハンド（Ｈ）とからなる。The work manipulator (4) includes an articulated telescopic arm (8) and a work hand (H) attached to the tip of the telescopic arm (8).

そして、前記伸縮アーム（８）は、電動モータ（9a）に
て縦軸芯（Ｙ）周りで旋回操作され、且つ、電動モータ
（9b）にて横軸芯（Ｘ）周りで揺動操作されると共に、
電動モータ（9c）にて伸縮操作されるように構成されて
いる。The telescopic arm (8) is swung around the vertical axis (Y) by the electric motor (9a) and is swung around the horizontal axis (X) by the electric motor (9b). Along with
It is configured to be expanded and contracted by an electric motor (9c).

前記作業用ハンド（Ｈ）について説明すれば、第１図及
び第７図（イ）に示すように、その先端部に、果菜類と
しての果実（Ｆ）を吸着するバキュームパッド（10）が
設けられ、そのバキュームパッド（10）に吸着された果
実（Ｆ）を覆うように、前記バキュームパッド（10）の
通気管（11）に対して前後方向に出退自在に支持された
捕捉部ケース（12）と、その捕捉部ケース（12）内に取
り込んだ果実（Ｆ）の柄部分を上下方向に挟み込んだ状
態で切断する柄切断装置（13）とを備えている。Explaining the working hand (H), as shown in FIG. 1 and FIG. 7 (a), a vacuum pad (10) for adsorbing fruits (F) as fruit and vegetables is provided at the tip thereof. And a catching case (which is supported in the front-back direction with respect to the ventilation pipe (11) of the vacuum pad (10) so as to cover the fruit (F) adsorbed to the vacuum pad (10) ( 12) and a handle cutting device (13) for cutting the handle portion of the fruit (F) taken in the catch case (12) while sandwiching the handle portion in the vertical direction.

尚、前記通気管（11）は、蛇腹式のホース（14）（第４
図参照）にて、前記車体（Ｖ）側に搭載された吸引ポン
プ（図示せず）に配管接続されている。The ventilation pipe (11) is a bellows type hose (14) (fourth
(See the drawing), a pipe is connected to a suction pump (not shown) mounted on the vehicle body (V) side.

つまり、前記バキュームパッド（10）が、果菜類を捕捉
する捕捉部に対応することになり、前記捕捉部ケース
（12）が捕捉部を収納する空間を備えたカバー体に対応
することになる。In other words, the vacuum pad (10) corresponds to a capturing section for capturing fruit and vegetables, and the capturing section case (12) corresponds to a cover body having a space for storing the capturing section.

前記捕捉部ケース（12）について説明すれば、第１図、
第２図、及び、第７図（イ）に示すように、前記通気管
（11）に対して前後方向にスライド移動自在に支持され
る支持部材（12a）と、その支持部材（12a）に固着され
た上部ケース（12b）と、前記支持部材（12a）に対して
縦軸芯周りに揺動自在に枢着された下部ケース（12c）
とに３分割して形成してあり、前記下部ケース（12c）
を、ハンド横側方に揺動させることによって、前記捕捉
部ケース（12）内に保持される柄を切断された果実
（Ｆ）を、外部に排出できるようにしているのである。The trap case (12) will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 2 and FIG. 7 (a), the support member (12a) is slidably supported in the front-rear direction with respect to the ventilation pipe (11) and the support member (12a). A fixed upper case (12b) and a lower case (12c) pivotally attached to the support member (12a) about a vertical axis.
The lower case (12c) is formed by dividing into three parts.
By swinging the hand laterally, the fruit (F) whose handle is cut and held in the capturing portion case (12) can be discharged to the outside.

但し、第２図にも示すように、前記捕捉部ケース（12）
の先端部には、前記バキュームパッド（10）及びそのバ
キュームパッド（10）に吸着された果実（Ｆ）を通過さ
せることができる大きさの開口部（17）が形成されてい
る。そして、前記捕捉部ケース（12）の全体が、前記通
気管（11）に対する出退方向と交差する方向に沿って位
置変更自在で、且つ、前記出退方向と交差する方向に沿
う軸芯周りで揺動自在に構成されている。However, as shown in FIG. 2, the capturing part case (12)
An opening (17) having a size that allows the vacuum pad (10) and the fruit (F) adsorbed to the vacuum pad (10) to pass therethrough is formed at the tip of the. And the whole of the capturing part case (12) is positionally changeable along a direction intersecting with the moving direction with respect to the ventilation pipe (11), and around the axis center along the direction intersecting with the moving direction. It is configured to swing freely.

尚、第２図中、（18）は前記バキュームパッド（10）に
吸着された果実（Ｆ）を、前記捕捉部ケース（12）内に
取り込む際に、果実（Ｆ）の柄を挿通案内させるために
形成された案内溝であって、前記上部ケース（12b）の
周方向に沿って、間隔を隔てて複数個が形成されてい
る。Incidentally, in FIG. 2, (18) guides the handle of the fruit (F) when the fruit (F) adsorbed to the vacuum pad (10) is taken into the trap case (12). Guide grooves formed for this purpose, and a plurality of guide grooves are formed at intervals along the circumferential direction of the upper case (12b).

前記捕捉部ケース（12）をその出退方向に交差する方向
に沿って位置変更並びに揺動するための構成について説
明すれば、第１図及び第３図に示すように、前記通気管
（11）の上端部に、ハンド前後方向に沿ってスライドレ
ール（19）が取り付けられ、そのスライドレール（19）
を左右両側から挟持する案内輪（20）の複数個を備えた
可動部材（21）が、前記スライドレール（19）に沿って
ハンド前後方向にスライド移動自在に設けられている。
そして、前記捕捉部ケース（12）が前記バキュームパッ
ド（10）に吸着された状態における果実（Ｆ）の中心に
略一致する箇所の縦軸芯（Ｐ）周りに左右方向に揺動す
るように、前記可動部材（21）の上部に案内用のピン
（22）が付設され、且つ、前記上部ケース（12b）の基
端側の上面部に、前記ピン（22）に係合する平面視が円
弧状の長孔（23）が、ケース横方向に沿って形成されて
いる。A structure for changing the position and swinging the capturing portion case (12) along a direction intersecting with the withdrawal direction will be described. As shown in FIGS. 1 and 3, the ventilation pipe (11) will be described. ), The slide rail (19) is attached along the front-back direction of the hand, and the slide rail (19)
A movable member (21) having a plurality of guide wheels (20) for sandwiching the right and left sides is provided so as to be slidable in the front-rear direction of the hand along the slide rail (19).
Then, the capturing part case (12) swings in the left-right direction around the vertical axis (P) at a location substantially coincident with the center of the fruit (F) in the state of being adsorbed to the vacuum pad (10). , A guide pin (22) is attached to the upper part of the movable member (21), and a top view on the base end side of the upper case (12b) has a plan view engaging with the pin (22). An arc-shaped elongated hole (23) is formed along the lateral direction of the case.

つまり、前記捕捉部ケース（12）は、その基端部側を、
前記上部ケース（12b）に形成された円弧状の長孔（2
3）の長さ方向に沿って、左右方向に位置変更しなが
ら、前記バキュームパッド（10）に吸着された果実
（Ｆ）を中心にして左右方向に揺動できるようになって
いるのである。That is, the capturing case (12) is
A circular arc-shaped long hole (2) formed in the upper case (12b).
It is possible to swing in the left-right direction around the fruit (F) adsorbed to the vacuum pad (10) while changing the position in the left-right direction along the length direction of 3).

従って、前記バキュームパッド（10）に吸着された果実
（Ｆ）の近傍に捕捉の邪魔になる他の果実があるような
場合には、第１図にも示すように、前記バキュームパッ
ド（10）に吸着された果実（Ｆ）を前記捕捉部ケース
（12）内に取り込むために、前記捕捉部ケース（12）を
前記スライドレール（19）に沿ってハンド前方に向かっ
て突出させると、前記捕捉部ケース（12）が捕捉の邪魔
になる他の果実に接当して、その反力によって接当した
側とは反対方向に向けて、捕捉された果実（Ｆ）を中心
にして左右方向に自然に揺動することになる。その結
果、前記果実通過用の開口部（17）が自然に前記バキュ
ームパッド（10）に吸着された果実（Ｆ）の位置する方
向に向いて、吸着した果実（Ｆ）を、前記捕捉部ケース
（12）内に取り込むことができるのである。Therefore, when there are other fruits that interfere with trapping in the vicinity of the fruit (F) adsorbed on the vacuum pad (10), as shown in FIG. 1, the vacuum pad (10) In order to take the fruit (F) adsorbed on the inside of the catching part case (12), the catching part case (12) is projected toward the front of the hand along the slide rail (19), and The part case (12) contacts another fruit that is a hindrance to the trapping, and is directed in the direction opposite to the side contacted by the reaction force, and the trapped fruit (F) is centered in the left-right direction. It will swing naturally. As a result, the fruit passage opening (17) naturally faces the direction in which the fruit (F) adsorbed to the vacuum pad (10) is located, and the adsorbed fruit (F) is transferred to the trap case case. (12) can be taken in.

前記柄切断装置（13）について説明すれば、第７図
（イ）に示すように、前記果実（Ｆ）の柄を切断するバ
リカン型の刃体（13a）と、その刃体（13a）に対して前
記果実（Ｆ）の柄を下方側から押圧支持する柄支持部材
（13b）とを備えている。Explaining the handle cutting device (13), as shown in FIG. 7 (a), a hair clipper type blade body (13a) for cutting the handle of the fruit (F) and the blade body (13a) are used. On the other hand, a handle support member (13b) for pressing and supporting the handle of the fruit (F) from below is provided.

但し、図示を省略するが、前記作業用ハンド（Ｈ）に
は、前記捕捉部ケース（12）を出退操作するためのアク
チュエータや前記柄切断装置（13）を駆動するためのア
クチュエータ等の収穫作動させるための各種アクチュエ
ータや、前記バキュームパッド（10）に果実（Ｆ）を吸
着したことを検出するためのセンサ、前記捕捉部ケース
（12）の出退位置を検出するためのセンサ、及び、前記
柄切断装置（13）の駆動状態を検出するためのセンサ等
の各種センサが設けられることになる。Although not shown, the work hand (H) is provided with an actuator for moving the catch section case (12) in and out, an actuator for driving the handle cutting device (13), and the like. Various actuators for operating, a sensor for detecting that the fruit (F) has been adsorbed to the vacuum pad (10), a sensor for detecting the withdrawal position of the trap case (12), and Various sensors such as a sensor for detecting the drive state of the handle cutting device (13) will be provided.

尚、図中、(S₁)は前記作業用ハンド（Ｈ）が向いた方向
に位置する果実（Ｆ）を撮像する撮像手段としてのカラ
ー式のイメージセンサ、(S₂)は前記作業用ハンド（Ｈ）
が収穫対象果実に対して設定距離内に接近したことを検
出する赤外光利用の近接センサであって、それら両セン
サ(S₁),(S₂)は、アプローチや果実収穫の邪魔にならな
いように、前記バキュームパッド（10）の内部に設けら
れている。又、（15）は前記イメージセンサ(S₁)の撮像
処理に同期して前記作業用ハンド（Ｈ）の前方側を設定
光量で照光するための照光装置である。In the figure, (S ₁ ) is a color type image sensor as an image pickup means for picking up an image of the fruit (F) located in the direction in which the working hand (H) is facing, and (S ₂ ) is the working hand. (H)
Is a proximity sensor that uses infrared light to detect that the fruit has approached the target fruit within a set distance, and both sensors (S ₁ ) and (S ₂ ) do not interfere with the approach or fruit harvest. Thus, it is provided inside the vacuum pad (10). Further, (15) is an illuminating device for illuminating the front side of the working hand (H) with a set light amount in synchronization with the image pickup processing of the image sensor (S ₁ ).

そして、前記作業用ハンド（Ｈ）を収穫対象果実が位置
する方向に向けた状態で、前記照光装置（15）にて照光
しながら、前記イメージセンサ(S₁)にて撮像処理し、撮
像した画像情報に基づいて、前記作業用ハンド（Ｈ）の
アプローチ方向を自動的に決定させるようにしてある。Then, while the working hand (H) is directed in the direction in which the fruit to be harvested is located, the image is processed by the image sensor (S ₁ ) while being illuminated by the illumination device (15), and the image is captured. The approach direction of the working hand (H) is automatically determined based on the image information.

アプローチ方向を決定した後は、前記作業用ハンド
（Ｈ）が決定されたアプローチ方向に向かって移動する
ように、前記各電動モータ（9a），（9b），（9c）を作
動させると共に、前記近接センサ(S₂)がON作動するに伴
って、前記バキュームパッド（10）を吸引作動させて収
穫対象果実（Ｆ）吸着し、そして、前記捕捉部ケース
（12）をハンド前方に突出させて、前記捕捉部ケース
（12）内に果実（Ｆ）を取り込んだ後、柄を切断して収
穫させることになる。After determining the approach direction, the electric motors (9a), (9b), (9c) are operated so that the work hand (H) moves in the determined approach direction, and As the proximity sensor (S ₂ ) is turned on, the vacuum pad (10) is suctioned to adsorb the fruit (F) to be harvested, and the capturing part case (12) is projected toward the front of the hand. After picking up the fruit (F) in the capturing part case (12), the handle is cut and harvested.

但し、前記イメージセンサ(S₁)の撮像視野内に複数個の
果実がある場合には、何れの果実から先にアプローチさ
せるかを、前記イメージセンサ(S₁)による撮像画像の明
るさ情報に基づいて、アプローチ順序を自動的に決定さ
せるようにしてある。However, when there are a plurality of fruits in the imaging field of view of the image sensor (S ₁ ), which fruit should be approached first is determined by the brightness information of the image captured by the image sensor (S ₁ ). Based on this, the approach order is automatically determined.

次に、前記イメージセンサ(S₁)による撮像画像情報に基
づいて、果実（Ｆ）の位置する方向つまりアプローチ方
向を検出すると共に、アプローチ順序を決定して、前記
作業用ハンド（Ｈ）を誘導するための制御構成について
説明する。Next, based on the imaged image information from the image sensor (S ₁ ), the direction in which the fruit (F) is located, that is, the approach direction is detected, the approach order is determined, and the working hand (H) is guided. A control configuration for doing so will be described.

第５図に示すように、前記イメージセンサ(S₁)による撮
像画像情報を画像処理して、収穫対象果実（Ｆ）の位置
する方向を判別すると共に、アプローチ順序を決定する
ための各手段を構成し、且つ、決定されたアプローチ順
序で、前記作業用ハンド（Ｈ）を収穫対象果実（Ｆ）に
向けて誘導するように、前記ブーム昇降用油圧シリンダ
（５）、前記ブーム旋回用油圧シリンダ（６）、前記補
助ブーム揺動用モータ（７）、前記アーム（８）の駆動
用各電動モータ（9a），（9b），（9c）の夫々を制御す
るためのマイクロコンピュータ利用の制御装置（16）が
設けられている。As shown in FIG. 5, image pickup image information obtained by the image sensor (S ₁ ) is image-processed to determine the direction in which the fruit (F) to be harvested is located and to determine each approach for determining the approach order. The boom lifting hydraulic cylinder (5) and the boom turning hydraulic cylinder so as to guide the work hand (H) toward the fruit (F) to be harvested in the configured and determined approach order. (6), a control device using a microcomputer for controlling each of the auxiliary boom swinging motor (7) and each electric motor (9a), (9b), (9c) for driving the arm (8) ( 16) is provided.

次に、前記制御装置（16）の動作を説明しながら、前記
イメージセンサ(S₁)にて撮像された画像情報に基づい
て、前記作業用ハンド（Ｈ）を果実の位置する方向に誘
導するための制御構成について詳述する。Next, while explaining the operation of the control device (16), the working hand (H) is guided in the direction in which the fruit is located based on the image information taken by the image sensor (S ₁ ). The control configuration for this will be described in detail.

先ず、前記作業用ハンド（Ｈ）を、予め設定されたアプ
ローチ開始位置にセットした状態で撮像処理し、その撮
像情報を画像処理することにより、前記果実（Ｆ）の色
に対応した特定色領域(F₁)と、その特定色領域(F₁)内に
おいて明るさが設定値以上となる設定領域(F₂)と、その
設定領域(F₂)の重心(F₃)とを求める（第６図（ロ）参
照）。First, the working hand (H) is subjected to image pickup processing in a state where it is set at a preset approach start position, and the image pickup information is subjected to image processing to obtain a specific color region corresponding to the color of the fruit (F). (F ₁ ), the setting area (F ₂ ) where the brightness is equal to or higher than the setting value in the specific color area (F ₁ ), and the center of gravity (F ₃ ) of the setting area (F ₂ ) are calculated ( (See Figure 6 (b)).

そして、前記設定領域(F₂)が複数個ある場合には、その
大きさに基づいて最も大きいものを抽出して、その設定
領域(F₂)の重心(F₃)に向けて前記作業用ハンド（Ｈ）を
アプローチさせるべく、前記作業用ハンド（Ｈ）の向き
を調節して、前記アーム（８）を伸長させることにな
る。Then, when there are a plurality of setting areas (F ₂ ), the largest one is extracted based on the size, and the work area is directed toward the center of gravity (F ₃ ) of the setting area (F ₂ ). In order to approach the hand (H), the direction of the working hand (H) is adjusted and the arm (8) is extended.

前記特定色領域(F₁)を抽出するための画像処理について
説明を加えれば、前記イメージセンサ(S₁)から出力され
る画像信号のうちの三原色信号（Ｒ），（Ｇ），（Ｂ）
を用いて、果実（Ｆ）の色成分を含む赤色信号（Ｒ）か
らそれ以外の色信号（Ｇ又はＢ）を減算した信号を設定
閾値に基づいて２値化することにより、前記イメージセ
ンサ(S₁)にて撮像された現画像（第６図（イ）参照）か
ら、前記果実（Ｆ）の色のみに対応する特定色領域(F₁)
を抽出した２値化画像（第６図（ロ）参照）を得るよう
にしてある。The image processing for extracting the specific color region (F ₁ ) will be described. The three primary color signals (R), (G), (B) of the image signal output from the image sensor (S ₁ ) are added.
By binarizing the signal obtained by subtracting the other color signal (G or B) from the red signal (R) containing the color component of fruit (F) based on the set threshold value by using A specific color area (F ₁ ) corresponding to only the color of the fruit (F) from the current image (see FIG. 6 (A)) taken in S ₁ ).
The binarized image (see FIG. 6 (b)) is extracted.

そして、前記イメージセンサ(S₁)から出力される画像信
号のうちの輝度信号（Ｙ）の値に基づいて、前記特定色
領域(F₁)内における明るさが設定値以上となる設定領域
(F₂)を抽出すると共に、その設定領域(F₂)の重心(F₃)が
画像上で位置する方向を、果実（Ｆ）の位置情報として
求めるのである。Then, based on the value of the luminance signal (Y) of the image signal output from the image sensor (S ₁ ), the setting area in which the brightness in the specific color area (F ₁ ) is equal to or more than the setting value
(F ₂ ) is extracted, and the direction in which the center of gravity (F ₃ ) of the set area (F ₂ ) is located on the image is obtained as the position information of the fruit (F).

但し、第６図（ハ）にも示すように、一つの特定色領域
(F₁)内に前記設定領域(F₂)の複数個が抽出された場合に
は、その設定領域(F₂)の大きさに基づいて、大きさが大
なるものほど先にアプローチさせるようにアプローチ順
序を決定することになる。However, as shown in FIG. 6C, one specific color area
(F ₁₎ when the plurality of the set area (F ₂₎ is extracted into, based on the size of the set area (F _2), so as to approach the previously more what size becomes large The approach order will be decided.

説明を加えれば、前記画像情報の明るさは、距離に反比
例して近いものほど明るくなることから、前記特定色領
域(F₁)内において明るさが設定値以上となる設定領域(F
₂)の大きさは、近距離に位置するものほど大になるので
ある。つまり、手前側に位置する収穫し易い果実（Ｆ）
から先にアプローチさせるようにしているのである。In addition, since the brightness of the image information becomes brighter as it is inversely proportional to the distance, the brightness in the specific color area (F ₁ ) is set to a value equal to or more than a set value (F
The size of ₂ ) becomes larger as the distance is closer. In other words, the fruit (F) that is easily harvested and located on the front side
I try to make them approach first.

前記アーム（８）の伸長を開始した後は、前記近接セン
サ(S₂)がON作動するか否かに基づいて、収穫対象果実
（Ｆ）に対して設定距離内に接近したか否かを判別し、
設定距離内に接近するに伴って、前記バキュームパッド
（10）の吸引作動を開始して、収穫作動させることにな
る（第７図（ロ）参照）。After the extension of the arm (8) is started, whether or not the target fruit (F) is approached within a set distance is determined based on whether or not the proximity sensor (S ₂ ) is turned on. Discriminate,
When the vacuum pad (10) is approached within the set distance, the suction operation of the vacuum pad (10) is started to start the harvesting operation (see FIG. 7 (b)).

但し、前記アーム（８）を予め設定された設定距離に達
するまで伸長させても、前記近接センサ(S₂)がON作動し
ない場合には、収穫不能であると判断して、前記アーム
（８）を縮めてアプローチ開始位置まで戻すことにな
る。However, if the proximity sensor (S ₂ ) does not turn on even when the arm (8) is extended to reach a preset set distance, it is determined that harvesting is impossible and the arm (8 ) Will be shortened and returned to the approach start position.

収穫作動を開始した後は、前記作業用ハンド（Ｈ）に付
設された各種センサの検出情報に基づいて、収穫を失敗
したか否かを判別し、収穫失敗である場合には、前記作
業用ハンド（Ｈ）を、前記近接センサ(S₂)がON作動した
位置から更に設定距離を後退させた状態で、再撮像処理
すると共に、その撮像情報に基づいて果実（Ｆ）の位置
する方向を再検出させて、前記作業用ハンド（Ｈ）のア
プローチ方向を修正させた後、再アプローチさせるよう
にしてある（第７図（イ）参照）。After starting the harvesting operation, based on the detection information of various sensors attached to the working hand (H), it is determined whether or not the harvesting has failed. The hand (H) is re-imaged while the set distance is further retracted from the position where the proximity sensor (S ₂ ) is ON, and the direction in which the fruit (F) is located is determined based on the imaged information. After re-detection, the approach direction of the working hand (H) is corrected and then re-approached (see FIG. 7A).

但し、第６図（ハ）に示すように、一つの特定色領域(F
₁)内に、前記設定領域(F₂)の複数個が抽出された場合に
は、前述の如く、前記設定領域(F₂)の大きさに基づい
て、アプローチ順序を再決定することになる。However, as shown in FIG. 6C, one specific color area (F
_When a plurality of the setting areas (F ₂ ) are extracted in ₁ ), the approach order is re-determined based on the size of the setting areas (F ₂ ) as described above. .

ところで、再撮像処理した画像情報に基づいて再アプロ
ーチさせても、前記アーム（８）を予め設定された設定
距離を伸長させる間に、前記近接センサ(S₂)がON作動し
ない場合には、収穫不能であると判断して、アプローチ
開始位置まで戻すことになる。By the way, even if the approach is re-applied based on the image information obtained by the re-imaging processing, if the proximity sensor (S ₂ ) does not turn ON while the arm (8) extends the preset distance, It is judged that it is not possible to harvest, and it is returned to the approach start position.

収穫作動について説明を加えれば、前記バキュームパッ
ド（10）に果実（Ｆ）を吸着したことを検出するに伴っ
て、前記アーム（８）の伸長を停止させた後、前記捕捉
部ケース（12）をハンド前方側にスライド移動させて、
前記バキュームパッド（10）に吸着された果実（Ｆ）
を、前記捕捉部ケース（12）内に取り込むことになる
（第７図（ハ）参照）。To explain the harvesting operation, the extension of the arm (8) is stopped upon detecting that the fruit (F) has been adsorbed to the vacuum pad (10), and then the capturing part case (12). Slide to the front side of the hand,
Fruit (F) adsorbed on the vacuum pad (10)
Will be taken into the trap case (12) (see FIG. 7C).

果実（Ｆ）を前記捕捉部ケース（12）内に取り込んだ後
は、前記バキュームパッド（10）による吸引を停止させ
て、前記柄切断装置（13）を切断作用位置の手前側箇所
で一旦停止させた状態で、前記作業用ハンド（Ｈ）の全
体を、果実（Ｆ）に対して手前側で且つ斜め下方となる
方向に向けて設定量を後退させて、切断される果実
（Ｆ）の柄が極力短くなるようにする（第７図（ニ）参
照）。After the fruit (F) has been taken into the capturing part case (12), the suction by the vacuum pad (10) is stopped, and the handle cutting device (13) is temporarily stopped at the front side position of the cutting action position. In the state in which the fruit (F) is cut, the whole of the working hand (H) is retracted by a set amount in a direction that is on the front side and obliquely downward with respect to the fruit (F). Make the handle as short as possible (see Fig. 7 (d)).

その後は、前記柄切断装置（13）をその切断作用位置ま
で駆動して、前記刃体（13a）と柄支持部材（13b）との
間に、果実（Ｆ）の柄を挟み込む状態で切断することに
なる。（第７図（ホ）参照）。After that, the pattern cutting device (13) is driven to the cutting action position, and the pattern of the fruit (F) is cut between the blade body (13a) and the pattern support member (13b). It will be. (See FIG. 7 (e)).

果実（Ｆ）の柄を切断した後は、収穫した果実（Ｆ）
を、前記捕捉部ケース（12）内に保持する状態でアプロ
ーチ開始位置まで戻して、前記下部ケース（12c）を横
方向に揺動させて、収穫した果実を排出させることにな
る。After cutting the handle of the fruit (F), the harvested fruit (F)
Is returned to the approach start position while being held in the trap case (12), and the lower case (12c) is horizontally swung to discharge the harvested fruits.

収穫した果実を排出した後は、前記アプローチ開始位置
において最初に撮像したした画像情報から抽出した特定
色領域(F₁)の個数等に基づいて、作業終了か否かを判別
して、作業終了でない場合には、前記作業用ハンド
（Ｈ）をアプローチ開始位置にセットして撮像させる処
理以降の各処理を繰り返させることになる。After discharging the harvested fruits, based on the number of the specific color area (F ₁ ) extracted from the image information first captured at the approach start position, it is determined whether the work is finished or not, and the work is finished. If not, each process after the process of setting the work hand (H) at the approach start position and capturing an image is repeated.

尚、詳述はしないが、収穫を失敗して再アプローチさせ
た場合においても、再度、収穫を失敗する場合がある
が、その場合には、再アプローチすることなく、アプロ
ーチ開始位置まで戻すことになる。Although not described in detail, even if harvesting fails and re-approaches, harvesting may fail again. In that case, return to the approach start position without re-approaching. Become.

〔別実施例〕[Another embodiment]

上記実施例では、果実の位置情報として、特定色領域(F
₁)内における明るさが設定値以上となる設定領域(F₂)の
重心(F₃)を用いるようにした場合を例示したが、前記特
定色領域(F₁)内における明るさが最大となる領域や、前
記特定色領域(F₁)自体の重心を用いることもできる。In the above embodiment, the specific color area (F
₁ ) The brightness in the setting area (F ₂ ) in which the brightness is greater than or equal to the setting value is illustrated as an example in which the center of gravity (F ₃ ) is used, but the brightness in the specific color area (F ₁ ) is the maximum. Or the center of gravity of the specific color area (F ₁ ) itself can be used.

又、上記実施例では、本発明を果実収穫用の作業機に適
用した場合を例示したが、トマト等の野菜の収穫用作業
機にも適用できるものであって、本発明を実施するに必
要となる各部の具体構成は、各種変更できる。Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the working machine for fruit harvesting is illustrated, but it is also applicable to the working machine for harvesting vegetables such as tomato, and is necessary for carrying out the present invention. Various changes can be made to the specific configuration of each unit.

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。It should be noted that reference numerals are added to the claims for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the structures of the accompanying drawings by the entry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図面は本発明に係る果菜類の収穫用ハンドの実施例を示
し、第１図は収穫用ハンドの概略平面図、第２図は同正
面図、第３図はカバー体の揺動構成を示す収穫用ハンド
の要部拡大背面図、第４図は作業機の全体側面図、第５
図は制御構成のブロック図、第６図（イ）乃至（ハ）は
画像処理の説明図、第７図（イ）乃至（ホ）は収穫作動
の説明図である。 （10）……捕捉部、（12）……カバー体、（17）……開
口部。The drawings show an embodiment of a hand for harvesting fruits and vegetables according to the present invention. Fig. 1 is a schematic plan view of the harvesting hand, Fig. 2 is a front view of the same, and Fig. 3 shows a swinging structure of a cover body. An enlarged rear view of the main part of the harvesting hand, FIG. 4 is an overall side view of the working machine, and FIG.
FIG. 6 is a block diagram of a control configuration, FIGS. 6A to 6C are explanatory diagrams of image processing, and FIGS. 7A to 7E are explanatory diagrams of a harvesting operation. (10) …… Capture part, (12) …… Cover body, (17) …… Opening part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】果菜類を捕捉する捕捉部（10）と、その捕
捉部（10）を収納する空間を備えたカバー体（12）とが
設けられ、前記カバー体（12）の先端部に、前記捕捉部
（10）にて捕捉された果菜類を通過させることができる
大きさの開口部（17）が形成され、そして、前記カバー
体（12）が、前記捕捉部（10）に対して前後方向に出退
自在に設けられている果菜類の収穫用ハンドであって、
前記カバー体（12）は、前記出退方向と交差する方向に
沿って位置変更自在に、且つ、前記出退方向と交差する
方向に沿う軸芯周りで揺動自在に設けられている果菜類
の収穫用ハンド。1. A trapping portion (10) for trapping fruits and vegetables, and a cover body (12) having a space for accommodating the trapping portion (10) are provided, and a tip portion of the cover body (12) is provided. An opening (17) having a size that allows the fruits and vegetables caught in the catching part (10) to pass through is formed, and the cover body (12) is attached to the catching part (10). It is a hand for harvesting fruit and vegetables that is provided so that it can move back and forth in the front and back direction,
The cover body (12) is a fruit and vegetable provided so as to be positionally changeable in a direction intersecting the withdrawal direction and swingable about an axis along a direction intersecting the withdrawal direction. Harvesting hand.