JPH0491705A - 果樹用作業機 - 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、走行車体と、その走行車体横巾方向に移動自
在な作業部か備えられた果樹用作業機に関する。

〔従来の技術〕

上記のような果樹用作業機は、省力化のために果樹園等
において果樹の間を走行しなから果実収穫等の作業を行
うものである。

従来、作業部の果樹に対する位置は人為的に設定する必
要があった。つまり、走行車体の移動や作業部の移動を
人為的に行わねばならなかった。

〔発明か解決しようとする課題〕

上記従来技術では、走行車体の移動や作業部の移動を人
為的に行わねばならないため、作業効率か低下すること
になり、又、省力化の効果を上げることかできないもの
であった。

本発明の目的は、上記従来欠点を解消して、作業効率か
高くしかも省力化に寄与する果樹用作業機を得る点にあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明による果樹用作業機の
第１の特徴構成は、前記作業部の果樹に対する距離を検
出する検出センサか設けられ、所定距離走行するごとに
前記走行車体を停止させ、且つ、前記走行車体を停止さ
せた状態て前記検出センサの情報に基づいて果樹と前記
作業部との距離か設定距離となる作業位置まで前記作業
部を移動させ、且つ、前記作業位置において前記作業部
を作動させる制御手段が設けられていることである。

第２の特徴構成は、前記作業部を先端に支持するベース
部を前記走行車体に対して水平揺動させることにより、
前記作業部を走行車体横巾方向に移動できるように構成
し、前記制御手段は、前記作業位置における前記ベース
部の車体前後方向に対する揺動角度か大なるほど前記所
定距離を小なる値に設定するように構成されていること
である。

〔作　用〕

第１の特徴構成における作用は、以下の通りである。

先ず、停止状態で作業部を作業位置に移動させて果実収
穫等の作業を行う。作業終了後、走行車体を果樹列に平
行に所定距離走行する。以上の動作を自動的に繰り返す
。

ところで、前記作業位置は、作業部か果樹に近過ぎたり
遠過ぎることのない作業に適正な位置である。又、前記
所定距離は、作業部か同一位置にあるときにカバーでき
る作業範囲に応じて設定される。

第２の特徴構成における作用を第３図を参照しながら説
明する。

作業部かカバーできる作業範囲は、はぼ一定と考えられ
る。従って、基本的には、作業部のカバー範囲と前記所
定距離か同してあれば作業の抜けは生じない。しかし、
例えば、走行車体（Ｖ）を一定距離ごとに（ＰＩ）、　
（Ｐ、ｔ）、　（Ｐ４）と順に停止させたときの作業位
置は夫々（Ｑ１）、　（Ｑ３）、　（Ｑ４）となる。こ
こで、揺動角度（α）か大から小に変化した（Ｑ１）、
　（Ｑ３）間の間隔は揺動角度（α）か小から大に変化
した（Ｑ１）、　（Ｑ４）間の間隔に較へて大となり、
カバー範囲を越える虞がある。

つまり、作業の抜けか発生することがある。そこで、（
Ｐｌ）乃至（Ｐ３）に示すように、揺動角度（α）が大
なるときは所定距離を小に、（Ｐ３）。

（Ｐ４）に示すように、揺動角度（α）が小なるときは
所定距離を大にすることにより所定距離か作業部のカバ
ー範囲を越えないようにしているのである。

〔発明の効果〕

第１の特徴構成では、走行や作業部の移動を自動的に行
いなから作業できるので作業効率か高くしかも省力化の
効果の高い果樹用作業機を得ることかてきる。

第２の特徴構成では、揺動角度に応じて所定距離を設定
することにより作業の抜けの発生を防止しながら作業効
率の低下を抑制することかできる。

〔実施例〕

以下、本発明を果実収穫機に適用した場合における実施
例を図面に基ついて説明する。

第５図に示すように、左右一対の車輪（１）を前後に備
えた走行車体（Ｖ）に、ブーム（２）か昇降駆動自在に
取り付けられ、そのブーム（２）の先端部に、ベース部
としての補助ブーム（３）か水平方向に揺動駆動自在に
取り付けられ、そして、作業部としての作業用マニプレ
ータ（４）か、前記補助ブーム（３）の先端部に取り付
けられている。

尚、図中、（５）はブームの昇降用油圧シリンダ、（６
）は補助ブームの揺動用油圧シリンダである。

作業用マニプレータ（４）は、多関節型の伸縮アーム（
８）と、その伸縮アーム（８）の先端部に取り付けられ
た果実収穫用の作業用ハンド（７）とからなる。

そして、伸縮アーム（８）は、電動モータ（９ａ）にて
縦軸芯（Ｙ）周って旋回操作され、且つ、電動モータ（
９ｂ）にて横軸芯（Ｘ）周りて揺動操作され、さらに電
動モータ（９Ｃ）にて伸縮操作されるように構成されて
いる。

尚、図中（Ｓ３）はブーム（２）の昇降角度を検出する
昇降用センサ、（Ｓ４）は補助ブーム（３）の揺動角度
（α）を検出する揺動用センサである。

作業用ハンド（７）について説明すれば、第４図に示す
ように、その先端部に、作業対象としての果実を吸着す
るためのバキュームパッド（ｌＯ）と、そのバキューム
パッド（１０）の吸引口（１，０ａ１）に吸着された果
実を覆うだめの捕捉部ケース（１２）と、その捕捉部ケ
ース（１２）内に取り込んだ果実の柄部分を上下方向に
挾み込んだ状態て切断する納期断装置（１３）とが設け
られている。

そして、作業用マニプレータ（４）の果樹に対する距離
を検出する検出センサとしての近接センサ（Ｓ１）が備
えられている。又、第４図中（Ｓ２）はイメージセンサ
である。

そして、第４図に示すように前記捕捉部ケース（１２）
をハンド後方側に引退させて前記バキュームパッド（１
０）の吸引口（ｌｏａ）か前記捕捉部ケース（１２）よ
りも前方側に突出する状態で、前記作業用ハンド（７）
を予め設定された初期位置としてのアプローチ開始位置
に位置させ、且つ、収穫対象となる果実か位置する方向
に向けて、前記イメージセンサ（Ｓ２）にて撮像処理す
ると共に、その撮像画像情報を画像処理した情報に基つ
いて前記作業用ハンド（ア）の誘導方向としてのアプロ
ーチ方向を決定するようにしである。

アプローチ方向を決定した後は、前記作業用ハンド（７
）か決定されたアプローチ方向に向かって直線的に移動
するように、前記各電動モータ（９ａ）、　（９ｂ）、
　（９ｃ）を作動させると共に、前記近接センサ（Ｓ１
）が果実を感知するに伴って、前記バキュームパッド（
１０）を吸引作動させて収穫対象果実を吸着させ、そし
て、前記捕捉部ケース（１２）を突出させて、その内側
に果実を取り込んだ後、柄を切断して収穫させることに
なる。

但し、前記イメージセンサ（Ｓ２）の撮像視野内に複数
個の果実かある場合には、何れの果実から先にアプロー
チさせるかを、前記イメージセンサ（Ｓ２）による撮像
画像の明るさ情報に基ついて自動的に決定させるように
しである。

説明を加えると、撮像画像情報を画像処理することによ
り、果実の色に対応した特定色領域と、その特定色領域
内において明るさか設定値より大なるハイライト領域と
、そのハイライト領域の重心とを求める。

そして、ハイライト領域の大きさの順にアプローチ順序
を設定するのである。画像情報の明るさは、距離に反比
例して近いものほど明るくなることから、ハイライト領
域の大きさは近距離に位置するものはと大となる。つま
り、作業用ハンド（７）に対して手前側に位置する収穫
しやすい果実から先にアプローチさせるようにしている
。

次に、複数の並列状態の果樹に対する果実収穫を行うた
めの制御構成について説明する。

第１図に示すように、マイクロコンピュータ利用の制御
装置（Ｈ）か設けられ、その制ｉ卸装置（１１）に走行
距離を検出する距離センサ（Ｓ５）、前記近接センサ（
Ｓｌ）、前記イメージセンサ（Ｓ２）、前記昇降用セン
サ（Ｓ３）、及び前記揺動用センサ（Ｓ４）の夫々か接
続されている。そして、それら各センサの人力情報等に
基ついて、走行車体（Ｖ）の走行、ブーム（２）の昇降
、補助ブーム（３）の揺動、及び作業用マニプレータ（
４）の作動を制御するようになっている。図中、（１５
）は走行用変速装置、（１６）は昇降用シリンダ（１５
）に対する制御弁、（１７）は揺動用油圧シリンダ（６
）に対する制御弁、（１８）は吸引ポンプである。

つまり、制御装置（Ｈ）を利用して制御手段（１００）
か構成されている。

次に、第２図（（）、　（［＋）に示すフローチャート
に基づいて制御装置（Ｈ）の動作を説明する。

制御か起動するに伴って、先つ、初期設定を行う。つま
り、ブーム（２）を下限位置へ、補助ブーム（３）を基
本位置へ夫々移動させる。ここで基本位置とは、補助ブ
ーム（３）の方向か車体前後方向と一致する位置をいう
。

次に、近接センサ（Ｓｌ）の情報に基づいて果樹と作業
用マニプレータ（４）との距離か設定距離となる作業位
置まで補助ブーム（３）を水平揺動させる。そして、作
業用マニプレータ（４）の揺動角度を記憶する。尚、補
助ブーム（３）を揺動させるときには、作業用ハンド（
７）は常にその先端を車体外方側に向け、且つ、車体前
後方向と直角を維持するように制御される。又、補助ブ
ーム（３）を旋回させても果樹と作業用マニプレータ（
４）との距離が設定距離とならない場合には、最大旋回
角（例えば８０°）まで旋回するようになっている。

作業位置に達すると、電動モータ（９ａ）にて縦軸芯（
Ｙ）周りて所定角度つつスキャンさせなから作業用マニ
プレータ（４）の作動による果実の収穫作業を行う。こ
の作業を縦軸芯（Ｙ）周りのスキャンか終了するまて繰
り返す。

マニプレータ（４）の作動について説明を加えると、第
２図（Ｕ）に示すように、作業用ハンド（７）の仰角（
θ）を下から上へ上昇させながらｌＯｏごとに２０°に
達するまで撮像するのであるか、前記揺動角度（αｎ）
か前回の揺動角度（αｎ−１）を越えているか否かチエ
ツクし、越えているときは初期仰角（θ。）を−２０°
に、越えていないときは初期仰角（θ０）を−１０’に
設定する。そして、それらの撮像情報から前述のように
明るさに基ついて果実に対するアプローチ順位を決定し
、その順位の最も高い果実に作業用ハンド（７）をアプ
ローチさせて収穫作動を行う。これらの動作を画面に果
実か検出されなくなるまで繰り返す。

果実に作業用ハンド（７）をアプローチさせたときに近
接センサ（Ｓｌ）が作動した後、作業用ハンド（７）を
設定距離前方側に移動させる間に吸引ポンプ（１８）に
備えられた負圧センサか作動しない場合には収穫失敗と
判断して、次の順位の果実に対して収穫作動を行うよう
になっている。

尚、最下方の画面に果実か検出されなくなったときは、
その作業位置における収穫作動か終了するまで、その画
面の一つ上の画面からスキャンを開始するようになって
いる。

以上の動作をブーム（２）を設定量つつ上昇させて上限
位置に達するまで繰り返し行う。

ブーム（２）が上限位置に達すると、各作業位置におけ
るブーム（２）の揺動角度の平均値を求め、ブーム（２
）を下限位置に戻す。次に、前記平均値に基づいて所定
距離を設定する。つまり、前記平均値が４５°を越える
ときは４００（ｍｕ）、４５゜以下のときは８００（ｍ
ｍ）夫々走行車体（Ｖ）を前進させるのである。すなわ
ち、揺動角度が大なるときは所定距離を小に設定してい
る。

上述の動作を作業終了まで繰り返すことになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、所定距離を２段階に変更するようにな
っていたか、もっと多段階に変更するようにしてもよく
、又、一定であってもよい。

上記実施例では、検出センサとして近接センサ（Ｓ１）
を用いていたか、超音波センサを用いる等各部の具体構
成は各種変更てきる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すか、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものてはない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る果樹用作業機の実施例を示し、第１
図は制御構成のブロック図、第２図（イ）、　（［＋）
は制御作動のフローチャート、第３図は果樹用作業機の
作動の説明図、第４図はハンドの概略構成を示す切欠側
面図、第５図は果樹用作業機の概略側面図である。 （３）・・・・・・ペース部、（４）・・・・・・作業
部、（１００）・・・・・・制御手段、（Ｓ＋）・・・
・・・検出センサ、（Ｖ）・・・・・・走行車体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、走行車体（Ｖ）と、その走行車体横巾方向に移動自
   在な作業部（４）が備えられた果樹用作業機であって、 前記作業部（４）の果樹に対する距離を検出する検出セ
   ンサ（Ｓ＿１）が設けられ、所定距離走行するごとに前
   記走行車体（Ｖ）を停止させ、且つ、前記走行車体（Ｖ
   ）を停止させた状態で前記検出センサ（Ｓ＿１）の情報
   に基づいて果樹と前記作業部（４）との距離が設定距離
   となる作業位置まで前記作業部（４）を移動させ、且つ
   、前記作業位置において前記作業部（４）を作動させる
   制御手段（１００）が設けられている果樹用作業機。 ２、前記作業部（４）を先端に支持するベース部（３）
   を前記走行車体（Ｖ）に対して水平揺動させることによ
   り、前記作業部（４）を走行車体横巾方向に移動できる
   ように構成し、前記制御手段（１００）は、前記作業位
   置における前記ベース部（３）の車体前後方向に対する
   揺動角度が大なるほど前記所定距離を小なる値に設定す
   るように構成されている請求項１記載の果樹用作業機。