JPH0340113Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、主として、ミカン、リンゴ等の果実
を収穫するのに用いる果実収穫用ロボツトハンド
に関し、詳しくは、突出作動に伴つて果梗を所定
位置に押圧支持する複数個の果梗支持部材を、果
実捕捉用筒状枠の周方向適当間隔おきに位置させ
て、出退揺動自在に枢支すると共に、前記所定位
置に押圧支持された果梗を切断する果梗切断カツ
タを、突出作動に伴つてその切断用凹部内に果梗
を入り込ませるべく、前記複数個の果梗支持部材
のうちの所定の果梗支持部材と同軸芯周りで出退
揺動自在に枢支し、前記筒状枠に相対回転自在に
嵌合させた筒部材に、前記複数個の果梗支持部材
及び前記カツタ夫々を出退揺動操作する係止ピン
を設け、前記複数個の果梗支持部材及び前記カツ
タの夫々に形成するピン係入溝のうちの果梗支持
部材側のピン係入溝に、果梗支持部材の突出作動
完了後に前記筒部材がカツタ突出操作のために追
加作動することを許容する融通用溝部分を、且
つ、カツタ側のピン係入溝に、前記筒部材の突出
操作側への初期回転により前記カツタを突出作動
させないようにするための融通用溝部分を備えさ
せ、前記筒部材を往復回転操作する駆動機構を設
けた果実収穫用ロボツトハンドに関する。

〔従来の技術〕

かかる果実収穫用ロボツトハンドにおいて、従
来では、第１０図イ，ロ，ハ，ニ及び第１１図
イ，ロ，ハ，ニに示すように、果梗支持部材５１
及びカツタ５２を、同一の係止ピン５３にて出退
揺動操作させるようにしていた。但し、図中５４
は、複数個の果梗支持部材５１のうちの所定のも
のとカツタ５２とを同軸芯周りに枢支する支持ピ
ンである。又、５５Ａが、果梗支持部材側のピン
係入溝５５に備えさせる融通用溝部分であり、５
６Ａが、カツタ側のピン係入溝５６に備えさせる
融通用溝部分である。

尚、果梗支持部材５１の突出作動が完了したの
ちカツタ５２の突出作動が完了するように、カツ
タ５２の突出作動に果梗支持部材５１に対して位
相遅れを有せしめる点に説明を加えれば、第１２
図は、第１０図イ，ロ，ハ，ニ及び第１１図イ，
ロ，ハ，ニに示す構成によつて位相遅れを有せし
めた場合を例示し、そして、上記位相遅れを有せ
しめないと、第１３図に示すように、カツタ５２
における切断用凹部５２Ａの側部に位置する部分
と突出作動途中の果梗支持部材５１との間で果梗
Ｗを挟み込んでしまう虞れがある。

〔考案が解決しようとする問題点〕

上記挟み込みを回避するには、上記位相遅れを
充分に大きくすることが望まれものとなる。つま
り、果梗支持部材５１が果梗との接当により弾性
変形するようなことがあつても、それに拘らず果
梗Ｗの挟み込みを回避させるために、極力大きな
位相遅れを有せしめることが望まれるものとな
る。

しかしながら、１つの係止ピン５３を用いて果
梗支持部材５１及びカツタ５２を出退揺動させる
従来構造の場合において、位相遅れを大にすべく
融通用溝部分５５Ａ，５６Ａを長く設定しようと
すると、果梗支持部材５１、及び、カツタ５２が
大型化して、重量増大を招くと共に、筒状枠周方
向に並設される果梗支持部材同志が接当干渉する
等の不都合を招くものとなるため、従来構造の場
合においては充分な位相遅れを有せしめることが
できないものであつた。

ちなみに、果梗支持部材５１及びカツタ５２を
突出作動させるに、それら果梗支持部材５１及び
カツタ５２の揺動軸芯に近い範囲を移動する係止
ピン５３にて突出揺動させるようにした方が、係
止ピン５３の単位移動量に対する突出操作量を大
きくできるものとなつて、結果的に、係止ピン５
３の全移動量を小にして、融通用溝部分５５Ａ，
５６Ａの長さを小にできるものとなるが、１つの
係止ピン５３にて、果梗支持部材５１及びカツタ
５２を揺動操作させようとすると、例えば果梗支
持部材５１を係止ピン５３の小さな移動量で突出
操作できるものの、カツタ５２に対する突出操作
に要する係止ピン５３の移動量が大となり、その
ために果梗支持部材側の融通用溝部分５５Ａがか
なり長くなり、そのことに起因して、上記不都合
を招くものであつた。

本考案は、上記実状に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は、果梗支持部材及びカツタの突
出作動に伴つて、隣り合う果梗支持部材が接当す
ることを抑制できながらも、果梗支持部材と遅れ
をもつて突出されるカツタとの位相差を大きくす
ることが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〕

本考案の特徴構成は、前記カツタ及びそれと同
軸芯周りに枢支される果梗支持部材の夫々を各別
に出退揺動操作する係止ピンを、果梗支持部材側
の係止ピンがカツタ側の係止ピンよりも、カツタ
側の係止ピンの突出操作側への移動方向において
移動下手側に位置するように設けた点にあり、そ
の作用効果は次の通りである。

〔作用〕

すなわち、カツタ及びそれと同軸芯周りに枢支
される果梗支持部材の夫々を各別に出退揺動操作
する係止ピンを、果梗支持部材側の係止ピンがカ
ツタ側の係止ピンよりもカツタ側の係止ピンの突
出操作側への移動方向において移動下手側に位置
するように設けることにより、カツタの突出作動
に果梗支持部材に対して大きな位相遅れを有せし
めるようにしても、果梗支持部材及びカツタ夫々
を、その揺動軸芯に近い範囲を移動する係止ピン
にて突出操作させることができるので、突出操作
のために果梗支持部材及びカツタのピン係入溝に
備えさせる融通用溝部分を短くすることができ
る。

〔考案の効果〕

従つて、大きな位相差を有せしめて突出作動さ
せるようにしても、融通用溝部分のためにカツタ
や果梗支持部材が大型化することを抑制して、軽
量化を図ること並びに果梗支持部材を適正に出退
作動させることができるようになつた。

〔実施例〕

第８図に示すように、油圧モータ１ａ，１ｂに
より各別に正逆転が切換操作自在に駆動される左
右一対の推進車輪２ａ，２ｂを設け、それら車輪
２ａ，２ｂから車体前後方向に離れた箇所にキヤ
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施回台５を設けると共
に、果実捕促部Ｈ及びその支持アーム７からなる
果実収穫用ロボツトハンドＢを、前記施回台５の
上部に設けた支持枠６に取付けて、果実収穫機を
構成してある。但し、図中Ａは、施回台５に対す
るモータ操作部である。

前記支持アーム７を構成するに、前記支持枠６
に上下揺動自在に枢支される角筒状の第１アーム
７ａ、その第１アーム７ａの内側に挿脱自在に内
嵌される第２アーム７ｂ、その第２アーム７ｂの
先端に接続される第３アーム７ｃを夫々設け、も
つて、前記第１アーム７ａの内部に備える電動モ
ータm₁の回転により第２アーム７ｂをスライド
作動させる、直線スライド伸縮式に構成してあ
る。但し、図中m₂は、支持アーム７を支持枠６
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。

第１図乃至第３図に示すように、前記果実捕捉
部Ｈを構成するに、果実捕捉用筒状枠８を設ける
と共に、ゴム製の第１乃至第６指状部材F₁乃至
F₆を、前記筒状枠８の上方周縁部に立設し、も
つて、筒状枠８及び複数の指状部材F₁乃至F₆に
て囲まれる果実収納空間Ｋを備えさせ、且つ、複
数の指状部材F₁乃至F₆の先端部にて囲まれる状
態で形成される果実取入口Ｔを備えさせるように
してある。

そして、前記果実捕捉部Ｈを前記アーム７に取
付けるに、二股状支持枠９を、第３アーム７ｃの
先端にアーム長手方向に沿う軸芯Ｙ周りに回動自
在に取付けると共に、前記筒状枠８を、前記二股
状支持枠９の先端部に水平軸芯Ｘ周りに回動自在
に取付けて、果実捕捉部Ｈ全体を自重で水平姿勢
に維持させるようにしてある。

又、捕捉部内に取り込まれた果実と技とを接続
する柄状部分、いわゆる果梗を前記果実取入口Ｔ
の中央箇所に相当する所定位置に突出作動に伴つ
て押圧支持する果梗支持部材１０の６個を、前記
筒状枠８にその筒状枠８の周方向適当間隔おきに
位置させて出退揺動自在にピンP₀枢支すると共
に、前記所定位置に押圧支持された果梗を切断す
る果梗切断カツタ１１を、前記６個の果梗支持部
材１０のうちの所定の果梗支持部材１０と同軸芯
周りで出退揺動自在に前記筒状枠８にピンP₀を
枢支している。

つまり、前記果実捕捉部Ｈ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Ｍの下方箇所に誘導した果実捕捉部Ｈを
上昇移動して捕捉部内に前記果実Ｍを取り込み、
その状態において、前記果梗支持部材１０を突出
作動させて果梗を支持すると共に、前記カツタ１
１にて果梗を切断して、前記果実Ｍを収穫するこ
とになる。

前記果梗切断カツタ１１について説明すれば、
上下に重ね合わせた２枚の円弧帯板状刃体１１
ａ，１１ｂを、相対スライド自在にピン２０連結
して設けると共に、それら刃体１１ａ，１１ｂ
夫々の長手方向中央部に、果梗が入り込み自在な
切断用凹部１１ｃを形成して、前記刃体１１ａ，
１１ｂの突出作動に伴つて前記切断用凹部１１ｃ
に果梗を入り込ませるようにするのである。

前記果梗支持部材１０及びカツタ１１を出退作
動させる構造について説明すれば、第１図、第３
図、第４図イ，ロ，ハ，ニ、及び、第５図イ，
ロ，ハ，ニに示すように、前記果梗支持部材１０
の６個及び前記カツタ１１夫々にピン係入溝１０
Ａ，１１Ａを形成し、前記筒状枠８に相対回転自
在に内嵌支承される筒部材１２を設け、その筒部
材１２に前記果梗支持部材１０の６個及び前記カ
ツタ１１夫々を各別に出退揺動操作する係止ピン
P₁，P₂を、果梗支持部材側の係止ピンP₁がカツ
タ側の係止ピンP₂よりもカツタ側の係止ピンP₂
の突出操作側への移動方向において移動下手側に
位置するように設け、もつて、前記筒部材１２を
往復回転操作する駆動機構Ｄを駆動することによ
り筒部材１２を回転させて、果梗支持部材１０及
びカツタ１１夫々の係止ピンP₁，P₂を前記ピン
係入溝１０Ａ，１１Ａ内を移動させることにより
果梗支持部材１０及びカツタ１１を出退揺動させ
るようにしてある。

前記筒部材１２を往復回転操作する駆動機構Ｄ
について説明すれば、第１図に示すように、電動
モータ１３のウオーム１３ａが咬合するウオーム
ホイル１４と第１ギヤ１５とを、一体回転するよ
うに筒状枠側に取付けたピン１６に外嵌着し、前
記第１ギヤ１５咬合する第２ギヤ１７を前記筒部
材１２の外周部の所定範囲に形成し、もつて、電
動モータ１３の駆動により筒部材２を回転させる
ようにして筒部材１２を往復回転操作する駆動機
構Ｄを構成してある。

又、前記果梗支持部材１０に対して果梗切断カ
ツタ１１を遅れをもたせて、つまり、位相差を有
せしめて突出作動させるべく、第４図イ，ロ，
ハ，ニ及び第５図イ，ロ，ハ，ニに示すように、
前述のピン係入溝１０Ａ，１１Ａのうちのカツタ
側のピン係入溝１１Ａに、前記筒部材１２の突出
操作側への初期回転により前記カツタ１１を突出
作動させないようにするための融通用溝部分１８
を備えさせると共に、果梗支持部材側のピン係入
溝１０Ａに、果梗支持部材１０の突出作動完了後
に前記筒部材１２がカツタ突出操作のために追加
作動することを許容する融通用溝部分１９を備え
させ、もつて、果梗支持部材１０と遅れをもつて
突出されるカツタ１１の回転位相差を大きくする
ようにしてある。

尚、図中２１は、前記果梗支持部材１０の６個
及び前記カツタ１１の突出作動完了後において、
カツタ１１を切断作動させるための空気圧シリン
ダであり、空気圧シリンダ２１の伸縮作動により
両刃体１１ａ，１１ｂを相対スライドさせてカツ
タ１１を切断作動させるようにしてある。

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について説明する。

第８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２２
を、第３アーム７ｃ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、そのカメラ２２の
撮像を写し出すモニター２３を設け、そのモニタ
ー２３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２４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２５を、第
３アーム７ｃの上端部に設け、そして、果実選択
情報、近接センサ２５の検出情報、アーム駆動用
モータm₁，m₂や施回台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ユータ利用の制御装置Ｃを設
けてある。

つまり、第６図のフローチヤートにて示すよう
に、テレビカメラ２２によつ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２４によつて
指示されると、収穫対象果実Ｍの有る方向（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２２を対象果実Ｍに向けるように、施回
台５、アーム揺動操作用モータm₂を作動させて、
方向（角度）調整を行なわせ、次に、アーム７の
伸張作動により果実捕捉部Ｈを対象果実側に移動
させることになる。

そして、前記アーム７の伸長作動中に、近接セ
ンサ２５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接近したと判
断して対象果実側へ設定距離減速移動させるので
ある。

次に、前述の如く、果実捕捉部Ｈを収穫対象果
実Ｍの下方箇所に誘導した後、前記果実捕捉部Ｈ
を上昇させて捕捉部内に前記果実Ｍを取り込む手
段について説明する。

前記第１乃至第６指状部材F₁乃至F₆夫々の先
端部に、接触式の果実検出用第１乃至第６指セン
サS₁乃至S₆を設けてある。又、第３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２６を、前記果実取入口Ｔの
中央箇所と前記果実捕捉部Ｈの内方側に引退した
箇所とに亘つて位置変更操作するパンタグラフ式
リンク機構Ｒの上部に設け、そのリンク機構Ｒを
前記筒状枠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２７
と咬合するラツク２８を、前記底壁８ａに固定さ
れた空気圧シリンダ２９のロツドの先端部にボル
ト固定し、もつて、空気圧シリンダ２９内に加圧
空気が供給されると、そのシリンダ２９内部に備
えるスプリングの付勢力に抗して、果実取入口Ｔ
の中央箇所に位置する中央センサ２６を、果実捕
捉部Ｈの内方側箇所に位置変更操作できるように
してある。

そして、前記指センサS₁乃至S₆の検出情報及び
前記中央センサ２６の検出情報を前記制御装置Ｃ
に入力すると共に、その制御装置Ｃの指令信号に
基づいて各アクチユエータを作動させるようにし
てある。

つまり、第７図のフローチヤートに示すよう
に、果実捕捉部Ｈを設定量（５mm）づつ上昇させ
る毎に、中央センサ２６が検出作用したか否かを
チエツクし、その中央センサ２６が検出作用する
と、果実取入口Ｔの中央箇所に位置している前記
中央センサ２６を果実捕捉部Ｈの内方側箇所に位
置変更させ、その後、さらに果実捕捉部Ｈを設定
量（５mm）づつ上昇させる毎に、前記中央センサ
２６が検出作用したか否かをチエツクし、その中
央センサ２６が再度検出作用すると、果実捕捉部
Ｈの上昇作動を停止させる。

尚、前記中央センサ２６を果実取入口Ｔの中央
箇所に位置させて上昇作動させる際において、中
央センサ２６の非検出状態で前記６個の指センサ
S₁乃至S₆のいずれかが検出作用すると、その検出
作用した指センサの有る方向に果実捕捉部Ｈを設
定距離水平移動させるようにしてある。

そして、収穫対象果実Ｍが果実捕捉部Ｈ内に取
込まれた後、果梗支持部材１０並びにカツタ１１
を突出作動させると共に、カツタ１１を空気圧シ
リンダ２１の作動により果梗を切断して果実を収
穫するのである。

尚、前記中央センサ２６を果実取入口Ｔの中央
箇所に位置させて果実捕捉部Ｈを設定量（５mm）
づつ上昇させる、並びに前記中央センサ２６を果
実捕捉部Ｈの内方側箇所に位置させて果実捕捉部
Ｈを設定量（５mm）づつ上昇させることを40回行
なつても、前記中央センサ２６が対象果実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。又、前記果梗の切断を完了して、果実Ｍ
の収穫が完了するに伴つて、第６図のフローチヤ
ートに示す如く、果実捕捉部Ｈを車体側の所期位
置に復帰させるように、アーム７や施回台５を作
動させるようにしてある。そして、その後、収穫
された果実を人為的に取除いた後、中央センサ２
６を空気圧シリンダ２９にて果実取入口Ｔの中央
箇所に復帰させるようにしてある。

さらに、前記中央センサ２６を果実捕捉部Ｈの
内方側箇所に位置させて果実捕捉部Ｈを上昇させ
るに際して、その果実捕捉部Ｈを設定量（５mm）
づつ上昇させる回数が５で割り切れる回数になる
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７あるいは施回台５を作
動させるようにしてある。

〔別実施例〕

本発明を実施するに、果実捕捉部Ｈの具体構
成、アーム７の具体構成、及び、果実捕捉部Ｈの
誘導のための具体構成夫々は、各種変更できる。

前記実施例では、果梗支持部材１０を６個設け
るようにしたが、果梗支持部材１０の個数は複数
個であれば何個でもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る果実収穫用ロボツトハンド
の実施例を示し、第１図は果梗支持部材及び果梗
切断カツタの駆動構造を示す切欠側面図、第２図
は果実捕捉部の平面図、第３図は果実捕捉部の縦
断面図、第４図イ，ロ，ハ，ニはカツタの突出状
態を示す説明図、第５図イ，ロ，ハ，ニは果梗支
持部材の突出状態を示す説明図、第６図は制御作
動を示すフローチヤート、第７図は収穫作動を示
すフローチヤート、第８図は制御構成の概略図、
第９図は果梗支持部材の突出状態を示す平面図で
ある。第１０図イ，ロ，ハ，ニ、第１１図イ，
ロ，ハ，ニ、第１２図及び第１３図は従来例を示
す説明図である。 ８……筒状枠、１０……果梗支持部材、１０
Ａ，１１Ａ……ピン係入溝、１１……果梗切断カ
ツタ、１１ｃ……切断用凹部、１２……筒部材、
１８，１９……融通用溝部分、Ｄ……駆動機構、
P₁，P₂……係止ピン。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 突出作動に伴つて果梗を所定位置に押圧支持す
   る複数個の果梗支持部材１０を、果実捕捉用筒状
   枠８の周方向適当間隔おきに位置させて、出退揺
   動自在に枢支すると共に、前記所定位置に押圧支
   持された果梗を切断する果梗切断カツタ１１を、
   突出作動に伴つてその切断用凹部１１ｃ内に果梗
   を入り込ませるべく、前記複数個の果梗支持部材
   １０のうちの所定の果梗支持部材１０と同軸芯周
   りで出退揺動自在に枢支し、前記筒状枠８に相対
   回転自在に嵌合させた筒部材１２に、前記複数個
   の果梗支持部材１０及び前記カツタ１１夫々を出
   退揺動操作する係止ピンP₁，P₂を設け、前記複
   数個の果梗支持部材１０及び前記カツタ１１の
   夫々に形成するピン係入溝１０Ａ，１１Ａのうち
   の果梗支持部材側のピン係入溝１０Ａに、果梗支
   持部材１０の突出作動完了後に前記筒部材１２が
   カツタ突出操作のために追加作動することを許容
   する融通用溝部分１９を、且つ、カツタ側のピン
   係入溝１１Ａに、前記筒部材１２の突出操作側へ
   の初期回転により前記カツタ１１を突出作動させ
   ないようにするための融通用溝部分１８を備えさ
   せ、前記筒部材１２を往復回転操作する駆動機構
   Ｄを設けた果実収穫用ロボツトハンドであつて、
   前記カツタ１１及びそれと同軸芯周りに枢支され
   る果梗支持部材１０の夫々を各別に出退揺動操作
   する係止ピンP₁，P₂を、果梗支持部材側の係止
   ピンP₁がカツタ側の係止ピンP₂よりも、カツタ
   側の係止ピンP₂の突出操作側へ移動方向におい
   て移動下手側に位置するように設けてある果実収
   穫用ロボツトハンド。