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公開番号2024103315
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-01
出願番号2023007583
出願日2023-01-20
発明の名称葉避け装置
出願人国立大学法人山形大学
代理人個人,個人
主分類A01D 46/30 20060101AFI20240725BHJP(農業;林業;畜産;狩猟;捕獲;漁業)
要約【課題】収穫ロボットによる果実の収穫の際に、事前に葉を避けることができる葉避け装置を提供する。
【解決手段】
本発明にかかる葉避け装置は、ロボットアームの先端に設けられた平行2指ハンドを有する収穫ロボット用の葉避け装置であって、平行2指ハンドの前方にある葉を避ける葉避け部19と、平行2指ハンドを構成する2本の指部110の開閉動作を利用して、当該平行2指ハンドの前方にある葉を避けるための動作を能動的に行う能動葉避け機構部25と、を備える。そして、能動葉避け機構部25は、葉避けを行う場合は葉避け部19を展開し、葉避けを行わないときは葉避け部19を格納する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ロボットアームの先端に設けられた収穫装置を有する収穫ロボット用の葉避け装置であって、
前記収穫装置の前方にある葉を避ける葉避け部と、
前記収穫装置の動作を利用して、当該収穫装置の前方にある葉を避けるための動作を能動的に行う能動葉避け機構部と、
を備え、
前記能動葉避け機構部は、葉避けを行うときは前記葉避け部を展開し、葉避けを行わないときは前記葉避け部を格納する、
ことを特徴とする葉避け装置。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記収穫装置を平行２指ハンドとし、
前記能動葉避け機構部は、前記平行２指ハンドを構成する２本の指部の開閉動作を利用して、当該平行２指ハンドの前方にある葉を避けるための動作を能動的に行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の葉避け装置。
【請求項３】
前記能動葉避け機構部は、前記指部の開閉動作に連動して直進動作と回転動作とを行う直進対偶、および当該直進対偶の動きに応じて揺動する動節、を含むスライダ揺動機構を備え、当該スライダ揺動機構の動きに基づいて前記葉避け部を動作させ、
前記直進対偶は、前記指部の開閉動作に連動する直進動作において、前記葉避け部の動作に影響を与えないスライド範囲を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載の葉避け装置。
【請求項４】
前記能動葉避け機構部は、前記平行２指ハンドに設けられた土台に形成された固定リンクとして機能する静止節と、前記スライダ揺動機構を構成する前記動節として機能する駆動節と、を有する平行４リンク機構をさらに備え、
前記葉避け部を、前記静止節に対向する前記平行４リンク機構の中間節と一体に形成する、
ことを特徴とする請求項３に記載の葉避け装置。
【請求項５】
前記能動葉避け機構部は、
噛み合った状態の２つの歯車である第１の歯車および第２の歯車と、
前記スライダ揺動機構を構成する前記動節の動きに連動して軸回転するとともに前記第１の歯車の回転軸として機能する第１の回転対偶と、
前記第２の歯車の回転軸として機能する第２の回転対偶と、
を有し、
前記第１の歯車を用いて前記スライダ揺動機構を構成する前記動節の動きを前記第２の歯車に伝達する構造とし、
前記葉避け部は、前記第１の歯車に接続された第１の葉避け部と、前記第２の歯車に接続された第２の葉避け部と、を有する、
ことを特徴とする請求項３に記載の葉避け装置。
【請求項６】
前記能動葉避け機構部は、前記スライダ揺動機構を構成する前記動節の動きに連動して軸回転する回転対偶を有し、当該回転対偶の軸回転により前記葉避け部を動作させる、
ことを特徴とする請求項３に記載の葉避け装置。
【請求項７】
ロボットアームの先端に設けられたハンド部を有する収穫ロボット用の葉避け装置であって、
前記ハンド部の前方にある葉を避けるための葉避け部と、
前記ハンド部に設けられた取付用の土台部と、
一端部を前記土台部に取り付け、他端部を前記ハンド部の先端を超えるまで延伸し、当該他端部で前記葉避け部を支持する葉避け支え部と、
を備える、
ことを特徴とする葉避け装置。
【請求項８】
前記葉避け部および前記葉避け支え部を弾性体で形成する、
ことを特徴とする請求項７に記載の葉避け装置。
【請求項９】
ロボットアームの先端に設けられたハンド部を有する収穫ロボット用の葉避け装置であって、
前記ハンド部の前方にある葉を避けるための葉避け部と、
前記ハンド部に設けられた取付用の土台部と、
一端部を前記土台部に取り付け、他端部を前記ハンド部の先端を超えるまで延伸し、当該他端部で前記葉避け部を支持する葉避け支え部と、
前記土台部に取り付けられた前記葉避け支え部を進退可能に案内するガイド部と、
を備える、
ことを特徴とする葉避け装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、果実を収穫するための収穫ロボット（収穫機）用の葉避け装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
現在、高齢化によって農家の人手が不足している。そこで、果物や野菜等を自動収穫する様々な農業用ロボットが研究、開発されている。そして、これらのロボットには、労働力不足の解消だけでなく、作業者の負担の軽減も求められている。
【０００３】
たとえば、下記特許文献１には、画像処理により果実の位置を検出し、ハンドを移動させて摘採する収穫ロボットにおいて、イチゴ、ミカン、トマト、キュウリやナス等の果実を収穫するための収穫用ハンドが開示されている。
【０００４】
具体的には、下記特許文献１に記載の収穫用ハンドは、収穫する果実の茎を茎保持チャックにより茎保持部に挟み込み、茎を保持した状態で第１刃により茎保持チャックの上方位置において茎を切断し、その後、第２刃を茎に沿って果実の近くまで下降させ、茎を果実の近くで正確に切断して収穫する。
【０００５】
また、下記特許文献２には、ロボットアーム機構を備えた収穫ロボットにおいて、カメラの撮影画像によって収穫対象のミニトマトの位置を特定し、ロボットアーム機構を移動させてミニトマトを収穫する果実収穫装置が開示されている。
【０００６】
具体的には、下記特許文献２に記載の果実収穫装置は、ロボットアーム機構によりミニトマトの位置まで移動し、吸引機による吸引動作によりミニトマトを吸引し、この状態で、ミニトマトの果柄に引っ掛けたワイヤループを引き寄せることによりカッターに押し付けて果柄を切断し、果柄が切断された後、吸引機による吸引動作を停止し、ミニトマトを収穫籠にリリースする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２２－６７４１７号公報
特開２０２１－１７１０２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１，２に記載の収穫ロボットは、いずれも果実を収穫する際に、カメラによる撮影画像によって果実の有無を把握し、アームを果実の近くに移動させて収穫するものである。
【０００９】
しかしながら、上記のような収穫ロボットは、葉に隠れた果実を見つけることが困難である。特に、さくらんぼは、葉が多く、撮影画像では果実の有無を把握できないため、収穫ロボットによる収穫では収穫率が大幅に低減する。すなわち、上記特許文献１，２に記載の収穫ロボットは、葉を避ける手段がないため、葉に隠れた果実の自動収穫には適していない。
【００１０】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、収穫ロボットが果実を収穫する際に、事前に葉を避けることができる葉避け装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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