(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象物を吸着する吸引口を有するシャフト部と、
該シャフト部が前記対象物に対して前後方向に移動するための機構を有するシリンダ部とが設けられたコントロールバーと、
前記コントロールバーのシャフト部の駆動源となるアクチュエーター部と、
前記対象物を把持するためのハンド部と、
前記ハンド部を支持する連接部とを備え、
前記ハンド部は、くの字の形状をした４つのフィンガーが、凹部を中心に向けて９０°間隔で放射状に配され、前記フィンガーに連結された第１アーム部と、該第１アーム部に連結され、前記シャフト部に当接する第２アーム部とを備え、
前記連接部は、本体から支持され、前記第１アーム部と前記第２アーム部の連結箇所を回動自在に軸支するとともに、付勢状態にある第１弾性体を介して、前記第２アーム部に当接しており、前記シャフト部が後方向に移動すると、前記第１弾性体が縮みながら前記第２アーム部も後退し、これに連動して、前記第１アーム部及び前記フィンガーが、前記ハンド部が閉じる方向に回転し、前記シャフト部が前方向に移動すると、前記第１弾性体が伸びながら前記第２アーム部も前進し、これに連動して、前記第１アーム部及び前記フィンガーが、前記ハンド部が開く方向に回転することを特徴とする収穫ハンド装置。
【請求項２】
制御部を備え、前記アクチュエーター部は、モーターと、該モーターの回転数から前後方向の変位量を得ることができる回転数検出器とを備え、前記コントロールバーは、第２弾性体及び力検出器が設けられており、前記制御部は、前記アクチュエーターにおいて、前記回転数検出器から得られる変位量と、前記力検出器の値から算出される第２弾性体の伸縮量とから、前記対象物の剛性に応じて、前記モーターの回転数を制御することを特徴とする請求項１に記載の収穫ハンド装置。
【請求項３】
前記対象物は、果菜類であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の収穫ハンド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トマト等の果菜類をその剛性に応じて力加減を調節しながら把持することができる収穫ハンド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の収穫ハンド装置に関して、従来、図４に示す技術が知られている。この収穫ハンド装置は、３次元的に動き得るハンド部１０１にキュウリの胴部を把持する把持部１０２を備える。こうしてこの把持部１０２で把持した状態で茎部から延びる果柄を光学的に捉えて当該果柄部を切断刃体でカットし収穫できる形態としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−５６４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の収穫ハンド装置はフィンガーが２本しかなく、トマト等の円形の果菜類に対して適切な把持が出来ないことや把持に加える力を変更することができないため果菜類を損傷させてしまうという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、トマト等の円形の果菜類をその剛性にあわせて適切に把持することのできる収穫ハンド装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、前記課題を解決するためになされたもので、請求項１に記載の収穫ハンド装置は、対象物を吸着する吸引口を有するシャフト部と、該シャフト部が前記対象物に対して前後方向に移動するための機構を有するシリンダ部とが設けられたコントロールバーと、前記コントロールバーのシャフト部の駆動源となるアクチュエーター部と、前記対象物を把持するためのハンド部と、前記ハンド部を支持するとともに、前記ハンド部が、前記シャフト部の前方向移動に連動して開いて前記対象物を収容し、前記シャフト部が後方向移動に連動して閉じて前記対象物を把持するように、前記シャフト部及び前記ハンド部と係合する連接部とを備えることを特徴としている。
【０００７】
請求項１に記載の収穫ハンド装置によれば、アクチュエーター部が駆動すると、コントロールバーのシャフト部が前後方向に移動し、ハンド部が、これに連動して、シャフト部及び連接部を介して、開閉するように構成されているので、アクチュエーター部の駆動を制御することで、対象物を把持することができるとともに、その把持の力加減も調節することができる。
【０００８】
また、請求項１に記載の収穫ハンド装置によれば、１つのアクチュエーター部の駆動によってハンド部の開閉動作が実現するので、従来の収穫ハンド装置に比べて、モーター数が少なくて済むので、装置を安価に製作でき、装置自体を小型軽量化することもできる。
【０００９】
請求項２に記載の収穫ハンド装置は、請求項１において、前記ハンド部は、くの字の形状をした４つのフィンガーが、凹部を中心に向けて９０°間隔で放射状に配され、前記フィンガーに連結された第１アーム部と、該第１アーム部に連結され、前記シャフト部に当接する第２アーム部とを備え、前記連接部は、本体から支持され、前記第１アーム部と前記第２アーム部の連結箇所を回動自在に軸支するとともに、付勢状態にある第１弾性体を介して、前記第２アーム部に当接しており、前記シャフト部が後方向に移動すると、前記第１弾性体が縮みながら前記第２アーム部も後退し、これに連動して、前記第１アーム部及び前記フィンガーが、前記ハンド部が閉じる方向に回転し、前記シャフト部が前方向に移動すると、前記第１弾性体が伸びながら前記第２アーム部も前進し、これに連動して、前記第１アーム部及び前記フィンガーが、前記ハンド部が開く方向に回転することを特徴としている。
【００１０】
請求項２記載の収穫ハンド装置によれば、請求項１の効果に加えて、４つのフィンガーが、凹部を中心に向けて９０°間隔で放射状に配されていることにより、４つのフィンガーが対象物を包み込むように係合するので、対象物を確実に把持することができ、対象物とハンドとのスリップを防止することができる。
【００１１】
また、請求項２に記載の収穫ハンド装置によれば、請求項１の効果に加えて、アクチュエーターの移動によりシャフト部が後退すると当接するアーム部に力が加わりハンド部が閉じ、シャフト部が前進すると当接するアーム部に力が加わらなくなり第１弾性体の復元力によりハンドが開く構造となっているため、４つのフィンガーを同時に駆動させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の収穫ハンド装置は、請求項１又は請求項２において、制御部を備え、前記アクチュエーター部は、モーターと、該モーターの回転数から前後方向の変位量を得ることができる回転数検出器とを備え、前記コントロールバーは、第２弾性体及び力検出器が設けられており、前記制御部は、前記アクチュエーターにおいて、前記回転数検出器から得られる変位量と、前記力検出器の値から算出される第２弾性体の伸縮量とから、前記対象物の剛性に応じて、前記モーターの回転数を制御することを特徴としている。
【００１３】
請求項３に記載の収穫ハンド装置によれば、請求項１又は請求項２の効果に加えて、仕事制御と呼ばれる制御方法を導入することによって、フィンガーの対象物への食い込み量と受ける反力の積から求められる対象物に加わる仕事を一定にすることで、対象物が硬い場合はフィンガーの食い込み量は少なく、対象物が柔らかい場合はフィンガーの食い込み量が大きくなる半面、加わる力を下げることができるので、どのような剛性の対象物であっても加わる力を変化させることができるため対象物を損傷させることがない。
【００１４】
請求項４に記載の収穫ハンド装置は、請求項１乃至請求項３の何れか１つにおいて、前記対象物は、果菜類であることを特徴としている。
【００１５】
請求項４に記載の収穫ハンド装置によれば、請求項１乃至請求項３の何れか１つの効果に加えて、従来、例えば潰れやすいトマトのような果菜類は、力加減を制御しながら把持する必要があることから、果菜類を対象物とする収穫ハンド装置は提供されていなかったところ、対象物の剛性に応じて、対象物に作用する力を自律的に変化させることができるようになったため、果菜類を対象物とする収穫ハンド装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】収穫ハンド装置の全体正面図である。
【図２】収穫ハンド装置の全体平面図である。
【図３】コントロールバーの正面説明図である。
【図４】きゅうり収穫ハンド装置の代表説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。本発明は、例えば、図１に示すような構成の収穫ハンド装置に適用される。先ず、図１を参照して、収穫ハンド装置の概略について説明する。この収穫ハンド装置は、図１に示すように、フィンガー３と、第１アーム部５と、第２アーム部６と、連接部７と、シャフト部１０と、吸引口１１と、シリンダ部１３と、アクチュエーター部１５と、ハウジング部１６とを主要部として備えている。なお，図１と図２は手前と奥にあるハンド部を一部省略してあり、部材はすべてアルミ板で構成されている。
【００１８】
フィンガー３は、くの字の形状をしており、凹部を中心に向けて４つのフィンガーが９０°間隔で放射状に配されている。また、対象物を把持した際に対象物とフィンガー３との滑りを防止するために、フィンガー３の内側にはラバー４が設けられている。
【００１９】
第１アーム部５は、フィンガー３と第２アーム部６に連結され、第２アーム部６との連接箇所で連接部７と回動自在に軸支されている。
【００２０】
第２アーム部６は，第１アーム部５との連接箇所で連接部７と回動自在に軸支されており、付勢状態にある第１弾性体８と当接している。
【００２１】
連接部７は、ハウジング部１６から９０°間隔で放射状に支持され、第１アーム部５と第２アーム部６の連結箇所を回動自在に軸支するとともに、付勢状態にある第１弾性体８を介して、前記第２アーム部に当接している。
【００２２】
図４に示したコントロールバー９のシャフト部１０は、吸引口１１と第２弾性体１４に固定され，制御に用いるための力を測定する力検出器が取り付けられている。
【００２３】
対象物を吸着する吸引口１１は、中空となっており、そこから真空ポンプを通して対象物を吸着する。第２アーム部６と当接するテーパー部分は、部材が他の部材に干渉しない角度を成している。
【００２４】
シリンダ部１３は、アクチュエーター部１５に固定されており、第２弾性体１４が曲げ運動を行わないよう周りを覆う形状となっている。
【００２５】
第２弾性体１４は、シャフト部１０とアクチュエーター部１５に固定されており、縦方向のみ伸縮を行う。
【００２６】
アクチュエーター部１５は、モーターと、該モーターの回転数から前後方向の変位量を得ることができる回転数検出器とを備えており、駆動部分は、シリンダ部１３と、第２弾性体１４を固定しており、本体は、ハウジング部１６に固定されている。
【００２７】
ハウジング部１６は、連接部７の固定とアクチュエーター部１５を保護する．箱状の形状をしており外部に突起物を出さない構造となっている。
【符号の説明】
【００２８】
１      収穫ハンド装置
２      ハンド部
３      フィンガー
４      ラバー
５      第１アーム部
６      第２アーム部
７      連接部
８      第１弾性体
９      コントロールバー
１０    シャフト部
１１    吸引口
１２    力検出器
１３    シリンダ部
１４    第２弾性体
１５    アクチュエーター部
１６    ハウジング部
【要約】
【課題】トマト等の円形の果菜類をその剛性にあわせて適切に把持することのできる収穫ハンド装置を提供する。
【解決手段】対象物を吸着する吸引口１１を有するシャフト部１０と、該シャフト部１０が前記対象物に対して前後方向に移動するための機構を有するシリンダ部１３とが設けられたコントロールバー９と、前記コントロールバー９のシャフト部１０の駆動源となるアクチュエーター部１５と、前記対象物を把持するためのハンド部２と、前記ハンド部２を支持するとともに、前記ハンド部２が、前記シャフト部１０の前方向移動に連動して開いて前記対象物を収容し、前記シャフト部１０が後方向移動に連動して閉じて前記対象物を把持するように、前記シャフト部１０及び前記ハンド部２と係合する連接部７とを備える。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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