JP2009190827A - 姿勢調整機構 - Google Patents

Abstract

【課題】莢果の長手方向を搬送方向に揃える。
【解決手段】莢果選別装置１０では、第１ベルト１６によって前方へ搬送される莢果２０が、回転する整列体３８の整列棒４０によって長手方向一部に後側への移動力を付与されて回転されると共に、第１搬送路４２の傾斜面４４Ａ及び平行面４４Ｂに沿って搬送されることで、莢果２０の長手方向を前後方向に揃えることができる。さらに、第２ベルト３０によって第２搬送路５２を前方へ搬送される莢果１８が、光電センサ３２によって長手方向位置毎の厚さを測定されることで、莢果２０が良品か不良品かを良好に判別できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、莢果の姿勢（向き）を調整する姿勢調整機構に関する。

エダマメ莢の精選別方法としては、上位の搬入コンベアから下位の搬出コンベアへ落下するエダマメ莢の画像をＣＣＤカメラで取得し、画像処理部でエダマメ莢の外形形状と変色部の抽出を行うものがある（例えば、特許文献１参照）。

このエダマメ莢の精選別方法では、搬入コンベアから落下するエダマメ莢が姿勢安定板によって長手方向を垂直方向にされた状態で、エダマメ莢の画像をＣＣＤカメラで取得する。

このように、エダマメ莢の精選別方法では、エダマメ莢の画像をＣＣＤカメラで取得する際におけるエダマメ莢の長手方向を垂直方向に揃えるのが好ましい。
特開２００５−２７９５２４公報

本発明は上記事実を考慮し、莢果の長手方向を搬送方向に揃えることができる姿勢調整機構を得ることが目的である。

請求項１に記載の姿勢調整機構は、莢に豆が収容された莢果を搬送する搬送手段と、莢果の長手方向一部に搬送方向の反対方向への移動力を付与する移動手段と、を備えている。

請求項２に記載の莢果整列機構は、請求項１に記載の莢果整列機構において、前記移動手段は、弾性を有する、ことを特徴としている。

請求項３に記載の姿勢調整機構は、請求項１又は請求項２に記載の姿勢調整機構において、前記移動手段の搬送方向側に設けられ、搬送方向に対し傾斜された傾斜面と、前記傾斜面の搬送方向側に設けられ、搬送方向に対し平行された平行面と、を備えたことを特徴としている。

請求項４に記載の姿勢調整機構は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の姿勢調整機構において、前記搬送手段は、前記移動手段が配置され、莢果を搬送する第１搬送手段と、前記第１搬送手段の搬送方向側かつ下側に設けられ、前記第１搬送手段から落下した莢果を搬送する第２搬送手段と、を有し、前記第１搬送手段と前記第２搬送手段との間に設けられ、前記第１搬送手段から前記第２搬送手段へ落下する莢果の姿勢を維持する維持手段を備えた、ことを特徴としている。

請求項１に記載の姿勢調整機構では、搬送手段が莢果を搬送する。

ここで、移動手段が莢果の長手方向一部に搬送方向の反対方向への移動力を付与する。これにより、莢果の姿勢を調整できて、莢果の長手方向を搬送方向に揃えることができる。

請求項２に記載の莢果整列機構では、移動手段が弾性を有している。このため、移動手段によって莢果が損傷することを抑制できる。

請求項３に記載の姿勢調整機構では、移動手段の搬送方向側に設けられた傾斜面が、搬送方向に対し傾斜されると共に、傾斜面の搬送方向側に設けられた平行面が、搬送方向に対し平行されている。これにより、莢果が傾斜面及び平行面に沿って搬送されることで、莢果の長手方向を搬送方向に一層揃えることができる。

請求項４に記載の姿勢調整機構では、搬送手段において、第１搬送手段の搬送方向側かつ下側に第２搬送手段が設けられており、第１搬送手段は、移動手段が配置されて、莢果を搬送すると共に、第２搬送手段は、第１搬送手段から落下した莢果を搬送する。

ここで、第１搬送手段と第２搬送手段との間に設けられた維持手段が、第１搬送手段から第２搬送手段へ落下する莢果の姿勢を維持する。このため、莢果が、移動手段によって長手方向を搬送方向に揃えられた状態を維持しつつ、第１搬送手段から第２搬送手段へ落下することができる。

図１には、本発明の姿勢調整機構が適用されて構成された実施の形態に係る莢果選別装置１０の主要部が上方から見た平面図にて示されており、図２には、莢果選別装置１０の主要部が右斜め前方から見た斜視図にて示されている。さらに、図４には、莢果選別装置１０が右方から見た模式図にて示されている。なお、図面では、莢果選別装置１０の前方を矢印ＦＲで示し、莢果選別装置１０の右方を矢印ＲＨで示し、莢果選別装置１０の上方を矢印ＵＰで示す。

本実施の形態に係る莢果選別装置１０は、搬送手段を構成する第１搬送手段としての第１コンベア１２を備えている。第１コンベア１２では、一対の第１ローラ１４に無端帯状の第１ベルト１６が巻き掛けられており、第１コンベア１２が駆動されて、一対の第１ローラ１４が回転されることで、第１ベルト１６が回動されて、第１ベルト１６の上側部分が前方へ移動される共に、第１ベルト１６の下側部分が後方へ移動される。

第１ベルト１６の後端部の上側には、供給手段としての漏斗状のホッパ１８が設けられており、ホッパ１８は、上側から投入された莢果２０（本実施の形態ではエダマメの莢果）を、下側から第１ベルト１６の上側部分上に供給可能にされている。このため、第１ベルト１６の上側部分上に供給された莢果２０が、第１ベルト１６によって前方へ搬送される。

ホッパ１８に上側から投入される莢果２０は、脱莢機（図示省略）や手作業によって枝から離脱された（もぎ取られた）後のものであり、莢果２０は、通常、莢２２内に所定数の豆２４（子実、実）が収容されている（図面では莢２２内に２つの豆２４が収容されている莢果２０を例示）。

第１ベルト１６の上側には、ホッパ１８の前側において、姿勢調整部（整列部）を構成する重なり解消手段としての整列ロール２６が設けられており、整列ロール２６では、中心軸２８の全周にブラシ３０が設けられている。ブラシ３０は、中心軸２８の周面から垂直に突出されると共に、可撓性を有しており、整列ロール２６の下端と第１ベルト１６との間には、莢果２０の最大厚さ程度の隙間が形成されている。

整列ロール２６は、中心軸２８を中心として、図２及び図４の矢印Ａの方向へ回転されて、下側部分が後側へ回転されており、第１ベルト１６の上側部分上で莢果２０が山状等になって重なった状態である場合には、第１ベルト１６によって前方へ搬送される莢果２０が整列ロール２６を通過することで、他の莢果２０に重なった莢果２０にブラシ３０が後側への移動力を付与して、莢果２０の重なりが解消される。

第１ベルト１６の左右両端部の上側には、整列ロール２６の前側において、屈曲板状のガード３２が固定されており、一対のガード３２は、左右方向において、互いに対向されている。ガード３２の後側部分は、前側へ向かうに従い第１ベルト１６の左右方向中央側へ向かう方向へ傾斜されて、第１ベルト１６の左右方向外側から左右方向内側に亘って配置されており、ガード３２の前側部分は、前後方向に平行に配置されている。これにより、整列ロール２６を通過して第１ベルト１６によって前方へ搬送される莢果２０が、第１ベルト１６の上側部分上から左右方向外側へ脱落することが抑制されると共に、下記整列回転体３４の所定数の整列体３８に案内される。

第１ベルト１６の上側には、一対のガード３２の前側において、姿勢調整部を構成する移動手段としての整列回転体３４が設けられており、整列回転体３４では、回転軸３６に所定数（本実施の形態では５つ又は４つ）の整列体３８が設けられている。所定数の整列体３８は、回転軸３６に軸方向に等間隔に配置されており、整列体３８間の左右方向間隔は、莢果２０の長手方向長さと略同一にされている。図３に詳細に示す如く、整列体３８には、移動部材としての所定数（本実施の形態では２つ）の円軸状の整列棒４０が設けられており、整列棒４０は、回転軸３６から径方向外側へ突出すると共に、ゴム製にされて弾性を有している（柔軟にされている）。

整列回転体３４（所定数の整列体３８）は、回転軸３６を中心とて、図２〜図４の矢印Ｂの方向へ回転されて、下側部分が後側へ回転されており、整列体３８の整列棒４０先端の回動軌跡の下端と第１ベルト１６との間には、莢果２０の最大厚さの半分以下の隙間が形成されている。これにより、一対のガード３２間を通過して第１ベルト１６によって前方へ搬送される莢果２０が、長手方向一部に整列棒４０によって後側への移動力を付与されることで、第１ベルト１６の上側部分上で回転されて、長手方向を前後方向に揃えられる。

第１ベルト１６の上側には、各整列体３８間又は各整列体３８の前方において、姿勢調整部を構成する整列手段としての第１搬送路４２が設けられており、第１搬送路４２の左右両側面は、第１仕切板４４によって形成されている。第１仕切板４４の後側部分の第１搬送路４２側面は、傾斜面４４Ａにされて、整列体３８の前方から前側へ向かうに従い第１搬送路４２の左右方向内側へ向かう方向へ傾斜されると共に、第１仕切板４４の前側部分の第１搬送路４２側面は、平行面４４Ｂにされて、前後方向に平行にされている。第１搬送路４２の前側部分の左右方向距離（平行面４４Ｂ間の左右方向距離）は、莢果２０の幅方向長さに比し僅かに大きくされており、整列回転体３４を通過して第１ベルト１６によって前方へ搬送される莢果２０が、第１搬送路４２（傾斜面４４Ａ及び平行面４４Ｂ）に沿って搬送されることで、長手方向を前後方向に一層揃えられる。

第１コンベア１２の前側かつ下側には、搬送手段を構成する第２搬送手段としての第２コンベア４６が設けられており、第２コンベア４６の後端は、第１コンベア１２の前端の下側に配置されている。第２コンベア４６では、一対の第２ローラ４８に無端帯状の第２ベルト５０が巻き掛けられており、第２コンベア４６が駆動されて、一対の第２ローラ４８が回転されることで、第２ベルト５０が回動されて、第２ベルト５０の上側部分が前方へ移動される共に、第２ベルト５０の下側部分が後方へ移動される。これにより、第１搬送路４２を第１ベルト１６によって前方へ搬送された莢果２０が、第１ベルト１６の前端から第２ベルト５０の上側部分上に落下されることで、第２ベルト５０によって前方へ搬送される。また、第１ベルト１６の下側に第２ベルト５０が配置されることで、第１ベルト１６と第２ベルト５０とが同一高さに配置される場合と異なり、第１ベルト１６と第２ベルト５０との間に莢果２０が挟まる（つかえる）ことが抑制されている。

第１ベルト１６の上側から第２ベルト５０の上側には、各第１搬送路４２の前方において、姿勢調整部を構成する維持手段としての第２搬送路５２が設けられており、第２搬送路５２の左右両側面は、第２仕切板５４によって形成されている。第２搬送路５２は、第１搬送路４２に連通されており、第２仕切板５４は、下端が第１ベルト１６及び第２ベルト５０に沿って設けられると共に、前後方向に平行にされている。第２搬送路５２の左右方向距離（第２仕切板５４間の左右方向距離）は、莢果２０の幅方向長さに比し僅かに大きくされており、第１ベルト１６の前端から第２ベルト５０の上側部分上に落下される莢果２０が、第２搬送路５２に沿って落下されることで、長手方向を前後方向に揃えられた状態が維持される。また、第２ベルト５０の回動速度は第１ベルト１６の回動速度に比し大きくされており、これにより、第１ベルト１６の前端から落下されて第２ベルト５０によって第２搬送路５２を前方へ搬送される莢果２０間の前後方向間隔が適度にあけられる。

各第２搬送路５２の前端部には、測定手段としての光電センサ５６が設けられており、光電センサ５６は、光を感知するセンサであり、投光部５８と受光部６０とが設けられている。投光部５８と受光部６０とは、それぞれ第２搬送路５２の一対の第２仕切板５４に配置されて、第２搬送路５２を挟んで左右方向へ互いに対向されており、投光部５８は、受光部６０へ向けて一定時間（例えば２ｍｓｅｃ）毎に一定光量の光を投光可能にされると共に、受光部６０は、投光部５８から投光された光を受光可能にされている。

第２ベルト５０によって第２搬送路５２を前方へ搬送される莢果２０が投光部５８と受光部６０との間を通過する際には、受光部６０が、投光部５８から投光されて莢果２０に遮られた光を受光せずに、投光部５８から投光されて莢果２０に遮られない光を受光する。このため、莢果２０の厚さが厚い位置程、受光部６０が少量の光を受光することで、光電センサ５６は、受光部６０が受光した光の光量に基づき、莢果２０の連続する長手方向位置毎の厚さを測定可能にされている。また、投光部５８と受光部６０との間を莢果２０が通過しない際には、受光部６０が最高光量の光（投光部５８から投光された光を受光できる最大量の光）を受光するため、受光部６０が受光する光の光量が最高光量未満になってから再度最高光量になる間に、投光部５８と受光部６０との間を莢果２０が通過していると判断される。

光電センサ５６は、判別手段としての制御部６２に接続されており、制御部６２は、光電センサ５６による莢果２０の長手方向位置毎の厚さについての測定結果に基づき、莢２２への豆２４の収容状態（莢果２０の熟度であり莢２２に収容される豆２４の厚さ及び個数）を判別して、莢果２０が良品（莢２２に特定厚さ以上の豆２４が所定数（例えば２つ）以上収容されていると解される莢果２０）か不良品（良品以外の莢果２０）かを判別（判定）する。

第２ベルト５０の前端の下側には、各第２搬送路５２の前側において、選別部を構成するエジェクタ６４（選別装置）が設けられており、エジェクタ６４は、第２ベルト５０によって第２搬送路５２を前方へ搬送されて第２ベルト５０の前端から自由落下する莢果２０の落下軌跡の前方に配置されている。エジェクタ６４は、例えばソレノイド又は空気の駆動力によって作動可能にされており、第２搬送路５２を通過して第２ベルト５０の前端から１つずつ自由落下する莢果２０がエジェクタ６４の後方に到達した際にエジェクタ６４が作動されることで、エジェクタ６４が当該莢果２０を瞬間的に後側へ弾いて、当該莢果２０の落下軌跡が後側へ変更される。

エジェクタ６４は、制御部６２に接続されており、エジェクタ６４は、制御部６２の制御によって作動可能にされている。これにより、制御部６２が良品と判別した莢果２０がエジェクタ６４の後方に到達した際には、エジェクタ６４が作動されないことで、当該莢果２０の落下軌跡は後側へ変更されない。一方、制御部６２が不良品と判別した莢果２０がエジェクタ６４の後方に到達した際には、エジェクタ６４が作動されることで、当該莢果２０の落下軌跡が後側へ変更される。

エジェクタ６４の下側には、選別部を構成する選別板６６が設けられており、選別板６６の上端は、第２ベルト５０の前端から自由落下する莢果２０の落下軌跡の後側に配置されている。選別板６６の前側は、良品領域にされており、制御部６２が良品と判別して落下軌跡がエジェクタ６４によって後側へ変更されない莢果２０が選別板６６の前側に落下する。一方、選別板６６の後側は、不良品領域にされており、制御部６２が良品と判別して落下軌跡がエジェクタ６４によって後側へ変更された莢果２０が選別板６６の後側に落下する。

次に、本実施の形態の作用を説明する。

以上の構成の莢果選別装置１０では、ホッパ１８に上側から投入された莢果２０が、ホッパ１８の下側から第１ベルト１６の上側部分上に供給されて、第１ベルト１６によって前方へ搬送される。第１ベルト１６によって前方へ搬送される莢果２０は、下側部分が後側に向かう方向へ回転される整列ロール２６のブラシ３０によって重なりが解消されると共に、一対のガード３２によって整列回転体３４の所定数の整列体３８に案内される。

整列回転体３４（所定数の整列体３８）は下側部分が後側に向かう方向へ回転されており、一対のガード３２間を通過して第１ベルト１６によって前方へ搬送される莢果２０は、長手方向一部に整列体３８の整列棒４０によって後側への移動力を付与されることで、第１ベルト１６の上側部分上で回転されて、長手方向を前後方向に揃えられる。整列回転体３４を通過して第１ベルト１６によって前方へ搬送される莢果２０は、第１搬送路４２の傾斜面４４Ａ及び平行面４４Ｂに沿って搬送されることで、長手方向を前後方向に一層揃えられる。

第１ベルト１６によって第１搬送路４２を前方へ搬送された莢果２０は、第１ベルト１６の前端から下側の第２ベルト５０の上側部分上に第２搬送路５２に沿って落下されることで、第１ベルト１６と第２ベルト５０との間に挟まることを抑制されると共に、長手方向を前後方向に揃えられた状態を維持されて、第２ベルト５０によって第２搬送路５２を前方へ搬送される。

第２ベルト５０によって第２搬送路５２を前方へ搬送される莢果２０は、光電センサ５６の投光部５８から受光部６０へ向けて一定時間毎に投光される光を遮ることで、光電センサ５６が、受光部６０が受光した光の光量に基づき、莢果２０の長手方向位置毎の厚さを測定する。これにより、制御部６２は、光電センサ５６による莢果２０の長手方向位置毎の厚さについての測定結果に基づき、莢２２への豆２４の収容状態を判別して、莢果２０が良品か不良品かを判別する。

第２搬送路５２を通過して第２ベルト５０によって前方へ搬送された莢果２０は、第２ベルト５０の前端から自由落下することで、エジェクタ６４の後方に到達する。

制御部６２が良品と判別した莢果２０がエジェクタ６４の後方に到達した際には、エジェクタ６４が作動されないことで、当該莢果２０の落下軌跡が変更されずに、当該莢果２０が選別板６６の前側の良品領域に落下する。一方、制御部６２が不良品と判別した莢果２０がエジェクタ６４の後方に到達した際には、エジェクタ６４が作動されることで、当該莢果２０の落下軌跡が後側へ変更されて、当該莢果２０が選別板６６の後側の不良品領域に落下する。これにより、莢果２０が良品と不良品とに選別される。

ところで、光電センサ５６は莢果２０の長手方向位置毎の厚さを測定する必要があるため、第２ベルト５０によって第２搬送路５２を前方へ搬送される莢果２０が光電センサ５６の投光部５８と受光部６０との間を通過する際には、莢果２０の長手方向を莢果２０の搬送方向（前方）に揃える必要がある。

ここで、上述の如く、第１ベルト１６によって前方へ搬送される莢果２０は、回転される整列回転体３４（所定数の整列体３８）の整列棒４０によって後側への移動力を付与されることで、第１ベルト１６の上側部分上で回転されて（姿勢（向き）を調整されて）、長手方向を前後方向に揃えられる。さらに、整列回転体３４を通過して第１ベルト１６によって前方へ搬送される莢果２０は、第１搬送路４２の傾斜面４４Ａ及び平行面４４Ｂに沿って搬送されることで、長手方向を前後方向に一層揃えられる。しかも、第１ベルト１６の前端から第２ベルト５０の上側部分上に落下される莢果２０は、第２搬送路５２によって長手方向を前後方向に揃えられた状態を維持されて、第２ベルト５０によって第２搬送路５２を前方へ搬送される。

このため、莢果２０が光電センサ５６の投光部５８と受光部６０との間を通過する際には、莢果２０の長手方向を莢果２０の搬送方向（前方）に良好に揃えることができる。これにより、光電センサ５６が莢果２０の長手方向位置毎の厚さを良好に測定することができ、莢果２０が良品か不良品かを制御部６２が良好に判別することができて、莢果２０を良品と不良品とに良好に選別することができる。

さらに、第２ベルト５０の回動速度は、第１ベルト１６の回動速度に比し大きくされている。このため、第１ベルト１６の前端から落下されて第２ベルト５０によって第２搬送路５２を前方へ搬送される莢果２０間の前後方向間隔を適度にあけることができて、光電センサ５６が莢果２０毎に厚さを測定することができる。これにより、制御部６２が莢果２０毎に良品か不良品かを良好に判別することができて、莢果２０毎に良品と不良品とに良好に選別することができる。

また、整列回転体３４の整列棒４０は、弾性を有している。このため、整列棒４０によって莢果２０が損傷することを抑制できる。

なお、本実施の形態では、光電センサ５６が莢果２０の長手方向位置毎の厚さを測定する際に莢果２０の長手方向が莢果２０の搬送方向に略正確に揃えられた構成としたが、光電センサ５６が莢果２０の長手方向位置毎の厚さを測定する際に莢果２０の長手方向が莢果２０の搬送方向に対し多少（例えば図１の莢果２０Ａの如く４５°以内（特に３０°以内）の角度）傾斜された構成としてもよい。この場合でも、光電センサ５６が莢果２０の長手方向位置毎の厚さを良好に測定することができる。

また、本実施の形態では、莢果２０としてエダマメの莢果を使用したが、莢果２０としてインゲンマメ、エンドウ又はソラマメの莢果を使用してもよい。

本発明の実施の形態に係る莢果選別装置の主要部を示す上方から見た平面図である。 本発明の実施の形態に係る莢果選別装置の主要部を示す右斜め前方から見た斜視図である。 本発明の実施の形態に係る莢果選別装置の主要部を示す右方から見た側面図である。 本発明の実施の形態に係る莢果選別装置を示す右方から見た模式図である。

符号の説明

１０ 莢果選別装置（姿勢調整機構）
１２ 第１コンベア（搬送手段、第１搬送手段）
２０ 莢果
２２ 莢
２４ 豆
３４ 整列回転体（移動手段）
４４Ａ 傾斜面
４４Ｂ 平行面
４６ 第２コンベア（搬送手段、第２搬送手段）
５２ 第２搬送路（維持手段）

Claims (4)

1. 莢に豆が収容された莢果を搬送する搬送手段と、
   莢果の長手方向一部に搬送方向の反対方向への移動力を付与する移動手段と、
   を備えた姿勢調整機構。
2. 前記移動手段は、弾性を有する、ことを特徴とする請求項１記載の莢果整列機構。
3. 前記移動手段の搬送方向側に設けられ、搬送方向に対し傾斜された傾斜面と、
   前記傾斜面の搬送方向側に設けられ、搬送方向に対し平行された平行面と、
   を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の姿勢調整機構。
4. 前記搬送手段は、
   前記移動手段が配置され、莢果を搬送する第１搬送手段と、
   前記第１搬送手段の搬送方向側かつ下側に設けられ、前記第１搬送手段から落下した莢果を搬送する第２搬送手段と、
   を有し、
   前記第１搬送手段と前記第２搬送手段との間に設けられ、前記第１搬送手段から前記第２搬送手段へ落下する莢果の姿勢を維持する維持手段を備えた、
   ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項記載の姿勢調整機構。

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