收割装置及收割方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种收割装置及收割方法，该收割装置对水果或蔬菜的果实等高效地进行连续收割。收割装置包括：摘果用手(1)；关节型臂(4)，其使摘果用手(1)向植被中移动；力矩传感器(23)，其检测施加到摘果用手(1)或关节型臂(4)上的负荷的大小和施加负荷的方向；以及控制部，其基于由力矩传感器(23)检测出的负荷的大小和施加负荷的方向，检测摘果用手(1)或关节型臂(4)与植被之间的干扰，进行消除该干扰的控制。

Harvesting device and harvesting method

The invention provides a harvesting device and a harvesting method, which can continuously harvest fruits or vegetables with high efficiency. The harvesting device comprises a fruit picking hand (1), an articulated arm (4), which moves the fruit picking hand (1) toward the vegetation, a torque sensor (23), which detects the magnitude and direction of the load applied to the fruit picking hand (1) or the articulated arm (4), and a control unit based on the magnitude and direction of the load detected by the torque sensor (23). The disturbance between hand (1) or articulated arm (4) and vegetation was detected to eliminate the disturbance.

【技术实现步骤摘要】
收割装置及收割方法
本专利技术涉及对水果或蔬菜的果实等进行收割的收割装置及收割方法。
技术介绍
近年来，期望着农作物的收割作业的自动化。作为进行这样的自动收割的例子，例如已知专利文献1中记载的收割装置。图10是一般的西红柿的结果状态的概略图。图11是专利文献1中记载的现有的收割装置80的主要部件的概略结构图。现有的收割装置80在从栽培垄内的垂挂于主茎12的果串16收割果实13时，将机械臂81伸展到果串16中，通过配置在机械臂81前端的采果剪82将小果柄15切断。因此，存在机械臂81或采果剪82与主茎12或收割对象外的果实等干扰的可能性。例如，在收割动作结束而使机械臂81恢复至原始位置时、或在使采果剪82向下一个要收割的果实位置移动时、或在使行驶车辆83移动时，有以下担忧：机械臂81或采果剪82未完全避开主茎12、果实13、果串16而钩挂于它们，导致切断主茎12或损伤果实13等、对植被带来损害。据此可知，需要在产生干扰时，检测出干扰并快速地停止收割装置的运行，以确保植被的安全。例如在专利文献2中记载了对装置与障碍物的干扰进行检测并使动作停止的装置。图12是表示将结构简化为关节数为3(第一关节92、第二关节94、第三关节96)、连杆数为3(第一连杆91、第二连杆93、第三连杆95)的装置90的概略图，示出了在第三连杆95碰上障碍物97时，第三连杆95以受推角98进行旋转的受推动作。该装置90通过受推角98检测出第三连杆95与障碍物97的冲撞，在检测出冲撞的情况下执行停止处理。专利文献1：日本专利第3757279号公报专利文献2：日本专利第4756618号公报如上所述，在收割装置80的收割动作中，为了在小果柄15的部分割断果实13来进行收割，将采果剪82插入到垂挂于主茎12的果串16中。在栽培于菜园等中的状态下，多个果串16或主茎12密集地存在。因此，在实际的收割动作中，通过将采果剪82插入到密集的果串16或主茎12等的植被中，并利用采果剪82将小果柄15切断，来进行果实13的收割动作，在收割动作结束后，将采果剪82从植被中拔出，使收割装置80向下一个收割位置移动，继续收割动作。这时，若采果剪82未顺利地从植被中拔出，而保持着与主茎12干扰的状态使收割装置80移动，则成为在采果剪82或机械臂81上钩挂着主茎12而进行移动的状态。其结果，最坏的情况是将主茎12切断或拉倒。因此，需要如装置90那样，在机械臂81或采果剪82上设置当机械臂81钩挂主茎13时对相当于受推角98的角度进行检测的机构，使收割装置80的移动停止，由操作人员解除干扰状态。但是，采果剪82由于在每次收割动作中被插入到植被中而后被从植被中拔出，所以因植被的状态而钩挂主茎13的几率较高，若每次都使装置80停止使得连续收割无法高效地进行。
技术实现思路
本专利技术涉及能够对水果或蔬菜的果实等高效地进行连续收割的收割装置及收割方法。为了实现上述目的，本专利技术的收割装置，包括：摘果用手；臂，其使摘果用手向植被中移动；检测部，其检测施加到摘果用手或臂上的负荷的大小和施加负荷的方向；以及控制部，其基于由检测部检测出的负荷的大小和施加负荷的方向，检测摘果用手或臂与植被之间的干扰状态的产生和干扰的朝向，进行消除干扰的控制。另外，本专利技术的收割方法包括以下工序：检测工序，检测部检测施加到摘果用手、或使摘果用手向植被中移动的臂上的负荷的大小和施加负荷的方向；以及控制工序，控制部基于在检测工序中检测出的负荷的大小和施加负荷的方向，检测在摘果用手或臂与植被之间的干扰状态的产生和干扰的朝向，进行消除干扰的控制。根据本专利技术的收割装置及收割方法，能够对水果或蔬菜的果实等高效地进行连续收割。附图说明图1是表示本专利技术的实施方式的收割装置的概略结构的一例的图。图2是表示在铺设于通路的轨道上配置收割装置的状态的图。图3是从上方观察将机械臂的关节型臂伸展到垄中的状态的概略图。图4是对收割装置进行的收割动作进行说明的流程图。图5是对收割装置进行的收割动作进行说明的流程图。图6是对收割装置进行的收割动作进行说明的流程图。图7是对收割装置进行的收割动作进行说明的流程图。图8A～图8F是表示收割动作时的关节型臂的动作的图。图9A～图9C是表示主茎与关节型臂及摘果用手干扰的状态的图。图10是一般的西红柿的结果状态的概略图。图11是现有的收割装置的主要部件的概略结构图。图12是将结构简化为关节数为3、连杆数为3的装置的概略图。标记说明1：摘果用手2：机械臂3：滑动机构4：关节型臂5：粗识别摄像机6：精识别摄像机7：移动机构部8：控制部9：传送带10：容纳部11：轨道12：主茎13：果实14：果柄15：小果柄16：果串17：第一关节18：第一臂19：第二关节20：第二臂21：第三关节22：第三臂23：力矩传感器24：不收割的果实25：其他的植株80：收割装置81：机械臂82：采果剪83：行驶车辆90：装置91：第一连杆92：第一关节93：第二连杆94：第二关节95：第三连杆96：第三关节97：障碍物98：受推角(ClearanceAngle)100：收割装置具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。此外，对相同的构成要素标注相同标记，有时省略其说明。首先，对本专利技术的实施方式中的收割方法所使用的收割装置进行说明。图1是表示本专利技术的实施方式的收割装置100的概略结构的一例的图。图2是表示在铺设于通路的轨道11上配置收割装置100的状态的图。该收割装置100是以收割西红柿等果实等为目的的装置。当然，也能够适用于水果的果实、在垄上随意种植的茄子和黄瓜等果菜类的果实等。西红柿栽培于小路或设施内，在本实施方式中，以收割栽培于设施内的西红柿为前提进行说明。在这样的设施内，通常设置有用于操作人员进行栽培或收割作业的通路，在该通路两侧的垄上种植西红柿等果菜。例如，如图2所示，在通路的两侧，果实13以垂挂于主茎12的状态结果。而且，收割装置100一边在垄与垄之间的轨道11上移动一边自动地进行收割作业。当然，也可以是无轨的移动作业。图1所示的收割装置100具有：摘果用手1、机械臂2、粗识别摄像机5、精识别摄像机6、移动机构部7、控制部8、传送带9、容纳部10。机械臂2具有能够在上下方向上移动的滑动机构3和关节型臂4。收割装置100通过移动机构部7的作用沿着轨道11移动。移动机构部7例如是使收割装置100移动的车轮。而且，收割装置100中，由粗识别摄像机5和精识别摄像机6对果实13进行检测，由搭载在机械臂2的前端的摘果用手1进行收割。具体而言，在收割装置100在垄与垄之间的轨道11上移动时，粗识别摄像机5对沿着垄的区域进行摄像。控制部8基于粗识别摄像机5拍摄到的图像，使收割装置100移动到精识别摄像机6能够对收割对象的果实进行拍摄的位置。另外，精识别摄像机6对收割对象的果实进行拍摄。控制部8基于由精识别摄像机6拍摄到的图像，根据果实的三维的位置、颜色、大小等来对是否有应收割的果实进行判定。而且，控制部8在判定为有应收割的果实的情况下，控制摘果用手1以及机械臂2来进行对该果实的收割。被收割的果实由传送带9向容纳部10运输，容纳于容纳部10中。图3是从上方观察将机械臂2的关节型臂4伸展到垄中的状态的概略图。此外本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种收割装置，其特征在于，包括：摘果用手；臂，其使所述摘果用手向植被中移动；检测部，其检测施加到所述摘果用手或所述臂上的负荷的大小和施加负荷的方向；以及控制部，其基于由所述检测部检测出的负荷的大小和施加负荷的方向，检测所述摘果用手或所述臂与植被之间的干扰状态的产生和干扰的朝向，进行消除所述干扰的控制。

【技术特征摘要】
2017.02.23 JP 2017-0326071.一种收割装置，其特征在于，包括：摘果用手；臂，其使所述摘果用手向植被中移动；检测部，其检测施加到所述摘果用手或所述臂上的负荷的大小和施加负荷的方向；以及控制部，其基于由所述检测部检测出的负荷的大小和施加负荷的方向，检测所述摘果用手或所述臂与植被之间的干扰状态的产生和干扰的朝向，进行消除所述干扰的控制。2.如权利要求1所述的收割装置，其特征在于，所述控制部通过使所述臂沿着收割时所述臂移动的轨迹反向移动，来进行消除所述干扰的控制。3.如权利要求1所述的收割装置，其特征在于，所述控制部基于由所述检测部检测出的负荷的大小、以及施加所述负荷的方向，来改变所述臂的朝向，从而进行消除所述干扰的控制。4.如权利要求1所述的收割装置，其特征在于，所述控制部基于由所述检测部检测出的负荷的大小、以及施加所述负荷的方向，来使装置自身移动，从而进行消除所述干扰的控制。5.如权利要求4所述的收割装置，其特征在于，使所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：金田正明，川野肇，冈本球夫，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP