JPS6251918A - Robot hand for harvesting fruits - 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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主としてミカン、リーンゴ等の果実を収穫す
るのに使用する果実収穫用ロボットハンドに関し、詳し
くは、内部に果実収納空間を備え、且つ、上部に果実取
入口を備える果実捕捉部を、果実取入口が上方を向く設
定回動位置に復帰付勢した状態でアームに、前後揺動自
在に枢着し、前記果実捕捉部を収穫対象果実の下方箇所
に誘導する誘導手段を設け、収穫対象果実が前記果実取
入口に位置していることを検出する第１果実検出手段を
設け、前記第１果実検出手段が検出作用するまで、前記
誘導手段により誘導した前記果実捕捉部を上昇移動させ
る第１上昇移動手段を設け、収穫対象果実に対する前記
果実捕捉部の水平方向での位置を検出する水平位置検出
手段を設け、前記第１上昇移動手段による上昇移動時に
おいて、前記水平位置検出手段の検出結果に基づいて前
記果実捕捉部の水平方向での位置を対象果実側へ移動調
整する水平位置調整手段を設け、収穫対象果実が前記果
実収納空間内に取り入れられたことを検出する第２果実
検出手段を設け、前記第２果実検出手段が検出作用する
まで、前記第１上昇移動手段にて上昇された前記果実捕
捉部を上昇移動させる第２果実上昇移動手段を設けた果
実収穫用ロボットハンドに関する。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a fruit harvesting robot hand mainly used for harvesting fruits such as mandarin oranges and apples, and more specifically, the present invention relates to a fruit harvesting robot hand that is provided with an internal fruit storage space, In addition, a fruit trapping section having a fruit intake port at the upper part is pivoted to the arm so as to be swingable back and forth in a state where the fruit trapping section is biased to return to a set rotational position in which the fruit intake port faces upward, and the fruit trapping section is harvested. A guide means for guiding to a lower part of the target fruit is provided, a first fruit detecting means is provided for detecting that the target fruit is located at the fruit intake port, and until the first fruit detecting means takes a detection action, a first upward movement means for upwardly moving the fruit trap guided by the guide means; a horizontal position detecting means for detecting a horizontal position of the fruit trap with respect to the fruit to be harvested; At the time of upward movement by the moving means, a horizontal position adjusting means is provided for moving and adjusting the horizontal position of the fruit catching section toward the target fruit based on the detection result of the horizontal position detecting means, so that the fruit to be harvested is the fruit. A second fruit detection means for detecting that the fruit has been taken into the storage space is provided, and the fruit trap raised by the first upward movement means is moved upward until the second fruit detection means performs a detection action. The present invention relates to a fruit harvesting robot hand provided with a second fruit lifting means.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

かかる果実収穫用ロボットハンドにおいては、一般に、
収穫対象果実の下方箇所に誘導した果実捕捉部を、第１
上昇移動手段にて設定量上昇させる毎に、水平位置調整
手段にて果実に対する捕捉部の水平方向での位置を調整
しながら、収穫対象果実を果実取入口に位置させるよう
にした後、第２上昇移動手段にて設定量上昇移動させて
、収穫対象果実を捕捉部内に取り入れるのである。In general, in such a robot hand for fruit harvesting,
The first fruit trap is guided to the lower part of the fruit to be harvested.
Each time the ascending moving means raises the set amount, the horizontal position adjusting means adjusts the horizontal position of the catching section with respect to the fruit so that the fruit to be harvested is positioned at the fruit intake port, and then the second The fruit to be harvested is taken into the trapping section by upward movement by a set amount using the upward movement means.

ところで、従来では、上記の如く、第２上昇移動手段に
て設定量上昇移動させても収穫対象果実を捕捉部内に取
り入れられなかった場合には、果実捕捉部を車体側に一
旦復帰させた後、再度、果実捕捉部を収穫対象果実に向
けて移動させてから上記の如く捕捉部を上昇移動させて
収穫対象果実を捕捉部内に取り入れるようにしていた。By the way, conventionally, as mentioned above, if the fruit to be harvested cannot be taken into the trapping section even if the second lifting means moves the fruit up by a set amount, the fruit trapping section is temporarily returned to the vehicle body and then After moving the fruit trap again toward the fruit to be harvested, the trap is moved upward as described above to take the fruit to be harvested into the trap.

ちなみに、果実捕捉部を設定回動位置に復帰付勢してお
くことによって、アームの姿勢変更に拘らず果実捕捉部
を果実の取り入れに適した姿勢に維持できるものとなる
。Incidentally, by biasing the fruit catching section back to the set rotational position, the fruit catching section can be maintained in a posture suitable for taking in fruit regardless of changes in the posture of the arm.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、上記従来手段によると、果実捕捉部を車
体側に一旦復帰させてから再度収穫対象果実側へ移動さ
せることを繰り返し行わなければならず、作業能率が低
下する不都合があった。However, according to the above-mentioned conventional means, it is necessary to repeatedly return the fruit trap to the vehicle body and then move it again to the fruit to be harvested, which has the disadvantage of reducing work efficiency.

上記収穫対象果実を捕捉部内に取り入れることができな
い理由について説明すれば、水平位置調整手段を構成す
るに、例えば果実捕捉部の外周部に、複数個の指状の果
実検出用接触センサを周方向に沿って並置し、その接触
センサの情報に基づいて、果実捕捉部を果実検出状態に
ある接触センサの位置する方向に設定量水平移動させる
ようにしているが、前記接触センサが果実の近くに位置
する技等のために誤検出作動を起こす虞れがあること等
に起因して、果実の一部が果実取入口からはみ出して位
置することがあり、その状態において第２上昇移動手段
にて上昇移動させても収穫対象果実を適確に取り入れる
ことができない虞れがあった。To explain the reason why the fruit to be harvested cannot be taken into the trapping section, the horizontal position adjustment means includes, for example, a plurality of finger-shaped fruit detection contact sensors installed in the circumferential direction on the outer periphery of the fruit trapping section. , and based on the information from the contact sensors, the fruit trapping section is horizontally moved by a set amount in the direction in which the contact sensor in the fruit detection state is located. Due to the possibility of erroneous detection due to positioning techniques, etc., a part of the fruit may be located protruding from the fruit intake opening, and in this state, the second lifting means Even if it were moved upward, there was a risk that the fruits to be harvested would not be taken in properly.

そし、て、第９図（イ）、（０）及び第１０図（イ）、
（ＴＩ）に示すように、収穫対象果実（Ｍ）が果実取入
口（Ｇ）から後方寄りに位置している場合と、前方寄り
に位置している場合とを比較すると、前者の場合は、捕
捉部（Ｈ）の上昇移動に伴って捕捉部（Ｈ）が後方側が
下位となる傾斜姿勢となると共に、果実（Ｍ）が上方側
へ押し上げられるに伴って果梗と技との接続部を支点に
して果実（Ｍ）を下方側へ揺動することになり、その果
実（Ｍ）の揺動方向に果実収納空間（Ｄ）があるため果
実（Ｍ）を捕捉部内に取り入れることができるが、後者
の場合は、前記同様に、果実捕捉部（Ｈ）を上昇させて
も、果実（Ｍ）の揺動方向に果実収納空間（Ｄ）がない
ため果実（Ｍ）を捕捉部内に取り入れることができない
のである。Then, Figure 9 (a), (0) and Figure 10 (a),
As shown in (TI), when comparing the case where the fruit to be harvested (M) is located towards the rear from the fruit intake port (G) and the case where it is located towards the front, in the former case, As the catching part (H) moves upward, the catching part (H) assumes an inclined position with the rear side facing downward, and as the fruit (M) is pushed upward, the connecting part between the stem and the technique is The fruit (M) will be used as a fulcrum to swing downward, and since there is a fruit storage space (D) in the direction of the swing of the fruit (M), the fruit (M) can be taken into the trap. In the latter case, as described above, even if the fruit catching part (H) is raised, there is no fruit storage space (D) in the swinging direction of the fruit (M), so the fruit (M) cannot be taken into the catching part. It is not possible.

ちなみに、果梗は樹木から延びる技に対して枝先端側へ
向かって延びているものであり、しかも、アームが果梗
の伸びる方向と同一方向に向かう状態で収穫作業を行う
ことになるため、上記の現象を生じるものである。By the way, the fruit stems extend towards the tip of the branch compared to the technique that extends from the tree, and the harvesting work is done with the arm pointing in the same direction as the fruit stems grow. This causes the above phenomenon.

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、収穫対象果実が果実取入口から前方側へはみ
出している場合においても作業能率をイ臥下させること
なく、果実を果実捕捉部内に取り入れることができるよ
うにする点にある。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and an object of the present invention is to harvest the fruit without reducing work efficiency even when the fruit to be harvested protrudes forward from the fruit intake port. The point is that it can be taken into the trap.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の特徴構成は、前記第２上昇移動手段（１０５）
による上昇量が設定量に達したことを検出する上昇量検
出手段（１０７）が検出作用するに伴って前記果実捕捉
部（Ｈ）を設定量下降移動させる下降移動手段（１０８
）を設け、前記下降移動手段（１０８）による下降移動
後において前記果実捕捉部（Ｈ）を、その前方側に設定
量水平移動させる水平位置補正手段（１０９）を設け、
前記水平位置補正手段（１０９）による水平位置補正後
において前記第２果実検出手段（１０６）が検出作用す
るまで前記果実捕捉部（Ｈ）を再び上昇移動させる再上
昇移動手段（１１０）を設けた点にある（第１図参照）
。A characteristic configuration of the present invention is that the second upward movement means (105)
A descending moving means (108) that moves the fruit catching part (H) downward by a set amount as the rising amount detection means (107) detects that the amount of rise by the fruit has reached a set amount.
), and horizontal position correction means (109) for horizontally moving the fruit catching part (H) by a set amount to the front side after the downward movement by the descending movement means (108),
A re-ascent moving means (110) is provided for moving the fruit catching part (H) upward again after the horizontal position correction means (109) has corrected the horizontal position until the second fruit detecting means (106) performs a detection action. at the point (see Figure 1)
.

そして、その特徴構成の作用及び効果は次の通りである
。The functions and effects of the characteristic configuration are as follows.

〔作　用〕[For production]

すなわち、果実取入口に位置している果実が果実収納空
間内に取り入れるように果実捕捉部を上昇移動させる第
２上昇移動手段による第２上昇量が設定量に達したこと
が検出され、且つ、第２果実検出手段により果実が果実
収納空間内に取り入れられたことが検出されなかった場
合には、果実取入口の前方側に果実がはみ出しているも
のと判断して、果実捕捉部を下降させると共に、捕捉部
前方側に設定量水平移動させ、その後、前記第２果実検
出手段にて果実が検出されるまで前記果実捕捉部を再び
上昇移動させて果実を捕捉部内に取り入れるようにする
のである。That is, it is detected that the second lifting amount by the second lifting means for lifting the fruit trap so that the fruit located at the fruit intake port is taken into the fruit storage space has reached the set amount, and If the second fruit detection means does not detect that the fruit has been taken into the fruit storage space, it is determined that the fruit is protruding to the front side of the fruit intake opening, and the fruit trapping section is lowered. At the same time, the fruit catching section is moved horizontally to the front side by a set amount, and then the fruit catching section is moved upward again until the fruit is detected by the second fruit detecting means to take the fruit into the catching section. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

したがって、収穫対象果実の下方箇所に誘導した果実捕
捉部を上昇移動させる際に、対象果実の水平方向での位
置が捕捉部前方側に変更されることがあっても、果実捕
捉部を車体側に復帰させずに、果実捕捉部を下降させて
前方側へ水平移動させた後、再度上昇させるだけで、収
穫対象果実を果実捕捉部内に取り入れることができるの
で、作業能率を低下させることなく、適確に収穫作業を
行わせることができるようになった。Therefore, even if the horizontal position of the target fruit is changed to the front side of the trap when moving the fruit trap guided to the lower part of the fruit to be harvested, the fruit trap should be moved toward the vehicle body. The fruit to be harvested can be taken into the fruit trap by simply lowering the fruit trap, horizontally moving it forward, and then raising it again without having to return it to the fruit trap, without reducing work efficiency. Harvesting work can now be carried out accurately.

〔実施例〕〔Example〕

第７図に示すように、各別に正逆転が切換操作自在な油
圧モータ（ｌａ）　、’（ｌｂ）により駆動自在な左右
一対の推進車輪（２ａ）　、　（２ｂ）を設け、それら
車輪（２ａ）　、　（２ｂ）から離れた箇所にキャスタ
ー（３）を設け、機体フレーム（４）の上部に原動部（
Ｅ）及び駆動回転自在な旋回台（５）を設けると共に、
果実捕捉部（１１）及びその支持アーム（６）からなる
果実収穫用ロボット（Ｂ）を、前記旋回台（５）の上部
に設けた支持枠（７）に取付けて、果実収穫機を構成し
である。但し、図中（Ａ）は、前記旋回台（５）に対す
るモータ操作部である。As shown in FIG. 7, a pair of left and right propulsion wheels (2a) and (2b) are provided which can be driven freely by hydraulic motors (la) and '(lb) which can be switched between forward and reverse directions. ), casters (3) are installed at a location away from (2b), and the driving unit (
E) and a swivel table (5) which can be driven and rotated freely,
A fruit harvesting robot (B) consisting of a fruit catching part (11) and its support arm (6) is attached to a support frame (7) provided on the upper part of the swivel table (5) to constitute a fruit harvesting machine. It is. However, (A) in the figure is a motor operation unit for the swivel base (5).

前記支持アーム（６）を構成するに、前記支持枠（７）
に上下揺動自在に枢支される角筒状の第１アーム（６ａ
）、その第１アーム（６ａ）の内側に挿脱可能に内嵌さ
れる第２アーム（６ｂ）、そのアーム（６ｂ）の先端に
接続される第３アーム（６Ｃ）を夫々設け、もって、前
記第１アーム（６ａ）の内部に備える電動モータ（ｍＩ
）の回転により前記第２アーム（６ｂ）をスライド作動
させる、直線スライド伸縮式に構成しである。但し、図
中（ｍ−）は、支持アーム（６）を支持枠（７）に対し
て上下揺動操作するエンコーダ付電動モータである。The support frame (7) constitutes the support arm (6).
The square tubular first arm (6a
), a second arm (6b) that is removably fitted inside the first arm (6a), and a third arm (6C) that is connected to the tip of the arm (6b). An electric motor (mI) provided inside the first arm (6a)
) The second arm (6b) is configured to slide by rotation, and is configured to be a linear sliding telescopic type. However, (m-) in the figure is an electric motor with an encoder that swings the support arm (6) up and down with respect to the support frame (7).

第５図及び第６図に示すように、前記果実捕捉部（Ｈ）
を構成するに、筒状のケース（８）を設けると共に、ゴ
ム製の第１乃至第６指状部材（Ｆ。As shown in FIGS. 5 and 6, the fruit trapping part (H)
To configure this, a cylindrical case (8) is provided, and first to sixth finger-like members (F) made of rubber are provided.

乃至Ｐｉ）を、ケース（８）の上方周縁部に立設し、も
って、ケース（８）及び複数の指状部材（ｐ＋乃至ｐｉ
）にて囲まれる果実収納空間（Ｄ）を備えさせ、且つ、
複数の指状部材（ｐ＋乃至Ｆ＆）の先端部にて囲まれる
状態で形成される果実取入口（Ｇ）を備えさせるように
しである。The finger-like members (p+ to pi) are erected on the upper peripheral edge of the case (8), and the finger-like members (p+ to pi
) is provided with a fruit storage space (D) surrounded by
A fruit intake opening (G) is provided which is surrounded by the tips of a plurality of finger-like members (p+ to F&).

そして、果実捕捉部（Ｈ）を前記アーム（６）に取付け
るに、二叉状支持枠（９）を第３アーム（６ｃ）の先端
にアーム長手方向に沿う軸芯（Ｙ）周りに回動自在に取
付け、果実捕捉部（Ｈ）を前記二叉状支持枠（９）の先
端部に水平軸芯（Ｘ）周りに回動自在に取付け、果実捕
捉部（Ｈ）を、果実取入口（Ｇ）が上方を向く設定回動
位置つまり水平姿勢に自重で復帰付勢させるように構成
しである。Then, in order to attach the fruit catching part (H) to the arm (6), the bifurcated support frame (9) is rotated around the axis (Y) along the longitudinal direction of the arm at the tip of the third arm (6c). The fruit catching part (H) is attached to the tip of the bifurcated support frame (9) so as to be rotatable around the horizontal axis (X), and the fruit catching part (H) is attached to the fruit inlet ( G) is configured to be biased by its own weight to return to the set rotational position facing upward, that is, the horizontal position.

又、捕捉部内に導入された果実と技とを接続する柄状部
分、いわゆる果梗を果実取入口（Ｇ）の中央箇所に相当
する所定位置に突出作動に伴って押圧支持する果梗支持
部材（１０）の６個を、出退揺動自在に筒状ケース（８
）に取付けると共に、それら果梗支持部材（ｌＯ）にて
支持された果梗を切断するための円弧状スライド式カッ
タ（１１）を、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揺動自在に筒状ケース（８）
に設けている。In addition, there is a stalk support member that presses and supports the handle-shaped portion connecting the fruit introduced into the trapping portion and the fruit stalk, so-called the stalk, at a predetermined position corresponding to the center of the fruit intake port (G) with the projecting operation. (10) in a cylindrical case (8) that can swing in and out.
), and the arc-shaped sliding cutter (11) for cutting the fruit stalk supported by the fruit stalk support member (lO) can be operated to protrude to a cutting position with respect to the fruit stalk at the predetermined position. Cylindrical case that can swing in and out (8)
It is set up in

つまり、前記果実捕捉部（）ｌ）を、後述の如く、収穫
対象果実（Ｍ）の下方箇所に誘導し、そして、収穫対象
果実ＣＭ）の下方箇所に誘導した前記果実捕捉部（Ｈ）
を上昇移動して捕捉部（Ｈ）内に果実（Ｍ）を取り入れ
、その状態において、果梗支持部材（ｌＯ）を突出作動
させて果梗を支持すると共にカッタ（１１）にて果梗を
切断して、果実（Ｍ）を収穫することになる。In other words, as described below, the fruit catching part ()l) is guided to a lower part of the fruit to be harvested (M), and the fruit catching part (H) guided to the lower part of the fruit to be harvested CM).
is moved upward to take in the fruit (M) into the trapping part (H), and in this state, the fruit stalk support member (lO) is operated to protrude to support the fruit stalk, and at the same time, the cutter (11) is used to remove the fruit (M). Cut it and harvest the fruit (M).

前記果梗支持部材（１０）及びカッタ（１１）を出退作
動させる構造について説明すれば、往復回動自在な筒状
部材（１２）を、前記筒状ケース（８）に内嵌支承する
と共に、前記筒状部材（１２）を操作する電動モータ（
１３）を前記筒状ケース（８）に設け、もって、後述の
中央センサ（１９）の検出信号に基づいて電動モータ（
１３）を作動させることにより筒状部材（１２）を回転
させて果梗支持部材（ｌＯ）及びカッタ（１１）を出退
揺動させるようにしである。To explain the structure for moving the fruit stem support member (10) and cutter (11) in and out, a reciprocatingly rotatable cylindrical member (12) is fitted and supported in the cylindrical case (8). , an electric motor (
13) is provided in the cylindrical case (8), so that the electric motor (
13), the cylindrical member (12) is rotated, and the stalk support member (lO) and the cutter (11) are oscillated in and out.

前記カッタ（１１）及びそれを切断作動させるための構
造について説明する。The cutter (11) and the structure for operating the cutter will be explained.

第６図に示すように、２枚の円弧帯板状刃体を、上下に
重ね合わせた状態で長手方向に相対スライド自在にピン
連結してカッタ（１１）を構成すると共に、前記両刃体
を相対スライドさせるための空気圧シリンダ（１４）を
設け、もって、空気圧シリンダ（１４）の伸縮作動によ
り両刃体を相対スライドさせてカッタ（１１）を切断作
動させるようにしである。As shown in FIG. 6, a cutter (11) is constructed by connecting two arcuate band-shaped blades with a pin so that they can be slid relative to each other in the longitudinal direction in a vertically overlapping state, and the double blades are A pneumatic cylinder (14) for relative sliding is provided, and the cutter (11) is operated to cut by relatively sliding the double-edged blades by the expansion and contraction operation of the pneumatic cylinder (14).

次に、果実捕捉部（Ｈ）を収穫対象果実（Ｍ）の下方箇
所に誘導する誘導手段（１００）について説明する。Next, the guiding means (100) for guiding the fruit catching part (H) to a lower part of the fruit to be harvested (M) will be explained.

第７図に示すように、収穫対象果実（Ｍ）の有る方向を
認識する撮像手段としてのテレビカメラ（１５）を、第
３アーム（６ｃ）の上端部に、光軸がアーム伸縮方向と
平行な状態で取付け、このカメラ（１５）の撮像を写し
出すモニター（１６）を設け、モニター（１６）に写し
出される果実のうちの収穫対象果実（Ｍ）を選択するラ
イトペン（１７）を設け、果実捕捉部（Ｈ）が収穫対象
果実（Ｍ）に対して設定距離以内に接近したことを検出
する赤外線近接センサ（１８）を、第３アーム（６ｃ）
の上端部に設け、そして、果実選択情報、近接センサ（
１８）の検出情報、アーム駆動用モータ（ｍＩ）、（＋
ｗｚ）や旋回台（５）の回転情報、及び、予め記憶され
た制御情報に基づいて作動指令を出力するマイクロコン
ピュータ利用の制御装置（Ｃ）を設けてある。As shown in FIG. 7, a television camera (15) serving as an imaging means for recognizing the direction of the fruit (M) to be harvested is mounted on the upper end of the third arm (6c) so that its optical axis is parallel to the direction of extension and contraction of the arm. A monitor (16) is installed to display the image captured by this camera (15), and a light pen (17) is provided to select the fruit (M) to be harvested from among the fruits displayed on the monitor (16). The third arm (6c) is equipped with an infrared proximity sensor (18) that detects when the capture unit (H) approaches the fruit (M) to be harvested within a set distance.
The fruit selection information, proximity sensor (
18) detection information, arm drive motor (mI), (+
A control device (C) using a microcomputer is provided, which outputs operation commands based on rotation information of the swivel base (5) and pre-stored control information.

つまり、第４図のフローチャートに示すように、テレビ
カメラ（１５）によって撮像された果実のうちの収穫対
象果実（Ｍ）がライトペン（１７）によって指示される
と、収穫対象果実（Ｍ）の有る方向く角度）を演算検出
処理し、その結果に基づいてテレビカメラ（１５）を対
象果実（Ｍ）に向けるように、旋回台（５）、アーム揺
動操作用モータ（ｍ２）を作動させて方向く角度）Ｉ！
整を行わせ、次に、アーム（６）の伸張作動により果実
捕捉部（Ｉ（）を対象果実側に移動させることになる。In other words, as shown in the flowchart of FIG. 4, when the light pen (17) indicates the fruit to be harvested (M) among the fruits imaged by the television camera (15), the fruit to be harvested (M) is The swivel table (5) and arm swinging motor (m2) are operated to direct the TV camera (15) toward the target fruit (M) based on the result. direction angle) I!
Then, by extending the arm (6), the fruit catching section (I()) is moved toward the target fruit.

そして、前記アーム（６）の伸張作動中に近接センサ（
１８）が検出作用すると、果実捕捉部（Ｈ）が収穫対象
果実（Ｍ）に対して設定距離以内に近接したと判断して
対象果実側へ設定距離減速移動させるのである。Then, during the extension operation of the arm (6), the proximity sensor (
When 18) is detected, it is determined that the fruit catching section (H) has approached the target fruit (M) to be harvested within a set distance, and the fruit catching unit (H) is decelerated and moved toward the target fruit by a set distance.

次に、収穫作動のための構成及びその制御作動について
詳述する。Next, the configuration for harvesting operation and its control operation will be explained in detail.

すなわち、収穫対象果実（Ｍ）が果実取入口（Ｇ）の直
上方箇所に位置していることを検出する第１果実検出手
段（１０４）、収穫対象果実（Ｍ）に対する果実捕捉部
（）ｌ）の水平方向での位置を検出する水平位置検出手
段（１０３）、収穫対象果実（Ｍ）が果実収納空間（Ｄ
）内に取り入れられたことを検出する第２果実検出手段
（１０６）、及び、後述の第２上昇移動手段（１０５）
による上昇量が設定量に達したことを検出する上昇量検
出手段（１０７）を、それら手段からの検出情報を制御
作動のための情報として前記制御装置（Ｃ）に入力すべ
く設けると共に、収穫対象果実（Ｍ）の下方箇所に誘導
された果実捕捉部（Ｈ）を、前記第１果実検出手段（Ｉ
Ｏ２）によって前記果実取入口（Ｇ）に収穫対象果実（
Ｍ）が位置していることが判別されるまで上昇移動させ
る第１上昇移動手段（１０１）、前記第１上昇移動手段
（１０１）による上昇移動時において、前記水平位置検
出手段（１０３）の検出情報に基づいて果実捕捉部（Ｈ
）の水平方向での位置を調整する水平位置調整手段（１
０２）、前記第２果実検出手段（１０６）によって果実
収納空間（Ｄ）内に収穫対象果実（Ｍ）が取り入れられ
たことが検出されるまで果実捕捉部（１（）を上昇移動
させる第２上昇移動手段（１０５）、前記上昇量検出手
段（１０７）によって上昇量が設定量に達したことが検
出されるに伴って果実捕捉部（Ｈ）を下降移動させる下
降移動手段（１０８）、前記下降移動手段（１０８）に
よる下降移動後において果実捕捉部（Ｈ）を、その前方
側に設定量水平移動させる水平位置補正手段（１０９）
、前記水平位置補正手段（１０９）による水平位置補正
後において前記第２果実検出手段（１０６）により収穫
対象果実（Ｍ）が検出されるまで果実捕捉部（Ｈ）を再
び上昇移動させる再上昇移動手段（１１０）、及び、果
梗支持部材（１０）及びカッタ（１１）を所定順序で作
動させる果梗切断手段の夫々を、前記制御装置（Ｃ）を
利用しながら構成してあり、以下各手段について説明す
る。That is, a first fruit detecting means (104) that detects that the fruit to be harvested (M) is located directly above the fruit intake port (G), and a fruit trapping unit ()l for the fruit to be harvested (M). ), the horizontal position detection means (103) detects the horizontal position of the fruit (M) to be harvested.
), and a second upward movement means (105), which will be described later.
Rising amount detection means (107) for detecting that the amount of rise reached a set amount is provided to input the detected information from these means to the control device (C) as information for control operation, and The fruit catching part (H) guided to the lower part of the target fruit (M) is
The fruit to be harvested (
Detection by the horizontal position detection means (103) during upward movement by the first upward movement means (101), which moves upward until it is determined that M) is located. Based on the information, the fruit catcher (H
horizontal position adjustment means (1) for adjusting the horizontal position of the
02), a second step of moving the fruit catching unit (1() upward until the second fruit detecting means (106) detects that the fruit (M) to be harvested is taken into the fruit storage space (D); an ascending moving means (105), a descending moving means (108) for moving the fruit catcher (H) downward when the ascending amount detecting means (107) detects that the ascending amount has reached a set amount; Horizontal position correction means (109) for horizontally moving the fruit catcher (H) forward by a set amount after the downward movement by the lowering movement means (108);
, a re-upward movement in which the fruit catching section (H) is moved upward again until the fruit to be harvested (M) is detected by the second fruit detection means (106) after the horizontal position correction by the horizontal position correction means (109); The means (110) and the stalk cutting means for operating the stalk support member (10) and the cutter (11) in a predetermined order are each configured using the control device (C), and each of the following Explain the means.

先ず、制御作動のための情報を検出する各手段について
説明する。First, each means for detecting information for control operation will be explained.

前記第１果実検出手段（１０４）及び前記第２果実検出
手段（１０６）を構成するに、第６図に示すように、収
穫対象果実（Ｍ）を検出するための果実検出用接触式の
中央センサ（１９）を、前記果実取入口（Ｇ）の中央箇
所と果実収納空間（０）内の下方箇所、つまり前記果実
捕捉９Ｂ　（Ｈ）の内方側に引退した箇所とに亘って位
置変更操作するパンダグラフ式リンク機構（Ｒ）の上部
に設け、そのリンク機構（Ｒ）を前記筒状ケース（８）
に組付けた底壁（８ａ）に設けると共に、前記リンク機
構（Ｒ）と一体形成されたギヤ（２０）と咬合するラッ
ク（２１）を、前記底壁（８ａ）に固定された空気圧シ
リンダ（２２）のロンドの先端部にボルト固定し、もっ
て、空気圧シリンダ（２２）内に加圧空気が供給される
と、そのシリンダ（２２）内部に備えるスプリングの付
勢力に抗して、果実取入口（Ｇ）の中央箇所に位置する
中央センサ（１９）を果実捕捉部（）ｌ）内方箇所位置
変更操作できるようにしである。As shown in FIG. 6, the first fruit detection means (104) and the second fruit detection means (106) are comprised of a fruit detection contact type central portion for detecting the fruit (M) to be harvested. The sensor (19) is repositioned between a central location of the fruit intake port (G) and a lower location within the fruit storage space (0), that is, a location retracted to the inside of the fruit trap 9B (H). The link mechanism (R) is provided on the upper part of the pandagraph type link mechanism (R) to be operated, and the link mechanism (R) is attached to the cylindrical case (8).
A pneumatic cylinder (8a) fixed to the bottom wall (8a) is provided with a rack (21) that is provided on the bottom wall (8a) assembled to the bottom wall (8a) and engages with the gear (20) formed integrally with the link mechanism (R). 22), and when pressurized air is supplied into the pneumatic cylinder (22), the fruit intake opening resists the biasing force of the spring provided inside the cylinder (22). The central sensor (19) located at the center of (G) can be operated to change the position inside the fruit trap ()l.

したがって、果実取入口（Ｇ）の中央箇所に位置させた
中央センサ（１９）が検出作用するに伴って、収穫対象
果実（Ｍ）が果実取入口（Ｇ）の直上方箇所に位置して
いることを検出する第１果実検出手段（１０４）を構成
し、果実捕捉部（Ｈ）の内方側箇所に位置させた中央セ
ンサ（１９）が検出作用するに伴って、収穫対象果実（
Ｍ）が果実捕捉部（）Ｉ）内に取り入れられたことを検
出する第２果実検出手段（１０６）を構成しである。Therefore, as the central sensor (19) located at the center of the fruit intake port (G) performs a detection action, the fruit to be harvested (M) is located directly above the fruit intake port (G). As the central sensor (19), which constitutes the first fruit detecting means (104) and is located on the inner side of the fruit trap (H), detects the fruit to be harvested (
A second fruit detecting means (106) is configured to detect that the fruit M) has been taken into the fruit catching section (I).

そして、収穫対象果実（Ｍ）が果実取入口ＣＧ）の直上
方箇所に位置することを検出するに伴い、前記制御装置
（Ｃ）の情報に基づいて中央センサ（１９）を果実捕捉
部（Ｈ）の内方側箇所に向けて下降させるようにしであ
る。又、果実捕捉部（Ｈ）を車体側に復帰作動させた後
、前記制御装置（Ｃ）の情報に基づいて中央センサ（１
９）を果実取入口（Ｇ）の中央箇所に復帰作動させるよ
うにしである。When it is detected that the fruit to be harvested (M) is located directly above the fruit intake port CG), the central sensor (19) is activated based on the information from the control device (C). ). Further, after the fruit catching part (H) is operated to return to the vehicle body side, the central sensor (1
9) is operated to return to the center of the fruit intake port (G).

前記水平位置検出手段（１０３）を構成するに、第５図
に示すように、前記指状部材（ｐ、乃至Ｆ＆）夫々の先
端部に、接触式の果実検出用指センサ（Ｓ＋乃至Ｓりを
設けてある 前記上昇量検出手段（１０７）を構成するに、前記アー
ム揺動毘作用電動モータ（ａｄｚ）の操作軸と一体回転
するエンコーダ（図示せず）によりモータ駆動後のエン
コーダ値とモータ駆動前のエンコーダ値とを減算し、そ
の減算値に基づいて捕捉部（Ｈ）の上昇量を検出するよ
うにしである。As shown in FIG. 5, the horizontal position detection means (103) includes contact-type fruit detection finger sensors (S+ to S) at the tip of each of the finger-like members (p to F&). The rise amount detection means (107) is configured by an encoder (not shown) that rotates integrally with the operation shaft of the arm swinging electric motor (adz) to detect the encoder value and the motor after the motor is driven. The encoder value before driving is subtracted, and the amount of rise of the capturing part (H) is detected based on the subtracted value.

次に、前記制御装置（Ｃ）を利用して構成される収穫制
御作動のための各手段について、第２図のフローチャー
トに基づいて説明する。Next, each means for harvest control operation configured using the control device (C) will be explained based on the flowchart of FIG. 2.

前記第１上昇移動手段（１０１）を構成するに、前記第
１果実検出手段（１０４）が果実取入口（Ｇ）に収穫対
象果実（Ｍ）が位置していることを検出するまで、果実
捕捉部（Ｈ）を設定量（Ｒ＋　＝　５　ｍ）間欠的に上
昇移動させるようにアーム（６）を作動させるようにし
である。尚、前記果実捕捉部（Ｈ）を設定量（５ｆｉ）
づつ上昇させることを４０回行っても中央センサ（１９
）が収穫対象果実（Ｍ）を検出しない場合には、収穫不
能であると判断して、果実捕捉部（Ｈ）を車体側の所期
位置に復帰させることになる。The first upward moving means (101) comprises a fruit capturing means until the first fruit detecting means (104) detects that the fruit (M) to be harvested is located in the fruit intake port (G). The arm (6) is actuated to intermittently move the section (H) upward by a set amount (R+ = 5 m). In addition, the fruit trapping part (H) is adjusted to a set amount (5fi).
Even if the central sensor (19
) does not detect the fruit to be harvested (M), it is determined that the fruit cannot be harvested, and the fruit trapping part (H) is returned to the intended position on the vehicle body side.

そして、上述の如く、果実捕捉部（Ｈ）を上昇移動させ
るに際して、設定ｆｉｔ　（Ｒ＋　＝　５　ｍ）上昇さ
せる毎に接触状態にある指センサ（Ｓ＋乃至Ｓ６）の有
無をチェックして、接触状態の指センサ（Ｓｌ乃至Ｓ＆
）が有る場合には、その指センサ（Ｓ＋乃至Ｓ＆）の位
置する側に果実捕捉部（Ｈ）を所定距離水平移動させる
ようにアーム（６）及び旋回台（５）を作動させるよう
にして、果実捕捉部（Ｈ）の水平方向での位置を調整す
る水平位置調整手段（１０２）を構成しである。Then, as described above, when moving the fruit catching part (H) upward, each time it is moved upward by the setting fit (R+ = 5 m), the presence or absence of the finger sensor (S+ to S6) in contact is checked, and the contact state is checked. finger sensor (Sl to S&
), the arm (6) and the swivel base (5) are operated to horizontally move the fruit catcher (H) a predetermined distance to the side where the finger sensor (S+ to S&) is located. , constitutes a horizontal position adjusting means (102) for adjusting the horizontal position of the fruit catching part (H).

前記第２上昇移動手段（１０５）を構成するに、果実捕
捉部（Ｈ）の内方側箇所に位置させた前記中央センサ（
１９）が果実収納空間（Ｄ）内に取り入れられたことを
検出するまで前記果実捕捉部（Ｈ）を設定量（Ｒ２＝１
５ｍ）間欠的に上昇移動させるようにアーム（６）を作
動させるようにしである。The second upward moving means (105) includes the central sensor (
19) is taken into the fruit storage space (D).
5 m) The arm (6) is operated to move upward intermittently.

そして、前記上昇量検出手段（１０７）により果実捕捉
部（）ｌ）の単位上昇！（Ｒ１）の総和（Ｒ１）が設定
量（１５０鶴）よりも大になった場合には、アーム（６
）を作動させて前記上昇させた量だけ下降させるように
して、下降移動手段（１０８）を構成しである。Then, the unit increase of the fruit catching part ()l) is detected by the increase amount detection means (107)! (R1) becomes larger than the set amount (150 cranes), the arm (6
) is actuated to lower it by the raised amount, thereby configuring the lowering moving means (108).

又、前記果実捕捉部（Ｈ）の下降移動後において、アー
ム（６）を作動させることにより捕捉部前方側へ設定量
（１５＋ｎ）前進させるようにして、水平位置補正手段
（１０９）を構成しである。Further, after the fruit catching part (H) has been moved downward, the horizontal position correcting means (109) is configured such that the fruit catching part (H) is moved forward by a set amount (15+n) by actuating the arm (6). It is.

そして、前記果実捕捉部（Ｈ）の水平位置補正後、前記
第２果実検出手段（１０６）が果実収納空間（Ｄ）内に
収穫対象果実（Ｍ）が取り入れられたことを検出するま
で、果実捕捉部（Ｈ）を設定量（Ｒｚ　−１５ｍ）づつ
間欠的に上昇移動させるようにアーム（６）を作動させ
るようにして、再上昇移動手段（１１０）を構成しであ
る。After correcting the horizontal position of the fruit catching section (H), the fruit is kept until the second fruit detecting means (106) detects that the fruit to be harvested (M) is taken into the fruit storage space (D). The re-ascending means (110) is configured to operate the arm (6) to intermittently move the trap (H) upward by a set amount (Rz -15 m).

尚、前記の如（、設定ｔ（Ｒｚ＝１５鶴）上昇させる毎
に、果実捕捉部（Ｈ）を上下あるいは水平方向に揺動さ
せるように、アーム（６）あるいは旋回台（５）を作動
させるようにしである。又、前記果実捕捉部（Ｈ）を上
昇させた量（Ｒ２）だけ下降させて、水平位置補正を行
った後、再上昇移動手段（１１０）にて上昇させたＩ（
Ｒ３）が設定量（１５００）を越えても中央センサ（１
９）が検出作用しない場合には収穫不能であると判断し
て、果実捕捉部（ｌ（）を車体側の所期位置に復帰させ
ることになる。In addition, as described above, the arm (6) or the swivel base (5) is operated so as to swing the fruit catcher (H) vertically or horizontally each time it is raised by the setting t (Rz = 15 cranes). In addition, after the fruit catching part (H) is lowered by the amount (R2) by which it was raised and the horizontal position is corrected, the fruit catching part (H) is raised again by the raising moving means (110).
Even if R3) exceeds the set amount (1500), the central sensor (1
If the detection function 9) does not act, it is determined that the fruit cannot be harvested, and the fruit catching section (l()) is returned to the intended position on the vehicle body side.

前記果梗切断手段を構成するに、果実捕捉部（Ｈ）の内
方側箇所に位置させた接触センサ（１９）が検出作用す
るに伴って、果梗支持部材（１０）及びカッタ（１１）
を突出作動させ、次に、カッタ（１１）を切断作動させ
、さらに、果梗支持部材（１０）及びカッタ（１１）を
引退作動させるようにすべく、前記電動モータ（１３）
及びシリンダ（１４）を作動させるようにしである。The stem cutting means comprises the stem support member (10) and the cutter (11) as the contact sensor (19) located on the inner side of the fruit catcher (H) performs a detection action.
In order to operate the electric motor (13) to project, then to operate the cutter (11) to cut, and then to operate the stem support member (10) and the cutter (11) to retract.
and actuate the cylinder (14).

ちなみに、前記果梗切断手段の作動が完了して、果実収
穫が完了するに伴って、第４図のフローチャートに示す
ように、果実捕捉部（Ｈ）を車体側の所期位置に復帰さ
せるようにすべく、アーム（６）や旋回台（５）を作動
させるようにしである。Incidentally, when the operation of the stem cutting means is completed and fruit harvesting is completed, the fruit catching part (H) is returned to the intended position on the vehicle body side, as shown in the flow chart of FIG. In order to achieve this, the arm (6) and swivel base (5) are operated.

〔別実施例〕[Another example]

本発明を実施するに、果実捕捉部（Ｈ）の具体構成、撮
像手段の具体構成、アーム（６）の具体構成、果実捕捉
部（Ｈ）誘導のための具体構成夫々は、各種変更できる
。In carrying out the present invention, the specific configuration of the fruit catching section (H), the specific configuration of the imaging means, the specific configuration of the arm (6), and the specific configuration for guiding the fruit catching section (H) can be changed in various ways.

前記実施例では、第３図（イ）、（ロ）、（ハ）、（ニ
）、（ネ）に示すように、果実捕捉部（Ｈ）を一旦下降
させて水平位置を補正した後に再度上昇させて第１回目
の取り込み動作で取り込めなかった果実（Ｍ）を果実捕
捉部（Ｈ）内に取り入れるようにすることを１回のみ行
うようにしたが、第８図に示すように、上記取り込み動
作の回数が３回になると収穫不能であると判断させる等
、何回行うようにしてもよい。In the above embodiment, as shown in FIG. The fruit (M) that could not be taken in by the first taking action was taken into the fruit catching part (H) only once, but as shown in FIG. The harvesting operation may be performed any number of times, such as determining that harvesting is impossible when the number of retrieval operations reaches three.

本発明の下降移動手段（１０８）及び水平位置補正手段
（１０９）により果実捕捉部（Ｈ）を移動させる移動量
は、如何なる量に設定してもよい。The amount of movement by which the fruit catching section (H) is moved by the downward moving means (108) and the horizontal position correcting means (109) of the present invention may be set to any amount.

前記実施例では、水平位置補正手段（１０９）により果
実捕捉部（Ｈ）を前方側のみに位置変更させるようにし
たが、左右側あるいは後方側においても位置変更するよ
うにしてもよい。In the embodiment described above, the horizontal position correction means (109) causes the fruit catching part (H) to change its position only to the front side, but it may also change its position to the left and right sides or to the rear side.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本発明のに係る果実収穫用ロボットハンドの実施
例を示し、第１図は本発明の全体構成を示すブロック図
、第２図は収穫作動を示すフローチャート、第３図（イ
）、（ＩＩ）、（ハ）、（ニ）、（本）は果実の取り込
み動作を示す説明図、第４図は制御作動を示すフローチ
ャート、第５図は果実捕捉部の平面図、第６図は果実捕
捉部の縦断面図、第７図は制御構成を示す概略図である
。第８図は収穫作動の別実施例を示す一部省略のフロー
チャートである。第９図（イ）、（ＩＩ＋）及び第１０
図の（イ）、（■）は果実の取り込み動作の従来例を示
す説明図である。 （６）・・・・・・アーム、（１０’Ｏ）・・・・・・
果実捕捉部誘導手段、（１０１）・・・・・・第１上昇
移動手段、（１０２）・・・・・・水平位置調整手段、
（１０３）・・・・・・水平位置検出手段、（１０４）
・・・・・・第１果実検出手段、（１０５）・・・・・
・第２上昇移動手段、（１０６）・・・・・・第２果実
検出手段、（１０７）・・・・・・上昇量検出手段、（
１０８）・・・・・・下降移動手段、（１０９）・・・
・・・水平位置補正手段、（１１０）・・・・・・再上
昇移動手段、（Ｄ）・・・・・・果実収納空間、（Ｇ）
・・・・・・果実取入口、（Ｈ）・・・・・・果実捕捉
部。The drawings show an embodiment of the robot hand for fruit harvesting according to the present invention, FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the harvesting operation, and FIGS. II), (c), (d), and (book) are explanatory diagrams showing the fruit taking operation, Fig. 4 is a flowchart showing the control operation, Fig. 5 is a plan view of the fruit catching section, and Fig. 6 is the fruit capturing operation. FIG. 7, a vertical cross-sectional view of the capture section, is a schematic diagram showing the control configuration. FIG. 8 is a partially omitted flowchart showing another embodiment of the harvesting operation. Figures 9 (A), (II+) and 10
(A) and (■) in the figure are explanatory diagrams showing a conventional example of the fruit taking-in operation. (6)...Arm, (10'O)...
Fruit trap guiding means, (101)...first upward movement means, (102)...horizontal position adjustment means,
(103)...Horizontal position detection means, (104)
...First fruit detection means, (105)...
・Second upward movement means, (106)... Second fruit detection means, (107)... Increase amount detection means, (
108)... Descending movement means, (109)...
... Horizontal position correction means, (110) ... Re-elevating means, (D) ... Fruit storage space, (G)
... Fruit intake port, (H) ... Fruit trapping part.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 内部に果実収納空間（Ｄ）を備え、且つ、上部に果実取
入口（Ｇ）を備える果実捕捉部（Ｈ）を、果実取入口（
Ｇ）が上方を向く設定回動位置に復帰付勢した状態でア
ーム（６）に、前後揺動自在に枢着し、前記果実捕捉部
（Ｈ）を収穫対象果実の下方箇所に誘導する誘導手段（
１００）を設け、収穫対象果実が前記果実取入口（Ｇ）
に位置していることを検出する第１果実検出手段（１０
４）を設け、前記第１果実検出手段（１０４）が検出作
用するまで、前記誘導手段（１００）により誘導した前
記果実捕捉部（Ｈ）を上昇移動させる第１上昇移動手段
（１０１）を設け、収穫対象果実に対する前記果実捕捉
部（Ｈ）の水平方向での位置を検出する水平位置検出手
段（１０３）を設け、前記第１上昇移動手段（１０１）
による上昇移動時において、前記水平位置検出手段（１
０３）の検出結果に基づいて前記果実捕捉部（Ｈ）の水
平方向での位置を対象果実側へ移動調整する水平位置調
整手段（１０２）を設け、収穫対象果実が前記果実収納
空間（Ｄ）内に取り入れられたことを検出する第２果実
検出手段（１０６）を設け、前記第２果実検出手段（１
０６）が検出作用するまで、前記第１上昇移動手段（１
０１）にて上昇された前記果実捕捉部（Ｈ）を上昇移動
させる第２果実上昇移動手段（１０５）を設けた果実収
穫用ロボットハンドであって、前記第２上昇移動手段（
１０５）による上昇量が設定量に達したことを検出する
上昇量検出手段（１０７）が検出作用するに伴って前記
果実捕捉部（Ｈ）を設定量下降移動させる下降移動手段
（１０８）を設け、前記下降移動手段（１０８）による
下降移動後において前記果実捕捉部（Ｈ）を、その前方
側に設定量水平移動させる水平位置補正手段（１０９）
を設け、前記水平位置補正手段（１０９）による水平位
置補正後において前記第２果実検出手段（１０６）が検
出作用するまで前記果実捕捉部（Ｈ）を再び上昇移動さ
せる再上昇移動手段（１１０）を設けてある果実収穫用
ロボットハンド。The fruit trapping part (H) is equipped with a fruit storage space (D) inside and a fruit intake port (G) at the top.
G) is pivoted to the arm (6) so as to be able to swing back and forth while being biased to return to the set rotational position facing upward, and guide the fruit catching part (H) to the lower part of the fruit to be harvested. means(
100), and the fruit to be harvested is located at the fruit intake port (G).
first fruit detection means (10) for detecting that the fruit is located at
4) is provided, and a first upward moving means (101) is provided for upwardly moving the fruit catching part (H) guided by the guiding means (100) until the first fruit detecting means (104) performs a detection action. , horizontal position detection means (103) for detecting the horizontal position of the fruit trapping part (H) with respect to the fruit to be harvested, and the first upward movement means (101)
When the horizontal position detecting means (1
A horizontal position adjustment means (102) is provided for moving and adjusting the horizontal position of the fruit trapping section (H) toward the target fruit based on the detection result of step 03), and the horizontal position adjustment means (102) adjusts the horizontal position of the fruit catching section (H) toward the target fruit, so that the target fruit is in the fruit storage space (D). A second fruit detection means (106) is provided for detecting that the second fruit detection means (106) has been taken into the fruit.
06) acts to detect the first upward movement means (1).
01), the robot hand for fruit harvesting is provided with a second fruit lifting means (105) for upwardly moving the fruit catching part (H) lifted by the second lifting means (105).
A descending moving means (108) is provided for moving the fruit catching part (H) downward by a set amount when a rising amount detecting means (107) detecting that the rising amount by 105) has reached a set amount. , horizontal position correction means (109) for horizontally moving the fruit catching part (H) by a set amount to the front side after the downward movement by the descending movement means (108);
and re-ascending means (110) for moving the fruit catching part (H) upward again until the second fruit detecting means (106) performs a detection action after the horizontal position correction by the horizontal position correcting means (109). A robot hand for fruit harvesting equipped with