JPS61108308A - 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〕 木見男は、果実収穫用ロボットハンドに関し、詳しくは
、果実取入用筒状ケースの収穫対象果実に対プる位置関
係を検出するための構造の改良に関する。

〔従来の技術〕

一般に、かかるロボットハンドは、収穫対象果実の下方
箇所に自動鰐導され、次に、果実取入用筒状ケース内に
果実を取入れるように、自動的に上昇作動されるもので
らシ、且つ、前記上昇作動途中において、収穫対象果実
の直下方箇所忙果夾取入用筒状ケースを位置させるよう
に、果実取入用筒状ケースの水平方向での位置修正が自
動的に行なわれることになる。

従って、かかるロボットハンドくおいては、果実取入用
筒状ケースの開口部直上方箇所に収穫対象果実が有るこ
とを検出する手段、及び、果実取入用筒状ケース内に果
実が有ることを検′出する手段を備えさせることになる
。

このため、本出願人は、７個の果実検出用接触式センサ
ーを、ケースの開口部直上方箇所とケース内方箇所とく
位置変更自在に設ける手段を先に提案した。（例えば特
願昭５９−５２９ｇｇ号参照） 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記手段によると、果実取入用筒状ケースの底部が接触
式センサーにて閉じられて、収穫対象果実をたスの！Ｅ
ｓよシ敢出すことができないものとなる。　その結果、
筒状アームを上下反転させて収穫果実をケース外に放出
させることになシ、そのために、収穫作業能率が低下す
るばかシでなく、筒状アームを反転駆動する特別な構造
を要する点に起因して全体構造が複雑になる不利もあっ
た。

本発明は、上記実状に鑑みて為されたものであって、そ
の目的は、構造の簡素化を図る状態で、筒状ケースの底
部よシ収穫果実を取出す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〕

本発明による果実収穫用ロボットハンドの特徴！ＩＩｒ
！Ｌｒｉ、果実取入用筒状ケースの開口部直上方箇所、
及び、前記アームの内方箇所夫々に各別く位置させる果
実検出用の第１及び６ｇセンサーを、ケース外方側に引
退させた検出解除位置く切換自在に設けると共に、／り
のアクチュエータを、紡記両センチ−を択一的に検出作
用位置に操作するように両センサーに連動連結した点に
６シ、その作用、効果は次の通シである。

〔作　用〕

すなわち、果実取入用筒状ケースの開口部直上方箇所に
果実が有ることを検出する第１接触式セ・ンサー、及び
、果実取入用筒状アーム内に果実が有ることを検出する
第２接触式七ンナー夫々を、ケース外方側に引退させた
検出解除位置に切換えることができるので、果実検出を
所望通シ行わせながらも、アーム内の収穫対象果実をア
ーム底部よシ取出すことができる。

しかも、第１．第′Ｂ接触式センデーを択一的に検出作
用位置く切換えれば、所望の検出を行なわせることがで
き、且つ、筒状ケース底部からの果実取出しを行なえ°
ることができる点を有効利用して、／りの１クチエエー
クによって両センサーの位置変更操作を行なわせるよう
にして６る。

〔発明の効果〕

従って、７つの１クチユエータにて両センチ−を位置変
更操作する簡素な構成で、ケース底部からの果実取出し
を行なえるようにすることができるようになったのであ
り、もって、一層側利く使用できる来爽収穫用ロボット
ハンドを得るく至った。

〔実施例〕

第８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（り、及び、昇降自在なアクトリガー（３
）の複数個を備える台車に、駆動回転自在な旋回台（４
）を取付け、駆動昇降自在なり７ト装置（６）を、旋回
中心に位置させて旋回台（４）Ｋ取付けると共に、果実
収穫用ロボット（６）を、リフト装置（６）の上端部に
取付けて、果実収穫機を溝！ｊｌである。　但し、図中
囚は、リフト装置（６）及び旋回台（４）に対するそ−
ク操作部である。

前記リフト装置＋５１ｒｉ、ロボット旧）の基端部を昇
降駆動するネジ部材（６）と昇降案内用のガイド部材（
７）　、　（７）を備え、ネジ部材（ｆｌ）の正逆転作
動によ少ロボット（８）を昇降するように＠成しである
。

・前記来來収穫用ロボツ）［Ｂｌｔ−１ｍするに、前記
リフト装置（６）に昇降自在に支持される基端部アーム
（８）、そのケース（８）に上下揺動自在に支持される
第１アーム（９ａ）、そのアーム（９ｉ）Ｋ上下揺動自
在に支持される第２アーム（９ｂ）、そのアーム（９ｂ
）に上下揺動自在に支持される第８アーム（９ｃ）、及
び、そのアーム（９Ｃ）の先端に付設されるハンド（６
）を夫々役けると共に、前記各アーム（９ｍ）、（９ｂ
）、（９ｃ）　　の夫々を各別に揺動操作するエンコー
グ付電動モータ叫を設け、゛もって、各アーム（９ａ）
、（９ｂ）、（９ｃ）の伸長作動により　／！１７ド（
６）を収穫対象果実に鰐導して、果実収穫を行なわせる
ように構成しである。

前記ハンド（６）について説明すれば、゛第１図乃至第
７図に示すように、二叉状支持枠（！１）を、第３アー
ム（９ｃ）の先端にアーム長手方向に沿う軸芯（７）周
シに回転自在に取付け、果実取入用筒状ケース（１２）
を、二叉状支持枠（１１）の先端部に水平軸芯閃周シに
回動自在に取付けて、ハンド全体を自重で上向姿勢に維
持させるように１成してろる。。

そして、ブース内圧導入された果実と技とを接続する柄
状部分、いわゆる果梗を突出作動に伴って所定位置く抑
圧支持する果梗押圧部材０４１の！個を、出退揺動自在
に果実取入用筒状ケースＨに取付けると共に１それら果
梗押圧部材Ｉにて支持された果梗を切断するための円弧
状スライド弐カッタ輛を、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りに出退揺動自在にケース
側に設けている。

つまり、果実収穫用ハンド＠は、後述の如く、収穫対象
果実の下方位置に移動され、その後、上方側に移動され
て果実取入用筒状ケース０２１内（果実を導入し、その
状態において、果梗抑圧部材α葡を突出作動させて果梗
を支持すると共にカッタａ〜にて果梗を切断して、果実
を収穫することになる。

又、前記果実取入用筒状ケース（ｌａの開口周縁部に、
空気供給（よって内方側に弾性屈曲自在なゴム製の第１
乃至第６指状部材（Ｆ８）乃至（Ｆ、）の１個を並置し
、そして、指状部材（Ｆｌ）乃至（Ｆｌ）Ｋ”供給する
空気圧のｖ４！１によりて、指状部材（Ｆｉ）乃至（Ｆ
、）の先端部間に形成される果秀挿通用口の大きさを収
穫対象果実く合わせて変更調整できるようＫしである。

前記カッタａ〜について説明を加えれば、コ枚の円弧帯
板状刃体（１５ｍ）、（１５ｂ）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、各
刃体（１５ａ）、（１５ｂ）夫々の長手方向中央部には
、果梗が入シ込み自在な切断用凹部を形成してらる。

そして、各刃体（１５ｍ）、（１５ｂ）夫々の一端部を
各別に係止する一対のビン（１６ｍ）、（１６ｂ）を％
筒状ブース（１４に回転自在に貫通支承した筒状のカッ
タ操作部材（１ηに設けると共に、その操作部材（ｌη
のケース外端部に設けたピニオンＣ樽に咬合するラック
四を、筒状ブースα乃に取付けた空気圧シリンダーに付
設し、もって、空気圧シリンダーの作動によシ、両刃体
（１５ｍ）、（１５ｂ）を切断のために相対スライド駆
動できるようにしである。

但し、図中体υは、果梗押圧部材−の枢支ビンを兼ねた
カッタ支持ビンである。　又、前記カッタ０〜をケース
に対して出退揺動させる際には、前記空気圧シリンダ翰
は外気連通状態に維持されて、カッタ出退揺動に伴って
伸縮することになる。

前記果梗押圧部材ａく及びカツターを出退駆動する構造
について説明を加えれば、電動モータ（ホ）にて往復回
転操作される筒状部材−を、果実取入用筒状ケース（ｌ
四に内嵌支承し、果梗押圧部４０１：形成の長孔（１４
ａ）　Ｋ係入する係止ビン（２８ｍ）、及びカッタ（ｌ
＠におけるスライドのための構造が連係される側とは反
対側の端部に形成の長孔（１５Ａ）に係入する係止ビン
（但し果梗押圧部材操作用ビンに兼用’）　（２３ｂ）
夫々を、筒状部材（２）に付設し、もって、筒状部材（
イ）の回転に伴って出退揺動させるように構成しである
。

但し、果梗押圧部材０４）の突出作動力；完了するよう
に、前記長孔（１４ａ）、（１５Ａ）の夫々を形成しで
ある。

次に、果実収穫用ハンド兜を収穫対象果実の下方位置に
自動的に移動させる誘導手段にクーて詳述する。

第８図に示すように、収穫対象果実の有る方向をｇ識す
る撮像手段としてのテレビカメラ（２４を、第３アーム
（９七）の上端部に取付け、このカメラシ→の撮像を写
し出すモニター（至）を設け、モニターμｓＫ写し出さ
れる果実のうちの収穫対象果実を選択するライトペン翰
を設け、果実収穫用ハンド（６）が収穫対象果実に対し
て設定距離以内に接近したことを検出する赤外線投光式
スポット距離センサー（転）を、第８アーム（９ｃ）の
上端部に設け、そして、それらからの検出情報、アーム
駆動用モータｔｔａや旋回台（４）の回転情報、す７ト
装置（６）の昇降情報、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制御装置＋ａｆ、設けで
ある。

つまシ、８１０図の７０−チャートにて示すように、テ
レビカメラ２４１によって煉偉された果実のうちの収穫
対象果実（転）が２イトペン（至）によって指示される
と、収穫対象果実の有る方向を演算検出処理し、その結
果に基づいてテレビカメラ（財）を対象果実に向けるよ
うに、換言すれば、ハンド（６）の移動方向を対象果実
に向けるように、旋回台（４）、リフト装置（５）又は
アーム（９ａ　）　ｓ　（９ｂン。

（９ｃ）を作動させて方向調整を行なわせ、次に、アー
ム伸長作動によシハンド（６）を対象果実側に設定距離
移動させることになり、そして、ハンド（６）を設定距
離移動させる毎に対象果実の有る方向を演算検出させて
、その検出された方向にハンド（ロ）を移動させること
Ｋなる。　そして、スポット距離センナ−（財）が検出
作用すると、対象果実側に減速移動させ、その後、上述
の如く収穫作動を行なわせることになる。

但し、前述の如く設定距離移動させることを所定回（、
）行なっても、スポット距離センチ−勾が検出作用しな
い時には収穫不能でるると判断して、ハンド（）０を所
定位置に復帰作動させることになる。　尚、前記所定回
（ｎ）は、アーム伸縮量を前記移動させる設定距離にて
割った値として求めることができる。

前記スポット距離センナ−（ロ）を構成するに、第９図
に示すように１発光素子（、）及びそれから投射されて
果実に反射してくる光を検出する受光素子（ｂ）を夫々
設け、そして、受光素子（ｂ）の受光−量に基づいて距
離を判別するようＫしである。

尚、第１２図（イ）、（口ｉｔ？：、ハンド（６）を所
期位置く位置させた状態での方向調整に伴うモニター（
至）の画像変化を示し、又、第１８図（イ）、（ロ）に
、ハンド（６）を対象果実側へ移動させる途中状態での
方向ｖ４！！ＩＶｃ＃うモニター（至）の画像変化を示
す。

以下、収穫制御くついて詳述する。

前記第１乃至第６指状部材（Ｆｌ）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・指センナ
（Ｓ８）乃至（Ｓ６）を設けてるる。　又、果実取入用
筒状ブースＯ’４の開口部直上方箇所に位置させる果実
検出用第１接触式センナ−（以下上部センチ−と称呼す
る。）μｓを、筒状ケースａ田に出退揺動自在に取付け
た半円弧状の支持プククット四に取付けて、支持プクク
ット翰の下方揺動く伴って、上部センチ−（至）をケー
ス外方側に引退させた検出解除位置に切換できるように
構成すると共に、果実取入用筒状ブース０乃の内方箇所
に位置させる果実検出用第２接触式センサー（以下下部
センチ−と称呼する。）−を、上下揺動自在に筒状ブー
ス０匈に取付けた揺動アーム■に取付けて、そのアーム
■の下方揺動に伴って、下部センサー図をケース外方側
に引退させた検出解除位置に切換できるようく構成しで
ある。　さらに、上部センチ−□□□と一体揺動する中
継アーム国に、筒状ケース（１２）に取付けた空気圧シ
リンダ口を連結すると共に％前記中継アームロと下部セ
ンサー取付用揺動アーム■とを押引ロッド（支）にて連
動連結して、空気圧シリング□□□の作動に伴って、両
センサー□□□、ｍを択一的に検出作用位置に操作する
ように構成しである。

そして、Ｋ１１図の７０−チャートに示すように、前記
の如くハンド（６）を上昇させるに伴って、上部センサ
ー關が検出作用すると、そのセンチ−（財）を検出解除
位置に切換えると同時に下部センサー国を検出作用位置
に切換え、その後さらにハンド（９）を上昇させるに伴
って、下部センサー国が検出作用すると、ハンド（６）
の上昇作動を停止させ、その状態において果梗押圧部材
０４及びカッタ＋１５１を上昇作動させ、且つ、カッタ
０句を切断作動させることになる。

上部センナ−四を検出作用位置に位置させて上昇作動さ
せる際において、上部センサー銘の非検出状態で前記１
個の指センナ−（Ｓｌ）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ーの有る方向に
ハンド（６）を水平移動させて、指状部材（Ｆ工）乃至
（Ｆ６）にて形成される開口内に果実を確実に取入れる
ようＫしてるる。　又、上昇作動を所定貴行なっても上
部センサー側が検出作用しない時には、収穫不能でるる
と判断して、ハンド（（支）を所期位置に復帰作動させ
ることになる。

下部センサー■を検出作用位置に位置させて上昇作動さ
せる際において、所定量上昇させる毎にハンド（榎を揺
動させて、ハンド（６）内への果実導入が適確に行なわ
れるよ５にしである。

又、上昇作動を所定貴行なっても下部センチ−図が検出
作用しな６時には、収穫不能でろると判断しそ、ハンド
（６）を所期位置に復帰作動させることになる。

又、果梗押圧部材（１４１の突出作動完了後で、且つ、
カッタＱ５１の突出作動が完了する以前におりて、下部
センサー−を検出作用位置に位置させて上昇させた量だ
けハンド（６）を下降させて、果実を他の果実や枝等か
ら分離させるようにしである。

尚、収穫し九果実の放出は、ハンド（ロ）を車体側の所
期位置に復帰させたのち、両市ンプー銘、−を切換操作
するに伴りて行なわれることになる。

〔別実施例〕

本発明を実施するに、果実収穫用ノーンド（６）の具体
構成、撮像手段の具体構成、及び、Ｉ・ンド鰐専手段を
構成する、果実方向検出手段やノ・ンド自動移動手段の
具体構成夫々は、各種変更できる。

第ｔ、ｇｇ接触式センサー（ハ）、−を位置変更自在に
支持する構成、及び、アクチュ土−タ国と両センチ−（
ハ）、■を連動連結する構成は各種変更できる。

【図面の簡単な説明】

回天は本発明に係る果実収穫用ロボツ）　／％ンドの実
施例を示し、第１図及び第２図はロボットハンドの平面
図、＃Ｉ３図は第１．第３１ｇ！触式センチーの装着部
を示す縦断面図、第４図は第１、第Ｂ＠触式センサーと
空気圧シリンダとの連係構造を示す一部切欠側面図、第
６図はロボットハンドの縦断側面図、第６図及び第７図
の夫々はカッタ七空気圧シリンダとの連係構造を示す側
面図、第８図は制御構成を示す概略図、第９図は距離セ
ンサーの斜視図、第１θ図は制御作動を示すフローチャ
ート、Ｋ１１図は収穫作動を示す７０−チャート、第１
２図（イ）、（ロ）及び第１８図（イ）、（ロ）の夫々
は方向ｙｉ贅に伴う画像変化を示す概略図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 果実取入用筒状ケース（１２）の開口部直上方箇所、及
   び、前記ケース（１２）の内方箇所夫々に各別に位置さ
   せる果実検出用の第１及び第２接触式センサー（２８）
   、（３０）を、ケース外方側に引退させた検出解除位置
   に切換自在に設けると共に、１つのアクチュエータ（３
   ３）を、前記両センサー（２８）、（３０）を択一的に
   検出作用位置に操作するように、両センサー（２８）、
   （３０）に連動連結してある果実収穫用ロボットハンド
   。