JPS60149314A - 果実収穫用ロボツトハンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、果実収穫用ロボットハンドに関する。

近年、蜜柑や林檎等の果実を安全にあるいは能率よく収
穫するために、ロボットノ・ンドが望まれている。

かかる要望を満足させるべく、本出願人は、果実収入用
筒状ブース全、アーム先４部に、自重によりその開口部
が上向き姿勢となるように、自由垂下自在に枢支連設し
である果実収穫用ロボットハンドを提案した。　つまり
、このロボットハンドにおいては、上向き姿勢にある筒
状ブースの周囲に立設された指部材等の果実取込用部材
で果実を支持し、その状態において、枝に対して果実を
取付ける柄状部分、いわゆる果梗をカッタで切断、ある
いは、果梗を折シ曲げるように又は引張るようにして果
実との接続部を切断させて果実を収穫することとなる。

　そして、前記筒状ブースがアームに対して自由垂下し
であるので、果実に対して果梗の向きが完全に上向きで
なくても果実ヲケース内に収込むとブース自体が自然に
果梗のある方向に同くこととなり、果梗の位は決めが自
然に行なわれるという決利な機能を有するのであるか、
その反曲以下に示すような不都合が有って、改善の余地
が有った。

つまり、上記ロボットハンドにおいては、対象果実を収
穫するために、対象果実ヘケースを接近させるときに、
このブースが自由垂下自在であるがために、池の果実や
枝等の障害物に当たってその向きが質わってし１つたり
、又、ブースが上向き姿勢のま丑で果樹内に侵入すると
その投影面積が大きくなって、障害物に当たったり引つ
か〃・りたりすることが多くなり、対象果実へスムーズ
ＶＣ接近できなくなる場合があり７“ヒ。

本発明に、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、収穫対象果実へ接近させるに障害物への接当
を少なくして行なうことがＬＪ’能なハント＠造ｋ（指
えた果実収穫用ロボットハンドを提供することにある。

上記目的を達成すべく、本発明による来夾収ｌｌ褒用ロ
ボットハンドは、前記ブースの関口部方向がアームの長
手方向に回く状態で、前記ブースの向きを保持する機構
紫膜けである点に特徴金翁する。

上記特＆故に、下記の如き優れた効果が発揮されるに至
った。

即ち、収穫対象果実に接近させるときは、ブース開口部
がアーム長手方向に向く状態で保持しであるので、果樹
内へ侵入する面積が少ない状態で、かつ、揺動すること
なく移動させることが可能であり、確実に対象果実へ接
近させることができるに至った。　又、対象果実をブー
ス内に収り込んだ後は、ブースの向きの保持を解除する
だけで自然に上向き姿勢となるから、その後の果梗切断
を適正な姿勢で行なうことができる。

以下本発明の実施例を図ｔｈＩに基づいて説明する。

第１図に示すように、左右一対の推進車輪＋１）、ＩＵ
後一対の遊転輪（２）、及び、昇降自在なアクトリガー
（３）の屓故個を備えた車体に、′磁動モータ（４）に
よって駆動回転自在な旋回台（６）を収Ｎけ、上下に昇
降自在なリフト装置図を、誕回中心に位置させて旋回台
（５）に収寸けると共に、果夾収４陵用ロボットハンド
ＩＢＩを、リフト装Ｗ囚の上端部に取付けて、果実収穫
機を構１戊しである。

前記り７ト装置囚は、電動モータ等によって回転駆動さ
れアーム（６）の基端部を昇降駆動するネジ部材（７）
と昇降軌跡のガイド部財（８＋　、　ｆ８＋を備え、前
記ネジ部材（７）の正逆回転作動によりアーム（６）を
昇降するように構成しである。

前記果実収穫用ロボットハンド（Ｂｌを構１訳するに、
第１図〜第４図に示すように、リフト装置体）に対して
上下揺動操作自在な第１アーム（６ａ）。

そのアーム（６ａ）に対して上下揺動操作自在な第２ア
ーム（６ｂ）　、及び、そのアーム（６ｂ）に対して上
下揺動操作自在な第８アーム（６Ｃ）をを備えた多関節
アーム（６）を設け、果実収入用固状ケース（９）？水
平軸芯（３）周りで自由垂下自在に枢支する二叉状支持
枠＋ｌＯ）　ｋ、第３アーム（６Ｃ）の先端に、アーム
長手方向に沿う軸芯（Ｙ）１而９で自由目切自在に枢支
し、そして、収穫対象果実を筒状ブース（９）の内側に
引張り移動させる屈伸操作自在な指部材（１１）のり成
木を、Ｕ記ケース（９）の開口（９′）周縁部に立設す
るとともに、筒状ブース（９）側に引退する状態と収穫
対象果実を覆うようにブース（９）から突出する状態と
に９ノ換操作自在な果梗抑圧用６１４財政の良故Ｏｕを
、前記ブース（９）の周方向に並べて設け、収穫対象果
実と枝とを接続する柄状部分、いわゆる、果梗を切断す
る円弧状のカッタ（１３１’ｋ、両端部全支点として前
記果梗押圧用部側（１２１とともにブース（９）に対し
て出退自在に枢着しである。

前記二叉状支持枠（１０）は、電イｗクラッチおよび回
転状況？検出するエンコーダを装備したモータ（１蜀に
よって、アーム（６ｃ）の東１１Ｇ　（Ｙｌ　ｉ司りに
自由回動のみならず回１蔽駆蛸・停止することも一■能
にしである。

同様に、前記ブース（９）は二叉状支持枠（＋Ｕ）に対
して、自由回前のみならず向き要史自社に、軸芯閃周り
に回転駆動・停止する電イ誠クラッチおよびエンコーダ
を装備したモータＶ１６１と、このモータＶＩ５）ＶＣ
より巻取り・送出される一端を前記ブース（９）に１眉
したワイヤ囮を設けて、もって、ブース（９）のロック
機構■）を構成しである。

尚、前記指部材Ｏ匂は、その先端部（１９ａ）を接触セ
ンヅー（Ｃ１に形成してあり、果実に接触すると果実か
ら離れる側にブース（９＋　ｆｚｃ水平移動させるため
の情報を収集可能に構成しである。

すなわち、第５図（イ）に示すようＶＣ前記各モータＨ
、ＶＩｏ）の作動により、前記ブース（９）を軸芯（力
。

ｔＹｌ固りに回動させてその開口部（９′）の向きをア
ーム先端部（６Ｃ）の長手方向に一致する姿勢に保持す
る。

そして、多関節アーム（６）の作動、あるいは、リフト
装置ａ囚の作動により、筒状ブース（９）を目標果実の
側方位置から果実収穫に適する１１１さて＄切さぜ、且
つ、その＃−ｊ時に、接触センサーｔｅｌの検出情報に
基ついて果実が筒状ブース（９）のＩＪ）１口部（９′
）中央部所に位置するように１し止して、ｉａ記指β１
≦目’（ｎ）ｋブース（７）内側方向へ屈曲駆動して対
象果実を引張り移動させる。　その後、ｗＪ５図（ロ）
ＶＣ７ｒ、すように、前記モーフ（１４）　、　１１５
）の作動（！−停止、あるいは装備された電磁クラッチ
を切操作して、ブースｔ９）　（！−自本によりて上向
き姿勢に維持させて、果梗押圧用８１≦ぽ（１２１およ
びカッタ霞を突出作動させて収穫対象果実を８Ｊつたの
ち、カンタ（＋３）を作動させて果梗をＶＪ断し、収穫
果実を回収する作業を行なえるようＶＣ構成しであるＱ 前記果梗押圧用部財（１■は、第２図および第８図に示
すように、ワイヤ等の弾性線ｖｆ（１１−円弧状に屈曲
形成した各抑圧用部材（１２）の一端側（１２ａ）を前
記ブース（９）の内側向に軸支するとともに、他端側（
川をブース（９）を貫通して軸支してあり、前記果梗押
圧円部１．ｔｔ１２）の両端（１２ａ）　、　（１２ｂ
）　ｋ支持部としてその支点を中心に回動させることに
よって、ブース（９）に対して出退自在に構成しである
。

前記果梗押圧用部財（国をブース（９）に対して出退駆
動するに、Ｆ４ＩＪ記グース（９）を円筒（９ａ）と外
筒（９ｂ）’とに２分割するとともに内筒（９ａ）と外
筒（９ｂ）とを鉛直軸（Ｚ１固りに相対回転自在な状態
で内嵌支持させ、前記朱梗押圧州都オ賭の他端（１２ｂ
）先端部が係合する上下方向に沿うスリットリカを前記
外＠　（９ｂ）　Ｋ形成し、さらに、リンク（１８）に
よって外筒（９ａ）を回転１４人助するエアシリング（
１９）　’に設けて、１１１記外筒（９ａ）の正逆ｉ版
作動に伴い果梗抑圧用部伺（ｌＩシース（９）に対して
出退揺動させるように横取しである。

前記カッタ（１０）について説明すれば、第４図に不す
ように、長手方向の中央部に凹形の刃部ＫＯ）　。

（２０’）を有し、且つ、長手方向にイ目対を動されて
９Ｊ　Ｗｉ作用する一対の円弧帯板状刃体ｔ２１］　、
　（２１’）を設けである。　そして、カッタ（１３）
の両端部を、ブース（９）の径方向に沿うｌｌｌ１ｉｌ
Ｉ　ｉ’６　（Ｑ１周リすｗ１！１ＩＩｌ自在に枢省す
るとともＶｃｌ一端側に固定したリンクに）およびこの
リンクジ４先端部ＶＣ固着され前記果梗押圧用部財（１
２）と同様にして前記スリン）　（１７）に４糸合する
イ糸佇ピン、２３）を設け、！ｊｆＪ＋ｉ己内筒（９ａ
）の回転１払動により、果梗押圧用部ＩＡ’　ｔ１２＋
とともにブース（９）に対して出退揺動させて、各果梗
抑圧用部しく１２）の抑圧Ｖ「円部（１２ｃ）とこのカ
ッタ（＋３）が又庄することによってブース（７）上部
中央に形成される間隙（Ｓ＋）に果梗を位置決め保持さ
せた後、ＱｔＪ記刃部ｖｕ）＋　（２ｏ’）によって果
梗を切断するように構成しである。

前記一対の刃体１２幻、（２１’）を相対移置１自在に
支持するに、外方側の刃体副の両端部を軸支し、内方側
の刃体（２１’）の一端部に係合するリンク閾を設け、
このリンク例をエアシリンダ四によって上下方向ＶＣ駆
動することによって、前記外力側の刃体、２１）に対し
て内方側の刃体（２１’）をその長手方向に移動できる
ようにしである。　そして、前記エアシリング州の作動
によって前記刃部ｔＦ）　、　（２（１’）の凹部すな
わち前記ブース（９）中央に形成された間隙（Ｓよ）に
位置決めされた果梗１卯ｆするのである。

前記指部材１１）は、前記ブース（９）の内面側（ｌｌ
ｂ）を除く同面を蛇腹状に形成され、ゴム等の弾性を有
する中空筒棒端の下端を、前記ブース（９）の開口周縁
部に立設され、前記筒体シロ）内部に圧縮金気を送出す
るノズル馨７１に固着するとともに、先端側に果実に接
当することによってＯＮ・ＯＦＦするリミットスイッチ
等のスイッチニ措１戎された接触センサーｔｅｌを固着
しである。

そして、図外の配管を辿して送出・排気される空圧によ
って、前記中室筒体（２６）がその外周部に形１メされ
た蛇服部（ｌ　ｉｃ　）の作用により、ブース（９）内
側方向にのみ屈曲されるようにしである。

尚、指都口（１１）の沖長は、前記中堅筒体シロ）より
排気することによって、その弾性自体Ｖこより直立姿勢
に復帰するものである。

尚、上記借１戎の果実収ｆｉ１４ｉ機を使用するに、例
えば第１図にボすように、果実を検出するテレビカメラ
ｔｌｉｉｌを設けて、それの侠出情イυに基ついてロボ
ットハンドＩＢ＋　（！ｌ−遠隔操縦することよく、そ
して、遠隔操級するに、目標果実の位１ｄを測距装置′
４−を）羽いて＃ｆｆｊ認しながら、起動操１′Ｆ指令
に基づいてロボントハンドＩＩＪＩオ自動運転する制御
装置を［ｌ１ｆｆえさせるようＶこすると一層便利であ
る。

更に、その場合、第２図に示すように、二叉状支持枠（
８）を電磁クラッチおよび回転状況を検出するエンコー
ダを装置したモーター）によってアーム（６ｃ）の軸芯
（Ｙ１周りに回転駆動するとともに、同様に電磁クラッ
チおよびエンコーダを装備したモータＶ１５）およびツ
イヤ（ｕｉ）　Ｋよって前記ブース（９）を軸芯（３）
問＃）に回転駆りのして、果実に対するブース（９）の
向きを調節して、対象果実に対してアプローチを行なう
ようにするとよい。

そして、目標位置にブース（９）が到達した時点で前記
モータｆ１４）’　、　１１５）の各クラッチを切操作
すると、−〇述したように、ブース（９）はその自ポに
よって自動的に上向き姿勢に維持されることとなる。

以下、別実施例について説明する。

前記ブース（９）の向きを固定保持するロック機構ｐ）
としては、モータｔｎ）、　ｐ５）およびワイヤ（Ｉ６
）に震えて、スプリングによる付勢・解除、あるいはギ
ア等による直接回転駆動等、各種質更できる。

同様に、ｇｉＪ記指部財部材す、果梗押圧州都財Ｏ匈、
およびカッタ（１３）についても、その構１戊は各種変
丈可能である。

又、実施例では筒状ブース（９）ヲ有底筒状に形成して
、収穫対象果’４　ｋ放出するに、このブース＋９＋ｆ
ｆ：逆向きにして放出させるようにしであるが、ブース
（９）を上下貫通した筒状に形成してシュート／！ｉ−
を備えさせ、果梗切断後は自動的に果実を放出させるよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

回出」は本発明に係る果実収穫用ロボット／・ンドの実
施例を示し、第１図は果実収穫機の全体側面図、第２図
はハンドの千面図、第３図はノ・ンドの側萌曲図、第４
図は果４史切Ｉ祈の説明図、そして、第５図（イ）　、
　を口）は果実収ａ＊　＃ｊ即の説明図である。 （６）・・・・・・アーム、（９）・・・・・・果実収
入用向状ブース、（９′）・・・・・・開口部、１．Ｄ
＋・・・・・・ブース向き保持機構。 代理人　弁理士　北　村　１唾

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 果実取入用筒状ブース（９）を、アーム（６）先端部に
   、自重によりその開口部（９′）が上向き姿勢となるよ
   うに、自由垂下自在に枢支連設しである果実収穫用ロボ
   ットハンドであって、前記ブース（９）の関口部（９′
   ）の同きがアーム（６）の長手方向に向く状態で、前記
   ブース（９）の向きを保持する機構ａ）＋を置けである
   ことケ特１友とする果実収穫用ロボットハンド。