特開 2022-189234 ロボットハンド及びロボットハンドを備えたつる性作物収穫装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022189234

(43)【公開日】2022-12-22

(54)【発明の名称】ロボットハンド及びロボットハンドを備えたつる性作物収穫装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 15/00 20060101AFI20221215BHJP

   A01D 46/30 20060101ALI20221215BHJP

【ＦＩ】

B25J15/00 Z

A01D46/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021097714

(22)【出願日】2021-06-11

(71)【出願人】

【識別番号】504300088

【氏名又は名称】国立大学法人北海道国立大学機構

(71)【出願人】

【識別番号】000222978

【氏名又は名称】東洋農機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081271

【弁理士】

【氏名又は名称】吉田 芳春

(72)【発明者】

【氏名】楊 亮亮

(72)【発明者】

【氏名】星野 洋平

(72)【発明者】

【氏名】野村 誠

(72)【発明者】

【氏名】石川 和久

【テーマコード（参考）】

2B075

3C707

【Ｆターム（参考）】

2B075JF05

2B075JF08

3C707AS01

3C707AS22

3C707BS10

3C707CY40

3C707ES05

3C707EU07

3C707EV18

3C707EV21

3C707EW00

3C707EW01

3C707NS26

(57)【要約】      （修正有）

【課題】作業対象物を確実に抱え上げての搬送が可能でかつ作業対象物への圧力印加の低減が可能なロボットハンド及びそのハンドを備えた、つる性作物収穫装置を提供する。
【解決手段】アーム機構に支持された複数のリンク機構と、これら複数のリンク機構にそれぞれ連結され作業対象物を抱え上げる複数の指先部材とを備えるロボットハンドである。各リンク機構は一端がアーム機構の先端部に固定され他端に第１の回動軸が挿設される第１のリンク部材と第２第３第４のリンク部材とを備えている。各指先部材は略中央部が複数のリンク機構の各々の第２の回動軸に軸着され先端に向かって厚さが漸減すように形成され、後端に複数のリンク機構の各々の第４の回動軸が挿設されるように構成されている。第３のリンク部材の基端部が操作されると第４のリンク部材を介して各指先部材を回動させると共に第２のリンク部材が第１の回動軸を中心に回動するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

アーム機構に支持された複数のリンク機構と、該複数のリンク機構にそれぞれ連結され作業対象物を抱え上げる複数の指先部材とを備えるロボットハンドであって、
前記複数のリンク機構の各々は、
一端が前記アーム機構の先端部に固定され、他端に第１の回動軸が挿設される第１のリンク部材と、
一端が前記第１の回動軸に軸着され、他端に第２の回動軸が挿設される第２のリンク部材と、
略中央部が前記第１の回動軸に軸着され、基端部が駆動機構可動部に連結され、先端部に第３の回動軸が挿設される第３のリンク部材と、
一端が前記第３の回動軸に軸着され、他端に第４の回動軸が挿通される挿通穴を有する第４のリンク部材とを備え、
前記複数の指先部材の各々は、略中央部が前記複数のリンク機構の各々の前記第２の回動軸に軸着され、先端に向かって次第に厚さが薄くなるように形成され、後端に前記複数のリンク機構の各々の前記第４の回動軸が挿設されるように構成されており、
前記第３のリンク部材の基端部が前記駆動機構可動部により操作されると、前記第４のリンク部材を介して前記複数の指先部材の各々を回動させると共に、前記第２のリンク部材が前記第１の回動軸を中心に回動するように構成されていることを特徴とするロボットハンド。

【請求項2】

前記複数の指先部材の各々は、基端部と先端部とから構成され、
前記基端部と前記先端部とは、略「ヘ」の字形を形成するように前記第２の回動軸により所定範囲に回動可能に連結され、かつ前記第２の回動軸に前記先端部を開く方向へ回転するように付勢する第１の弾性体が装着されていることを特徴とする請求項１に記載のロボットハンド。

【請求項3】

前記第４のリンク部材の他端の挿通穴は、前記第４の回動軸がスライド可能な円弧状長穴であり、
前記第４のリンク部材の他端に、前記第４の回動軸を前記円弧状長穴に沿って該他端部へ付勢する第２の弾性体が設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のロボットハンド。

【請求項4】

前記指先部材の前記先端部は先端に向かって次第に厚さが薄くなるように形成され、かつ前記先端部には、水平方向の回転軸を有するローラが設けられ、該ローラは外周面が前記先端部の表面から露出するように構成されていることを特徴とする請求項２又は３に記載のロボットハンド。

【請求項5】

前記第２のリンク部材には、前記作業対象物を囲む囲み部材が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のロボットハンド。

【請求項6】

請求項１から５のいずれか１項に記載のロボットハンドと、
前記ロボットハンドを駆動するための駆動機構と、
前記ロボットハンド及び前記駆動機構を３次元空間の所定範囲内で自由に移動させるアーム機構とを備えることを特徴とするつる性作物収穫装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カボチャ（南瓜）、スイカ及びメロンのようなつる性作物の収穫作業を行うためのロボットハンド及びこのロボットハンドを備えたつる性作物収穫装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来のカボチャ等のつる性作物の収穫機械には、つる性作物の果実を粉砕し種子のみを収穫するものがあるが、青果用はない。そのため、青果用として販売されるつる性作物の収穫作業は手作業収穫を行わざるを得ず、機械化が進んでいなかった。

【0003】

このため、重い作物である、例えばカボチャを収穫する際には、圃場の中に点在するカボチャを人間が一つ一つ地面から持ち上げ、拾い集める必要があり、これは、収穫作業者に肉体的負担を強いるものであった。

【0004】

そこで、機械化を進めて作業効率を向上させるべく、青果としての価値を損なうことなしにつる性作物（例えば、カボチャなどの重量作物）の個別収穫を行うことができる収穫ロボットが提案されている（非特許文献１）。この非特許文献１に記載された収穫ロボットは、果実を傷付けずにつかむことができる専用ハンドを装着している。

【0005】

また、スイカ等の重量果菜類の収穫を行うスイカ収穫装置が提案されている（特許文献１）。この特許文献１に記載されたスイカ収穫装置は、３次元空間内をある範囲内で自由に移動できるマニピュレータの先端部に取付けられ、スイカの表面を吸着して保持する複数の吸着パッドを有し、各吸着パッドは、各々弾性体を介してフレームに装着され、また真空源を各々独立して備えている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１０－７０９３６号公報

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】“おも～いカボチャの収穫作業を効率的に、ＡＩ・ドローン・ロボットが連携”、ニュースイッチ、 [ｏｎｌｉｎｅ]、２０１９年５月２９日、日刊工業新聞、「２０２１年４月３０日検索」、インターネット ＜URL：https://newswitch.jp/p/17833＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、非特許文献１に記載の収穫ロボットは、対象の果実と一緒につるを掴んでしまった場合、そのつるを引きちぎれずに動作が停止する可能性があること、及び果実が固く重量がある球形であるため、つるからの引張り力によって果実を取り落としてしまう可能性が高いこと等の問題点を有していた。

【0009】

また、つる性作物の収穫作業を行う際に、圃場に生い茂る植物のつるを完全に除去することは困難であるため、収穫作業を進めるためには、つるに対する対策を行うことが不可欠であった。

【0010】

また、特許文献１に記載のスイカ収穫装置は、各吸着パッド用の真空源が必要であるため、コストが高いという問題点があった。また、カボチャ等のつる性作物の表面に凹凸が存在する場合、吸着パッドと表皮の間から空気漏れが起こり、吸着パッドによる確実な吸着ができないという問題点もあった。

【0011】

従って、本発明の目的は、作業対象物を確実に抱え上げて搬送することができ、かつ作業対象物に印加される圧力負荷を低減することができるロボットハンド及びこのロボットハンドを備えたつる性作物収穫装置を提供することにある。

【0012】

本発明の他の目的は、つる性作物におけるつるの掛かりを外すことができ、つるの掛かりによる作業のやり直しを回避することができるロボットハンド及びこのロボットハンドを備えたつる性作物収穫装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明によれば、アーム機構に支持された複数のリンク機構と、これら複数のリンク機構にそれぞれ連結され作業対象物を抱え上げる複数の指先部材とを備えるロボットハンドが提供される。複数のリンク機構の各々は、一端がアーム機構の先端部に固定され、他端に第１の回動軸が挿設される第１のリンク部材と、一端が第１の回動軸に軸着され、他端に第２の回動軸が挿設される第２のリンク部材と、略中央部が第１の回動軸に軸着され、基端部が駆動機構に連結され、先端部に第３の回動軸が挿設される第３のリンク部材と、一端が第３の回動軸に軸着され、他端に第４の回動軸が挿通される挿通穴を有する第４のリンク部材とを備えている。複数の指先部材の各々は、略中央部が複数のリンク機構の各々の第２の回動軸に軸着され、先端に向かって次第に厚さが薄くなるように形成され、後端に複数のリンク機構の各々の第４の回動軸が挿設されるように構成されている。第３のリンク部材の基端部が駆動機構により操作されると、第４のリンク部材を介して複数の指先部材の各々を回動させると共に、第２のリンク部材が第１の回動軸を中心に回動するように構成されている。

【0014】

このようにロボットハンドは、複数のリンク機構と、複数のリンク機構にそれぞれ連結され作業対象物を抱え上げる複数の指先部材とを備えている。各リンク機構は、各指先部材に連結された４つのリンク部材から構成された４節リンク機構であり、第３のリンク部材の基端部が駆動機構により操作されると、第４のリンク部材を介して指先部材を回動させると共に、第２のリンク部材が第１の回動軸を中心に回動するように構成されている。これにより、作業対象物（例えば、カボチャ等果実）を地面等から確実に抱え上げて搬送することができ、かつ作業対象物に印加される圧力負荷を低減することができる。

【0015】

複数の指先部材の各々は、基端部と先端部とから構成され、基端部と先端部とは、略「ヘ」の字形を形成するように第２の回動軸により所定範囲に回動可能に連結され、かつ第２の回動軸に先端部を開く方向へ回転するように付勢する第１の弾性体が装着されていることが好ましい。これにより、基端部と先端部とからなる「へ」の字の形状を自由角度として閉じる方向（上部方向）へのみ可動するようになり、そのため、作業対象物の底部へ指先（指先部材の先端部）を送り込む際に地面の凹凸を対応しながら、複数のリンク機構を閉めきったときに作業対象物を取り落とさないようにすることができる。

【0016】

第４のリンク部材の他端の挿通穴は、第４の回動軸がスライド可能な円弧状長穴であり、第４のリンク部材の他端に、第４の回動軸を円弧状長穴に沿ってこの他端部へ付勢する第２の弾性体が設けられていることが好ましい。これにより、指先（指先部材の先端部）がつるに引っ掛かり強い力を受けた際、指先のみを下方向に回動可能となり、つるの掛かりを外すことができる。そのため、ロボットハンドのつる引っ掛かりによる作業のやり直しを回避させることができる。また、引っ掛かったつるを外した後、第２の弾性体により指先（指先部材の先端部）を復位させることができる。

【0017】

指先部材の先端部は先端に向かって次第に厚さが薄くなるように形成され、かつ先端部には、水平方向の回転軸を有するローラが設けられ、このローラは外周面が先端部の表面から露出するように構成されていることが好ましい。これにより、指先（指先部材の先端部）がスムーズに作業対象物の底部へ進入することができる。

【0018】

第２のリンク部材には、作業対象物を囲む囲み部材が設けられていることが好ましい。これにより、作業対象物がリンク機構の間からの落下を防止することができる。

【0019】

本発明によれば、つる性作物収穫装置は、上述した本発明のロボットハンドと、このロボットハンドを駆動するための駆動機構と、ロボットハンド及び駆動機構を３次元空間の所定範囲内で自由に移動させるアーム機構とを備える。これにより、カボチャ、スイカ及びメロンのようなつる性作物の収穫作業を行う際に、作業対象物を地面等から確実に抱え上げて搬送することができ、かつ作業対象物に印加される圧力負荷を低減することができる。また、つる性作物のつるの掛かりを外すことができ、つる引っ掛かりによる作業やり直しを回避することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、ロボットハンドを備えたつる性作物収穫装置は、カボチャ、スイカ及びメロンのようなつる性作物の収穫作業を行う際に、ロボットハンドの指先が作業対象物（果実）とつるを一緒に引っ掛けてしまっても自動で引っ掛かったつるを外すことができる。作業対象物を地面等から確実に抱え上げて搬送することができ、かつ作業対象物に印加される圧力負荷を低減することができる。また、つる性作物のつるの掛かりを外すことができるため、つる引っ掛かりによる作業やり直しを回避することができる。さらに、ロボットハンドの指先は柔軟性を確保してあり、凹凸のある地面との接触抵抗を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施形態に係るロボットハンドを備えたつる性作物収穫装置の構成を概略的に示す斜視図である。

【図2】図１中のロボットハンドのリンク機構の構成例を概略的に示す斜視図である。

【図3】図１中のロボットハンドのリンク機構の開放状態と閉鎖状態を示す側面図である。

【図4】図１中のロボットハンドのリンク機構の指先部材の先端部の回動範囲及び第１の弾性体の構成を示す側面図である。

【図5】図１中のロボットハンドのリンク機構の第４のリンク部材の他端に設けられた第２の弾性体の動作状態を示している。

【図6】本発明のロボットハンドを備えたつる性作物収穫装置の動作状態を示す図（その１）である。

【図7】本発明のロボットハンドを備えたつる性作物収穫装置の動作状態を示す図（その２）である。

【図8】本発明のロボットハンドを備えたつる性作物収穫装置の動作状態を示す図（その３）である。

【図9】第４のリンク部材の他の構成例を概略的に示す局部断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明に係るロボットハンド及びこのロボットハンドを備えたつる性作物収穫装置の実施形態を、図を参照して説明する。

【0023】

図１は本発明の一実施形態に係るロボットハンド１００を備えたつる性作物収穫装置１０００を概略的に示しており、図２は図１のロボットハンド１００のリンク機構１００ａの構成を示している。図３はロボットハンド１００のリンク機構１００ａの動作状態を示しており、同図（Ａ）はリンク機構１００ａの開放状態であり、（Ｂ）はンク機構１００ａの閉鎖状態である。図４は指先部材５０及び第２の回動軸Ｓ２に装着される第１の弾性体６０を示しており、図５はリンク機構１００ａの第４のリンク部材４０の他端に設けられた第２の弾性体７０の動作状態を示している。なお、図２から図５では第２のリンク部材２０に設けられている作業対象物Ｐを囲む囲み部材８０を省略した状態を示している。

【0024】

図１に示すように、つる性作物収穫装置１０００は、作業対象物Ｐを地面等から抱え上げるロボットハンド１００と、このロボットハンド１００を駆動するための駆動機構２００と、ロボットハンド１００及び駆動機構２００を３次元空間の所定範囲内で自由に移動させるアーム機構３００とを備えている。ロボットハンド１００は、複数のリンク機構１００ａと、複数のリンク機構１００ａにそれぞれ連結され作業対象物Ｐを地面等から抱え上げる複数の指先部材５０とを備えている。本実施形態においては、駆動機構２００の中心軸Ｃから所定距離だけ離れた円周上に９０度間隔で複数のリンク機構１００ａ及び複数の指先部材５０（図２参照）が配置されている。

【0025】

図１から図５に示すように、リンク機構１００ａ及び指先部材５０は、一端がアーム機構３００の先端部に固定されている第１のリンク部材１０と、第１のリンク部材１０の他端に回動可能に連結されている第２のリンク部材２０と、基端部が駆動機構２００に連結されている第３のリンク部材３０と、一端が第３のリンク部材３０の先端部に回動可能に連結され、他端に挿通穴４１を有する第４のリンク部材４０と、基端部５０ａと先端部５０ｂとから構成される指先部材５０と、第２の回動軸Ｓ２に装着されている第１の弾性体６０と、第４のリンク部材４０の他端に設けられている第２の弾性体７０と、第２のリンク部材２０に設けられている作業対象物Ｐを囲む囲み部材８０と、第１のリンク部材１０の他端に挿設される第１の回動軸Ｓ１と、第２のリンク部材２０の他端に挿設されている第２の回動軸Ｓ２と、第３のリンク部材３０の先端部に挿設されている第３の回動軸Ｓ３と、指先部材５０の基端部５０ａの後端に挿設される第４の回動軸Ｓ４とを備えている。

【0026】

第１のリンク部材１０は、一端がアーム機構３００の先端部に設けられた駆動機構２００に固定されており、他端に第１の回動軸Ｓ１が挿設されており、この第１の回動軸Ｓ１を介して第２のリンク部材２０の一端と連結されると共に、第３のリンク部材３０の中央部とも連結されている。

【0027】

第２のリンク部材２０は、一端が第１の回動軸Ｓ１に軸着され、他端に第１の回動軸Ｓ１に平行する第２の回動軸Ｓ２が挿設されている。この第２のリンク部材２０は、一端が第１のリンク部材１０に対して回動可能に連結されており、他端が指先部材５０に連結されている。なお、第２の回動軸Ｓ２が第１の回動軸Ｓ１に平行することは、限定されるものではない。

【0028】

第３のリンク部材３０は、略中央部が第１の回動軸Ｓ１に軸着され、基端部が連結軸Ｓ０を介して駆動機構２００に連結され、先端部には第１の回動軸Ｓ１に平行する第３の回動軸Ｓ３が挿設されている。この第３のリンク部材３０先端部に、第３の回動軸Ｓ３を介して第４のリンク部材４０の一端が可動可能に連結されている。なお、第３の回動軸Ｓ３が第１の回動軸Ｓ１に平行することは、限定されるものではない。

【0029】

第４のリンク部材４０は、一端が第３の回動軸Ｓ３に軸着され、他端には第１の回動軸Ｓ１に平行する第４の回動軸Ｓ４が挿通される挿通穴４１を有する。この挿通穴４１は、第４の回動軸Ｓ４がスライド可能な円弧状長穴である。この第４のリンク部材４０の他端は第４の回動軸Ｓ４を介して指先部材５０の基端部５０ａの後端と連結されている。また、第４のリンク部材４０の他端には、第２の弾性体７０を格納する弾性体格納部４２が設けられている。なお、第４の回動軸Ｓ４が第１の回動軸Ｓ１に平行することは、限定されるものではない。

【0030】

指先部材５０は、基端部５０ａと先端部５０ｂとから構成されている。基端部５０ａの前端と先端部５０ｂの後端とは、第２の回動軸Ｓ２により回動可能に連結され、基端部５０ａには、先端部５０ｂの回動を所定範囲に規制する回転規制部５２及び５３を有する。また、第２の回動軸Ｓ２に装着されている第１の弾性体６０により先端部５０ｂが開く方向へ回転するように付勢される。これにより、基端部５０ａと先端部５０ｂとは、略「ヘ」の字形を形成するようにされる。また、基端部５０ａの後端に第４の回動軸Ｓ４が挿設され、先端部５０ｂは、先端に向かって次第に厚さが薄くなるように形成され、かつ先端部５０ｂには、水平方向の回転軸Ｓ５を有するローラ５１が設けられている。このローラ５１は外周面が先端部５０ｂの表面（上面及び下面）から露出するように構成されている。

【0031】

第１の弾性体６０は、例えば、ねじりバネである。図４に示すように、この第１の弾性体６０は、第２の回動軸Ｓ２に装着され、指先部材５０の先端部５０ａを開く方向へ回転するように付勢するように構成されている。この構成により、指先部材５０の先端部５０ｂが閉じる方向（上部方向）へ所定角度（図４中の回動範囲）のみ回動することができ、作業対象物Ｐの底部へ指先部材５０の先端部５０ｂを送り込む際に地面の凹凸を対応しながら、複数のリンク機構１００ａを閉めきったときに作業対象物Ｐを取り落とさないようにすることができる。

【0032】

第２の弾性体７０は、例えば、圧縮コイルバネである。この第２の弾性体７０は、第４のリンク部材４０の弾性体収納部４２に設けられ、第４の回動軸Ｓ４を円弧状長穴（挿通穴４１）に沿って第４のリンク部材４０の他端部へ付勢するように構成されている。この構成により、ロボットハンド１００の指先（指先部材５０の先端部５０ｂ）がつるに引っ掛かり強い力を受けた際、指先のみを下方向に可動させ、つるの掛かりを外すことができる（図５参照）。そのため、ロボットハンド１００のつる引っ掛かりによる作業やり直しを減少させることができる。また、引っ掛かったつるを外した後、第２の弾性体７０により指先（指先部材５０の先端部５０ｂ）を復位させることができる。

【0033】

囲み部材８０は、リング状に形成され、第２のリンク部材２０の内側に設けられている。この囲み部材８０を設けることで、作業対象物Ｐを抱え上げる際に、作業対象物Ｐが複数のリンク機構１００ａ及び指先部材５０の間からの落下を防止することができる。

【0034】

上述した本発明のつる性作物収穫装置１０００は、トラクタ等の車両に搭載することで、移動しながら収穫作業を行うことができる。

【0035】

次に、図６から図８を参照しながら、本発明のロボットハンド１００を備えたつる性作物収穫装置１０００の動作を説明する。

【0036】

図６から図８に示すように、つる性作物収穫装置１０００を用いてカボチャ等を収穫する際に、まず、アーム機構３００でロボットハンド１００を作業対象物Ｐの上方に移動させる（図６（Ａ）参照）。この場合、ロボットハンド１００の複数のリンク機構１００ａ及び指先部材５０は拡開状態である。次いで、ロボットハンド１００を作業対象物Ｐの上方から降下させ、指先部材５０の先端部５０ｂを地面に接触させ、さらに先端部５０ｂのみを閉じる方向（上部方向）へ地面と略平行となるように回動させる（図６（Ｂ）参照）。次いで、駆動機構可動部２００ａが駆動機構固定部２００ｂに対して上方へ移動することで、ロボットハンド１００の複数のリンク機構１００ａ及び指先部材５０を中心軸Ｃの方向（中央部）へ収縮を開始する（図７（Ａ）参照）。次いで、複数のリンク機構１００ａ及び指先部材５０を、指先（指先部材５０の先端部５０ｂ）が作業対象物Ｐの下部へ移動するように中心軸Ｃの方向（中央部）へ収縮させる（図７（Ｂ）参照）。次いで、複数の指先（指先部材５０の先端部５０ｂ）を作業対象物Ｐの下部と地面との間に挿入する（図８（Ａ）参照）。そして、アーム機構３００でロボットハンド１００を上昇させ、作業対象物Ｐを持ち上げる（図８（Ｂ）参照）。このようにして、つる性作物（例えば、カボチャなどの重量作物）の個別収穫を行う。

【0037】

以下、本発明のロボットハンド１００を備えたつる性作物収穫装置１０００を用いてカボチャの収穫を行った実験結果を説明する。実験に用いたカボチャの寸法、形状等を表１に示している。

【0038】

【表1】

【0039】

ロボットハンド１００に１本のつるが引っ掛った場合、カボチャの収穫実験結果を表２に示している。表２に示すように、１本のつるが引っ掛った場合、抱え上げの成功確率は９０％である。

【表2】

【0040】

ロボットハンド１００に複数本のつるが引っ掛った場合、カボチャの収穫実験結果を表３に示している。表３に示すように、複数本のつるが引っ掛った場合、抱え上げの成功確率は８５％である。

【表3】

【0041】

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、つる性作物収穫装置１０００は、作業対象物Ｐを抱え上げるロボットハンド１００と、このロボットハンド１００を駆動するための駆動機構２００と、ロボットハンド１００及び駆動機構２００を３次元空間の所定範囲内で自由に移動するアーム機構３００とを備えている。ロボットハンド１００は、作業対象物Ｐを地面等から抱え上げる複数のリンク機構１００ａ及び複数の指先部材５０を備えている。

【0042】

リンク機構１００ａは、一端がアーム機構３００の先端部の駆動機構可動部２００ａに固定されている第１のリンク部材１０と、第１のリンク部材１０の他端に回動可能に連結されている第２のリンク部材２０と、基端部が駆動機構可動部２００ａに連結されている第３のリンク部材３０と、一端が第３のリンク部材３０の先端部に回動可能に連結され、他端に挿通穴４１を有する第４のリンク部材４０とを備えている。指先部材５０は、基端部５０ａと先端部５０ｂとから構成されている。リンク機構１００ａは、さらに、第２の回動軸に装着されている第１の弾性体６０と、第４のリンク部材４０の他端に設けられている第２の弾性体７０と、第２のリンク部材２０に設けられている作業対象物Ｐを囲む囲み部材８０と、第１のリンク部材１０の他端に挿設される第１の回動軸Ｓ１と、第２のリンク部材２０の他端に挿設されている第２の回動軸Ｓ２と、第３のリンク部材３０の先端部に挿設されている第３の回動軸Ｓ３と、指先部材５０の基端部５０ａの後端に挿設される第４の回動軸Ｓ４とを備えている。

【0043】

これにより、カボチャなどの重量作物の収穫作業を機械化、省力化することができると共に、カボチャ、スイカ及びメロンのようなつる性作物の収穫作業を行う際に、作業対象物Ｐを地面等から確実に抱え上げて搬送することができ、かつ作業対象物Ｐに印加される圧力負荷を低減することができる。また、つる性作物のつるの掛かりを外すことができるため、つる引っ掛かりによる作業やり直しを回避することができる。さらに、ロボットハンド１００の指先が柔軟性を確保してあり、凹凸のある地面との接触抵抗を抑えることができる。

【0044】

なお、上述した実施の形態において、ロボットハンド１００は、４つのリンク機構１００ａ及び指先部材５０を有する例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、３つ又は５つ以上のリンク機構及び指先部材を設けるようにしても良く、また、４つのリンク機構は中心軸Ｃに対しらせん方向に傾斜しても良い。

【0045】

また、上述した実施の形態において、指先部材５０は、基端部５０ａと先端部５０ｂとから構成されている例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、指先部材は、１つの部材から構成されるようにしても良い。

【0046】

さらに、上述した実施の形態において、ロボットハンド１００は、作業対象物Ｐとしてつる性作物である例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。つる性作物以外の作業対象物にも本発明を適用することができる。

【0047】

さらにまた、上述した実施の形態において、第２の弾性体７０は第４のリンク部材４０の下端部に設けた例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図９に示すように、第４のリンク部材４０の下端より高い位置に設けても良い。この場合、土やゴミ等が弾性体収納部４２に入り込むことを防止することができる。

【0048】

以上述べた実施形態は本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

【産業上の利用可能性】

【0049】

本発明のロボットハンド及びつる性作物収穫装置は、カボチャ（南瓜）、スイカ及びメロン等のつる性作物の収穫作業を、機械化して労働負担を軽くする目的に利用できる。

【符号の説明】

【0050】

１０ 第１のリンク部材
２０ 第２のリンク部材
３０ 第３のリンク部材
４０、４０Ａ 第４のリンク部材
４１ 挿通穴（円弧状長穴）
４２ 弾性体格納部
５０ 指先部材
５０ａ 基端部
５０ｂ 先端部
５１ ローラ
５２、５３ 回転規制部
６０ 第１の弾性体
７０ 第２の弾性体
８０ 囲み部材
１００ ロボットハンド
１００ａ リンク機構
２００ 駆動機構
２００ａ 駆動機構可動部
２００ｂ 駆動機構固定部
３００ アーム機構
１０００ つる性作物収穫装置
Ｃ 中心軸
Ｐ 作業対象物
Ｓ０ 連結軸
Ｓ１ 第１の回動軸
Ｓ２ 第２の回動軸
Ｓ３ 第３の回動軸
Ｓ４ 第４の回動軸
Ｓ５ 回転軸

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】