特開 2023-23559 収穫装置及びその計量・排出機構

(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】P2023023559

(43)【公開日】2023-02-16

(54)【発明の名称】収穫装置及びその計量・排出機構

(51)【国際特許分類】

   G01G 17/00 20060101AFI20230209BHJP

   A01D 46/30 20060101ALI20230209BHJP

【ＦＩ】

G01G17/00 C

A01D46/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021129179

(22)【出願日】2021-08-05

(71)【出願人】

【識別番号】520470752

【氏名又は名称】ＡＧＲＩＳＴ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100177220

【弁理士】

【氏名又は名称】小木 智彦

(72)【発明者】

【氏名】齋藤 潤一

(72)【発明者】

【氏名】斉藤 高史

【テーマコード（参考）】

2B075

【Ｆターム（参考）】

2B075JF10

(57)【要約】

【課題】農作物用の吊り下げ式の収穫装置において、駆動装置の追加なしに、計量・排出機構の実装を可能とする。
【解決手段】農作物用の吊り下げ式の収穫装置が、本体部と、当該本体部に対して垂直方向に昇降するアームと、当該アームを駆動するアーム昇降機構と、前記本体部の下方に設けられた収容部３２と、当該収容部３２の底面の排出口を開閉するカバー３４とを備えており、前記アームの下降に連動して、前記収容部３２に収容された内容物の質量の計量に必要な負荷をロードセル５０Ａで検出し、負荷の検出終了後、前記アームの更なる下降に連動して、前記カバー３４を開いて前記収容部３２に収容された内容物を排出する連動手段と、前記アーム昇降機構を制御し、前記連動手段によって検出された負荷から内容物の質量を計量する制御部と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

農作物用の吊り下げ式の収穫装置の計量・排出機構であって、
前記収穫装置が、本体部と、当該本体部に対して垂直方向に昇降するアームと、当該アームを駆動するアーム昇降機構と、前記本体部の下方に設けられた収容部と、当該収容部の底面の排出口を開閉するカバーとを備えており、
前記アームの下降に連動して、前記収容部に収容された内容物の質量の計量に必要な負荷を検出し、負荷の検出終了後、前記アームの更なる下降に連動して、前記カバーを開いて前記収容部に収容された内容物を排出する連動手段と、
前記アーム昇降機構を制御し、前記連動手段によって検出された負荷から内容物の質量を計量する制御部と、
を備えることを特徴とする農作物用の吊り下げ式の収穫装置の計量・排出機構。

【請求項2】

前記連動手段が、
前記本体部に固定されたブラケットと、
前記ブラケットに設けられた第１の支点と、
前記第１の支点を介して、前記ブラケットに対して回動可能に連結されたレバーと、
前記レバーの先端に設けられており、前記収容部を回動可能に吊り上げる第２の支点と、
前記カバーに一端側が接続されたフラップと、
前記フラップの他端側に設けられており、垂直方向に長いおむすび穴と、
前記フラップのおむすび穴近傍に設けられており、前記収容部と前記フラップを回動可能に連結する第３の支点と、
前記ブラケットの先端に設けられており、前記おむすび穴に沿って移動可能であって、前記フラップの移動を制限する第１の突起と、
前記収容部に設けられており、前記フラップの回動を制限するフラップ回動制限部と、
前記レバーの後端に、当該レバーの長手方向に延設された延設部材に設けられており、当該延設部材の上面に、所定の間隔で設けられた同一の高さを有する、前記延設部材の後端側の第２の突起及び前記レバーの後端側の第３の突起と、
前記アーム昇降機構によって垂直方向に移動する垂直移動部材と、
前記垂直移動部材の底面に設けられており、前記延設部材の第２の突起と接触するロードセルと、
前記垂直移動部材の底面に設けられており、前記ロードセルよりも短く設定され、前記第３の突起と接触する第４の突起と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の農作物用の吊り下げ式の収穫装置の計量・排出機構。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の計量・排出機構を備えることを特徴とする農作物用の吊り下げ式の収穫装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、農作物等を収穫する収穫装置及びその計量・排出機構に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、植物工場にてロボットが農作物を取得することが知られている。例えば、ワイヤー等に吊り下げ、高さ方向に成長した農作物を収穫できるロボットも知られている（非特許文献１）。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0003】

【非特許文献1】インターネット＜https://agrist.co/＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

吊り下げ式の収穫装置では、装置に備え付けの収穫ボックスにおいて、満杯時には排出する機構は必須である。また、装置稼動の成果は、実際に収穫物を計量する必要があるが、これも人の手を借りずに装置が行うのが好ましい。

【0005】

しかしながら、計量・排出機構をそれぞれモータ等で駆動することは、制御対象の増加や装置の重量・価格の増加につながり、商品力を落としてしまうという課題がある。

【0006】

そこで、本発明は、装置に備わっている可動機構を計量・排出機構の動力源として利用することで、駆動装置の追加なしに、吊り下げ式の収穫装置に、計量・排出機構の実装を可能とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

第１の発明は、農作物用の吊り下げ式の収穫装置の計量・排出機構であって、前記収穫装置が、本体部と、当該本体部に対して垂直方向に昇降するアームと、当該アームを駆動するアーム昇降機構と、前記本体部の下方に設けられた収容部と、当該収容部の底面の排出口を開閉するカバーとを備えており、前記アームの下降に連動して、前記収容部に収容された内容物の質量の計量に必要な負荷を検出し、負荷の検出終了後、前記アームの更なる下降に連動して、前記カバーを開いて前記収容部に収容された内容物を排出する連動手段と、前記アーム昇降機構を制御し、前記連動手段によって検出された負荷から内容物の質量を計量する制御部と、を備えることを特徴とする農作物用の吊り下げ式の収穫装置の計量・排出機構を提供する。

【0008】

第１の発明によれば、収穫装置に備わっているアーム昇降機構を計量・排出機構の動力源として利用することで、駆動装置の追加なしに、収穫装置に計量・排出機構を実装することができる。

【0009】

第２の発明は、前記第１の発明において、前記連動手段が、前記本体部に固定されたブラケットと、前記ブラケットに設けられた第１の支点と、前記第１の支点を介して、前記ブラケットに対して回動可能に連結されたレバーと、前記レバーの先端に設けられており、前記収容部を回動可能に吊り上げる第２の支点と、前記カバーに一端側が接続されたフラップと、前記フラップの他端側に設けられており、垂直方向に長いおむすび穴と、前記フラップのおむすび穴近傍に設けられており、前記収容部と前記フラップを回動可能に連結する第３の支点と、前記ブラケットの先端に設けられており、前記おむすび穴に沿って移動可能であって、前記フラップの移動を制限する第１の突起と、前記収容部に設けられており、前記フラップの回動を制限するフラップ回動制限部と、前記レバーの後端に、当該レバーの長手方向に延設された延設部材に設けられており、当該延設部材の上面に、所定の間隔で設けられた同一の高さを有する、前記延設部材の後端側の第２の突起及び前記レバーの後端側の第３の突起と、前記アーム昇降機構によって垂直方向に移動する垂直移動部材と、前記垂直移動部材の底面に設けられており、前記延設部材の第２の突起と接触するロードセルと、前記垂直移動部材の底面に設けられており、前記ロードセルよりも短く設定され、前記第３の突起と接触する第４の突起と、を備えることを特徴とする農作物用の吊り下げ式の収穫装置の計量・排出機構を提供する。

【0010】

第３の発明は、前記第１又は第２の発明に記載の計量・排出機構を備えることを特徴とする農作物用の吊り下げ式の収穫装置を提供する。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、農作物用の吊り下げ式の収穫装置の計量・排出機構であって、前記収穫装置が、本体部と、当該本体部に対して垂直方向に昇降するアームと、当該アームを駆動するアーム昇降機構と、前記本体部の下方に設けられた収容部と、当該収容部の底面の排出口を開閉するカバーとを備えており、前記アームの下降に連動して、前記収容部に収容された内容物の質量の計量に必要な負荷を検出し、負荷の検出終了後、前記アームの更なる下降に連動して、前記カバーを開いて前記収容部に収容された内容物を排出する連動手段と、前記アーム昇降機構を制御し、前記連動手段によって検出された負荷から内容物の質量を計量する制御部と、を備える。

【0012】

このため、収穫装置に備わっているアーム昇降機構を計量・排出機構の動力源として利用することで、駆動装置の追加なしに、収穫装置に計量・排出機構を実装することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の一実施形態による計量・排出機構を備えた農作物収穫装置の一例を示す図である。

【図2】前記実施形態の計量・排出機構の通常時の状態を示す側面図である。

【図3】前記計量・排出機構の計量終了後の状態を示す側面図である。

【図4】前記計量・排出機構の計量後から排出時への移行状態を示す側面図である。

【図5】前記計量・排出機構の排出時の状態を示す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明は、以下、本発明を実施するための好適な形態について図を参照しながら説明する。なお、これはあくまでも一例であって、本発明の技術的範囲はこれに限られるものではない。

【0015】

＜吊り下げ式の収穫装置の構成＞・・・図１は、本実施形態の計量・排出機構を備えた吊り下げ式の農作物の収穫装置の一例を示す図である。収穫装置１０は、所定方向に沿って植えられた農作物Ｃの収穫物Ｆを取得する。ここで、畑は、農作物Ｃが一定の間隔で、所定方向に沿って植えられた条Ｓが、所定間隔で複数列設けられている。また、収穫装置１０は、農作物のうち、特に、地表より上方に延び、地表より上に収穫物を付ける、例えば、ピーマン、トマト、ミカン、イチゴ、ナス、キュウリ等の野菜や果物の取得に用いられる。このような収穫装置１０は、農作物Ｃよりも高い位置に設けられたワイヤＷに吊り下げられる。

【0016】

ワイヤＷは、地表から立設する支柱や、ビニールハウスの構造体やこの構造体に取り付けられた部材に支持され、農作物の収穫物より高い位置に配置され、条Ｓが延びる所定方向に沿って延びている。収穫装置１０は、ワイヤＷに吊り下げられており、本体部３０と、本体部３０の少なくとも一部を覆うカバー３１を備えている。

【0017】

収穫装置１０は、本体部３０内に設けられた図示しない垂直部材と、吊り下げ部１４と、ワイヤＷに係合する係合部１６と、アーム２０と、本体カバー３０の下方に設けられた収容部３２と、収容部３２の底面の排出口を覆うカバー３４（図２参照）と、アーム２０の先端に設けられた取得部７０と、を備える。前記アーム２０は、本体カバー３０の正面に垂直方向に設けられた溝３０Ａに沿って昇降可能となっている。後述する昇降部材５０は、前記アーム２０に直接または間接的に取り付けられ、アーム２０の昇降に連動して昇降する。

【0018】

また、収穫装置１０は、本体カバー３０の内部に、前記アーム２０を昇降させるためのアーム昇降機構６２と、制御部６０を備えている。前記連動手段は、前記アーム２０の下降に連動して、前記収容部３２に収容された内容物の質量の計量に必要な負荷を検出し、負荷の検出終了後、前記アーム２０の更なる下降に連動して、前記カバー３４を開いて前記収容部３２に収容された内容物を排出するものである。

【0019】

前記制御部６０は、前記アーム昇降機構６２の駆動を制御し、前記連動手段によって検出された負荷から内容物の質量を計量する。

【0020】

前記アーム昇降機構６２は、モータなどの動力源を含む。このほか、収穫装置１０は、当該収穫装置１０を駆動するための電源となるバッテリを備える。

【0021】

＜計量・排出機構の構成＞・・・次に、図２を参照して、本実施形態の計量・排出機構の構成を説明する。図２には、前記実施形態の計量・排出機構の通常時の状態を示す側面図が示されている。上述した連動手段は、前記本体部３０に固定されたブラケット４０を備える。当該ブラケット４０は、前記本体部３０に固定される側の水平部と、当該水平部の端部から、斜め下方に延長した延長部を有する。そして、前記水平部と延長部の境目部分に、第１の支点４０Ａが設けられている。

【0022】

また、前記連動手段は、前記第１の支点４０Ａを介して、前記ブラケット４０に対して回動可能に連結されたレバー４２を含む。レバー４２は、図２に示す状態では、水平方向に配置されている。また、前記レバー４２の先端には、略Ｖ字状の溝４３が形成されており、該溝４３の底部に、前記収容部３２を回動可能に吊り上げる第２の支点４４が設けられている。前記第２の支点４４の位置は、図２の例では、収容部３２の上面の中央付近となっている。

【0023】

また、前記連動手段は、前記カバー３４に一端側が接続されたフラップ４６を備えている。該フラップ４６は、図２の例では、収容部３２の高さの真ん中よりも若干上方に、水平状態に配置されている。前記フラップ４６の他端側には、垂直方向に長いおむすび穴４８（上方よりも下方がやや径が大きい穴）が設けられており、前記おむすび穴４８の近傍には、前記収容部３２と前記フラップ４６を回動可能に連結する第３の支点３２Ａが設けられている。

【0024】

更に、前記連動手段は、前記ブラケット４０の延長部の先端に設けられており、前記おむすび穴４８に沿って移動可能であって、前記フラップ４６の移動を制限する第１の突起４０Ｂと、前記収容部３２に設けられており、前記フラップ４６の回動を制限するフラップ回動制限部３２Ｂ（図５参照）を備えている。

【0025】

また、前記連動手段は、前記レバー４２の後端に、当該レバー４２の長手方向に延設された延設部材を備えており、当該延設部材の上面に、所定の間隔で設けられた同一の高さを有する第２の突起４２Ａ（後端側）及び第３の突起４２Ｂ（レバー４２側）を備えている。

【0026】

更に、前記連動手段は、前記アーム昇降機構６０によって垂直方向に移動する垂直移動部材５０と、当該垂直移動部材５０の底面に設けられており、前記延設部材の後端側の第２の突起４２Ａと接触するロードセル５０Ａと、前記垂直移動部材５０の底面に設けられており、前記ロードセル５０Ａよりも短く設定され、前記第３の突起４２Ｂと接触する第４の突起５０Ｂと、を備える。前記垂直移動部材５０は、前記アーム２０に直接または間接的に固定されており、アーム２０の昇降に連動して昇降する。

【0027】

＜作用＞・・・次に、図２～図５を参照して、本実施形態による収穫物の計量・排出機構について説明する。図２は、本実施形態の計量・排出機構の通常時の状態を示す側面図、図３は、前記計量・排出機構の計量終了後の状態を示す側面図、図４は、前記計量・排出機構の計量後から排出時への移行状態を示す側面図、図５は、前記計量・排出機構の排出時の状態を示す側面図である。

【0028】

(1)通常時・・・まず、図２に示すように、通常状態では、フラップ４６のおむすび穴４８の上方に、ブラケット４０の延長部の先端の第１の突起４０Ｂが嵌っており、フラップ４６の移動が制限されている。また、フラップ４６は、フラップ回転制限部３２Ｂによって、回動が制限されている。

【0029】

(2)計量から計量終了時・・・次に、計量時は、収容部３２とフラップ４６の自重により、レバー４２は、時計回りに回転するものの、おむすび穴４８と第１の突起４０Ｂの係合により、図２の位置で支えられている。

【0030】

次に、垂直移動部材５０が垂直に下降すると、まず、ロードセル５０Ａが第２の突起４２Ａと接触し、更に垂直移動部材５０が下降すると、レバー４２が、収容部３２とフラップ４６を持ち上げ、図３に示すように、おむすび穴４８と第１の突起４０Ｂの拘束が外れる。このとき、ロードセル５０Ａへの負荷を、収容部３２＋フラップ４６＋内容物（例えば、収穫物）の質量として、制御部６０が計量する。

【0031】

(3)排出時・・・引き続き、垂直移動部材５０を下降すると、レバー４２の傾き角度が大きくなってゆき、第３の突起４２Ｂが、垂直移動部材５０の第４の突起５０Ｂと接触する。更に垂直移動部材５０を下降させると、ロードセル５０Ａと第２の突起４２Ａの接触はなくなり、ロードセル５０Ａへの負荷はなくなる。

【0032】

そして、更に垂直移動部材５０を下降させると、レバー４２により、収容部３２とフラップ４６が上に持ち上げられてゆき、図４に示すように、第１の突起４０Ｂがおむすび穴４８の底面と接触する。

【0033】

更に垂直移動部材５０を下降させると、第１の突起４０Ｂがおむすび穴４８を押し下げることで、図５に示すように、フラップ４６が、第３の支点３２Ａを中心に回転してカバー３４を開き、収容部３２の底面の排出口から、収容部３２の内容物を排出する。

【0034】

＜効果＞・・・農作物用の吊り下げ式の収穫装置１０は、本体部３０と、当該本体部３０に対して垂直方向に昇降するアーム２０と、当該アーム２０を駆動するアーム昇降機構６２と、前記本体部３０の下方に設けられた収容部３２と、当該収容部３２の底面の排出口を開閉するカバー３４とを備えており、前記アーム２０の下降に連動して、前記収容部３２に収容された内容物の質量の計量に必要な負荷をロードセル５０Ａで検出し、負荷の検出終了後、前記アーム２０の更なる下降に連動して、前記カバー３４を開いて前記収容部３２に収容された内容物を排出する連動手段と、前記アーム昇降機構６２を制御し、前記連動手段によって検出された負荷から内容物の質量を計量する制御部６０と、を備える。

【0035】

このため、収穫装置１０に備わっているアーム昇降機構６２を計量・排出機構の動力源として利用することで、駆動装置の追加なしに、収穫装置１０に計量・排出機構の実装が可能となる。

【0036】

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限るものではない。また、本発明の実施形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施形態に記載されたものに限定されるものではない。

【産業上の利用可能性】

【0037】

本発明によれば、農作物用の吊り下げ式の収穫装置が、本体部と、当該本体部に対して垂直方向に昇降するアームと、当該アームを駆動するアーム昇降機構と、前記本体部の下方に設けられた収容部と、当該収容部の底面の排出口を開閉するカバーとを備えており、前記アームの下降に連動して、前記収容部に収容された内容物の質量の計量に必要な負荷を検出し、負荷の検出終了後、前記アームの更なる下降に連動して、前記カバーを開いて前記収容部に収容された内容物を排出する連動手段と、前記アーム昇降機構を制御し、前記連動手段によって検出された負荷から内容物の質量を計量する制御部と、を備える。

【0038】

これにより、アーム昇降機構を計量・排出機構の動力源として利用することで、駆動装置の追加なしに、計量・排出機構の実装を可能とすることができるため、吊り下げ式の収穫装置の用途の好適である。

【符号の説明】

【0039】

１：農作物収穫システム
１０：収穫装置
１４：吊り下げ部
１６：係合部
２０：アーム
３０：本体部
３０Ａ：溝
３１：本体部カバー
３２：収容部
３２Ａ：第３の支点
３２Ｂ：フラップ回転制限部
３４：収容部排出口カバー
４０：ブラケット
４０Ａ：第１の支点
４０Ｂ：第１の突起
４２：レバー
４２Ａ：第２の突起
４２Ｂ：第３の突起
４３：溝
４４：第２の支点
４６：フラップ
４８：おむすび穴
５０：垂直移動部材
５０Ａ：ロードセル
５０Ｂ：第４の突起
６０：制御部
６２：アーム昇降機構
７０：取得部
Ｃ：農作物
Ｆ：収穫物
Ｓ：条
Ｗ：ワイヤ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】