(57)【要約】【課題】  葉菜または果菜を収穫するとき茎または果柄を確実に挟持可能なエンドエフェクタを提供する。【解決手段】  エンドエフェクタ２０は、葉菜の茎または果菜の果柄を切断可能な切断刃組２４０と、茎または果柄を切断するとき切断刃組２４０よりも葉菜または果菜に近い側に位置する挟持刃組２６０とを有する。切断刃組２４０及び挟持刃組２６０は、ホルダ２２７に保持され、ボールネジ２２２及びボールネジ２２２と接続して一体となって動作するリンク材２２８により連動して動作する。切断刃組２４０が茎または果柄を切断するとき、挟持刃組２６０の刃は、茎または果柄の一部を切断し、茎または果柄に食い込みつつ確実に挟持する。このため、収穫作業中に葉菜または果菜を落下させることがない。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
葉菜の茎または果菜（２０１）の果柄（２００）を切断可能な切断刃組（２４０）と、
前記切断刃組が前記茎または前記果柄を切断するとき前記果菜または葉菜と前記切断刃組との間に位置する挟持体（２６１、２７１）を有し、前記茎または前記果柄の一部を切断した状態で前記茎または前記果柄を挟持可能な挟持部（２６０）と、
前記切断刃組、及び、前記挟持部を動作可能に支持するホルダ（２２７）と、
前記切断刃組、及び、前記挟持部を連動して駆動させることが可能な駆動部（２２２、２２８）と、
を備えるエンドエフェクタ。
【請求項２】
前記挟持部は、前記茎または前記果柄を挟持可能な第一段階、及び、前記茎または前記果柄を切断可能な第二段階の二つの段階の動作が可能な一組の刃（２６７、２７７）を有する請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項３】
前記ホルダには、第一嵌合部（２３０）が設けられ、
前記切断刃組、及び、前記挟持部は、前記駆動部と連結する連結部（２４４、２５４、２６４、２７４）、及び、前記第一嵌合部と嵌合可能な第二嵌合部（２３３）が設けられ前記ホルダに支持される支持部（２４３、２５３、２６３、２７３）を有し、
前記第一嵌合部に沿って前記第二嵌合部が移動すると、前記切断刃組、及び、前記挟持部が開閉する請求項１または２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項４】
前記駆動部には、第一嵌合部が設けられ、
前記切断刃組、及び、前記挟持部は、前記ホルダに支持される支持部、及び、前記第一嵌合部と嵌合可能な第二嵌合部が設けられ前記駆動部と連結する連結部を有し、
前記第一嵌合部に沿って前記第二嵌合部が移動すると、前記切断刃組、及び、前記挟持部が開閉する請求項１または２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項５】
前記第一嵌合部は、長孔（２３０）であり、
前記第二嵌合部は、前記長孔に挿通されている棒状のピン（２３３）である請求項３または４に記載のエンドエフェクタ。
【請求項６】
前記駆動部は、直線上を往復移動可能である請求項１から５のいずれか一項に記載のエンドエフェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンドエフェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ナス、キュウリ、イチゴ、トマト等の果菜類の収穫は手作業で行われ、収穫適期の果菜と適期前の果菜とが混在する中から、収穫適期の果菜を選択して収穫していた。近年、果菜類や葉菜類の自動収穫に関し、その方法や装置が提案されている。特許文献１には、採果ハサミと果柄挟持用下刃を有する自動収穫装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１８０５５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に開示された果菜類の自動収穫装置のエンドエフェクタは、挟持用下刃が果柄を両側から挟むだけであるため保持力が弱く、収穫中に果菜が落下して傷つくことがあった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みて創作されたものであり、その目的は、葉菜または果菜を収穫するとき茎または果柄を確実に挟持可能なエンドフェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のエンドエフェクタは、葉菜の茎または果菜（２０１）の果柄（２００）を切断可能な切断刃組（２４０）と、切断刃組が茎または果柄を切断するとき切断刃組と葉菜または果菜との間に位置する挟持体（２６１、２７１）を有し茎または果柄の一部を切断した状態で茎または果柄を挟持可能な挟持部（２６０）と、切断刃組及び挟持部を動作可能に支持するホルダ（２２７）と、切断刃組及び挟持部を連動して駆動させることが可能な駆動部（２２２、２２８）と、を備える。
【０００７】
切断刃組で茎または果柄を切断したとき、挟持体は茎または果柄の一部を切断し、茎または果柄に食い込み、確実に挟持する。このため、収穫作業中に葉菜または果菜が落下することがない。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】一実施形態に係る自動収穫装置の模式的な説明図である。
【図２】一実施形態に係るエンドエフェクタの模式的な正面図、側面図及び断面図である。
【図３】一実施形態に係る切断刃組の説明図である。
【図４】一実施形態に係る挟持刃組の説明図である。
【図５】一実施形態に係る切断刃組及び挟持刃組の開閉動作の説明図である。
【図６】一実施形態に係る自動収穫装置の収穫動作のフローチャートである。
【図７】一実施形態に係る自動収穫装置の収穫動作の説明図である。
【図８】一実施形態に係る自動収穫装置の収穫動作の説明図である。
【図９】一実施形態に係る自動収穫装置の収穫動作の説明図である。
【図１０】一実施形態に係る自動収穫装置の収穫動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態について図面に基づいて説明する。
（一実施形態）
一実施形態に係る自動収穫装置について図１から図５に基づいて説明する。
図１に一実施形態に係るエンドエフェクタ２０を備えた、自動収穫装置１を示す。以下、重力方向を下方向、その反対方向を上方向とする。
【００１０】
自動収穫装置１は、走行車両１０、制御部１２、計測部１４、マニピュレーター部１６、エンドエフェクタ２０等を備える。本実施形態では、果菜であるトマトを収穫する。
走行車両１０は、制御部１２からの信号によりバッテリ等からの電源で走行車両モータ１０１を駆動させ、車輪１０２により施設内を移動する。走行車両１０は、後述する制御部１２からの信号により、所定の位置で停止可能である。走行車両１０は、収穫した果菜を入れる収穫籠１０３を有する。
【００１１】
制御部１２は、コンピュータ１２１を有する。
コンピュータ１２１は、後述する計測部１４からのデータを受信し、果菜の画像を認識し、また、認識した果菜との距離を記録し、目標果菜とする。
コンピュータ１２１は、目標果菜に対して後述するマニピュレーター部１６を操作し、近づけるように操作可能である。
コンピュータ１２１は、走行車両１０に対して信号を送信し、任意の位置に移動させることが可能である。
コンピュータ１２１は、後述するエンドエフェクタ２０を操作することが可能である。
【００１２】
計測部１４は、カメラ１４１及び距離センサ１４２を有する。
カメラ１４１は、例えばＣＣＤカラーカメラであって果菜の画像をコンピュータ１２１に送信可能である。
距離センサ１４２は、例えば、超音波方式、または、レーザ方式により、果菜類との距離を測定し、その距離データ等をコンピュータ１２１に送信可能である。
【００１３】
マニピュレーター部１６は、マニピュレーター１６１及びコントローラ１６２を有する。
マニピュレーター１６１は、コンピュータ１２１と配線１６３を介して接続し、コンピュータ１２１からのデータを基に作動し、収穫動作を行うことが可能である。
コントローラ１６２は、コンピュータ１２１からのデータが送信され、そのデータを基にマニピュレーター１６１を動作させることが可能である。
マニピュレーター１６１の先端部にエンドエフェクタ２０が設けられる。
【００１４】
図２（ａ）にエンドエフェクタ２０の正面図を、図２（ｂ）にエンドエフェクタ２０の側面図を、図２（ｃ）にエンドエフェクタ２０の断面図を示す。
エンドエフェクタ２０は、アクチュエータ部２２、刃組部２４を有する。
アクチュエータ部２２は、ケース２２１、「駆動部」としてのボールネジ２２２、中空ロータ２２３、モータステータ２２５、コネクタ２２４、ホルダ２２７、リンク材２２８、ボールネジナット２３５、ベアリング２３６、センサ２３７等を有する。アクチュエータ部２２はいわゆるボールネジと中空モータとを組み合わせてボールネジ２２２の直線移動を可能にする構成を含む。
【００１５】
ケース２２１は、ステンレス製の角形状ケースである。
ボールネジ２２２は、ロッド状であり、ケース２２１の中に設けられる。ボールネジ２２２は、外壁にネジが形成されている。
中空ロータ２２３は、筒状の部材であって、ケース２２１の中に設けられる。中空ロータ２２３は、自身の中心軸上にボールネジ２２２が中空ロータ２２３とは非接触な状態で挿通される。中空ロータ２２３の径外方向には、中空ロータ２２３の回転を円滑にするためのベアリング２３６が設けられる。
モータステータ２２５は、ケース２２１の中に設けられる。モータステータ２２５は、中空ロータ２２３を回転させることが可能である。
コネクタ２２４は、ケース２２１の外壁に設けられ、コンピュータ１２１からの制御信号線や電源線が接続され、モータステータ２２５、中空ロータ２２３及びセンサ２３７と電気的に接続可能である。
ボールネジナット２３５は、中空ロータ２２３において中空ロータ２２３の中心軸に沿う方向の一方の側に中空ロータ２２３と一体に回転可能に設けられる。ボールネジナット２３５には、ボールネジ２２２が挿通される。ボールネジナット２３５の内壁は、ボールネジ２２２の外壁のネジと螺合する。ボールネジナット２３５の径外方向には、ボールネジナット２３５の回転を円滑にするためのベアリング２３６が設けられる。
【００１６】
モータステータ２２５に電流が流れ、中空ロータ２２３及びボールネジナット２３５が回転すると、ボールネジ２２２は直線上を一方向に移動する。中空ロータ２２３の回転方向が逆転すると、ボールネジ２２２は直線上で一方向の反対方向に移動する。ここで、ボールネジ２２２が刃組部２４に向かって移動する方向を前進方向とし、その反対側を後退方向とする。
センサ２３７は、中空ロータ２２３の回転数や回転方向を検知し、コネクタ２２４を介してコンピュータ１２１にフィードバックする。
【００１７】
ホルダ２２７は、位置が動かないようにケース２２１に固定される。ホルダ２２７は、リンク材２２８を収容可能である。ホルダ２２７の端部は突出部２２９を有する。突出部２２９には、「第一嵌合部」としての長孔２３０が形成されている。
リンク材２２８は、ホルダ２２７の間隙に収容される部材であり、一方の端部がボールネジ２２２と接続し、ボールネジ２２２の直線動作と同期し、一体となって動作する。リンク材２２８の他方の端部は、後述する刃組部２４が有する切断刃組２４０及び「挟持部」としての挟持刃組２６０と連結可能なリンク孔２３２が形成されている。
【００１８】
刃組部２４は、切断刃組２４０及び挟持刃組２６０を有する。切断刃組２４０と挟持刃組２６０とはリンク材２２８を挟んで取付られており上下方向に間隙がある。このとき、図１において、マニピュレーター１６１の先端部にエンドエフェクタ２０が取付けられたとき、上方向側にあるのが切断刃組２４０、下方向側にあるのが挟持刃組２６０である。
ホルダ２２７への切断刃組２４０及び挟持刃組２６０の取付方法は後に詳述する。
【００１９】
図３（ａ）に切断刃組２４０を構成する第一切断刃２４１の正面図を示す。図３（ｂ）に第一切断刃２４１の側面図を示す。図３（ａ）において、紙面奥側から手前側に向かう方向を表方向とし、紙面手前側から奥側に向かう方向を裏方向とする。また、表方向側にある面を表面とし、裏方向側にある面を裏面とする。図３（ｃ）に第二切断刃２５１の正面図を示す。図３（ｄ）に、第一切断刃２４１と第二切断刃２５１とを組み合わせた状態の正面図を示す。
第一切断刃２４１は、刃部２４２、支持部２４３及び連結部２４４を有する。
刃部２４２は、表面２４５から裏面２４６にかけて傾斜する刃２４７を有する。
刃２４７は、果柄を切断可能なように形成されている。
支持部２４３は、支持孔２４８が形成されている。刃部２４２の厚みと連結部２４４の厚みとは同一であり、支持部２４３の厚みは刃部２４２及び連結部２４４の厚みの２倍よりも少し大きい。もしくは、刃部２４２、支持部２４３及び連結部２４４の厚みは同一でも良い。
連結部２４４は、連結孔２４９が形成されている。連結孔２４９は、支持孔２４８よりも大きい。
ここで、刃部２４２と、支持部２４３と、連結部２４４とは、同一平面上に表面２４５を有する。支持部２４３の裏面２５０は、刃部２４２と、連結部２４４との裏面２４６よりも連結部２４４の厚み分だけ、より裏方向にある。
【００２０】
第二切断刃２５１は、刃部２５２、支持部２５３及び連結部２５４を有する。
刃部２５２は、刃２５７を有する。
刃２５７は、果柄を切断可能なように形成されている。
支持部２５３は、支持孔２５８が形成されている。刃部２５２の厚みと連結部２５４の厚みとは同一であり、支持部２５３の厚みは刃部２５２及び連結部２５４の厚みの２倍よりも少し大きい。もしくは、刃部２５２、支持部２５３及び連結部２５４の厚みは同一でも良い。
連結部２５４は、連結孔２５９が形成されている。連結孔２５９は、支持孔２５８よりも大きい。
【００２１】
第二切断刃２５１は、第一切断刃２４１の表裏を逆に返したものであり、形状自体は同一である。切断刃組２４０は、連結部２４４の裏面と連結部２５４の表面とが対向するよう連結部２４４と連結部２５４とを重ね合わせ、連結孔２４９、２５９を回転中心として第一切断刃２４１及び第二切断刃２５１を回転すると刃２４７の刃先と刃２５７の刃先とが同一直線上で重なるまたは交差することが可能なよう第一切断刃２４１と第二切断刃２５１とを組み合わせることによって完成する。連結孔２４９、２５９を回転中心として第一切断刃２４１及び第二切断刃２５１を回転したとき、第一切断刃２４１の刃２４７と、第二切断刃２５１の刃２５７とは、干渉しない。
【００２２】
図４（ａ）に挟持刃組２６０を構成する「挟持体」としての第一挟持刃２６１の正面図を示す。図４（ｂ）に第一挟持刃２６１の側面図を示す。図４（ａ）において、紙面奥側から手前側に向かう方向を表方向とし、紙面手前側から奥側に向かう方向を裏方向とする。また、表方向側にある面を表面とし、裏方向側にある面を裏面とする。
第一挟持刃２６１は、刃部２６２、支持部２６３及び連結部２６４を有する。
刃部２６２は、表面２６５から裏面２６６にかけて傾斜する刃２６７を有する。
刃２６７は、果柄を切断可能なように形成されている。
支持部２６３は、支持孔２６８が形成されている。刃部２６２と連結部２６４の厚みは同一であり、支持部２６３の厚みは刃部２６２及び連結部２６４厚みの２倍よりも少し大きい。もしくは、刃部２６２、支持部２６３及び連結部２６４の厚みは同一でも良い。
連結部２６４は、連結孔２６９が形成されている。連結孔２６９は、支持孔２６８よりも大きい。
ここで、刃部２６２と、支持部２６３と、連結部２６４とは、同一平面上に表面２６５を有する。支持部２６３の裏面２７０は、刃部２６２と、連結部２６４との裏面２６６よりも連結部２６４の厚み分だけ裏方向にある。
図４（ｃ）に第一挟持刃２６１に対して、二点鎖線で示す第一切断刃２４１を重ねたとした場合の比較説明図を示す。第一挟持刃２６１は、第一切断刃２４１とほとんど同一形状であるが、刃部２６２が、刃部２４２よりもＬ１だけ小さい点のみが異なる。
【００２３】
図４（ｄ）に、第一挟持刃２６１と「挟持体」としての第二挟持刃２７１とを組み合わせた状態の正面図を示す。
第二挟持刃２７１は、刃部２７２、支持部２７３及び連結部２７４を有する。
刃部２７２は、果柄を切断可能なように形成されている刃２７７を有する。
支持部２７３は、支持孔２７８が形成されている。刃部２７２と連結部２７４の厚みは同一であり、支持部２７３の厚みは刃部２７２及び連結部２７４の厚みの２倍よりも少し大きい。もしくは、刃部２７２、支持部２７３及び連結部２７４の厚みは同一でも良い。
連結部２７４は、連結孔２７９が形成されている。連結孔２７９は、支持孔２７８よりも大きい。
【００２４】
第二挟持刃２７１は、第一挟持刃２６１の表裏を逆に返したものであり、形状自体は同一である。挟持刃組２６０は、連結部２６４の裏面と連結部２７４の表面とが対向するよう連結部２６４と連結部２７４とを重ね合わせ、連結孔２６９、２７９を回転中心として第一挟持刃２６１及び第二挟持刃２７１を回転すると刃２６７の刃先と刃２７７の刃先とが少なくとも同一直線上で重なるまたは交差することが可能なよう第一挟持刃２６１と第二挟持刃２７１とを組み合わせることによって完成する。連結孔２６９、２７９を回転中心として第一挟持刃２６１及び第二挟持刃２７１を回転したとき、第一挟持刃２６１の刃２６７と、第二挟持刃２７１の刃２７７とは、干渉しない。
【００２５】
切断刃組２４０のホルダ２２７への取付方法について、図２、図３及び図５（ａ）に基づいて説明する。
支持孔２４８に「第二嵌合部」としての棒状のピン２３３が挿通するように設けられる。これにより、ピン２３３と、第一切断刃２４１とは一体になって移動可能である。支持孔２５８に棒状のピン２３３が挿通するように設けられる。これにより、ピン２３３と、第二切断刃２５１とは一体になって移動可能である。さらに、ピン２３３は、ホルダ２２７の長孔２３０に挿通される。このようにして、第一切断刃２４１及び第二切断刃２５１は、ホルダ２２７に支持される。
このとき、ホルダ２２７の長孔２３０は、切断刃組２４０の図５において紙面奥側にある。長孔２３０の内壁にピン２３３の外壁が当接しつつ、ピン２３３は長孔２３０の内壁形状に沿って移動可能である。
連結孔２４９、２５９とリンク材２２８のリンク孔２３２とにピン２３４が挿通される。このとき、リンク材２２８のリンク孔２３２は、切断刃組２４０の連結孔２４９、２５９よりも図５において紙面奥側にある。
【００２６】
挟持刃組２６０のホルダ２２７への取付方法について、図２、図４及び図５（ｄ）に基づいて説明する。このとき、挟持刃組２６０の上に位置する切断刃組２４０があると視線が遮られ視認できないため、図２（ｃ）と同じように断面図を用いる。
支持孔２６８にピン２３３が挿通するように設けられる。これにより、ピン２３３と、第一挟持刃２６１とは一体になって移動可能である。支持孔２７８にピン２３３が挿通するように設けられる。これにより、ピン２３３と、第二挟持刃２７１とは一体になって移動可能である。さらに、ピン２３３は、ホルダ２２７の長孔２３０に挿通される。このようにして、第一挟持刃２６１及び第二挟持刃２７１は、ホルダ２２７に支持される。
このとき、ホルダ２２７の長孔２３０は、挟持刃組２６０よりも図５において紙面手前側にある。したがって、ホルダ２２７の長孔２３０は切断刃組２４０と挟持刃組２６０とに挟まれる。長孔２３０の内壁にピン２３３の外壁が当接し、ピン２３３は長孔２３０の内壁形状に沿って移動可能である。
連結孔２６９、２７９とリンク材２２８のリンク孔２３２とにピン２３４が挿通される。このとき、リンク材２２８のリンク孔２３２は、挟持刃組２６０の連結孔２６９、２７９よりも図５において紙面手前側にある。したがって、リンク材２２８のリンク孔２３２は切断刃組２４０と挟持刃組２６０とに挟まれる。
【００２７】
切断刃組２４０及び挟持刃組２６０の開閉動作について図３、図４及び図５に基づいて説明する。
切断刃組２４０が開状態の場合を図５（ａ）に示す。長孔２３０の最も外側にピン２３３が位置する。このときのピン２３３の軸中心位置をＣ０とする。ピン２３３の軸中心とピン２３４の軸中心との距離をＬ２とする。Ｌ２は常に一定である。
【００２８】
挟持刃組２６０の動作について説明する。挟持刃組２６０の動作説明図は、平面図でなく、断面図を用いる。断面の切断方向は図２（ｃ）と同一である。
挟持刃組２６０が開状態の場合を図５（ｄ）に示す。長孔２３０の最も外側にピン２３３が位置する。このときのピン２３３の軸中心位置をＣ０とする。切断刃組２４０と同様に、ピン２３３の軸中心とピン２３４の軸中心との距離をＬ２は常に一定である。
【００２９】
図５（ｂ）に、ボールネジ２２２が後退方向に移動した状態を示す。ボールネジ２２２と接続したリンク材２２８も後退方向に移動する。リンク材２２８と第一切断刃２４１及び第二切断刃２５１とはピン２３４により連結している。そのため、ピン２３４が後退方向に移動すると、連結部２４４、２５４も後退方向に移動しようとする。ピン２３３の軸中心位置とピン２３４の軸中心位置との距離Ｌ２は常に一定であるため、ピン２３３は、長孔２３０の形状に沿って、長孔２３０の中心方向に移動する。
【００３０】
これにより、第一切断刃２４１及び第二切断刃２５１には閉じる方向に力が働き回転し、第一切断刃２４１及び第二切断刃２５１を隙間なく閉じさせることが可能である。このときのピン２３３の軸中心位置を第一位置Ｃ１とし、切断刃組２４０は第一段階に閉じているとする。
【００３１】
このとき、挟持刃組２６０は切断刃組２４０と連動して動作する。
図５（ｅ）に切断刃組２４０が第一段階に閉じたときの、挟持刃組２６０の状態を示す。リンク材２２８と、第一挟持刃２６１及び第二挟持刃２７１はピン２３４により連結している。そのため、ピン２３４が後退方向に移動すると、連結部２６４、２７４も後退方向に移動しようとする。このとき、ピン２３３の軸中心とピン２３４の軸中心との距離Ｌ２は常に一定であるため、ピン２３３は、長孔２３０の形状に沿って、長孔２３０の中心方向に移動する。
【００３２】
これにより、第一挟持刃２６１及び第二挟持刃２７１には閉じる方向に力が働き回転する。ピン２３３の軸中心位置が、第一位置Ｃ１にあるとき、第一挟持刃２６１及び第二挟持刃２７１との間には隙間Ｓ１ができる。このとき、挟持刃組２６０は第一段階に閉じているとする。隙間Ｓ１は、第一挟持刃２６１及び第二挟持刃２７１が第一切断刃２４１及び第二切断刃２５１よりも刃部が小さく形成されていることで対応している。
【００３３】
図５（ｃ）にボールネジ２２２が後退方向にさらに移動した状態を示す。
さらに、ボールネジ２２２が後退方向に移動すると、第一切断刃２４１及び第二切断刃２５１は隙間なく閉じた状態からさらに交差する。このときの、ピン２３３の軸中心位置を第二位置Ｃ２とし、切断刃組２４０は第二段階に閉じているとする。
【００３４】
図５（ｆ）に切断刃組２４０が第二段階に閉じたときの、挟持刃組２６０の状態を示す。ピン２３３の軸中心位置が第二位置Ｃ２に移動すると、第一挟持刃２６１及び第二挟持刃２７１は隙間Ｓ１がある状態からさらに閉じる方向に回転移動し、互いに交差する状態になる。このとき、挟持刃組２６０は第二段階に閉じているとする。第二段階に閉じた挟持刃組２６０は、果柄を切断可能になる。
【００３５】
次に自動収穫装置１を用いた果菜の自動収穫方法について図６から図９に基づいて説明する。図６の収穫動作のフローチャートに示すステップに従って説明する。
（ステップＳ１  果菜探索工程）
カメラ１４１が周囲の画像を取得し、画像データを制御部１２のコンピュータ１２１に送信する。コンピュータ１２１は画像を判定し、あらかじめ設定された果菜の画像と比べて、収穫対象となる目標果菜を決定する。
【００３６】
（ステップＳ２  収穫適期判定工程）
コンピュータ１２１が、目標果菜が収穫適期か否かを判断する。収穫適期であれば、収穫作業に移り、そうでなければ次の果菜に移る。本実施形態では果菜の色により判定している。他に果菜の大きさ、形状、近赤外線による糖度による判断など、様々な判定手段を用いてもよいし、これらの手段を組み合わせても良い。
【００３７】
（ステップＳ３  距離測定工程）
距離センサ１４２により、目標果菜、及び目標果菜の果柄の距離を測定しデータをコンピュータ１２１に送る。本実施形態では、距離センサ１４２は、レーザーセンサによるが、他にも超音波等、様々な距離測定手段を用いてもよいし、これらの距離測定手段を組み合わせても良い。
【００３８】
（ステップＳ４  近接工程）
コンピュータ１２１により、走行車両１０とコントローラ１６２にデ−タを送信し、目標果菜に走行車両１０を近接させる。コントローラ１６２がマニピュレーター１６１を動作させて、目標果菜の近くにマニピュレーター１６１の先端部に設けられたエンドエフェクタ２０を位置させる。図７に示すように、このとき、果菜に果柄２００が残らないように、果菜の近傍側の果柄２００を第一挟持刃２６１及び第二挟持刃２７１が挟み込むようにする。
【００３９】
（ステップＳ５  果柄切断・果菜挟持工程）
コンピュータ１２１は、電気信号を送り、ボールネジ２２２が後退方向に移動するように駆動させる。このとき図８に示すように、切断刃組２４０及び挟持刃組２６０は連動しているので同時に閉じる。切断刃組２４０及び挟持刃組２６０が第一段階に閉じたとき、切断刃組２４０は完全に果柄を切断する。挟持刃組２６０は、隙間Ｓ１を有して閉じ、果柄２００を途中まで切断し、果柄２００に食いこむ。これにより、目標とする果菜２０１の果柄２００は、挟持刃組２６０により挟持される。
【００４０】
（ステップＳ６  回収工程）
マニピュレーター１６１は、挟持刃組２６０により果菜を挟持したまま、収穫籠１０３の上に果菜を移動させる。その後、コンピュータ１２１は、電気信号を送り、ボールネジ２２２が後退方向にさらに移動するように駆動させる。図９に示すように、切断刃組２４０及び挟持刃組２６０が第二段階に閉じたとき、挟持刃組２６０は、果柄２００を完全に切断する。そして、収穫籠１０３の中に目標果菜が落下する。
以上の工程により、果菜の収穫が完了する。その後、またステップＳ１に戻り新たな果菜を探索するか、あるいは、収穫作業を停止してもよい。
【００４１】
本実施形態の自動収穫装置１にて果菜を収穫することの効果について説明する。
（ａ）果柄に挟持刃組２６０が食い込んだ状態で、果柄を挟持できる。したがって、挟持力が強く、確実に果柄を挟持できるため、収穫中に果柄が落下し傷がつくことがない。本実施形態の目標果菜であるトマトは果柄が繊維質であり、刃２６７、２７７が果柄の一部を切断して、果柄に少し食い込むだけで安定して挟持できる。
（ｂ）挟持刃組２６０は、刃形状であり、果柄に食い込ませて挟持し、さらに切断ができる。そのため、一つのボールネジ２２２の動作だけで果柄の挟持及び切断が可能である。
（ｃ）図１０に示すように、果菜２０１のごく近接した部分の果柄２００を挟持刃組２６０にて挟持することができる。その後、果柄２００を挟持刃組２６０で切断することで、収穫した果菜２０１の果柄２００を短くすることができる。そのため、収穫籠１０３の中において、収穫した果菜２０１が他の収穫した果菜２０１の果柄２００により傷つけられることがない。したがって、果菜の商品価値を高く保つことができる。
【００４２】
（ｄ）エンドエフェクタ２０は、一つのボールネジ２２２の直線往復動作のみで切断刃組２４０及び挟持刃組２６０を開閉可能である、そのため体格をコンパクトにでき、狭いスペースでも作業可能である。したがって、果菜が密生した場所においても他の果菜を傷つけることなく目標とする果菜を収穫できる。
【００４３】
（ｅ）エンドエフェクタ２０は、ボールネジ２２２を後退方向に動かすという一つの動作だけで果柄を挟持し、さらに果柄を切断することが可能である。そのため、作業速度が早く、作業効率が良い。
【００４４】
（ｆ）一つのボールネジ２２２の前進または後退動作だけで、切断刃組２４０及び挟持刃組２６０の開閉を連動させることができる。そのため、少ない部品数でエンドエフェクタ２０を製造できる。
【００４５】
（ｇ）ハサミの刃部が水平方向に回転して、固定された果柄支持部材に押しつけて切断するような方式のエンドエフェクタでは、ハサミの刃部が果柄をなぞる様にすべりながら切断する。この場合、果柄に傷がつきやすい。このような傷からは菌やウイルスが入り込みやすく、植物が病気になるリスクが高まる。
一方、本実施形態のエンドエフェクタ２０は、果柄を両側から挟み込む動作で切断可能である。そのため、果柄に傷が付きにくく、植物が病気になるリスクを低減できる。
【００４６】
（他の実施形態）
（ａ）一実施形態では、収穫する果菜はトマトであるが、これに限らず、ナス、イチゴ、ブドウなど、その他の果菜などにも一実施形態の自動収穫装置１は適用可能である。自動収穫装置１は、キャベツ、レタス、タマネギなどの葉菜の茎を一部切断することで確実に挟持することも可能であり、葉菜類などにも適用可能である。他、果菜、葉菜を問わず、様々な作物の収穫に自動収穫装置１は、適用可能である。
（ｂ）上記実施形態では、ボールネジ２２２を直線状に移動させ、切断刃組２４０及び挟持刃組２６０の開閉を行った。これに代えて、圧縮空気によってエアシリンダを直線状に移動させ、切断刃組２４０及び挟持刃組２６０の開閉を行っても良い。他にも直線状に移動可能な機構であれば、切断刃組２４０及び挟持刃組２６０の開閉させるための駆動部として利用可能である。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４７】
（ｃ）上記実施形態では、ホルダ２２７に「第一嵌合部」としての長孔２３０が形成され、切断刃組２４０及び挟持刃組２６０の支持部２４３、２５３、２６３、２７３に設けられた支持孔２４８、２５８、２６８、２７８に「第二嵌合部」としての棒状のピン２３３が設けられる。これに代えて、リンク材に「第一嵌合部」としての長孔が形成され、「第二嵌合部」としての棒状のピンが、切断刃組及び挟持刃組の連結孔に設けられるようにしてもよい。このようにしても、リンク材が前進方向または後退方向に移動することで、長孔の形状に沿ってピンが相対移動し、上記実施形態と同様に切断刃組及び挟持刃組を開閉させることが可能である。
【００４８】
（ｄ）上記実施形態では、挟持刃組及び切断刃組に「第二嵌合部」として棒状のピンが設けられ、リンク材、もしくはホルダに「第一嵌合部」として長孔が形成されている。これに代えて、挟持刃組及び切断刃組に「第一嵌合部」として長孔を形成し、リンク材、もしくは、ホルダに「第二嵌合部」として棒状のピンを設けても良い。このようにしても、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
（ｅ）上記実施形態では、挟持刃組及び切断刃組の開閉は同時に行われる。これに代えて、先に挟持刃組が第一段階に閉じ、果柄の果菜に近い部分を挟持してから、切断刃組が第一段階に閉じ、果柄の果菜から遠い部分を切断するようにしてもよい。このようにしても上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５０】
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１  自動収穫装置
２０  エンドエフェクタ
２２２  ボールネジ（駆動部）
２２７  ホルダ
２２８  リンク材（駆動部）
２３０  長孔（第一嵌合部）
２３３  ピン（第二嵌合部）
２４０  切断刃組、  ２４１  第一切断刃、  ２５１  第二切断刃
２６０  挟持刃組（挟持部）、  ２６１  第一挟持刃（挟持体）
２７１  第二挟持刃（挟持体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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