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【発明の名称】 果菜類収穫機の走行停止制御装置
【発明者】 【氏名】有馬 誠一

【氏名】中村 博
【要約】 【課題】果菜類の植付株毎に前輪、及び後輪を停止させて、この果菜類の果実を収穫するが、これら前輪、及び後輪の空気圧、及びスリップ等により、植付株毎に停止できずにずれが発生することがあり、これにより、果実の収穫が正確に行われないことがあった。

【解決手段】果菜類（イ）の果実（ロ）を吊り下げ状態に保持して栽培する保持板１を植付株毎に傾斜させて設け、これら保持板１に所定間隔に設けた検出板７を検出手段２８で検出させて、この検出板７，７間の検出距離により、植付株毎に走行停止する前輪１７，１７、及び後輪２２，２２のこの停止までの走行距離を補正する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 傾斜状態に所定間隔に設けて果菜類（イ）の果実（ロ）を吊り下げ状態に保持して栽培する保持板１に所定間隔で検出板７を設け、走行車体９下部の左右両側で前後両側に設けた前輪１７，１７及び後輪２２，２２を植付株毎に走行停止して該果実（ロ）を収穫する走行停止間隔のずれを検出手段２８が検出する検出板７，７間の検出距離に基づいて補正する補正手段１２を設けたことを特徴とする果菜類収穫機の走行停止制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、果菜類の植付株毎に傾斜させて所定間隔に設けた保持板には、果実を吊り下げ状態にして栽培し、該保持板には所定間隔に検出板を設け、株間毎に走行停止して該果実を収穫する走行停止間隔のずれは、検出手段で検出する該検出板間の検出距離に基づいて補正する走行停止制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】果菜類が、例えば、きゅうりであったとすると、このきゅうりは、果菜類の植付株毎に傾斜させて設けた保持板に、きゅうりの果実は、吊り下げ状態に保持して栽培する。この果実を収穫するときは、圃場内の畝間に形成された溝内を、果菜類収穫機の走行車体下側の左右両側で前後両側の前輪、及び後輪が回転駆動して、該果菜類収穫機が走行し、例えば、設定した植付株毎に該前輪、及び後輪の回転駆動が停止し、この果菜類収穫機の走行が停止され、収穫適期のきゅうりの果実を検出し、この検出した果実を収穫する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】植付株間毎に走行を停止し、収穫作業を行うように設定したときは、例えば、走行する前輪、又は後輪のいずれか一方の回転数によって走行距離を検出し、走行停止を繰返して収穫していたが、これは、検出する前輪、又は後輪の空気圧等の要因でこの前輪、又は後輪の径が変化したり、又、スリップ等によって走行距離に誤差が生じて、設定した植付株間毎に走行停止せず、精度よい収穫作業ができないことがあったが、この発明により、これを解消しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このために、この発明は、傾斜状態に所定間隔に設けて果菜類（イ）の果実（ロ）を吊り下げ状態に保持して栽培する保持板１に所定間隔で検出板７を設け、走行車体９下部の左右両側で前後両側に設けた前輪１７，１７及び後輪２２，２２を植付株毎に走行停止して該果実（ロ）を収穫する走行停止間隔のずれを検出手段２８が検出する検出板７，７間の検出距離に基づいて補正する補正手段１２を設けたことを特徴とする果菜類収穫機の走行停止制御装置の構成とする。
【０００５】
【発明の作用】果菜類（イ）が、例えば、きゅうりであったとすると、このきゅうりは、植付株毎に傾斜させて設けた保持板１に、きゅうりの果実（ロ）は、吊り下げ状態に保持して栽培する。この果実（ロ）を収穫するときは、圃場内の畝間に形成された溝内を、果菜類収穫機の走行車体９下側の左右両側で前後両側に設けた前輪１７，１７、及び後輪２２，２２が回転駆動して、該果菜類収穫機が走行し、例えば、設定した植付株毎に該前輪１７，１７、及び後輪２２，２２の回転駆動が停止し、この果菜類収穫機の走行が停止され、収穫適期のきゅうりの果実（ロ）を検出し、この検出した果実（ロ）を収穫する。
【０００６】この収穫作業のときは、停止までの走行距離は、回転駆動する前輪１７，１７、又は後輪２２，２２のいずれか一方の回転数が検出され、この検出回転数によって停止までの走行距離が検出され、この検出した停止までの走行距離毎に、果菜類収穫機の停止が行われるが、この収穫作業の走行中は、植付株毎に設置した保持板１に所定間隔毎に設けた検出板７が検出手段２８で検出され、これら検出した検出板７，７により、この検出板７，７間の距離が検出される。この検出距離に基づいて、前段で検出する回転数によって停止する走行距離を補正手段１２で補正され、この補正した停止までの走行距離毎に該果菜類収穫機が停止して、果実（ロ）を収穫する。
【０００７】
【発明の効果】設定した植付株毎に停止するように、前輪１７，１７、又は後輪２２，２２の回転数から停止までの走行距離を検出し、この検出した停止までの走行距離を、検出板７，７の検出により、この検出板７，７間の距離が検出され、この検出距離に基づいて補正することにより、停止までの走行距離が正確となり、確実に植付株毎に、果菜類収穫機を停止させることができて、精度よい収穫作業を行うことができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図例は、果菜類（イ）が、例えば、きゅうり（イ）であり、このきゅうり（イ）の主茎（ハ）部、及び茎葉（ニ）部は、コ字形状の保持板１の上側面２部で受けて保持させると共に、この保持板１の上下方向の長孔３部より、きゅうり（イ）の果実（ロ）を吊り下げ状態に保持して、このきゅうり（イ）を栽培する構成であり、つるおろし等を容易にした構成としている。
【０００９】前記保持板１には、下切欠部４と上保持孔５とを設け、畝（ホ）上部には、上受棒６ａ、及び下受棒６ｂを設置し、この上受棒６ａには、該保持板１の該上保持孔５部を挿入させ、又、この下受棒６ｂには、該保持板１の該下切欠部４を挿入させて、この保持板１を傾斜状態で、又、きゅうり（イ）を、例えば、６０ｃｍ間隔に植付けして栽培している圃場であったとすると、６０ｃｍ間隔に設けて、きゅうり（イ）を栽培する構成であり、この傾斜状態に栽培したきゅうり（イ）を収穫する農業用ロボットである果菜類収穫機８を示して説明する。
【００１０】きゅうり（イ）の植付間隔が、例えば６０ｃｍ間隔であったとすると、保持板１は、この６０ｃｍ間隔で設置し、このきゅうり（イ）を受けて栽培する構成であり、該保持板１の下部には、この保持板１の、例えば４個置きに検出板７を吊り下げ状態に設けた構成であり、この検出板７は、反射方式の板状よりなる構成としている。
【００１１】前記果菜類収穫機８は、走行車体９上側の収穫装置１０、及び収納装置１１と、補正手段１２、及び制御手段１３ａ等を内装する操作装置１３と、下側の走行装置１４、及び回動手段１５等よりなる構成である。又、外観部を覆うカバー１６を設けた構成としている。前記走行車体９下部の走行装置１４は、該走行車体９前方下部の左右両側には、回転自在でステアリング自在な前輪１７，１７を設け、この前輪１７，１７は、連結板１８の左右両側に設けた支持具１９，１９に装着すると共に、この支持具１９，１９は、該走行車体９下側面に回動自在に支持させた構成であり、この前輪１７，１７を装着した支持具１９，１９の外側面には、支持杆２０，２０を介して補助輪２１，２１をステアリング自在に設けた構成である。
【００１２】又、後方下部の左右両側には、回転自在でステアリング自在な後輪２２，２２を設け、この後輪２２，２２は、回動手段１５の後ステアリングモータ２３に連結板２４等を介して、左右両側に設けた支持具２５，２５に装着すると共に、この支持具２５，２５は、走行車体９下側面に回動自在に支持させた構成であり、該後ステアリングモータ２３の回転駆動により、該後輪２２，２２は、ステアリングする構成としている。
【００１３】前記前輪８を支持する箱形状の支持具１９の前端部の外側面には、支持杆２０を固着して設け、この支持杆２０の下端部は、内側上部へ向けて折曲する折曲部２６を形成し、この折曲部２６には、補助車２１を装着した構成である。この補助輪２１，２１は、両畝（ホ）（ホ）間で形成される両のり面（ヘ）（ヘ）に接触しながら走行する構成である。この走行によって、この補助輪２１，２１は、ステアリングする構成であり、この補助輪２１，２１のステアリングに連動して、前輪１７，１７は、ステアリングする構成である。この前輪８，８のステアリング量は、走行車体９に設けたポテンショメータ１７ａによって検出する構成であり、この検出したステアリング量は、操作装置１３の後述する制御手段１３ａへ入力する構成である。これら前輪１７，１７、及び後輪２２，２２は、畝（ホ）（ホ）間に形成した溝（ト）内を走行する構成としている。
【００１４】例えば、前記前輪１７の回転数を検出する回転センサ（エンコーダ）２７は、支持具１９に設け、この回転センサ２７が検出する該前輪１７の回転数により、果菜類収穫機８の走行距離を検出する構成としている。尚、後輪２２の回転数を検出する構成とするもよい。前記走行車体９の一側部には、検出板７を検出する検出手段２８の光電センサ２８ａを設け、この光電センサ２８ａが検出する該検出板７から次の該検出板７までの検出時間により、果菜類収穫機１の走行距離を検出する構成としている。
【００１５】前記収穫装置１０は、傾斜状態に栽培するきゅうり（イ）の果実（ロ）等を収穫する水平回動自在な回動装置２９、挟持、及び切断等を行うマニピユレータ３０、きゅうり（イ）の果実（ロ）の形状を撮影する多板式のＣＣＤカメラ３１、果実（ロ）までの位置（距離）を検出する位置センサ３２、及びこれら各部品２９，３０，３１，３２を走行車体９に設けた傾斜板３３のガイドレール３４に沿って昇降自在に装着した基台３５を設けた構成としている。
【００１６】前記マニピュレータ３０は、きゅうり（イ）を栽培する保持板１の角度によって調整可能な構成とすると共に、これに伴なってスライド部の傾斜角度を変更しても、果実（ロ）を挟持するアーム部は水平になるように設定できる構成である。又、スライド部の傾斜角度を変更しても、ＣＣＤカメラ３１の光軸方向は、常に一定（水平）となるように設定できる構成としている。
【００１７】これにより、スライド部の傾斜角度を変更しても、アーム部を適正な姿勢に保つことができ、動作の安定化が図れる。アーム動作の位置補正をかける必要がなく、同一プログラムで制御可能となる。他の作物の栽培様式にも対応でき、各作物間において、マニピュレータ３０を共用使用することができる。又、ＣＣＤカメラ３１の光軸方向をアーム部の動作に併せて、アーム動作を正確にできる。
【００１８】前記収納装置１１は、収穫装置１０の後側に設け、該収穫装置１０で収穫したきゅうり（イ）の果実（ロ）は、箱形状のキャリー３６内へ供給して貯留する構成であり、又、このキャリー３６は、キャリー供給モータ３７の回転駆動によって昇降すると共に、転倒する構成であり、転倒して下側に設けた排出移送装置３８へ果実（ロ）を供給する構成であり、この排出移送装置３８は、排出モータ３９で回転駆動する構成であり、この排出移送装置３８へ供給された果実（ロ）は、機外へ移送して排出する構成としている。
【００１９】前記操作装置１３は、補正手段１２、及び制御手段１３ａ等よりなり、この操作装置１３は、箱体に形成して表面板には、果菜類収穫機８をきょうり（イ）の各植付株毎に停止させる走行停止を設定する走行停止設定手段４０を設け、該箱体内には、制御装置４１を設け、この制御装置４１は、入力回路４２、ＣＰＵ４３、及び出力回路４４等よりなる構成としている。
【００２０】前記制御装置４１は、走行停止設定手段４０の操作位置、回転センサ２７、及び光電センサ２８の各検出値、ポテンショメータ１７ａの検出値、ＣＣＤカメラ３１が撮影した影像、及び位置センサ３２の検出値等が入力される入力回路４２を経て算術論理演算、比較演算、及び各種信号を入力するＣＰＵ４３へ入力され、このＣＰＵ４３から各種指令が出力回路４４を経て指令され、前輪１７，１７、及び後輪２２の回転を始動、及び停止させて、果菜類収穫機８の走行開始、及び停止、該後輪２２，２２のステアリング量を制御する後ステアリングモータ２３の始動、及び停止、基台３５の昇降、回動装置２９の始動、及び停止、マニピュレータ３０の始動、及び停止、該ＣＣＤカメラ３１の始動、及び停止、各モータ３７，３９の始動、及び停止制御する構成としている。
【００２１】前記果菜類収穫機８できゅうり（イ）の果実（ロ）を収穫作業を行うときの走行は、走行装置１４の前輪１７，１７、及び後輪２２，２２は、左右両側の畝（ホ）（ホ）間に形成した溝（ト）内を走行し、又、補助輪２１，２１は、左右両側の畝（ホ）（ホ）ののり面（ヘ）（ヘ）に接触しながら走行する。この補助輪２１，２１は、両のり面（ヘ）（ヘ）への接触によってステアリングし、更にこの補助輪２１，２１のステアリングに連動して、この前輪１７，１７は、ステアリングしながら走行する。該後輪２２，２２は、進行方向に固定され、ステアリングしないで走行する構成である。
【００２２】又、回行のときは、前輪１７，１７のステアリング量に基づいて、後輪２２，２２のステアリング量が設定され、この設定されたステアリング量になるように、該後ステアリングモータ２３の回転駆動が制御され、該後輪２２，２２は、該前輪１７，１７の向き方向とは、逆向きの平面視く字形状に制御され、果菜類収穫機８は回行する構成としている。
【００２３】前記果菜類収穫機８できゅうり（イ）の果実（ロ）を収穫する収穫作業を行うときの走行、及び停止は、操作装置１３の走行停止設定手段４０を、例えば、きゅうり（イ）の植付株の間隔が６０ｃｍであったとすると、この６０ｃｍ間隔で走行装置１４の前輪１７，１７、及び後輪２２，２２が停止すべく設定すると、この６０ｃｍを走行するために、その制御手段１３ａの制御装置４１へ設定して記憶させた該前輪１７の回転数による停止までの走行距離と、同じ回転数を回転センサ２７が検出すると、停止までの同じ走行距離を検出したとして、この６０ｃｍを該前輪１７，１７、及び後輪２２，２２が走行したとして、これら前輪１７，１７、及び後輪２２，２２の回転駆動を自動停止制御し、この果菜類収穫機８は、植付株位置へ停止する構成であり、停止までの走行距離の走行が繰返し行われ、この停止により、停止位置の収穫適期のきゅうり（イ）の果実（ロ）が検出され、この検出された果実（ロ）が収穫される構成としている。
【００２４】前記で停止までの走行距離で走行の停止制御すると、前輪１７，１７、及び後輪２２，２２等の空気圧、及びスリップ等の要因により、植付株位置へ果菜類収穫機１は、自動停止制御されないことが発生するために、次の如く補正手段１２の制御装置４１で停止までの走行距離の補正が行われる構成としている。６０ｃｍ間隔に設けた保持板１に所定間隔に設けた各検出板７は、光電センサ２８により検出され、この光電センサ２８が該検出板７，７を検出すると、これら検出板７から次の検出板７までの検出時間（走行開始から停止まで時間）により、これら検出装置７，７間の距離が検出され、この検出した走行距離に基づいて、該補正手段１２により、回転センサ２７の検出する回転数によって、検出された停止までの走行距離を補正する構成であり、この補正した停止までの走行距離によって、前輪１７，１７、及び後輪２２，２２の回転駆動して走行し、補正した走行距離に達すると、これら前輪１７，１７、及び後輪２２，２２は、自動停止制御され、果菜類収穫機８を自動停止制御して、果実（ロ）を収穫する構成としている。
【００２５】予め設定したきゅうり（イ）の植付株毎に停止する構成を、更に前輪１７，１７、及び後輪２２，２２の空気圧、及びスリップ等により、停止までの走行距離の検出誤差を、光電センサ２８が検出する保持板１，１に設けた検出板７，７間の検出距離により、自己位置補正する構成としている。これにより、検出板７，７を検出することにより、自己位置を補正し、略画面の中心にきゅうり（イ）の果実（ロ）を位置させることができる。この果実（ロ）の見落しをすることがなく、収穫時のマニピュレータ３０の伸縮量を減少させることができて、収穫速度を早くすることができる。又、該検出板７の数が少なくてよく、コスト低減になる。
【００２６】予め設定したきゅうり（イ）の植付株間毎に停止する構成を、更に前輪１７，１７、及び後輪２２，２２の空気圧、及びスリップ等により、走行停止距離の検出誤差を、きゅうり（イ）の果実（ロ）の収穫作業のための画像入力、及び果実（ロ）を認識した結果に基づいて、この果実（ロ）の位置と画像の中心とのずれによって検出し、次に走行して停止するまでの走行距離を補正する構成としている。
【００２７】これにより、自己位置を補正し、略画面の中心に果実（ロ）がくるようにできる。この果実（ロ）を見落しすることがなく、収穫時のマニピュレータ３０の伸縮量を減少させることができて、収穫速度を早くすることができる。又、専用のセンサを不要とすることができて、コスト低減になる。図８に示す如く収穫したきゅうり（イ）の果実（ロ）を供給して貯留するキャリー３６を載置する載置台４５は、走行車体９後側に設け、この載置台４５は、電動シリンダ４６により、上下回動自在に設け、きゅうり（イ）の果実（ロ）を収穫して該キャリー３６へ供給して貯留するときは、該載置台４５を傾斜させて、この傾斜に伴ない載置した該キャリー３６も傾斜する構成としている。
【００２８】これにより、キャリー３６に垂直方向に開口部を設けることができて、果実（ロ）の供給が容易である。又、供給のときのマニピュレータ３０の操作が簡単になると共に、供給速度を早くすることができて、収穫作業の能率を向上させることができる。図９で示す如く収穫したきゅうり（イ）の果実（ロ）を供給して貯留するキャリー３６を載置する移送装置４７は、走行車体９後側に設け、この移送装置４７には、移送ベルト４８を所定距離左右方向へ回転自在に掛け渡して設けた構成であり、この移送ベルト４８上の該キャリー３６を左右方向へ移動制御する構成であり、これによってマニピュレータ３０は、左右方向へ移動制御を必要としない構成としている。
【００２９】これにより、マニピュレータ３０は、所定位置で、キャリー３６が左右移動することにより、供給速度を早くすることができて、収穫作業の能率を向上させることができる。又、該キャリー３６内へ均一に果実（ロ）を供給して貯留することができる。
【出願人】 【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
【出願日】 平成９年（１９９７）９月３日
【代理人】
【公開番号】 特開平１１−７５４７５
【公開日】 平成１１年（１９９９）３月２３日
【出願番号】 特願平９−２３８５００