ホーム > 特許ランキング > 国立大学法人宇都宮大学
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
▶ 国立大学法人宇都宮大学の特許一覧 ▶ カゴメ株式会社の特許一覧
(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】P2025101005
(43)【公開日】2025-07-07
(54)【発明の名称】エンドエフェクタ、収穫ロボットおよび収穫方法
(51)【国際特許分類】
A01D 46/24 20060101AFI20250630BHJP
A01D 46/00 20060101ALI20250630BHJP
B25J 5/00 20060101ALI20250630BHJP
【ＦＩ】
A01D46/24 B
A01D46/00 A
B25J5/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】10
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023217523
(22)【出願日】2023-12-25
(71)【出願人】
【識別番号】304036743
【氏名又は名称】国立大学法人宇都宮大学
(71)【出願人】
【識別番号】000104113
【氏名又は名称】カゴメ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100100077
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 充
(74)【代理人】
【識別番号】100136010
【弁理士】
【氏名又は名称】堀川 美夕紀
(74)【代理人】
【識別番号】100203046
【弁理士】
【氏名又は名称】山下 聖子
(74)【代理人】
【識別番号】100229736
【弁理士】
【氏名又は名称】大場 剛
(72)【発明者】
【氏名】尾崎 功一
(72)【発明者】
【氏名】仲田 崇志
(72)【発明者】
【氏名】今森 久弥
(72)【発明者】
【氏名】中島 諒
【テーマコード（参考）】
2B075
3C707
【Ｆターム（参考）】
2B075JF02
2B075JF07
2B075JF08
2B075JJ05
3C707AS22
3C707CS08
3C707EU02
3C707HS27
3C707KS01
3C707KT01
3C707KX07
3C707WA16
(57)【要約】
【課題】果実をより確実に収穫できるエンドエフェクタを提供すること。
【解決手段】本発明のエンドエフェクタは、
第１剪断部（１２）を有する第１剪断要素（１１）と、
第２剪断部（１６）を有する第２剪断要素（１５）と、を備える。
第１剪断部（１２）および第２剪断部（１６）の一方または双方は、共通する軸線（Ｃ）を中心にして回転可能とされ、
第１剪断部（１２）と第２剪断部（１６）による互いに逆向きで平行な力を剪断対象に生じさせる。
【選択図】図１
【解決手段】本発明のエンドエフェクタは、
第１剪断部（１２）を有する第１剪断要素（１１）と、
第２剪断部（１６）を有する第２剪断要素（１５）と、を備える。
第１剪断部（１２）および第２剪断部（１６）の一方または双方は、共通する軸線（Ｃ）を中心にして回転可能とされ、
第１剪断部（１２）と第２剪断部（１６）による互いに逆向きで平行な力を剪断対象に生じさせる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
第１剪断部を有する第１剪断要素と、
第２剪断部を有する第２剪断要素と、を備え、
前記第１剪断部および前記第２剪断部の一方または双方は、互いに共通する軸線を中心にして回転可能とされ、
前記第１剪断部と前記第２剪断部による互いに逆向きで平行な力を剪断対象に生じさせるエンドエフェクタ。
第２剪断部を有する第２剪断要素と、を備え、
前記第１剪断部および前記第２剪断部の一方または双方は、互いに共通する軸線を中心にして回転可能とされ、
前記第１剪断部と前記第２剪断部による互いに逆向きで平行な力を剪断対象に生じさせるエンドエフェクタ。
【請求項2】
前記第１剪断要素は、
終端に一対の第１接続端を有する円弧状の前記第１剪断部と、
一対の前記第１接続端のそれぞれに連なる第１伝達部と、を備え、
前記第２剪断要素は、
終端に一対の第２接続端を有する円弧状の前記第２剪断部と、
一対の前記第２接続端のそれぞれに連なる第２伝達部と、を備える、
請求項１に記載のエンドエフェクタ。
終端に一対の第１接続端を有する円弧状の前記第１剪断部と、
一対の前記第１接続端のそれぞれに連なる第１伝達部と、を備え、
前記第２剪断要素は、
終端に一対の第２接続端を有する円弧状の前記第２剪断部と、
一対の前記第２接続端のそれぞれに連なる第２伝達部と、を備える、
請求項１に記載のエンドエフェクタ。
【請求項3】
第３剪断部を有する第３剪断要素を備え、
前記第３剪断部は前記軸線を中心にして、前記第１剪断部および前記第２剪断部に対して回転可能とされる、
請求項２に記載のエンドエフェクタ。
前記第３剪断部は前記軸線を中心にして、前記第１剪断部および前記第２剪断部に対して回転可能とされる、
請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項4】
前記第３剪断要素は、
終端に一対の第３接続端を有する円弧状の前記第３剪断部と、
一対の前記第３接続端のそれぞれに連なる第３伝達部と、を備える、
請求項３に記載のエンドエフェクタ。
終端に一対の第３接続端を有する円弧状の前記第３剪断部と、
一対の前記第３接続端のそれぞれに連なる第３伝達部と、を備える、
請求項３に記載のエンドエフェクタ。
【請求項5】
前記第１剪断要素と前記第２剪断要素が互いに相似関係を有する、
請求項２に記載のエンドエフェクタ。
請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項6】
前記第１剪断要素、前記第２剪断要素および前記第３剪断要素が互いに相似関係を有する、
請求項４に記載のエンドエフェクタ。
請求項４に記載のエンドエフェクタ。
【請求項7】
前記第１剪断部および前記第２剪断部の一方または双方を、前記第１伝達部および前記第２伝達部の一方または双方を介して回転駆動させる第１駆動部を備える、
請求項２に記載のエンドエフェクタ。
請求項２に記載のエンドエフェクタ。
【請求項8】
前記第１剪断部、前記第２剪断部および前記第３剪断部の少なくとも二つを、前記第１伝達部、前記第２伝達部および前記第３伝達部の少なくとも二つを介して回転駆動させる第２駆動部を備える、
請求項４に記載のエンドエフェクタ。
請求項４に記載のエンドエフェクタ。
【請求項9】
請求項１に記載のエンドエフェクタと、
前記エンドエフェクタを位置調整可能に支持するとともに、任意の位置に移動可能な台車と、を備える収穫ロボット。
前記エンドエフェクタを位置調整可能に支持するとともに、任意の位置に移動可能な台車と、を備える収穫ロボット。
【請求項10】
請求項１に記載のエンドエフェクタを用いる収穫対象の収穫方法であって、
前記第１剪断要素の前記第１剪断部および前記第２剪断要素の前記第２剪断部に収穫対象に連なる剪断対象が対応するように前記エンドエフェクタの位置を調整する位置調整ステップと、
前記エンドエフェクタの位置が調整されたままで、前記第１剪断要素および前記第２剪断要素の一方または双方を回転駆動させる剪断ステップと、
を備える収穫方法。
前記第１剪断要素の前記第１剪断部および前記第２剪断要素の前記第２剪断部に収穫対象に連なる剪断対象が対応するように前記エンドエフェクタの位置を調整する位置調整ステップと、
前記エンドエフェクタの位置が調整されたままで、前記第１剪断要素および前記第２剪断要素の一方または双方を回転駆動させる剪断ステップと、
を備える収穫方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、トマトなどの果実を自動的に収穫するのに好適なエンドエフェクタに関するものである。
【背景技術】
【0002】
労働力不足による農業への影響が懸念されている。そのために、農業の分野、例えば収穫の段階における自動化が積極的に進められている。収穫段階においては、収穫の対象である果実を見つけるセンシング技術の開発、果実を小果梗から離脱させる動作を行うエンドエフェクタ技術の開発などが報告されている。エンドエフェクタ（End Effector）技術としては、果実を離層と呼ばれる部分でもぎ取る方法で収穫することが検討されている。エンドエフェクタとは、ロボットアームの先端に取り付けられ、掴む、加工するなどの動作を行う機器と定義される。
【0003】
一例として、特許文献１は、収穫効率を向上することが可能なエンドエフェクタを備える収穫ロボットを開示する。特許文献１は、エンドエフェクタを構成する収穫リングに果実を挿通させ、かつ果実が実った果梗に補助部材を押し当てた状態で収穫リングを果実から離れる向きに直線的に移動させる。このとき、押し当てた補助部材が支点に、収穫リングの先端部が作用点となることで、収穫対象である果実の離層部の付近に剪断力が発生し、果実が小果梗から離脱される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－０３６８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１のエンドエフェクタによれば、果実を離層において自動的に分離させることができる。しかし、特許文献１のエンドエフェクタは、果実が挿通された収穫リングを果実から離れる向きに移動させている最中に、補助部材を剪断対象である小果梗に押し当てている必要がある。しかし、狙った小果梗に補助部材を押し当てるのが容易ではない。また、狙った小果梗に補助部材を押し当てられたとしても、収穫リングを移動させている最中に、この収穫リングの移動により小果梗に引張力が作用することで、押し当てていた小果梗が補助部材から逃げることがある。つまり、特許文献１のエンドエフェクタによれば、補助部材を小果梗に押し当てることが不確定要素となることから、果実の収穫をできないことが想定される。
そこで、本発明は、果実をより確実に収穫できるエンドエフェクタを提供することを目的とする。
そこで、本発明は、果実をより確実に収穫できるエンドエフェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のエンドエフェクタは、
第１剪断部を有する第１剪断要素と、
第２剪断部を有する第２剪断要素と、を備える。
第１剪断部および第２剪断部の一方または双方は、互いに共通する軸線を中心にして回転可能とされ、
第１剪断部と第２剪断部による互いに逆向きで平行な力を剪断対象に生じさせる。
第１剪断部を有する第１剪断要素と、
第２剪断部を有する第２剪断要素と、を備える。
第１剪断部および第２剪断部の一方または双方は、互いに共通する軸線を中心にして回転可能とされ、
第１剪断部と第２剪断部による互いに逆向きで平行な力を剪断対象に生じさせる。
【0007】
第１剪断要素は、好ましくは、
終端に一対の第１接続端を有する円弧状の第１剪断部と、
一対の第１接続端のそれぞれに連なる第１伝達部と、を備える。
第２剪断要素は、好ましくは、
終端に一対の第２接続端を有する円弧状の第２剪断部と、
一対の第２接続端のそれぞれに連なる第２伝達部と、を備える。
終端に一対の第１接続端を有する円弧状の第１剪断部と、
一対の第１接続端のそれぞれに連なる第１伝達部と、を備える。
第２剪断要素は、好ましくは、
終端に一対の第２接続端を有する円弧状の第２剪断部と、
一対の第２接続端のそれぞれに連なる第２伝達部と、を備える。
【0008】
好ましいエンドエフェクタは、第３剪断部を有する第３剪断要素を備え、
第３剪断部は軸線を中心にして、第１剪断部および第２剪断部に対して回転可能とされる。
第３剪断部は軸線を中心にして、第１剪断部および第２剪断部に対して回転可能とされる。
【0009】
第３剪断要素は、好ましくは、
終端に一対の第３接続端を有する円弧状の第３剪断部と、
一対の第３接続端のそれぞれに連なる第３伝達部と、を備える。
終端に一対の第３接続端を有する円弧状の第３剪断部と、
一対の第３接続端のそれぞれに連なる第３伝達部と、を備える。
【0010】
第１剪断要素と第２剪断要素は、好ましくは、互いに相似関係を有する。
【0011】
第１剪断要素、第２剪断要素および第３剪断要素は、好ましくは、互いに相似関係を有する。
【0012】
好ましいエンドエフェクタは、
第１剪断部および第２剪断部の一方または双方を、第１伝達部および第２伝達部の一方または双方を介して回転駆動させる第１駆動部を備える。
第１剪断部および第２剪断部の一方または双方を、第１伝達部および第２伝達部の一方または双方を介して回転駆動させる第１駆動部を備える。
【0013】
好ましいエンドエフェクタは、
第１剪断部、第２剪断部および第３剪断部の少なくとも二つを、第１伝達部、第２伝達部および第３伝達部の少なくとも二つを介して回転駆動させる第２駆動部を備える。
第１剪断部、第２剪断部および第３剪断部の少なくとも二つを、第１伝達部、第２伝達部および第３伝達部の少なくとも二つを介して回転駆動させる第２駆動部を備える。
【0014】
本願において、以上のいずれかのエンドエフェクタを備える収穫ロボットが提供される。
この収穫ロボットは、
エンドエフェクタを位置調整可能に支持するとともに、任意の位置に移動可能な台車を備える。
この収穫ロボットは、
エンドエフェクタを位置調整可能に支持するとともに、任意の位置に移動可能な台車を備える。
【0015】
本願において、以上のいずれかのエンドエフェクタを用いる収穫対象の収穫方法が提供される。
この収穫方法は、
第１剪断要素の第１剪断部および第２剪断要素の第２剪断部に収穫対象に連なる剪断対象が対応するようにエンドエフェクタの位置を調整する位置調整ステップと、
エンドエフェクタの位置が調整されたままで、第１剪断要素および第２剪断要素の一方または双方を回転駆動させる剪断ステップと、を備える。
この収穫方法は、
第１剪断要素の第１剪断部および第２剪断要素の第２剪断部に収穫対象に連なる剪断対象が対応するようにエンドエフェクタの位置を調整する位置調整ステップと、
エンドエフェクタの位置が調整されたままで、第１剪断要素および第２剪断要素の一方または双方を回転駆動させる剪断ステップと、を備える。
【発明の効果】
【0016】
本発明のエンドエフェクタによれば、少なくとも二つの剪断部で小果梗を挟んで小果梗を剪断することができる。この剪断の過程において剪断対象である例えば小果梗は二つの剪断部に挟まれているので、剪断を終えるまでに小果梗が逃げるおそれがない。したがって、本発明のエンドエフェクタによれば、果実をより確実に収穫できる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】第１実施形態に係るエンドエフェクタを示す平面図であって、第１剪断要素と第２剪断要素がエンドエフェクタを構成する状態を示す図、第１剪断要素を単体で示す図、第２剪断要素を単体で示す図である。
【図2】第１実施形態に係るエンドエフェクタの動作を示す平面図（ＦＰ）および正面図（ＦＶ）である。
【図3】第１実施形態に係るエンドエフェクタの動作を果実とともに示す平面図（ＦＰ）および正面図（ＦＶ）である。
【図4】第２実施形態に係るエンドエフェクタを示す平面図であって、第１剪断要素、第２剪断要素および第３剪断要素がエンドエフェクタを構成する状態を示す図、第１剪断要素を単体で示す図、第２剪断要素を単体で示す図および第３剪断要素を単体で示す図である。
【図5】第２実施形態に係るエンドエフェクタの動作を示す平面図（ＦＰ）および正面図（ＦＶ）である。
【図6】第３実施形態に係るエンドエフェクタの動作を果実とともに示す平面図（ＦＰ）および正面図（ＦＶ）である。
【図7】駆動部を備える第１実施形態に係るエンドエフェクタを示す斜視図である。
【図9】駆動部を備える第２実施形態に係るエンドエフェクタを示す斜視図である。
【図11】収穫ロボットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、添付図面を参照しながら、実施形態に係るエンドエフェクタを説明する。
実施形態に係るエンドエフェクタは、共通する軸線を中心にして異なる向きに回転可能に構成される少なくとも二つの剪断要素を備える。このエンドエフェクタは、収穫対象、例えばトマトを収穫するときに、二つの剪断要素により剪断対象である例えば小果梗を挟んで逃げないように位置決めをして剪断できる。したがって、実施形態に係るエンドエフェクタは、果実をより確実に収穫できる。以下では、剪断対象を小果梗とし、収穫対象を果実として説明する。
以下、エンドエフェクタの剪断要素が二つの例を第１実施形態、剪断要素が三つの例を第２実施形態として説明する。そして、第１実施形態および第２実施形態として駆動部を除いた最小の要素だけのエンドエフェクタについて説明する。その後に駆動部を含むエンドエフェクタを第３実施形態として説明し、さらにエンドエンドエフェクタを備える収穫ロボットの概要を第４実施形態として説明する。
実施形態に係るエンドエフェクタは、共通する軸線を中心にして異なる向きに回転可能に構成される少なくとも二つの剪断要素を備える。このエンドエフェクタは、収穫対象、例えばトマトを収穫するときに、二つの剪断要素により剪断対象である例えば小果梗を挟んで逃げないように位置決めをして剪断できる。したがって、実施形態に係るエンドエフェクタは、果実をより確実に収穫できる。以下では、剪断対象を小果梗とし、収穫対象を果実として説明する。
以下、エンドエフェクタの剪断要素が二つの例を第１実施形態、剪断要素が三つの例を第２実施形態として説明する。そして、第１実施形態および第２実施形態として駆動部を除いた最小の要素だけのエンドエフェクタについて説明する。その後に駆動部を含むエンドエフェクタを第３実施形態として説明し、さらにエンドエンドエフェクタを備える収穫ロボットの概要を第４実施形態として説明する。
【0019】
〔第１実施形態：図１，図２，図３参照〕
第１実施形態に係るエンドエフェクタ１は、図１に示されるように、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５を備える。第１剪断要素１１および第２剪断要素１５は、エンドエフェクタ１を構成するとき、第１剪断要素１１の内側に第２剪断要素１５が配置される。つまり、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５は好ましい形態として、同じＵ字状の外観形状を有しており、互いに相似関係をなしている。なお、図１に示されるように第１剪断要素１１の内側に第２剪断要素１５が配置され、かつ第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とが平面方向（図面の紙面方向）に平行をなしていることを初期配列という。また、図１において、両者の存在を明らかにするために第１剪断要素１１と第２剪断要素１５の間に間隔を設けている。しかし、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とが後述する動作を行うことができるのであれば、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とが互いに接していてもよい。
第１実施形態に係るエンドエフェクタ１は、図１に示されるように、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５を備える。第１剪断要素１１および第２剪断要素１５は、エンドエフェクタ１を構成するとき、第１剪断要素１１の内側に第２剪断要素１５が配置される。つまり、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５は好ましい形態として、同じＵ字状の外観形状を有しており、互いに相似関係をなしている。なお、図１に示されるように第１剪断要素１１の内側に第２剪断要素１５が配置され、かつ第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とが平面方向（図面の紙面方向）に平行をなしていることを初期配列という。また、図１において、両者の存在を明らかにするために第１剪断要素１１と第２剪断要素１５の間に間隔を設けている。しかし、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とが後述する動作を行うことができるのであれば、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とが互いに接していてもよい。
【0020】
［第１剪断要素１１，第２剪断要素１５の構成：図１参照］
第１剪断要素１１は、好ましい一例として円弧状の形状を有する第１剪断部１２と、第１剪断部１２の一対の第１接続端１３，１３のそれぞれに連なる第１伝達部１４，１４と、を備える。第１伝達部１４は真直ぐな例を示しているが、回転駆動力を伝達できる限り他の形状であってもよい。第２伝達部１８も同様である。
第２剪断要素１５は、好ましい一例として円弧状の形態を有する第２剪断部１６と、第２剪断部１６の一対の第２接続端１７，１７のそれぞれに連なる真直な第２伝達部１８，１８と、を備える。
第１剪断要素１１および第２剪断要素１５において、第１剪断部１２と第２剪断部１６とが小果梗の位置決めおよび剪断に直に関わる部位である。この位置決めおよび剪断を行うために、第１剪断部１２および第２剪断部１６の一方または双方を回転させる必要がある。第１伝達部１４および第２伝達部１８は、この回転動作をさせるために例えば回転電機の回転駆動を、第１剪断部１２および第２剪断部１６に伝達する。
第１剪断要素１１は、好ましい一例として円弧状の形状を有する第１剪断部１２と、第１剪断部１２の一対の第１接続端１３，１３のそれぞれに連なる第１伝達部１４，１４と、を備える。第１伝達部１４は真直ぐな例を示しているが、回転駆動力を伝達できる限り他の形状であってもよい。第２伝達部１８も同様である。
第２剪断要素１５は、好ましい一例として円弧状の形態を有する第２剪断部１６と、第２剪断部１６の一対の第２接続端１７，１７のそれぞれに連なる真直な第２伝達部１８，１８と、を備える。
第１剪断要素１１および第２剪断要素１５において、第１剪断部１２と第２剪断部１６とが小果梗の位置決めおよび剪断に直に関わる部位である。この位置決めおよび剪断を行うために、第１剪断部１２および第２剪断部１６の一方または双方を回転させる必要がある。第１伝達部１４および第２伝達部１８は、この回転動作をさせるために例えば回転電機の回転駆動を、第１剪断部１２および第２剪断部１６に伝達する。
【0021】
第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とが初期配列をなしているときに、平面方向において、第１剪断部１２と第２剪断部１６とが平行に対向し、第１伝達部１４と第２剪断部１６とが平行に対向する。初期配列をなしているときに、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５は共通する軸線Ｃを有し、この軸線Ｃを中心にして回転が可能とされる。ここでいう回転とは、第１剪断要素１１だけが軸線Ｃを中心として回転する、第２剪断要素１５だけが軸線Ｃを中心として回転する、および、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５が軸線Ｃを中心にして反対向きに回転する、の３つのパターンを包含する。第１剪断要素１１だけが回転する場合には第２剪断要素１５は静止しており、第２剪断要素１５だけが回転する場合には第１剪断要素１１が静止している。３つのパターンのいずれであっても、剪断対象を剪断できる。
【0022】
［第１剪断要素１１，第２剪断要素１５の寸法：図１参照］
第１剪断要素１１および第２剪断要素１５の寸法は任意である。しかし、エンドエフェクタ１による小果梗の剪断は、寸法の小さい第２剪断要素１５の内側に小果梗に連なる果実が挿入される必要がある。したがって、少なくとも第２剪断要素１５の一対の１８，１８の間隔、つまり第２剪断部１６の直径Ｄ１７が収穫対象の果実の直径Ｄｆよりも大きくする必要がある。ただし、果実の直径Ｄｆよりも著しく大きいと、第１剪断要素１１および第２剪断要素１５の位置決めの機能を果たしにくくなるおそれがある。したがって、Ｄ１７およびＤｆは以下の関係を有するのが好ましい。
Ｄｆ≦Ｄ１７≦１.５Ｄｆ
第１剪断要素１１および第２剪断要素１５の寸法は任意である。しかし、エンドエフェクタ１による小果梗の剪断は、寸法の小さい第２剪断要素１５の内側に小果梗に連なる果実が挿入される必要がある。したがって、少なくとも第２剪断要素１５の一対の１８，１８の間隔、つまり第２剪断部１６の直径Ｄ１７が収穫対象の果実の直径Ｄｆよりも大きくする必要がある。ただし、果実の直径Ｄｆよりも著しく大きいと、第１剪断要素１１および第２剪断要素１５の位置決めの機能を果たしにくくなるおそれがある。したがって、Ｄ１７およびＤｆは以下の関係を有するのが好ましい。
Ｄｆ≦Ｄ１７≦１.５Ｄｆ
【0023】
［第１剪断要素１１，第２剪断要素１５の構成材料、横断面形状：図１参照］
第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を構成する材料および横断面形状は、小果梗を位置決めしかつ剪断することができる限り、任意である。
例えば、第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を金属材料から構成することができる。金属材料から構成する場合には、金属材料製の線材に曲げ加工を施すことにより第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を作製することができるし、金属材料製の板材を打ち抜き加工することにより第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を作製することもできる。金属材料を用いる場合、耐食性の優れるステンレス鋼を用いることが好ましい。
また、例えば、第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を樹脂材料から構成することもできる。樹脂材料から構成する場合には、射出成形により第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を作製することができるし、真直ぐな熱可塑性樹脂を曲げ加工することにより第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を作製することもできる。
第１剪断要素１１および第２剪断要素１５の横断面形状は、円形、多角形などから適宜選択される。
第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を構成する材料および横断面形状は、小果梗を位置決めしかつ剪断することができる限り、任意である。
例えば、第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を金属材料から構成することができる。金属材料から構成する場合には、金属材料製の線材に曲げ加工を施すことにより第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を作製することができるし、金属材料製の板材を打ち抜き加工することにより第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を作製することもできる。金属材料を用いる場合、耐食性の優れるステンレス鋼を用いることが好ましい。
また、例えば、第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を樹脂材料から構成することもできる。樹脂材料から構成する場合には、射出成形により第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を作製することができるし、真直ぐな熱可塑性樹脂を曲げ加工することにより第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を作製することもできる。
第１剪断要素１１および第２剪断要素１５の横断面形状は、円形、多角形などから適宜選択される。
【0024】
［第２剪断要素１５の回転動作：図２参照］
図２を参照して小果梗の剪断を行う際の第１剪断要素１１と第２剪断要素１５の回転動作を説明する。なお、図２は、第１剪断要素１１を実線で示すとともに第２剪断要素１５を破線で示し、第１剪断要素１１を回転させずに第２剪断要素１５だけを回転させる例を説明する。また、図２を参照する説明の後に、図３を参照して小果梗の位置決め、剪断を伴う回転動作を説明する。
図２を参照して小果梗の剪断を行う際の第１剪断要素１１と第２剪断要素１５の回転動作を説明する。なお、図２は、第１剪断要素１１を実線で示すとともに第２剪断要素１５を破線で示し、第１剪断要素１１を回転させずに第２剪断要素１５だけを回転させる例を説明する。また、図２を参照する説明の後に、図３を参照して小果梗の位置決め、剪断を伴う回転動作を説明する。
【0025】
エンドエフェクタ１における回転動作は第１剪断要素１１と第２剪断要素１５との初期配列から始まる（Ｓ０１）。軸線Ｃを中心にして第２剪断要素１５を時計回り（ＣＷ）に回転させる。そうすると、初期配列において第１剪断要素１１と平面方向に平行をなしている第２剪断要素１５は、第１剪断要素１１と交差（Ｓ０２）、第１剪断要素１１と直交（Ｓ０３）および第１剪断要素１１と交差（Ｓ０４）の各段階を経て、第１剪断要素１１と平行をなす剪断配列（Ｓ０５）に至る。以上のように、第２剪断要素１５は第１剪断要素１１に対して１８０°だけ回転することで、小果梗を位置決めし、かつ剪断できる。特に、第２剪断要素１５が１８０°だけ回転するのに近づくと第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とで小果梗ＦＳを挟むことで、小果梗ＦＳの位置決めがなされる。
【0026】
第１剪断要素１１と第２剪断要素１５が相似関係をなしているため、第２剪断要素１５が回転動作する過程で、第１剪断要素１１に衝突するといった不具合を回避できる。
【0027】
［エンドエフェクタ１による剪断動作：図３参照］
次に図３を参照して、小果梗ＦＳを剪断して果実Ｆを収穫する手順を、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５が初期配列をなしているところから説明する。ここで、実際の果実Ｆの収穫の際には、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とが平行な初期配列にあることが第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を隣接する果実Ｆの間に差し入れる点で好ましい。しかし、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とが正面視して交差していても交差角が小さければ無理なく第１剪断要素１１と第２剪断要素１５を隣接する果実Ｆの間に差し入れることができる。このことは、第２実施形態によるエンドエフェクタ２おいても同様に当てはまる。
次に図３を参照して、小果梗ＦＳを剪断して果実Ｆを収穫する手順を、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５が初期配列をなしているところから説明する。ここで、実際の果実Ｆの収穫の際には、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とが平行な初期配列にあることが第１剪断要素１１および第２剪断要素１５を隣接する果実Ｆの間に差し入れる点で好ましい。しかし、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とが正面視して交差していても交差角が小さければ無理なく第１剪断要素１１と第２剪断要素１５を隣接する果実Ｆの間に差し入れることができる。このことは、第２実施形態によるエンドエフェクタ２おいても同様に当てはまる。
【0028】
第１剪断要素１１と第２剪断要素１５が初期配列にある状態で、例えば隣接する果実Ｆと果実Ｆの間に第１剪断要素１１と第２剪断要素１５を差し入れる。そして、小果梗ＦＳと果実Ｆの境界付近に第１剪断部１２と第２剪断部１６が対応する第１剪断要素１１と第２剪断要素１５の位置を調整する（Ｓ０１，位置調整ステップ）。図３において、好ましい例として小果梗ＦＳが第１剪断要素１１と第２剪断要素１５に接する形態を示しているが、小果梗ＦＳが第１剪断要素１１と第２剪断要素１５から離れていてもよい。小果梗ＦＳが第１剪断要素１１と第２剪断要素１５の範囲内に対応していれば、小果梗ＦＳの剪断は可能である。位置調整がなされる間、果実Ｆは第２伝達部１８，１８の間の果実収容域１９の範囲に位置している。
【0029】
第１剪断要素１１と第２剪断要素１５の位置調整を終えたならば、第２剪断要素１５を時計回りに回転させる。第２剪断要素１５が９０°回転（Ｓ０３）した後に第１剪断要素１１と第２剪断要素１５が交差すると、小果梗ＦＳは第１剪断部１２と第２剪断部１６の間に挟まれる（Ｓ０４）。小果梗ＦＳは、第１剪断部１２と第２剪断部１６の間に挟まれることで、第１剪断部１２と第２剪断部１６に対して位置決めがなされる。さらに第２剪断要素１５を回転させると、第１剪断部１２と第２剪断部１６とが平行をなすまでの間に小果梗ＦＳは剪断される（Ｓ０５）。このとき、第１剪断部１２と第２剪断部１６による互いに逆向きで平行な力を小果梗に生じさせて小果梗を剪断する。
【0030】
第１剪断部１２と第２剪断部１６とで小果梗ＦＳを挟んで位置決めをしてから剪断するまでの間、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５を定位置のままで維持することもできる。しかし、白抜き矢印で示すように、小果梗ＦＳから果実Ｆを引き離す向きに移動させることもできる。そうすれば、小果梗ＦＳにはその長手方向に張力が付与されるので、定位置のままで剪断するのに比べて、剪断に要する力が小さくても剪断を実現できる。このことは、第２実施形態においても同様に当てはまる。
【0031】
［第１実施形態が奏する効果］
＜第1の効果＞
第１実施形態に係るエンドエフェクタ１は、第２剪断要素１５を第１剪断要素１１に対して回転させることで、小果梗ＦＳを第１剪断部１２と第２剪断部１６の間に挟み、挟んだ状態を維持したままで第２剪断部１６を第１剪断部１２に対してさらに回転させることで小果梗ＦＳを剪断することができる。このように、エンドエフェクタ１によれば、第１剪断部１２と第２剪断部１６とで小果梗ＦＳを挟んで位置決めをしかつ剪断するので、小果梗ＦＳを確実に剪断できる。
＜第1の効果＞
第１実施形態に係るエンドエフェクタ１は、第２剪断要素１５を第１剪断要素１１に対して回転させることで、小果梗ＦＳを第１剪断部１２と第２剪断部１６の間に挟み、挟んだ状態を維持したままで第２剪断部１６を第１剪断部１２に対してさらに回転させることで小果梗ＦＳを剪断することができる。このように、エンドエフェクタ１によれば、第１剪断部１２と第２剪断部１６とで小果梗ＦＳを挟んで位置決めをしかつ剪断するので、小果梗ＦＳを確実に剪断できる。
【0032】
＜第２の効果＞
エンドエフェクタ１を果実Ｆと果実Ｆの間に差し入れると、果実Ｆは一対の第２伝達部１８，１８の間の果実収容域１９に収容されるが、果実Ｆの周囲には第２剪断部１６および第２伝達部１８，１８が存在する。したがって、エンドエフェクタ１から果実Ｆが抜け出るおそれがほとんどなく、この観点からもエンドエフェクタ１は小果梗ＦＳを確実に剪断できる。
エンドエフェクタ１を果実Ｆと果実Ｆの間に差し入れると、果実Ｆは一対の第２伝達部１８，１８の間の果実収容域１９に収容されるが、果実Ｆの周囲には第２剪断部１６および第２伝達部１８，１８が存在する。したがって、エンドエフェクタ１から果実Ｆが抜け出るおそれがほとんどなく、この観点からもエンドエフェクタ１は小果梗ＦＳを確実に剪断できる。
【0033】
＜第３の効果＞
エンドエフェクタ１を果実Ｆと果実Ｆの間に差し入れると、果実Ｆは一対の第２伝達部１８，１８の間の果実収容域１９に収容される。そして、小果梗ＦＳが剪断されるまでの間、第２剪断要素１５が果実Ｆの周囲を回転するので、果実Ｆが果実収容域１９から抜け出るのを阻止できる。したがって、エンドエフェクタ１は小果梗ＦＳをより確実に剪断できる。
エンドエフェクタ１を果実Ｆと果実Ｆの間に差し入れると、果実Ｆは一対の第２伝達部１８，１８の間の果実収容域１９に収容される。そして、小果梗ＦＳが剪断されるまでの間、第２剪断要素１５が果実Ｆの周囲を回転するので、果実Ｆが果実収容域１９から抜け出るのを阻止できる。したがって、エンドエフェクタ１は小果梗ＦＳをより確実に剪断できる。
【0034】
＜第４の効果＞
エンドエフェクタ１は、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とを互いに平行な初期配列にしておけば、第１剪断部１２と第２剪断部１６の部分は、２～３ｍｍ程度と薄くできる。したがって、隣接する果実Ｆと果実Ｆの間に無理なく第１剪断部１２と第２剪断部１６の部分を差し入れることができる。したがって、エンドエフェクタ１によれば、果実Ｆの収穫に当たって、エンドエフェクタ１が果実Ｆを傷つけるおそれが小さい。
エンドエフェクタ１は、第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とを互いに平行な初期配列にしておけば、第１剪断部１２と第２剪断部１６の部分は、２～３ｍｍ程度と薄くできる。したがって、隣接する果実Ｆと果実Ｆの間に無理なく第１剪断部１２と第２剪断部１６の部分を差し入れることができる。したがって、エンドエフェクタ１によれば、果実Ｆの収穫に当たって、エンドエフェクタ１が果実Ｆを傷つけるおそれが小さい。
【0035】
＜第５の効果＞
エンドエフェクタ１は、剪断を行う第１剪断部１２と第２剪断部１６で小果梗ＦＳの位置決めも兼ねるので、小果梗ＦＳの剪断に必要な部材の数を少なくできる。
エンドエフェクタ１は、剪断を行う第１剪断部１２と第２剪断部１６で小果梗ＦＳの位置決めも兼ねるので、小果梗ＦＳの剪断に必要な部材の数を少なくできる。
【0036】
〔第２実施形態：図４，図５，図６参照〕
次に、第２実施形態に係るエンドエフェクタ２について、エンドエフェクタ１との相違点を中心にして説明する。なお、エンドエフェクタ２において、エンドエフェクタ１と同じ要素については、エンドエフェクタ１と同じ符号を付している。
次に、第２実施形態に係るエンドエフェクタ２について、エンドエフェクタ１との相違点を中心にして説明する。なお、エンドエフェクタ２において、エンドエフェクタ１と同じ要素については、エンドエフェクタ１と同じ符号を付している。
【0037】
［第３剪断要素２１の構成：図４参照］
エンドエフェクタ２は、第１剪断要素１１および第２剪断要素１５に加えて、第３剪断要素２１を備える。第３剪断要素２１は、初期配列において、第２剪断要素１５の内側に配置される。第３剪断要素２１は、好ましい一例として円弧状の形態を有する第３剪断部２２と、第３剪断部２２の一対の第３接続端２３，２３のそれぞれに連なる真直な第３伝達部２４，２４と、を備える。
なお、第３剪断要素２１の寸法、構成材料は、第１剪断要素１１および第２剪断要素１５に従えばよい。
エンドエフェクタ２は、第１剪断要素１１および第２剪断要素１５に加えて、第３剪断要素２１を備える。第３剪断要素２１は、初期配列において、第２剪断要素１５の内側に配置される。第３剪断要素２１は、好ましい一例として円弧状の形態を有する第３剪断部２２と、第３剪断部２２の一対の第３接続端２３，２３のそれぞれに連なる真直な第３伝達部２４，２４と、を備える。
なお、第３剪断要素２１の寸法、構成材料は、第１剪断要素１１および第２剪断要素１５に従えばよい。
【0038】
［第２剪断要素１５，第３剪断要素２１の回転動作：図５参照］
次に、図５を参照して第２剪断要素１５と第３剪断要素２１の回転動作を説明する。なお、図５において、第１剪断要素１１を実線、第２剪断要素１５を破線、第３剪断要素２１を一点鎖線で示し、かつ、第１剪断要素１１を回転させずに第２剪断要素１５および第３剪断要素２１を回転させる例を説明する。
次に、図５を参照して第２剪断要素１５と第３剪断要素２１の回転動作を説明する。なお、図５において、第１剪断要素１１を実線、第２剪断要素１５を破線、第３剪断要素２１を一点鎖線で示し、かつ、第１剪断要素１１を回転させずに第２剪断要素１５および第３剪断要素２１を回転させる例を説明する。
【0039】
エンドエフェクタ２においても回転動作は、第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断要素２１の初期配列から始まる（Ｓ１１）。軸線Ｃを中心にして第２剪断要素１５を時計回り（ＣＷ）に回転させるとともに、第３剪断要素２１を反時計回り（ＣＣＷ）に回転させる。そうすると、初期配列において第１剪断要素１１とそれぞれが平行をなしている第２剪断要素１５と第３剪断要素２１は、第１剪断要素１１と交差（Ｓ１２）の段階を経て、第１剪断要素１１と直交をなす剪断配列（Ｓ１３）に至る。
以上のように、第２剪断要素１５および第３剪断要素２１を第１剪断要素１１に対して９０°だけ回転させることで、小果梗ＦＳを位置決めし、かつ剪断できる。特に、第２剪断要素１５および第３剪断要素２１が９０°だけ回転するのに近づくと第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とで小果梗ＦＳを挟むことで、小果梗ＦＳの位置決めがなされる。
なお、図５は第２剪断要素１５および第３剪断要素２１の双方を１８０°だけ回転させる様子を示しているが、次に説明するように、小果梗ＦＳの剪断は９０°だけ回転させればよい。
以上のように、第２剪断要素１５および第３剪断要素２１を第１剪断要素１１に対して９０°だけ回転させることで、小果梗ＦＳを位置決めし、かつ剪断できる。特に、第２剪断要素１５および第３剪断要素２１が９０°だけ回転するのに近づくと第１剪断要素１１と第２剪断要素１５とで小果梗ＦＳを挟むことで、小果梗ＦＳの位置決めがなされる。
なお、図５は第２剪断要素１５および第３剪断要素２１の双方を１８０°だけ回転させる様子を示しているが、次に説明するように、小果梗ＦＳの剪断は９０°だけ回転させればよい。
【0040】
［エンドエフェクタ２による剪断動作：図６参照］
次に図３を参照して、小果梗ＦＳを剪断して果実Ｆを収穫する手順を、第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断要素２１が初期配列をなしているところから説明する。
次に図３を参照して、小果梗ＦＳを剪断して果実Ｆを収穫する手順を、第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断要素２１が初期配列をなしているところから説明する。
【0041】
第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断要素２１が初期配列にある状態で、隣接する果実Ｆの間に第１剪断要素１１と第２剪断要素１５を差し入れ、かつ、小果梗ＦＳと果実Ｆの境界部分に第１剪断部１２、第２剪断部１６および第３剪断部２２が接するように第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断部２２の位置を調整する（Ｓ１１）。
【0042】
第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断部２２の位置調整を終えたならば、第２剪断要素１５を時計回りに回転させるとともに第３剪断部２２を反時計回りに回転させる。第２剪断要素１５および第３剪断部２２が９０°だけ回転する直前に、小果梗ＦＳは第１剪断部１２と第２剪断部１６の間に挟まれる（Ｓ１２）。小果梗ＦＳは、第２剪断部１６と第３剪断部２２の間に挟まれることで、第２剪断部１６と第３剪断部２２に対して位置決めがなされる。さらに第２剪断要素１５および第３剪断要素２１をそれぞれの向きに回転させると、第２剪断部１６と第３剪断部２２が第１剪断部１２に対して直交するまでの間に小果梗ＦＳは剪断される（Ｓ１３）。
【0043】
第２剪断部１６と第３剪断部２２が第１剪断部１２に対して直交するときの配列を剪断配列と称する。そうすると、初期配列（Ｓ１１）から剪断配列（Ｓ１３）に至る過程において、果実Ｆは周方向において第１剪断部１２、第２剪断部１６および第３剪断部２２に取り囲まれる。正面視すると、当該過程において、果実Ｆはその周囲が６本の線材に取り囲まれる。
【0044】
以上で説明したの動作はあくまで一例であり、３つの剪断要素を用いて小果梗ＦＳを剪断できる限り、その動作は任意である。以上の説明においては第２剪断要素１５と第３剪断要素２１とで小果梗ＦＳを挟みかつ剪断するが、例えば第２剪断要素１５および第３剪断要素２１と第１剪断要素１１とで小果梗ＦＳを挟みかつ剪断することもできる。
【0045】
［第２実施形態が奏する効果］
第２実施形態によるエンドエフェクタ２によれば、第１実施形態によるエンドエフェクタ１と同様の効果が奏されるほか、以下の効果を奏する。
＜第６の効果＞
エンドエフェクタ２は、第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断要素２１という３つのリングを用い、一例として第２剪断要素１５および第３剪断要素２１を第１剪断要素１１に対して軸線Ｃを中心にして回転させる。この回転動作において、果実Ｆはその周囲が６本の線材に取り囲まれる。したがって、果実Ｆは６本の線材で取り囲まれる果実収容域１９から抜け出るおそれが極めて小さく、果実Ｆの確実な剪断が担保される。
第２実施形態によるエンドエフェクタ２によれば、第１実施形態によるエンドエフェクタ１と同様の効果が奏されるほか、以下の効果を奏する。
＜第６の効果＞
エンドエフェクタ２は、第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断要素２１という３つのリングを用い、一例として第２剪断要素１５および第３剪断要素２１を第１剪断要素１１に対して軸線Ｃを中心にして回転させる。この回転動作において、果実Ｆはその周囲が６本の線材に取り囲まれる。したがって、果実Ｆは６本の線材で取り囲まれる果実収容域１９から抜け出るおそれが極めて小さく、果実Ｆの確実な剪断が担保される。
【0046】
〔第３実施形態：図７，図８，図９，図１０参照〕
次に、図７および図８を参照して、第１駆動部３０を備えるエンドエフェクタ１を説明する。
［第１駆動部３０の全体構成］
第１駆動部３０は、第１剪断要素１１を保持する外側保持体３１と、第２剪断要素１５を保持する内側保持体３３と、を備える。また、第１駆動部３０は、図示が省略される回転電機を収容する筐体３５と、回転電機の回転駆動力により回転する主動歯車３７と、主動歯車３７と噛み合い、主動歯車３７の回転に追従して主動歯車３７とは逆向きに回転する従動歯車３９と、を備える。エンドエフェクタ１は、その他に、ロボットのアームにエンドエフェクタ１を取り付けて固定するアタッチメント３６、収穫対象である果実を撮影するカメラ３８などを備えることができる。
次に、図７および図８を参照して、第１駆動部３０を備えるエンドエフェクタ１を説明する。
［第１駆動部３０の全体構成］
第１駆動部３０は、第１剪断要素１１を保持する外側保持体３１と、第２剪断要素１５を保持する内側保持体３３と、を備える。また、第１駆動部３０は、図示が省略される回転電機を収容する筐体３５と、回転電機の回転駆動力により回転する主動歯車３７と、主動歯車３７と噛み合い、主動歯車３７の回転に追従して主動歯車３７とは逆向きに回転する従動歯車３９と、を備える。エンドエフェクタ１は、その他に、ロボットのアームにエンドエフェクタ１を取り付けて固定するアタッチメント３６、収穫対象である果実を撮影するカメラ３８などを備えることができる。
【0047】
［外側保持体３１，内側保持体３３］
外側保持体３１は、円環状の形態をなし、筐体３５に対して固定される。外側保持体３１は、その径方向の両端において、第１剪断要素１１の一対の第１伝達部１４，１４を固定、保持する。第３実施形態における外側保持体３１は固定されているので、第１剪断要素１１も回転駆動されずに、位置が固定される。
内側保持体３３は、円柱状の形態をなし、外側保持体３１の内側に配置される。内側保持体３３は、回転中心が一致する従動歯車３９に軸支されており、従動歯車３９の回転に伴って従動歯車３９と同じ向きに回転される。内側保持体３３は、その径方向の両端において、第２剪断要素１５の一対の第２伝達部１８，１８を固定、保持する。したがって、第２剪断要素１５は、従動歯車３９を介する主動歯車３７の回転に追従して、小果梗の剪断のための回転動作がなされる。
外側保持体３１は、円環状の形態をなし、筐体３５に対して固定される。外側保持体３１は、その径方向の両端において、第１剪断要素１１の一対の第１伝達部１４，１４を固定、保持する。第３実施形態における外側保持体３１は固定されているので、第１剪断要素１１も回転駆動されずに、位置が固定される。
内側保持体３３は、円柱状の形態をなし、外側保持体３１の内側に配置される。内側保持体３３は、回転中心が一致する従動歯車３９に軸支されており、従動歯車３９の回転に伴って従動歯車３９と同じ向きに回転される。内側保持体３３は、その径方向の両端において、第２剪断要素１５の一対の第２伝達部１８，１８を固定、保持する。したがって、第２剪断要素１５は、従動歯車３９を介する主動歯車３７の回転に追従して、小果梗の剪断のための回転動作がなされる。
【0048】
［第１駆動部３０による効果］
第１駆動部３０を備えるエンドエフェクタ１によれば、回転電機による回転駆動力を内側保持体３３および第２伝達部１８，１８を介して第２剪断部１６に伝達するという簡易な構成、動作により小果梗を剪断できる。この効果は、第２駆動部４０にも同様に当てはまる。第１駆動部３０は、特に、第１剪断部１２を回転させることなく固定としており、第１剪断部１２の回転のための機構が不要である。
第１駆動部３０を備えるエンドエフェクタ１によれば、回転電機による回転駆動力を内側保持体３３および第２伝達部１８，１８を介して第２剪断部１６に伝達するという簡易な構成、動作により小果梗を剪断できる。この効果は、第２駆動部４０にも同様に当てはまる。第１駆動部３０は、特に、第１剪断部１２を回転させることなく固定としており、第１剪断部１２の回転のための機構が不要である。
【0049】
［第１駆動部３０の変形例］
好ましい第１駆動部３０を例示したが、種々の変形を加えることができる。例えば、外側保持体３１を回転駆動させる一方、内側保持体３３を回転不能としてもよいし、外側保持体３１および内側保持体３３の双方を回転駆動させることもできる。
また、第１駆動部３０において、回転電機の回転駆動力が主動歯車３７および従動歯車３９を介して第２剪断要素１５を回転させるが、回転電機の回転駆動力を直に内側保持体３３に伝達することができる。
好ましい第１駆動部３０を例示したが、種々の変形を加えることができる。例えば、外側保持体３１を回転駆動させる一方、内側保持体３３を回転不能としてもよいし、外側保持体３１および内側保持体３３の双方を回転駆動させることもできる。
また、第１駆動部３０において、回転電機の回転駆動力が主動歯車３７および従動歯車３９を介して第２剪断要素１５を回転させるが、回転電機の回転駆動力を直に内側保持体３３に伝達することができる。
【0050】
第１駆動部３０に用いられる回転電機は、一方の向きの回転、例えば正回転だけを行うものであってもよいし、正回転および逆回転を行うものであってもよい。なお、正回転だけを行う回転電機の場合、初期配列から例えば第２剪断要素１５が１８０°だけ正回転すれば第１剪断要素１１と平行をなし、実質的に初期配列に戻ることになる。
【0051】
次に、図９および図１０を参照し、第２駆動部４０を備えるエンドエフェクタ２を説明する。なお、第２駆動部４０について、第１駆動部３０と共通する要素には第１駆動部３０と同じ符号が付されており、以下では第１駆動部３０との相違を中心にして説明する。
【0052】
［第１剪断要素１１などの支持構造］
第２駆動部４０は、第１剪断要素１１が筐体３５に設けられる筐体保持体４１に保持される。第２剪断要素１５が外側保持体３１に保持され、第３剪断要素２１が内側保持体３３に保持される。第２駆動部４０においては、外側保持体３１および内側保持体３３の双方が回転駆動される。
第２駆動部４０は、第１剪断要素１１が筐体３５に設けられる筐体保持体４１に保持される。第２剪断要素１５が外側保持体３１に保持され、第３剪断要素２１が内側保持体３３に保持される。第２駆動部４０においては、外側保持体３１および内側保持体３３の双方が回転駆動される。
【0053】
［回転駆動力伝達構造］
第２駆動部４０は、外側保持体３１および内側保持体３３が互いに逆向きに回転駆動される。この両者の独立した回転駆動は、一例として、筐体３５に収容される図示が省略されている二つの回転電機の回転駆動力に基づいている。二つの回転電機のうちの一方の回転電機により、第１駆動部３０と同様に主動歯車３７および従動歯車３９を有する歯車列を介して外側保持体３１を回転駆動させ、他方の回転電機により図示が省略される歯車列を介して内側保持体３３を回転駆動させることができる。ただし、外側保持体３１および内側保持体３３を独立して回転駆動させるのに回転電機を二つ用いることはあくまで一例であり、歯車列、その他の機械的な要素を用いることによって、一つの回転電機により外側保持体３１および内側保持体３３を独立して回転駆動させることができる。
第２駆動部４０は、外側保持体３１および内側保持体３３が互いに逆向きに回転駆動される。この両者の独立した回転駆動は、一例として、筐体３５に収容される図示が省略されている二つの回転電機の回転駆動力に基づいている。二つの回転電機のうちの一方の回転電機により、第１駆動部３０と同様に主動歯車３７および従動歯車３９を有する歯車列を介して外側保持体３１を回転駆動させ、他方の回転電機により図示が省略される歯車列を介して内側保持体３３を回転駆動させることができる。ただし、外側保持体３１および内側保持体３３を独立して回転駆動させるのに回転電機を二つ用いることはあくまで一例であり、歯車列、その他の機械的な要素を用いることによって、一つの回転電機により外側保持体３１および内側保持体３３を独立して回転駆動させることができる。
【0054】
〔第４実施形態：図１１参照〕
次に、図１１を参照してエンドエフェクタ１を備える収穫ロボット５０の一例を説明する。
収穫ロボット５０は、収穫対象である果実Ｆに対してエンドエフェクタ１を進退および昇降させる位置調整機構５１と、収穫される果実Ｆを一時的に蓄える貯留部５３と、エンドエフェクタ１で小果梗から離脱される果実Ｆを貯留部５３まで移送する移送部５５と、収穫ロボット５０を必要な収穫場所に移動させる台車５７と、を備える。台車５７は、位置調整機構５１、貯留部５３および移送部５５を搭載している。
位置調整機構５１および台車５７には、従来公知の機構を用いることができるので、それぞれの説明を割愛する。
次に、図１１を参照してエンドエフェクタ１を備える収穫ロボット５０の一例を説明する。
収穫ロボット５０は、収穫対象である果実Ｆに対してエンドエフェクタ１を進退および昇降させる位置調整機構５１と、収穫される果実Ｆを一時的に蓄える貯留部５３と、エンドエフェクタ１で小果梗から離脱される果実Ｆを貯留部５３まで移送する移送部５５と、収穫ロボット５０を必要な収穫場所に移動させる台車５７と、を備える。台車５７は、位置調整機構５１、貯留部５３および移送部５５を搭載している。
位置調整機構５１および台車５７には、従来公知の機構を用いることができるので、それぞれの説明を割愛する。
【0055】
貯留部５３は、果実Ｆを収容するストッカＳが後述する移送部５５のスロープ５６の終端に配置される。ここを収容位置という。貯留部５３には、複数のストッカＳを段積みして待機させており、スロープ５６に連なるストッカＳへの果実Ｆの収容が規定量に達したならば、規定量に達したストッカＳを運び出し、待機している空のストッカＳを収容位置に移動させる。移動されたストッカＳが、以後に収穫される果実Ｆを収容する。
【0056】
移送部５５は、エンドエフェクタ１で小果梗が剪断され、落下する果実を受け止めるとともに、収容位置にあるストッカＳまで下降させるスロープ５６を備える。スロープ５６は、上流から下流に向けて下り勾配を有しているため、駆動力を与えることなく落下した果実ＦがストッカＳまで搬送される。
【0057】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明の主旨を逸脱しない限り、上記実施形態で挙げた構成を取捨選択したり、他の構成に適宜変更したりすることが可能である。例えば、以下の通りである。
【0058】
［剪断要素の形状］
第１剪断要素１１は一対の第１伝達部１４，１４を備えるが、一方の第１伝達部１４のみでも第１剪断部１２の回転動作を確保できる。ただし、一対の第１伝達部１４，１４を備える方が、回転駆動力をより確実に第１剪断部１２に伝えることができる。また、第１伝達部１４は真直ぐな例を示したが、回転駆動力を伝達できる限り、湾曲していたり、蛇行していたりしてもよい。
第１剪断要素１１は一対の第１伝達部１４，１４を備えるが、一方の第１伝達部１４のみでも第１剪断部１２の回転動作を確保できる。ただし、一対の第１伝達部１４，１４を備える方が、回転駆動力をより確実に第１剪断部１２に伝えることができる。また、第１伝達部１４は真直ぐな例を示したが、回転駆動力を伝達できる限り、湾曲していたり、蛇行していたりしてもよい。
【0059】
［剪断部の形状］
ほとんどの果実Ｆの形状が球状であることに対応して、第１剪断部１２～第３剪断部２２の形状は円弧状であることが好ましい。しかし、本発明における第１剪断部１２と第２剪断部１６の形状は円弧状に限らず、例えば多角形状をなしていてもよいし、直線状をなしていてもよい。
ほとんどの果実Ｆの形状が球状であることに対応して、第１剪断部１２～第３剪断部２２の形状は円弧状であることが好ましい。しかし、本発明における第１剪断部１２と第２剪断部１６の形状は円弧状に限らず、例えば多角形状をなしていてもよいし、直線状をなしていてもよい。
【0060】
［剪断部の回転］
例えば、第１実施形態に係るエンドエフェクタ１において、第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断部２２を互いに逆向きに回転させれば、それぞれが９０°ずつ回転した時点で小果梗ＦＳを剪断できる。したがって、二つの第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断部２２の一方のみを回転させるのに比べて、二つの第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断部２２の双方を逆向きに回転させる方が、短時間で果実Ｆを収穫できる。
例えば、第１実施形態に係るエンドエフェクタ１において、第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断部２２を互いに逆向きに回転させれば、それぞれが９０°ずつ回転した時点で小果梗ＦＳを剪断できる。したがって、二つの第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断部２２の一方のみを回転させるのに比べて、二つの第１剪断要素１１、第２剪断要素１５および第３剪断部２２の双方を逆向きに回転させる方が、短時間で果実Ｆを収穫できる。
【符号の説明】
【0061】
１ エンドエフェクタ
２ エンドエフェクタ
１１ 第１剪断要素
１２ 第１剪断部
１３ 第１接続端
１４ 第１伝達部
１５ 第２剪断要素
１６ 第２剪断部
１７ 第２接続端
１９ 果実収容域
１８ 第２伝達部
２１ 第３剪断要素
２２ 第３剪断部
２３ 第３接続端
２４ 第３伝達部
３０ 第１駆動部
３１ 外側保持体
３３ 内側保持体
３５ 筐体
３７ 主動歯車
３９ 従動歯車
４０ 第２駆動部
４１ 筐体保持体
５０ 収穫ロボット
５１ 位置調整機構
５３ 貯留部
５５ 移送部
５７ 台車
２ エンドエフェクタ
１１ 第１剪断要素
１２ 第１剪断部
１３ 第１接続端
１４ 第１伝達部
１５ 第２剪断要素
１６ 第２剪断部
１７ 第２接続端
１９ 果実収容域
１８ 第２伝達部
２１ 第３剪断要素
２２ 第３剪断部
２３ 第３接続端
２４ 第３伝達部
３０ 第１駆動部
３１ 外側保持体
３３ 内側保持体
３５ 筐体
３７ 主動歯車
３９ 従動歯車
４０ 第２駆動部
４１ 筐体保持体
５０ 収穫ロボット
５１ 位置調整機構
５３ 貯留部
５５ 移送部
５７ 台車
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】