JPS619217A - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、アームの先端に連設した果実取入用筒状ケー
スに、突出作動に伴って果梗を所定位置に押圧支持する
果梗押圧部材を出退駆動自在に設けると共に、相対移動
されて切断作用する一対の刃体な備えた果梗切断用カッ
タを、前記所定位置の果梗に対する切断位置に突出作動
はせるべく出退駆動自在に前記ケース９８に設けた果実
収穫用ロボットハンドに関し、詳しくは果梗切断用カッ
タの改良に関する。

〔従来技術〕

従来、上記カッタにおける一対の刃体を切断のために相
対移動させるに１両刃体のうちの一方を静止はせた状態
で他方の私を移動させるようにしていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前述の如く両刃体の一方のみを移動させて果梗の切断を
行う場合には以下のような問題を生じていた。

つマ）、一方の刃体のみを大きなストロークで移動させ
て切断するため、果梗切断を能率良く行なわ一＋！：難
い不利があった。

又、一方の刃体のみを移動させて果梗を静止している刃
体側へ神格＃Ｉさせて切断するため、切断後果実に残る
果梗の長さが不揃いになる不利や切断不良を起し易い不
利があった。　つまυ、果梗は一方の刃体の移ｔ！ＩＫ
より果実に対して傾斜する姿勢に曲げられた状態で切断
されるものとなシ、そして、一対の刃体の刃部間におけ
る刃体移動方向での位置変化に伴い果梗が果実に対して
傾斜する量が変化するため、上記長さの不揃いを生じる
ものであり、又、果梗の長手方向が刃体移動方向と直交
する状態に近づく１１ど良好な切断を行なえるものであ
るが、果梗が上述の神格動により傾斜する姿勢に曲げら
れゞ　　　　　　る九め、切断不良を生じる虞れがあり
九。

本発明は、上記実情に鑑みて為さｈ６たものであって、
その目的は、果梗切断を能率良く行なえ、しかも、切断
後に果実に残る果梗の長さを極カ一定にでき、そのうえ
、切断不良を抑制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〕

本発明の特徴とするところは、前記一対の刃体をともに
果梗側に移動させるように駆動する機構を設けてある点
にあフ、その作用及び効果は次の通シ゛である。

〔作　用〕

すなわち、一対の刃体をともに果梗側に移動させて、換
言すれば、一対の刃体夫々を接近側に移動させて果梗切
断を行なわせるようにしてあるから、両刃体夫々の移動
ストロークを、１つの刃体のみを移動させる胃記従来の
場合の１つの刃体のストロークに較べて半減あるいはそ
れに近いものにすることができ、しかも、一対の刃体の
刃部間における刃体移動方向での位置　　　　−変化に
伴い果梗が果実に対して傾斜するものとなるものの、そ
の傾斜量が変化する範囲を、／りの刃体のみを移動させ
る目配従来の場合に較べて半減あるいはそれに近いもの
にすることができる。

〔効　果〕

従って、一対の刃体夫々を切断のために移動させるスト
ロークの減少により、一対の刃体を切断のために移動さ
せるに要する時間を短縮できるものとなって、果梗切断
の能率を向上でき、しかも、果実に対する果梗の傾斜量
の変化範囲を減少させながら切断できるものとなって、
果実に残る果梗の長さを極カ一定にすることができると
共に果梗が果実に対して大きく傾斜することを回避しな
がら切断不良をも抑制できるのであυ、もって、果梗切
断を能率良く良好に行なわせながら果実収穫を一層良好
に行なわせることができる果実収穫用ロボットハンドを
得るに至った。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第６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−（
３）の複数個を備え九車体に、電動モータ（４）によっ
て駆動回転自在な旋回台（５）を取付け、上下に昇降自
在なリフト部首囚を、旋回中心に位置させて旋回台（５
）に取付けると共に、果実敗色用ロボットハンドｔＢ）
を、リフト部首囚の上端部に取付けて、果実収穫機を構
成してある。

１ｉｉＪ記リフト装置（３）は、電動モータ等によって
回転駆動されてアーム（６）の基端部を昇降駆動するネ
ジ部材（７）と昇降案内用のガイド部材＋８１　、　＋
８＋を備え、前記ネジ部材（７）の正逆回転作動により
アームを昇降するよう構成してある。

前記果実収穫用ｐポットハンド（Ｂｌは、リフト部首囚
に取付けられた多関節アーム（６）及びその先端に取付
けられた果実取入用筒状ケース（９）Ｋよって構成され
、そして、多関節アーム（６）はリフト部首囚に基端部
を取付けた第１アーム（６ａ）及びこれＫｌｔｉ次連設
する第２アーム（６ｂ）　、第３アーム（６ｃ）で構成
され、各アーム（６ｍ）、（６ｂ）。

（６ｃ）の駆動用アクチュエータが制御装置（（、ｌに
よりて作動されるようになっている。

第２図、第４図及び第５図に示すように１第３アーム（
６ｃ）の先端には、アーム長手方向に沿う軸心（Ｙ１周
シに回動可能に二叉状支持枠Ｏ２が取付けられ、この二
叉状支持枠α２の二叉状部分には、水平軸心（３）周り
に回動可能にｎＪ記果実取入用筒状ケース（９）が取付
けられ、そして、アーム長方向軸心（７）周シでの回動
は制御装置ｉＣ１によって、作動が制御される電動モー
タ（１３によって為され、かつ、このモータ（１３１に
は回転角を検出するエンコーダ（図外）が装着されてそ
の検出結果が制御装置（Ｃ１に入力するよう構成され、
又、水平軸心■周りでの回動も制御装置＋ＣＩによって
駆動が制御される電動モータ０４）によってチェーンａ
５を介して為されるよう構成されている。

第８図乃至第５図に示すように、果実収穫用筒状ケース
（９）は底壁（９Ｃ）を有すると共に上方に町 向けて開口が形成され、この開口の周縁部には、略垂直
に起立し、た伸長状態と開口内方に向けて折れ曲る状態
とに屈伸作動可能なｔつの指状部材止・・が立設され、
この指状部材αｅの先端には果実の接触を電気的に検出
するセンサαη・・が取付けられている。　この指状部
材αｅは、柔軟なゴム材で形成されると共に加圧したエ
アーを供給することで屈折が為されるように構成されて
いる。

前記ケー７１９）の開口内縁には、ケース（９）側に引
退する状態とケース内に導入された果実を上方から覆う
よう突出して果梗を所定位置に抑圧支持する状態とに切
換操作自在に≦つの果梗押圧用部材（１８１・・が並設
されると共に、ケース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、果梗を切断するためのカッタ
（９）が、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駆動揺動自在にケース側に設けら
れている。

前記果梗押圧用部材０８１にりいて説明を加えれば、軸
芯（Ｐ）周りで出退揺動自在に片持状にピン　　　　ゞ
■にて枢支され、突出状ａにおいて、それら部材０８の
先端部間に果梗挿通用開口＋８１を形成するように構成
されている。　次に、果梗押圧用部材ａ８１を出退操作
する構造について説明すれば、前記果実取入用筒状ケー
ス（９）が、前記二叉状支持枠ａ３に取付けられた外側
ケース部（９ａ）と、このケース部（９ａ）の内側下方
に配設され、ケース（９）の開口中心を軸心として回動
可能な内側ケース（９ｂ）とで構成され、内側ケース（
９ｂ）が、それの外周部に付設した部分円弧状ギアー■
、これに咬合するギア機構の及び制御装置＋ＣＩによっ
て駆動が制御される電動モータ＠によっで往復駆動回動
されるよう構成されている。　そして、果梗押圧用部材
０秒の基端部には長孔（１８ｈ）が穿設され、この長孔
（１８ｈ）に内側ケース（９ｂ）の内面に突設されたピ
ン（財）が係入し、内側ケース（９ｂ）の回動によって
突出操作あるいは退入操作が為されるのである。

前記果梗切断用カッタ（９）について、第１図、及び、
第７図乃至第１０図に基づいて詳述すれば、円弧帯板状
の一対の刃体（１９ａ）、（１９ｂ）の夫々の中央部に
、切断用四部（１９ｃ）、（１９ｃ）を形成すると共に
、一対の刃体（１９ａ）、（１９ｂ）夫々の凹部近くに
、両刃体（１９ａ）、（１９ｂ）を重ね合わせた状態に
取付るピン（２５１，（２５）の挿通孔（１９ｅ）、（
１９ｅ）を刃体提手方向に沿って形成し、もって、後述
の如く、両刃体（１９ａ）、（１９ｂ）の夫々が果梗側
に移動されるに伴って、前記凹部（１９ｃ）、（１９ｃ
）内に位置する果梗を切断するように構成されている。

但し、図中（１９ｄ）、（１９ｄ）は、果梗を凹部（１
９ｃ）。

（１９ｃ）内に案内するための案内用凸部である。

又、カッタα９の一方端は、前記ピン翰・・のうちの７
つに枢支され、他方端に於て一対の刃体（１９ｍ）、（
１９ａ）が二叉状に分離されている。

このｄ踵部分の中央には、一対の刃体（１９ａ　）　。

（１９ｂ）　Ｋ長孔（１９ｆ）、（１９ｆ）を介して連
結されるブラケット艶か、カッタＱ９１の長手方向に略
沿って延設され、その延設端には内側ケース（９ｂ）に
突設されたピン（財）を挿通ずる長孔（８０ｈ）が穿設
されている。

このブラケット（イ）の略中央はカッタα９の揺動軸心
（Ｐｌと一致し、この軸心（Ｐｌと一致して回動するデ
ィスク（２）がブラケットＣ１１Ｋｌ［１Ｉ（２）によ
って枢支されている。　ディスク（９）には２つのピン
（８１ａ）、（８１＆）が突設され、それらピン（８１
ａ）。

（８１ａ）が、一対の刃体（１９ａ）、（１９ｂ）の二
又部の長孔（１９ｇ）、（１９ｇ）に係入され、ディス
ク（２）の回動によって一対の刃体（１９ａ）、（１９
ｂ）が夫々反対方向移動して、前記凹部（１９ｃ）で果
梗を切断する構成になっている。

ディスク（社）の回動は果実取入用筒状ケース（９）の
外部に設けたエアーシリンダ（財）によって行い、カッ
タａ功の突出駆動−に伴って回動するボス部（至）Ｋ揺
動アーム（８５ａ　）を介してエアーシリンダ国を取付
け、突出駆動の後エアーシリンダ（財）を駆動させると
、ピストンロッド（！３４ｍ）が伸長し、筒状ケース（
９）の外部に取付けたブラケット（至）に接当し、揺動
アーム（８５ａ）を揺動させることで果梗は切断される
のである。

要するに１内側ケ一ス部（９ｂ）の回動に伴って果梗押
圧用部材ａ沙を出退操作すると同時にカッタａ優の出退
操作が行なわれ、且つ、突出状態においてシリンダ（至
）を作動させるに伴ってカッタα９が切断作動されるこ
とになる。

第２図及び第８図に示すよう釦、果実取入用ケース（９
）内の底壁（９ｃ）には、ケース（９）の開口方向に向
けて出退可能に接触センサ□□□が設けられでいる。　
このセンサ■は、収穫対象の果実（財）を検出すると下
方に退入してケース（９）内の果実取入空間を確保する
よう構成されている。　そして、この接触センサＣ２１
１１は、接触作用する円板（２８ｃ）　、その円板（２
８ｃ）の果実接触に伴う変位を電気的に検出する検出器
（２３ｂ）　、及び出退操作用エアーシリンダ（２８ｄ
’ｌで構成されている。

前記指状部材（１６）・・の先端の接触センサー０η・
・及びケース（９）内の接触センサ（ハ）の検出結果は
制御装置（ａに入力され、又、指状部材（１６）・・の
屈折のための駆動、カッタα縫の切断のための駆動、ケ
ース（９）内の接触センサ■の出退のため　　　−キ の駆動は夫々エアーで為される。

次に、収穫作動について説明する。

該レポットハンドｔＢｌは収穫対象果実（財）を人為的
に選定することで、アーム（６）を作動させて果実−を
収穫するように制御装置＋ＣＩが作動指令情報を出力す
るようになっている。

つまル、第６図に示すよう姉、前記第３アーム（６ｃ）
　Ｋ　ＩｄテレビカカメＱ（Ｉが取付けられ、このテレ
ビカメラ（ＩＩで果実を撮影しこの撮象をモニターαυ
に写し出す。　次にモニターαＢに写し出された果実を
ライトペン（イ）で選定することで制御装置（ＣＩは収
穫対象の果実（財）を認識すると共Ｋ。

この果実（財）がモニター（ｉｌｌの画面中央に位置す
るようカメラ（１（ｌあるいはアーム（６）等の位置を
定める。　この後、制御装置１ｃＩはカメラ０Ｃと収穫
対象の果実（財）との間隔を一定距離だけ接近させるよ
うアーム（６）を駆動してカメラＱｌを前方に移動させ
て収穫対象の果実Ｍとアームの距離及び果実（財）の最
大直径を算出する。

つまカ、果実（財）にカメラαＧが接近することで撮像
は拡大され、この拡大率とカメラａｏの移動距離に基づ
いて制御装置＋ＣＩは果実Ｍｔでの距離と果実（財）の
最大径を算出するのである。

これらの結果から制御装置（ＣＩはアーム（６）を駆動
して果実取入用筒状ケース（９）を収穫対象の果実（財
）の直下に位置させ、かつ、ケース（９）の開口を上方
に設定し、次に果実取入用ケース（９）を上方に移動さ
せるのである。

これによって、ケース（９）に収穫対象の果実−を指状
部材ｏ０・・のセンサ０ηに接触させることなく導入し
た場合には、この果実（財）の導入をケース（９）内の
接触センサ（ハ）が検出するため、制御装置（Ｃ１は接
触センサ弼を下方に退入させ、がっ、指状部材（１６１
を屈曲させ果突輌を軽くケース（９）内に引き込み、枝
葉や他の果実がケース（９）内へ侵入するのを阻止し、
次に果梗押圧部材ｏ印・・が果実（財）を覆うよう突出
駆動し、前述の如くカッタａ９の切断用凹部（１９ｃ）
　Ｋ果実（財）の果梗が導入され、次に制御装置＋ＣＩ
は前記エアーシリンダ（至）を駆動して果梗の切断を行
い果実（財）の果実取入用筒状ケース（９）への取入は
終了するのである。

又、収穫対象の果実−を果実取入用筒状ケ−ス（９）に
導入する際に指状部材ａＱ・・の先端で形成される開口
に果実（財）が正確に導入されず、指状部材αｅ・・先
端のセンサαη・・に接触する場合があシ、この場合に
は果実（ロ）が接触したセンサＣ１？＋方向に果実取入
用筒状ケース（９）を少し移動させ念後、果実取入用筒
状ケース（９）を上方に移動させ果実−のケース（９）
内導入が可能なように制御装置（Ｃ１に制御パターンが
設定されている。

又、果実取入用筒状ケース（９）に取入れられた果実−
は制御装置（Ｃ１に設定された一定のパターンに従うア
ームαｅ等の駆動によって収穫箱（図外）に運ばれ保蔵
されるのである。

〔別実施例〕

本実施例では一対の刃体（１９ａ）、（１９ｂ）を相対
移動駆動するに、ディスクの回転によって行っていたが
、これに代えて、リンクあるいはギヤ、　　　　　醇を
用いて駆動して良く、又、駆動に電動モータ、油圧シリ
ンダを用いて実施しても良い。

又、一対の刃体（１９ａ）、（１９ｂ）の具体構成、及
び、カッタα９をケース（９）に対して出退させる。た
めの具体構成等は各種変更できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る果実収穫用ロボットハンドの実施例
を示し、第１図はカッタ取付構造を示す果実取入用筒状
ケースの縦断面図、第２図及び第８図は果実取入用筒状
ケースの視る角度を変えた縦断面図、第４図及び第５図
はカッタ等の作動前後の果実取入用筒状ケースの平面図
、第６図はロボットバンドの全体側面図及び制御系を示
す概略図、第７図ハ）、（ロ）及び第８図はカッタの切
断駆動状態及びその構造を示す側面図、第９図及び第１
０図はカッタの切断用凹部及びその断面図である。 ＋６１・・・・・・アーム、（９）・・・・・・果実取
入用筒状ケース、α渇・・・・・・果梗押圧用部材、Ｑ
ｇｌ・・・・・・果梗切断用カッタ、（１９ａ）、（１
９ｂ）　−・−・刃体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ［１］アーム（６）の先端に連設した果実取入用筒状ケ
   ース（９）に、突出作動に伴つて果梗を所定位置に押圧
   支持する果梗押圧部材（１８）を出退駆動自在に設ける
   と共に、相対移動されて切断作用する一対の刃体（１９
   ａ）、（１９ｂ）を備えた果梗切断用カッタ（１９）を
   、前記所定位置の果梗に対する切断位置に突出作動させ
   るべく出退駆動自在に前記ケース側に設けた果実収穫用
   ロボットハンドであつて、前記一対の刃体（１９ａ）、
   （１９ｂ）をともに果梗側に移動させるように駆動する
   機構を設けてある果実収穫用 ロボットハンド。 ［２］前記果梗切断用カッタ（１９）を構成する前記一
   対の刃体（１９ａ）、（１９ｂ）を、長手方向に相対移
   動されて切断作用する円弧帯板状に形成してある特許請
   求の範囲第［１］項に記載の果実収穫用ロボットハンド
   。