特開 2024-139791 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】P2024139791

(43)【公開日】2024-10-10

(54)【発明の名称】収穫装置

(51)【国際特許分類】

   A01D 46/30 20060101AFI20241003BHJP

【ＦＩ】

A01D46/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023050694

(22)【出願日】2023-03-28

(71)【出願人】

【識別番号】523113342

【氏名又は名称】株式会社たねまき

(74)【代理人】

【識別番号】100180758

【弁理士】

【氏名又は名称】荒木 利之

(72)【発明者】

【氏名】小泉 諒治

【テーマコード（参考）】

2B075

【Ｆターム（参考）】

2B075JD08

2B075JD21

2B075JF02

2B075JF05

2B075JF06

2B075JF07

2B075JF09

(57)【要約】

【課題】果実の商品性を担保して収穫する収穫装置を提供する。
【解決手段】収穫装置としてのエンドエフェクタ１は、果実２を保持して、当該果実２を保持した後に房から引き離す方向に移動する保持部と、保持部の果実２を略中心として回転可能に保持された円弧状の刃１７１を有し、果実２から伸びる茎２１を切断する切断部とを有する。また、保持部は、果実２が撮影された画像に基づいて当該果実２の位置を特定するとともに、少なくとも当該果実のヘタが正面とならない方向から果実を保持する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

果実を保持して、当該果実を保持した後に房から引き離す方向に移動する保持部と、
前記保持部の前記果実を略中心として両端が回転可能に保持され、前記両端間を任意の線で結んだ形状の刃を有し、前記果実から伸びる茎を切断する切断部とを有する収穫装置。

【請求項2】

前記保持部は、前記果実が撮影された画像に基づいて前記果実の位置を特定するとともに、少なくとも前記果実のヘタが正面とならない方向から前記果実を保持する請求項１に記載の収穫装置。

【請求項3】

前記切断部は、前記保持部の前記果実を略中心として回転可能に保持されて、前記刃と対向する方向に回転して前記刃による切断前に前記茎を抑える茎抑えをさらに有する請求項１に記載の収穫装置。

【請求項4】

前記切断部は、前記刃と相対位置を保持したまま前記果実を略中心として回転可能な切創ガードをさらに有し、当該相対位置は前記刃の回転方向において前記刃が触れる前に前記切創ガードが触れる位置である請求項１に記載の収穫装置。

【請求項5】

前記保持部は、負圧により前記果実を吸着する吸着パッドであり、当該負圧に対する反力を付与する反力付与パッドを有する請求項１に記載の収穫装置。

【請求項6】

前記画像を撮影するカメラをさらに有する請求項２に記載の収穫装置。

【請求項7】

前記保持部を移動するアームをさらに有する請求項１に記載の収穫装置。

【請求項8】

前記果実のヘタが正面とならない方向は、前記果実を保持できない場合に当該果実を中心とする仮想球面上で予め定めた距離を移動して保持が成功する方向である請求項２に記載の収穫装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、収穫装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の収穫装置として、吸着跡を残さずに果実を収穫するものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

【0003】

この収穫装置は、植物になる複数の対象物の中の１つを引き込む引き込み機構と、引き込んだ前記対象物を収穫する収穫機構とを有し、対象物を、引き込み機構が植物から離間する方向に引き込む工程と、引き込んだ対象物の下方に収穫機構を振動させながら挿入する工程と、挿入した前記収穫機構が対象物を前記植物から切り離す工程とにより、対象物としての果実を収穫する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第６５６９１７７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記した特許文献１の収穫装置によれば、対象物を、引き込み機構が植物から離間する方向に引き込む工程と、引き込んだ対象物の下方に収穫機構を振動させながら挿入する工程と、挿入した前記収穫機構が対象物を前記植物から切り離す工程によって、対象物としての果実に吸着跡を残さずに収穫するものの、引き込み動作により果実を切り離すため、ヘタを有する果実の場合、収穫時にヘタが取れて商品性が損なわれる可能性がある、という問題がある。

【0006】

従って、本発明の目的は、果実の商品性を担保して収穫する収穫装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の収穫装置を提供する。

【0008】

［１］果実を保持して、当該果実を保持した後に房から引き離す方向に移動する保持部と、
前記保持部の前記果実を略中心として両端が回転可能に保持され、前記両端間を任意の線で結んだ形状の刃を有し、前記果実から伸びる茎を切断する切断部とを有する収穫装置。
［２］前記保持部は、前記果実が撮影された画像に基づいて前記果実の位置を特定するとともに、少なくとも前記果実のヘタが正面とならない方向から前記果実を保持する前記［１］に記載の収穫装置。
［３］前記切断部は、前記保持部の前記果実を略中心として回転可能に保持されて、前記刃と対向する方向に回転して前記刃による切断前に前記茎を抑える茎抑えをさらに有する前記［１］に記載の収穫装置。
［４］前記切断部は、前記刃と相対位置を保持したまま前記果実を略中心として回転可能な切創ガードをさらに有し、当該相対位置は前記刃の回転方向において前記刃が触れる前に前記切創ガードが触れる位置である前記［１］に記載の収穫装置。
［５］前記保持部は、負圧により前記果実を吸着する吸着パッドであり、当該負圧に対する反力を付与する反力付与パッドを有する前記［１］に記載の収穫装置。
［６］前記画像を撮影するカメラをさらに有する前記［２］に記載の収穫装置。
［７］前記保持部を移動するアームをさらに有する前記［１］に記載の収穫装置。
［８］前記果実のヘタが正面とならない方向は、前記果実を保持できない場合に当該果実を中心とする仮想球面上で予め定めた距離を移動して保持が成功する方向である前記［２］に記載の収穫装置。

【発明の効果】

【0009】

請求項１に記載された発明によれば、果実の商品性を担保して収穫することができる。
請求項２に記載された発明によれば、果実が撮影された画像に基づいて当該果実の位置を特定するとともに、少なくとも当該果実のヘタが正面とならない方向から果実を保持することができる。
請求項３に記載された発明によれば、保持部の果実を略中心として回転可能に保持される茎抑えをさらに有することで、刃と対向する方向に回転して刃による切断前に前記茎を抑える
請求項４に記載された発明によれば、刃と相対位置を保持したまま果実を略中心として回転可能な切創ガードをさらに有することで、刃の回転方向において刃が触れる前に切創ガードが触れるようにすることができる。
請求項５に記載された発明によれば、吸着パッドにより、負圧により果実を吸着し、反力付与パッドにより、当該負圧に対する反力を付与することができる。
請求項６に記載された発明によれば、カメラにより画像を撮影することができる。
請求項７に記載された発明によれば、アームにより保持部を移動することができる。
請求項８に記載された発明によれば、実を保持できない場合に当該果実を中心とする仮想球面上で予め定めた距離を移動して保持が成功するようにすることで果実のヘタが正面とならない方向から果実を保持することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の実施の形態に係る収穫装置の一例を示す構成図である。

【図2】図２（ａ）～（ｃ）は、エンドエフェクタの構成の一例を示す正面図、側面図及び平面図である。

【図3】図３（ａ）及び（ｂ）は、吸着パッドの構成の一例を示す正面図及び側面図である。

【図4】図４は、エンドエフェクタの構成の一例を示すブロック図である。

【図5】図５（ａ）～（ｃ）は、エンドエフェクタと果実との位置関係を説明するための概略図である。

【図6】図６（ａ）及び（ｂ）は、吸着パッドの吸着動作を説明するための図である。

【図7】図７（ａ）及び（ｂ）は、エンドエフェクタの持ち上げ動作を説明するための図である。

【図8】図８（ａ）及び（ｂ）は、エンドエフェクタの茎切断動作を説明するための図である。

【図9】図９は、収穫装置の収穫動作を説明するためのフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

図１は、本発明の実施の形態に係る収穫装置の一例を示す構成図である。

【0012】

収穫装置１０００は、植物の果実２を茎２０から切り離して収穫するエンドエフェクタ１と、果実２及び茎２０を含む植物を撮影するカメラ１２と、必要に応じて撮影対象に照明光を照射するＬＥＤ１３と、エンドエフェクタ１の位置を移動するロボットアーム１４とを有する。ロボットアーム１４は、５自由度（ｘ、ｙ、ｚ軸の平行移動、ｘ、ｙ軸を中心とした回転）以上の動作が可能であるものが望ましいが、後述するヘタ避け動作が可能であれば５自由度未満でもよく、自由度が限定されるものではない。

【0013】

なお、収穫装置１０００としてエンドエフェクタ１を含むが、カメラ１２と、ＬＥＤ１３と、ロボットアーム１４の一部又は全部も含むように構成してもよいし、エンドエフェクタ１と別に構成してもよく、収穫装置１０００として様々な製品形態が考えられる。例えば、収穫装置１０００をエンドエフェクタ１のみとし、当該収穫装置１０００を利用者が移動するような実施形態も含まれる。また、茎２０に成る果実２は、一例として、ミニトマトを図示しているが、これに限らず様々な形状、大きさの野菜、果物を対象とし、対象の収穫形態に合わせて各部品の大きさ、形状等をカスタマイズ可能なものとする。

【0014】

図２（ａ）～（ｃ）は、エンドエフェクタ１の構成の一例を示す正面図、側面図及び平面図である。

【0015】

エンドエフェクタ１は、果実２を保持するための保持部と、果実２から伸びる茎を切断する切断部とから構成され、保持部は、果実２を負圧で吸着する吸着パッド１５を有し、切断部は、ベルト１７０ｂを介して茎抑え１７０を駆動するモータエンコーダ１６０と、ベルト１７１ｂを介して刃１７１を駆動するモータエンコーダ１６１と、植物の茎２０を抑える茎抑え１７０と、茎２０を切断する刃１７１と、刃１７１とばね１７３を介して接続される切創ガード１７２と、茎抑え１７０、刃１７１、切創ガード１７２を回転可能に支持する軸１７４と、軸１７４の両端を固定する軸受１７５とを有する。なお、軸１７４は、吸着した果実２の中心又は中心付近（略中心）を通るものとし、茎抑え１７０、刃１７１及び切創ガード１７２は果実２を略中心として回転可能に支持されている。

【0016】

茎抑え１７０は、一例として、軸１７４を中心として図２（ｂ）に示す０時の位置を始動位置として待機し、刃１７１及び切創ガード１７２は、軸１７４を中心として６時の位置を始動位置として待機する。また、茎抑え１７０は、茎２０から予め定めた反力を受ける位置まで時計方向に回転して停止し、刃１７１及び切創ガード１７２は、当該茎抑え１７０の位置まで回転して切断するのに十分な力で茎抑え１７０と互いに茎２０を挟み込む。

【0017】

なお、茎抑え１７０、刃１７１及び切創ガード１７２は、果実２の保持位置に関わらず果実２を中心として茎が伸びることから、真円に近い円弧形状を有するのが望ましいが、楕円の半分又は一部を切り取ったような形状であってもよいし、円弧に限らず多角形や折れ線形状であってもよく、果実２の形状、切断する茎２０の伸び方に合わせてその他複雑な形状を有していてもよい。つまり、茎抑え１７０、刃１７１及び切創ガード１７２は、軸１７４を両端として任意の形状の線で結ばれた形状を有するものであってよい。

【0018】

また、茎抑え１７０、刃１７１及び切創ガード１７２は、果実２より大きい径であって、他の果実に干渉しづらい大きさであることが望ましく、ミニトマトの場合は直径が３５～５０ｍｍ程度のものを用いる。

【0019】

茎抑え１７０及び切創ガード１７２は、茎切断動作において変形しない強度を有するプラスチック又はアルミ、ステンレス鋼等の素材を用いることができる。

【0020】

また、刃１７１は、ステンレス鋼を用いるが、茎２１の切断に耐える強度を有し、他の金属やセラミック等の素材を用いることができる。刃１７１は、切断力が刃厚と刃先角度、表面処理によって変化する一方、板厚と刃先角度は切断力と耐久性に反比例するため、カミソリ刃のような薄い刃を定期的に交換できる構造とすることが適当である。

【0021】

また、茎抑え１７０、刃１７１及び切創ガード１７２は、いずれも茎２１からでる液体やアルコールに耐性がある素材、好ましくは錆びない素材を用いるものとする。また、茎抑え１７０と刃１７１とは、茎２１を互いに挟み込むことから対になる形状である必要がある。なお、果実２からヘタが取れないように茎２１を切断できるのであれば茎抑え１７０を省略してもよい。なお、茎抑え１７０を刃に変えて、刃１７１と対の刃によって茎を切断してもよい。また、切断に限らず、剪断により茎を挟み切ってもよい。剪断の場合、金属製の鋭利な刃を採用する必要はなく、鋭利でない断面形状を採用することもできるため、素材として鋭利な形状には採用できない樹脂等を用いることもできる。

【0022】

図３（ａ）及び（ｂ）は、吸着パッド１５の構成の一例を示す正面図及び側面図である。

【0023】

吸着パッド１５は、果実２を吸着して保持する多段ベローズの吸着パッド１５０と、果実２に吸着跡が残ることを防止するために、吸着パッド１５０の吸着力に対する反力を付与する反力付与パッド１５１とを有する。吸着パッド１５０は、果実２を吸着する際にベローズを折りたたんで図３（ｂ）の横方向に収縮する。反力付与パッド１５１は、ばね等により付勢されており、吸着パッド１５０の多段ベローズの収縮量に比例した反力を付与する。

【0024】

なお、吸着パッド１５は、果実２がミニトマトの場合はその収穫時の大きさに合わせて１０～３０ｍｍ程度に設定するが、ミニトマト以外の場合は果実２の大きさに合わせて直径や接触面の形状を変更する。また、吸着パッド１５の材料は、吸着跡防止の観点でゴム、スポンジ等の果実２の表面硬度に対して柔らかい弾性材質を採用できる。また、ベローズ（蛇腹）の段数は任意であり、ベローズの無いものも選択可能である。また、吸着パッド１５の吸着面には、吸着跡防止の観点で溝がない又は溝の面積が小さいことが望ましい。

【0025】

図４は、エンドエフェクタ１の構成の一例を示すブロック図である。

【0026】

エンドエフェクタ１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等から構成され、各部を制御するとともに、各種のプログラムを実行する制御部１０と、フラッシュメモリ等の記憶媒体から構成され情報を記憶する記憶部１１と、カメラ１２と、ＬＥＤ１３と、ロボットアーム１４と、吸着パッド１５と、茎抑え１７０、刃１７１、切創ガード１７２を動作させるためのモータエンコーダ１６とを有する。

【0027】

制御部１０は、後述する収穫プログラム１１０を実行することで、カメラ制御手段１００、ＬＥＤ制御手段１０１、画像認識手段１０２、ロボットアーム制御手段１０３、吸着パッド制御手段１０４、モータエンコーダ制御手段１０５として機能する。

【0028】

カメラ制御手段１００は、カメラ１２の動作制御及びカメラ１２から出力される映像信号を受信して処理することで映像情報とする。

【0029】

ＬＥＤ制御手段１０１は、カメラ１２の撮影状況に関する情報（測光結果、焦点距離、絞り等）を受信し、撮影状況に応じてＬＥＤ１３の光量調整や照射方向調整等の動作制御を行う。

【0030】

画像認識手段１０２は、カメラ制御手段１００の処理結果としての映像情報から予め用意された画像認識用情報１１１に基づいて果実２を認識し、位置情報として果実２の３次元座標を取得する。また、画像認識手段１０２は、果実２のヘタ２２及び／又はヘタ２２から伸びる茎２１、２０の位置及び長さ等を認識する。

【0031】

ロボットアーム制御手段１０３は、画像認識手段１０２が取得した座標に基づいてロボットアーム１４の動作を制御し、エンドエフェクタ１の吸着パッド１５が果実２を吸着できる位置まで移動させる。また、ロボットアーム制御手段１０３は、果実２のヘタ及び／又はヘタから伸びる茎が吸着パッド１５の正面とならないよう果実２を中心とした仮想球面の表面に沿った方向（円周方向）にエンドエフェクタ１の位置を移動させる。

【0032】

吸着パッド制御手段１０４は、吸着パッド１５に接続されたポンプ（図示せず）及び後述する反力付与パッド１５１の動作を制御し、果実２を吸着して保持する。

【0033】

モータエンコーダ制御手段１０５は、モータエンコーダ１６の動作を制御し、茎抑え１７０、刃１７１、切創ガード１７２の動作を制御して果実２を茎２０から切り離す。なお、モータエンコーダ１６は、後述する茎切断動作において、茎抑え１７０が茎２１にあたった時の反力を元に停止、停止した位置まで刃１７１を押し当てて、茎２１を切断することから正確な位置・出力制御とセンシング性が求められるために採用される。また、茎以外に当たってしまった場合には、刃の押し当て動作を行わないようにするために、茎から得られる反力の特性等を認識情報として予め用意しておき、当該認識情報と比較して、茎と認識された場合にのみ刃の押し当て動作を実行するようにしても良い。なお、モータエンコーダ１６以外に、空気圧、油圧により位置制御する機構が考えられるが、正確な位置制御を小型に実装することは技術難易度が高く、コストが高くなる可能性がある。

【0034】

記憶部１１は、制御部１０を上記各手段１００～１０５として動作させるための収穫プログラム１１０、画像認識用情報１１１を格納する。画像認識用情報１１１は、果実２を認識するための画像処理アルゴリズム情報でもよいし、画像認識の機械学習結果情報であってもよい。

【0035】

（収穫装置の動作）
次に、本実施の形態の作用を、（１）果実保持動作、（２）持ち上げ動作、（３）茎切断動作に分けて説明する。図９は、収穫装置の収穫動作を説明するためのフローチャートである。

【0036】

（１）果実保持動作
図５（ａ）～（ｃ）は、エンドエフェクタ１と果実２との位置関係を説明するための概略図である。

【0037】

まず、エンドエフェクタ１の制御部１０のカメラ制御手段１００は、カメラ１２を制御して果実２及び茎２０、２１を撮影する。カメラ１２は撮影情報を出力し、カメラ制御手段１００はカメラ１２から撮影情報を取得する（Ｓ１）。

【0038】

次に、エンドエフェクタ１の制御部１０の画像認識手段１０２は、果実２を認識し、座標を特定する（Ｓ２）。また、果実２が複数特定される場合、より上方、手前方向にあるもの、周辺の障害物との距離等の条件に基づいて複数のうち１つの果実２をターゲットとする。なお、果実２の特定方法としては、カメラやセンサーによる深度、色情報の取得および、画像処理、機械学習等の技術を用いることができる。

【0039】

次に、画像認識手段１０２は、果実２のヘタ２２が吸着パッド１５に対して正面にあるかどうかを確認し（Ｓ３）、正面にある場合（Ｓ３；Ｙｅｓ）、果実２を中心に果実２と吸着パッド１５との距離を半径とした仮想球面の表面方向（円周）方向に移動する（Ｓ４）。ここで、「正面」とは、文字通りの真正面だけでなく、後述する果実２の吸着動作において、ヘタ２２が吸着の妨げとなり吸着が失敗する可能性の高い範囲であり、又は茎切断動作において茎２１が切断範囲に入らない範囲である。なお、正面でない範囲について、画像認識において学習するようにしてもよい。ただし、ヘタ２２の形状には個体差があるため、上記した円周方向への移動を伴うトライアンドエラーがヘタ２２の形状に左右されずに吸着を成功させる好適な方法である。

【0040】

画像認識手段１０２は、図５（ａ）に示すように、ヘタ２２がエンドエフェクタ１（吸着パッド１５）の正面にあると判断される場合（Ｓ３；Ｙｅｓ）、果実２の中心を中心として果実２と吸着パッド１５との距離を半径とした仮想球体の表面（円周）方向に移動する。移動した後、画像認識手段１０２は、図５（ｂ）に示すように、ヘタ２２が依然として正面にあると判断される場合（Ｓ３；Ｙｅｓ）、図５（ｃ）に示すように、さらに果実２の中心を中心として円周方向に移動する。なお、円周の属する平面の選択方法としては、例えば、重力方向と果実２のヘタ２２の向きとの傾向から学習して選択するようにしてもよいし、果実２の種類ごとに最適化された予め定めた平面を選択してもよい。また、ヘタ２２が正面にあると判断する際のエンドエフェクタ１と果実２との距離は周辺の障害物までの距離、カメラやセンサーの性能等によって決定する。

【0041】

図６（ａ）及び（ｂ）は、吸着パッド１５の吸着動作を説明するための図である。

【0042】

次に、吸着パッド制御手段１０４は、ヘタが正面でなくなると（Ｓ３；Ｎｏ）、吸着パッド１５を制御して果実２を吸着する（Ｓ５）。図６（ａ）に示すように、吸着パッド１５は多段ベローズが伸びた状態で果実２に接触し、吸着パッド１５に接続されたポンプ（図示せず）の動作を制御して、図６（ｂ）に示すように、多段ベローズを収縮させて果実２を吸着する。

【0043】

吸着パッド制御手段１０４は、ポンプのラインに接続された圧力センサ（図示せず）が検知する負圧に基づいて吸着が成功したかどうかを判断し（Ｓ６）、吸着が成功した場合（Ｓ６；Ｙｅｓ）、ロボットアーム制御手段１０３がロボットアーム１４を制御し、エンドエフェクタ１の位置を移動して、次に説明する持ち上げ動作を実行する（Ｓ７）。吸着に失敗した場合（Ｓ６；Ｎｏ）、ヘタ避け動作を改めて行う（Ｓ３～Ｓ６）。

【0044】

（２）持ち上げ動作
図７（ａ）及び（ｂ）は、エンドエフェクタ１の持ち上げ動作を説明するための図である。

【0045】

エンドエフェクタ１は、図７（ａ）に示すように果実２の吸着に成功した場合（Ｓ６；Ｙｅｓ）、一般的に果実２、茎２０、茎２１が重力方向に垂れ下がっている傾向があるため、複数の果実２の房から１つの果実２を引き離す方向として、房から遠ざかるとともに、重力の逆となる方向（図中矢印方向）に果実２を持ち上げ、図７（ｂ）に示す状態とする。図７（ｂ）の状態において、果実２は他の果実から引き離されて後述する茎切断動作において他の果実や他の茎２０、２１に対して茎抑え１７０、刃１７１及び切創ガード１７２等が干渉しづらくなる。

【0046】

なお、エンドエフェクタ１は、茎切断動作における干渉防止とともに、ヘタ２２が取れないように、果実２を房から引き離し過ぎずに、持ち上げ動作を行う必要がある。ヘタ２２が取れることを防ぐため、エンドエフェクタ１の画像認識手段１０２は、果実２と茎２０との相対距離から茎２１の長さを推定し、ロボットアーム制御手段１０３は、当該長さに応じて設定された距離で持ち上げ動作を行う。なお、茎２１の長さを直接認識してもよい。また、収穫する果実２の茎２１の長さが予めわかっている場合は固定値（房から遠ざかる方向に２０～５０ｍｍ、重力の逆となる方向に２０～５０mm）を用いてもよい。

【0047】

（３）茎切断動作
図８（ａ）及び（ｂ）は、エンドエフェクタ１の茎切断動作を説明するための図である。

【0048】

次に、モータエンコーダ制御手段１０５は、図８（ａ）に示すように、茎２１の切断前にモータエンコーダ１６０を制御して、ベルト１７０ｂを介して茎２１に当たるまで茎抑え１７０を回転させる（Ｓ８）。この際、茎抑え１７０を高速で勢いよく回転させて茎２１に当てることでヘタ２２が取れてしまうことを防ぐため、茎抑え１７０のうち茎２１に接触する範囲に弾性体（スポンジ、バネ等）を設けてもよい。また、弾性体を設ける代わりに駆動するベルト１７０ｂに弾性のあるものを採用してもよいし、駆動機構に衝撃を吸収するバネ等を設けるようにしてもよい。なお、モータエンコーダ１６０からの接触検知が早く、茎２１に大きな力をかけることなく茎抑え１７０を静止させることができる場合や、接触検知に対して十分ゆっくりと茎２１に接触させる場合等は、弾性体は省略してもよい。

【0049】

次に、モータエンコーダ制御手段１０５は、図８（ｂ）に示すように、モータエンコーダ１６１を制御してベルト１７１ｂを介して刃１７１を回転させて茎２１を切断する（Ｓ９）。この際、切創ガード１７２が先に茎２１に当たるが、当たるまでは切創ガード１７２と刃１７１との相対位置がばね１７３によって保持され、当たった後、刃１７１がばね１７３の反力を超えた力で駆動されることで切創ガード１７２の回転角度を超えて回転することで茎２１を切断する。なお、ばね１７３の反力としては、茎２１を切断する力の６～８割程度とすることが望ましい。

【0050】

茎２１の切断後、モータエンコーダ制御手段１０５は、モータエンコーダ１６０及び１６１を制御してベルト１７０ｂ、１７１ｂを介して茎抑え１７０と刃１７１及び切創ガード１７２を初期位置まで回転させる（Ｓ１０）。

【0051】

次に、ロボットアーム制御手段１０３は、ロボットアーム１４を制御し、エンドエフェクタ１の位置を移動して、果実２を回収箱まで移動する（Ｓ１１）。

【0052】

次に、吸着パッド制御手段１０４は、吸着パッド１５の吸着を解除して果実２を回収箱へ入れる（Ｓ１２）。

【0053】

（実施の形態の効果）
上記した実施の形態によれば、ヘタ２２を避けて果実２を保持し、持ち上げ動作により果実２を房から引き離し、円弧状の茎抑え１７０及び刃１７１により茎２１を切断するようにしたため、果実２が密集している場合も収穫可能とするとともに、ヘタ２２が取れることを防止し、ヘタ２２を残して果実２の商品性を担保して収穫することができる。

【0054】

また、吸着パッド１５に反力付与パッド１５１を設けることで果実２の表面に吸着力が集中することを避けられ、果実２に吸着跡が残ることを防止することができる。

【0055】

また、切創ガード１７２を設けたため、果実２が密集している場合に刃１７１が収穫対象でない果実２に接触することを防止するため、収穫対象以外の果実２の商品性をも担保して収穫することができる。

【0056】

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内において種々に変形実施が可能である。

【0057】

茎抑え１７０、刃１７１、切創ガード１７２の駆動方法は、これらを回転制御できるものであればベルト１７０ｂ、１７１ｂに限られずギアやリンク機構を用いてもよいし、他の方法を用いてもよい。また、刃１７１、切創ガード１７２はばね１７３を介して保持されず、上記で説明した動作が行えれば、それぞれを独立したモータエンコーダを用いて駆動してもよい。

【符号の説明】

【0058】

１ ：エンドエフェクタ
２ ：果実
１０ ：制御部
１１ ：記憶部
１２ ：カメラ
１３ ：ＬＥＤ
１４ ：ロボットアーム
１５ ：吸着パッド
１６ ：モータエンコーダ
２０ ：茎
２１ ：茎
２２ ：ヘタ
１００ ：カメラ制御手段
１０１ ：ＬＥＤ制御手段
１０２ ：画像認識手段
１０３ ：ロボットアーム制御手段
１０４ ：吸着パッド制御手段
１０５ ：モータエンコーダ制御手段
１１０ ：収穫プログラム
１１１ ：画像認識用情報
１５０ ：吸着パッド
１５１ ：反力付与パッド
１６０ ：モータエンコーダ
１６１ ：モータエンコーダ
１７０ｂ ：ベルト
１７１ ：刃
１７１ｂ ：ベルト
１７２ ：切創ガード
１７３ ：ばね
１７４ ：軸
１７５ ：軸受
１０００ ：収穫装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】