特許 7360707 結球野菜測定装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-10-04

(45)【発行日】2023-10-13

(54)【発明の名称】結球野菜測定装置

(51)【国際特許分類】

   G01B 5/10 20060101AFI20231005BHJP

   A01D 45/26 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

G01B5/10

A01D45/26

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020066276

(22)【出願日】2020-04-01

(65)【公開番号】P2021162513

(43)【公開日】2021-10-11

【審査請求日】2022-11-14

(73)【特許権者】

【識別番号】501203344

【氏名又は名称】国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構

(74)【代理人】

【識別番号】110002572

【氏名又は名称】弁理士法人平木国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】深山 大介

【審査官】信田 昌男

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－１４７７２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－１８７２０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１５３４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１９１７４７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ ５／１０

Ａ０１Ｄ ４５／２６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに対向して配置された一対の環状ベルトを予め設定された移動方向に回転させて、該一対の環状ベルトの間に結球野菜を挟んで移動させる際に前記結球野菜の測定を行う結球野菜測定装置であって、
回動可能に支持されて前記一対の環状ベルトの互いに対向する部分の一方を他方に接近する方向に押圧する回動アームと、
該回動アームの回動角度を検出する角度センサと、
該角度センサにより検出された回動角度に基づいて前記結球野菜の物理量を演算する演算部と、
を有し、
前記演算部が、前記角度センサにより検出された前記回動角度に基づいて、前記結球野菜の直径を求め、
前記直径に基づいて、前記結球野菜の質量を求めることを特徴とする結球野菜測定装置。

【請求項2】

前記演算部が、所定の補正係数に基づいて前記質量を補正することを特徴とする請求項１に記載の結球野菜測定装置。

【請求項3】

前記回動アームが、前記移動方向の上流側に位置する第１回動アームと、前記第１回動アームよりも大きな押圧力を有し、前記第１回動アームに対して前記移動方向の下流側に位置する第２回動アームとを有することを特徴とする請求項１に記載の結球野菜測定装置。

【請求項4】

前記演算部が、前記角度センサにより検出された前記第１回動アームの第１回動角度に基づいて前記結球野菜の第１直径を求め、前記第１直径から前記結球野菜の質量を求め、前記角度センサにより検出された前記第２回動アームの第２回動角度に基づいて前記結球野菜の第２直径を求め、前記第１直径と前記第２直径との差から前記結球野菜の緊度を推定し、該推定した緊度に基づいて前記結球野菜の質量を補正することを特徴とする請求項３に記載の結球野菜測定装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、結球野菜を搬送中に測定する結球野菜測定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、結球野菜を搬送する搬送コンベアと、レーザ変位センサとを有し、搬送中の結球野菜の結球部の外径を検出する検出機構と、結球野菜の根茎部を切断する切断刃と、切断刃の切断位置を制御する制御部とを備えた装置が開示されている（特許文献１参照）。特許文献１の制御部は、検出機構により検出された結球部の外径のデータに基づいて、切断刃の切断高さを演算し、切断刃が最適な切断高さになるように制御している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平８－２２８５５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載の装置では、切断刃の切断位置を制御するために結球部の外径を検出している。特許文献１の装置では、切断位置を制御できればよく、外径を検出する精度に、高い正確性は要求されない。しかしながら、近年、ロボット技術や情報通信技術（ＩＣＴ)の活用により省力化、精密化や高品質生産性を実現するいわゆるスマート農業に対応していくために、結球野菜の大きさや質量などの物理量を、正確かつ迅速に測定することが要請されている。

【0005】

本発明は、このような要請を満たすためになされたもので、結球野菜の物理量を正確かつ迅速に測定することができる結球野菜測定装置を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

（１）本発明に係る結球野菜測定装置は、互いに対向して配置された一対の環状ベルトを予め設定された移動方向に回転させて、該一対の環状ベルトの間に結球野菜を挟んで移動させる際に前記結球野菜の測定を行う結球野菜測定装置であって、回動可能に支持されて前記一対の環状ベルトの互いに対向する部分の一方を他方に接近する方向に押圧する回動アームと、該回動アームの回動角度を検出する角度センサと、該角度センサにより検出された回動角度に基づいて前記結球野菜の物理量を演算する演算部と、を有することを特徴とする。

【0007】

（２）本発明に係る結球野菜測定装置は、前記演算部が、前記角度センサにより検出された前記回動角度に基づいて、前記結球野菜の直径を求めることを特徴とする。

【0008】

（３）前記演算部が、前記直径に基づいて、前記結球野菜の質量を求めることを特徴とする。

【0009】

（４）前記演算部が、所定の補正係数に基づいて前記質量を補正することを特徴とする。

【0010】

（５）前記回動アームが、前記移動方向の上流側に位置する第１回動アームと、前記第１回動アームよりも大きな押圧力を有し、前記第１回動アームに対して前記移動方向の下流側に位置する第２回動アームとを有することを特徴とする。

【0011】

（６）前記演算部が、前記角度センサにより検出された前記第１回動アームの第１回動角度に基づいて前記結球野菜の第１直径を求め、前記第１直径から前記結球野菜の質量を求め、前記角度センサにより検出された前記第２回動アームの第２回動角度に基づいて前記結球野菜の第２直径を求め、前記第１直径と前記第２直径との差から前記結球野菜の緊度を推定し、該推定した緊度に基づいて前記結球野菜の質量を補正することを特徴とする。

【0012】

（１）本発明に係る結球野菜測定装置は、互いに対向して配置された一対の環状ベルトと、回動アームと、角度センサと、演算部とを有しており、結球野菜は、環状ベルトの間に挟まれて予め設定された移動方向に移動する際に、即ち、結球野菜が搬送されている際に、角度センサにより検出された回動アームの回動角度に基づいて物理量が演算される。したがって、結球野菜の物理量を正確かつ迅速に取得することができる。

【0013】

（２）本発明に係る結球野菜測定装置においては、演算部により、角度センサで検出された回動角度に基づいて、結球野菜の直径（ｍｍ）が求められる。

【0014】

（３）本発明に係る結球野菜測定装置においては、演算部により、求められた直径（ｍｍ）に基づいて、搬送中の結球野菜の質量（ｇ）が速やかに求められる。

【0015】

（４）本発明に係る結球野菜測定装置においては、演算部により、所定の補正係数に基づいて、搬送中の結球野菜の質量（ｇ）が速やかに補正され、より正確な質量が得られる。

【0016】

（５）本発明に係る結球野菜測定装置は、回動アームが、移動方向の上流側に位置する第１回動アームと、第１回動アームよりも大きな押圧力（Ｎ）を有し、第１回動アームに対して移動方向の下流側に位置する第２回動アームとを有している。この構成により、一対の環状ベルトの間に挟まれて測定される結球野菜は、第２回動アームにより、第１回動アームの押圧力よりも大きな押圧力で押されるので、第１回動アームの押圧力による結球野菜の収縮量（ｍｍ）よりも、第２回動アームの押圧力による結球野菜の収縮量（ｍｍ）の方が多くなり、第１回動アームにより押圧されている結球野菜の直径よりも、第２回動アームに押圧されている結球野菜の直径の方が小さくなる。この直径の差によって、搬送中の結球野菜の緊度の情報が速やかに得られる。

【0017】

（６）本発明に係る結球野菜測定装置においては、結球野菜の第１直径（ｍｍ）が、演算部により、第１回動角度（°）に基づいて求められ、第１直径から結球野菜の質量（ｇ）が求められ、結球野菜の第２直径（ｍｍ）が、第２回動アームの第２回動角度（°）に基づいて求められる。そして、演算部により、第１直径と第２直径との差から結球野菜の緊度が推定され、その緊度に基づいて結球野菜の質量が補正される。したがって、結球野菜のより正確な質量が得られる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、結球野菜の物理量を正確かつ迅速に測定することができる結球野菜測定装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置を備えた結球野菜収穫機の平面図。

【図2】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置を備えた結球野菜収穫機の側面図。

【図3】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置の平面図。

【図4】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置の側面図。

【図5A】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置の一方側の第１ベルトテンショナを示す平面図。

【図5B】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置の一方側の第２ベルトテンショナを示す平面図。

【図5C】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置の一方側の第３ベルトテンショナを示す平面図。

【図6A】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置の他方側の第１ベルトテンショナを示す平面図。

【図6B】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置の他方側の第２ベルトテンショナを示す平面図。

【図6C】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置の他方側の第３ベルトテンショナを示す平面図。

【図7】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置による結球野菜の測定方法を示すフローチャート。

【図8】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置の平面図であり、結球野菜が一対の第２ベルトテンショナの間の位置を通過する状態を示す図。

【図9】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置の平面図であり、結球野菜が一対の第３ベルトテンショナの間の位置を通過する状態を示す図。

【図10】本発明の実施形態に係る結球野菜測定装置の第２ベルトテンショナの平面図であり、図１０（ａ）は、負荷が小さい状態を示し、図１０（ｂ）は、負荷が大きい状態を示す図。

【図11】センサ検出値から算出した結球野菜の直径と、実測した結球野菜の直径との関係を示すグラフ。

【図12】センサ検出値から算出した結球野菜の直径と、実測した結球野菜の質量との関係を示すグラフ。

【図13】本発明の実施形態の変形例に係る結球野菜測定装置の平面図。

【発明を実施するための形態】

【0020】

本発明に係る結球野菜測定装置を結球野菜収穫機１に適用した実施形態に係る結球野菜測定装置１０について図面を参照して説明する。

【0021】

まず、本実施形態に係る結球野菜測定装置１０が装備された結球野菜収穫機１の構成について説明する。結球野菜収穫機１は、図１および図２に示すように、結球野菜測定装置１０を搭載しており、図示しない車体、走行装置、運転装置、収穫装置および選別用コンベアを含んで構成されている。

【0022】

結球野菜収穫機１は、図１および図２に示す矢印Ａ方向に走行しながら圃場に植栽されているキャベツ等の結球野菜を収穫し、結球野菜測定装置１０により搬送中に結球野菜の大きさ（ｍｍ）や質量（ｇ）などの物理量を測定する。測定後の結球野菜は、選別用コンベアによって他の場所に搬出される。結球野菜測定装置１０によって測定された情報は、圃場に植栽されている結球野菜の生育状況の把握や、情報通信技術（ＩＣＴ）やロボット、人口知能（ＡＩ）を活用した次世代型の農業、いわゆるスマート農業に利用される。

【0023】

結球野菜測定装置１０は、結球野菜収穫機１の車体に固定されており、図３および図４に示すように、搬送機構３１Ａ、３１Ｂと、搬送ガイド３２と、第１角度センサ３３Ａ、３３Ｂと、第２角度センサ３４Ａ、３４Ｂと、演算部３５と、各構成要素を支持する支持部３６とを有している。結球野菜測定装置１０は、結球野菜Ｖを搬送し、搬送中に結球野菜Ｖの直径（ｍｍ）や質量（ｇ）などの物理量を測定する機能を有している。

【0024】

搬送機構３１Ａ、３１Ｂは、互いに対向して配置された一対の環状ベルト４１Ａ、４１Ｂを有しており、これら一対の環状ベルト４１Ａ、４１Ｂを予め設定された移動方向に回転させて、一対の環状ベルト４１Ａ、４１Ｂの間に結球野菜Ｖを挟んで移動させる構成を有する。搬送機構３１Ａ、３１Ｂは、結球野菜収穫機１の前後方向に沿って平行に延びて、結球野菜収穫機１の左右方向に分かれて互いに対をなして配置された左右対称構造となっている。

【0025】

搬送機構３１Ａは、図３に示すように、環状ベルト４１Ａと、環状ベルト４１Ａが架け渡されるプーリ４２Ａ、４３Ａと、ガイドプーリ４４Ａと、第１ベルトテンショナ４５Ａ、第２ベルトテンショナ４６Ａ、第３ベルトテンショナ４７Ａ、第４ベルトテンショナ４８Ａと、各ベルトテンショナを支持する支持部材４９Ａとを有している。なお、実施形態に係る第２ベルトテンショナ４６Ａは、本発明に係る結球野菜測定装置の第１回動アームに対応し、第３ベルトテンショナ４７Ａは、第２回動アームに対応する。

【0026】

環状ベルト４１Ａは、所定の幅、厚みおよび所定の長さを有し、外周面に凹凸が形成された無端周状のべルトからなり、合成樹脂や合成ゴムなどの柔軟性のある材料で形成されている。環状ベルト４１Ａは、前後に離れて配置されたプーリ４２Ａ、４３Ａの間に架け渡されており、内周面にプーリ４２Ａ、４３Ａが接触している。環状ベルト４１Ａは、後述する搬送機構３１Ｂの環状ベルト４１Ｂと、互いに外周面が向かい合うように、対向して配置されている。環状ベルト４１Ａと、後述する環状ベルト４１Ｂとの間の間隔が、結球野菜Ｖの結球部を挟み込んで保持できるように、結球野菜Ｖの直径（ｍｍ）よりも小さい間隔になるように、プーリ４２Ａ、４３Ａと、ガイドプーリ４４Ａと、各ベルトテンショナの位置が設定されている。

【0027】

プーリ４２Ａは、結球野菜収穫機１の走行方向の前方側で、収穫装置４の支持部材４９Ａに回転自在に支持されている。プーリ４２Ａは、環状ベルト４１Ａを図３に示す矢印ａ方向に、回動可能に支持している。プーリ４３Ａは、結球野菜収穫機１の走行方向の後方側で、収穫装置４の支持部材４９Ａに回転自在に支持されている。プーリ４３Ａは、環状ベルト４１Ａを図３に示す矢印ａ方向に回動可能に支持している。プーリ４３Ａには、図示しない駆動モータが連結されており、駆動モータにより矢印ａ方向に回転駆動されることによって、環状ベルト４１Ａを図３に示す矢印ａ方向に回動させる。

【0028】

ガイドプーリ４４Ａは、環状ベルト４１Ａの外周面に対向する位置に配置され、環状ベルト４１Ａの外周面に接触して、環状ベルト４１Ａが安定して回動できるように環状ベルト４１Ａを案内している。

【0029】

第１ベルトテンショナ４５Ａは、図５Ａに示すように、アーム５１Ａと、ローラ５２Ａと、回動軸５３Ａと、引張コイルばね５４Ａと、張力調整部材５５Ａと、支持部材５６Ａとを備えている。

【0030】

アーム５１Ａは、アーム５１Ａの基端部Ｋから先端部Ｓまで直線状に延びる板状の本体と、基端部Ｋにおいて本体から回動軸５３Ａに沿って平行に突出する突起Ｔとを有している。アーム５１Ａの基端部Ｋには、回動軸５３Ａが取り付けられており、アーム５１Ａは、回動軸５３Ａを中心として先端部Ｓが円弧状の軌跡を描くように回動可能に支持されている。アーム５１Ａの先端部Ｓには、ローラ５２Ａがアーム５１Ａの本体に対して回転自在に支持されている。

【0031】

アーム５１Ａの突起Ｔには、引張コイルばね５４Ａの一端が引っ掛けられており、引張コイルばね５４Ａの張力（Ｎ）により、アーム５１Ａの突起が引っ張られると、アーム５１Ａの本体が回動軸５３Ａを中心として反時計回りに回動し、ローラ５２Ａが環状ベルト４１Ａを押圧するようになっている。回動軸５３Ａは、一端がアーム５１Ａの基端部Ｋに固定されており、他端が支持部材４９Ａに回動自在に支持されている。

【0032】

引張コイルばね５４Ａの他端は、アーム５１Ａから離隔した位置において、張力調整部材５５Ａの一端に引っ掛けられて支持されている。張力調整部材５５Ａの他端は、支持部材５６Ａを介して支持部材４９Ａに取り付けられている。張力調整部材５５Ａは、棒状部材からなり、外周面には、雄ねじが形成されている。張力調整部材５５Ａの雄ねじには、一対のナットＮが支持部材５６Ａを挟んで螺合されている。張力調整部材５５Ａは一対のナットＮにより、支持部材５６Ａに固定されている。この一対のナットＮを回転させて張力調整部材５５Ａの軸方向に移動させることにより、張力調整部材５５Ａが軸方向に移動し、引張コイルばね５４Ａの張力（Ｎ）が調整される。

【0033】

第１ベルトテンショナ４５Ａは、ローラ５２Ａを環状ベルト４１Ａの内周面に押し当てて、環状ベルト４１Ｂに近接する方向に環状ベルト４１Ａを所定の押圧力（Ｎ）で押圧している。第１ベルトテンショナ４５Ａは、引張コイルばね５４Ａの張力によるローラ５２Ａの環状ベルト４１Ａに対する押圧力（Ｎ）と、この押圧力に対する環状ベルト４１Ａのローラ５２Ａに対する反発力（Ｎ）とが、釣り合った状態から、この押圧力と反発力とのバランスが崩れて、押圧力が強くなった場合に、アーム５１Ａが回動軸５３Ａを中心として反時計回りに回動し、反発力が強くなった場合に、アーム５１Ａが回動軸５３Ａを中心として時計回りに回動する。

【0034】

第２ベルトテンショナ４６Ａは、第１ベルトテンショナ４５Ａに対して搬送機構３１Ａ、３１Ｂによる結球野菜Ｖの搬送方向の下流側に設けられており、図５Ｂに示すように、第１ベルトテンショナ４５Ａと同様、アーム６１Ａと、ローラ６２Ａと、回動軸６３Ａと、引張コイルばね６４Ａと、張力調整部材６５Ａと、支持部材６６Ａとを備えている。

【0035】

アーム６１Ａは、アーム５１Ａと同様に、アーム６１Ａの基端部Ｋから先端部Ｓまで直線状に延びる板状の本体と、基端部Ｋにおいて本体から回動軸６３Ａに沿って平行に突出する突起Ｔとを有している。アーム６１Ａの基端部Ｋには、回動軸６３Ａが取り付けられており、アーム６１Ａは、回動軸６３Ａを中心として先端部Ｓが円弧状の軌跡を描くように回動可能に支持されている。アーム６１Ａの先端部Ｓには、ローラ６２Ａがアーム６１Ａの本体に対して回転自在に支持されている。

【0036】

アーム６１Ａの突起Ｔには、引張コイルばね６４Ａの一端が引っ掛けられており、引張コイルばね６４Ａの張力（Ｎ）により、アーム６１Ａの突起Ｔが引っ張られると、アーム６１Ａの本体が回動軸６３Ａを中心として反時計回りに回動し、ローラ６２Ａが環状ベルト４１Ａを押圧するようになっている。回動軸６３Ａは、一端がアーム６１Ａの基端部Ｋに固定されており、他端が支持部材４９Ａに回動自在に支持されている。

【0037】

そして、回動軸６３Ａには、外歯歯車Ｇが固定されている。外歯歯車Ｇは、回動軸６３Ａの端部に同軸上に固定されており、回動軸６３Ａと一体になって回動される。外歯歯車Ｇは、第１角度センサ３３Ａの外歯歯車７２Ａに噛み合っており、アーム６１Ａの回動に応じて第１角度センサ３３Ａの外歯歯車７２Ａを回動させる。回動軸６３Ａの外歯歯車Ｇが、第１角度センサ３３Ａにアーム６１Ａの回動角度（°）を伝達することによって、第１角度センサ３３Ａが、回動軸６３Ａの回動角度、つまり、アーム６１Ａの回動角度を検出できるようになっている。

【0038】

引張コイルばね６４Ａの他端は、アーム６１Ａから離隔した位置において、張力調整部材６５Ａの一端に引っ掛けられて支持されている。張力調整部材６５Ａの他端は、支持部材６６Ａを介して支持部材４９Ａに取り付けられている。張力調整部材６５Ａは、張力調整部材５５Ａと同様、棒状部材からなり、外周面には、雄ねじが形成されている。張力調整部材６５Ａの雄ねじには、一対のナットＮが支持部材６６Ａを挟んで螺合されている。張力調整部材６５Ａは一対のナットＮにより、支持部材６６Ａに固定されている。この一対のナットＮを回転させて張力調整部材５５Ａの軸方向に移動させることにより、張力調整部材６５Ａが軸方向に移動し、引張コイルばね６４Ａの張力（Ｎ）が調整される。

【0039】

第２ベルトテンショナ４６Ａは、ローラ６２Ａを環状ベルト４１Ａの内周面に押し当てて、環状ベルト４１Ｂに近接する方向に環状ベルト４１Ａを所定の押圧力（Ｎ）で押圧している。第２ベルトテンショナ４６Ａは、第１ベルトテンショナ４５Ａと同様に、引張コイルばね６４Ａの張力によるローラ６２Ａの環状ベルト４１Ａに対する押圧力（Ｎ）と、この押圧力に対する環状ベルト４１Ａのローラ６２Ａに対する反発力（Ｎ）とが、釣り合った状態から、この押圧力と反発力とのバランスが崩れて、押圧力が強くなった場合に、アーム６１Ａが回動軸６３Ａを中心として反時計回りに回動し、反発力が強くなった場合に、アーム６１Ａが回動軸６３Ａを中心として時計回りに回動する。

【0040】

第３ベルトテンショナ４７Ａは、第２ベルトテンショナ４６Ａに対して搬送機構３１Ａ、３１Ｂによる結球野菜Ｖの搬送方向の下流側に設けられており、第２ベルトテンショナ４６Ａと同様に構成されている。しかしながら、第３ベルトテンショナ４７Ａは、第２ベルトテンショナ４６Ａとは異なり、第２ベルトテンショナ４６Ａが、環状ベルト４１Ａを押圧する所定の押圧力（Ｎ）よりも、強い押圧力（Ｎ）で押圧するように構成されている。

【0041】

第４ベルトテンショナ４８Ａは、第３ベルトテンショナ４７Ａに対して搬送機構３１Ａ、３１Ｂによる結球野菜Ｖの搬送方向の下流側に設けられており、第２ベルトテンショナ４６Ａと同様に構成されている。支持部材４９Ａは、不図示の車体に固定されており、結球野菜測定装置１０の搬送機構３１Ａ、３１Ｂと、搬送ガイド３２がそれぞれ支持されている。

【0042】

搬送機構３１Ｂは、図３に示すように、搬送機構３１Ａと同様に構成され、環状ベルト４１Ｂと、環状ベルト４１Ｂが架け渡されるプーリ４２Ｂ、４３Ｂと、ガイドプーリ４４Ｂと、第１第１ベルトテンショナ４５Ｂ、第２ベルトテンショナ４６Ｂ、第３ベルトテンショナ４７Ｂ、及び第４ベルトテンショナ４８Ｂと、各ベルトテンショナを支持する支持部材４９Ｂとを有している。なお、実施形態に係る第２ベルトテンショナ４６Ｂ、本発明に係る結球野菜測定装置の第１回動アームに対応し、第３ベルトテンショナ４７Ｂ、第２回動アームに対応する。

【0043】

環状ベルト４１Ｂは、所定の幅、厚みおよび所定の長さを有し、外周面に凹凸が形成された無端周状のべルトからなり、合成樹脂や合成ゴムなどの柔軟性のある材料で形成されている。環状ベルト４１Ｂは、前後に離れて配置されたプーリ４２Ｂ、４３Ｂの間に架け渡されており、内周面にプーリ４２Ｂ、４３Ｂが接触している。環状ベルト４１Ｂは、後述する搬送機構３１Ｂの環状ベルト４１Ｂと、互いに外周面が向かい合うように、所定の間隔を開けて対向して配置されている。環状ベルト４１Ｂは、環状ベルト４１Ａとの間の間隔が、結球野菜Ｖの結球部を挟み込んで保持できるように、結球野菜の直径（ｍｍ）よりも小さい間隔になるように、プーリ４２Ｂ、４３Ｂと、ガイドプーリ４４Ｂと、各ベルトテンショナの位置が設定されている。

【0044】

プーリ４２Ｂは、結球野菜収穫機１の走行方向の前方側で、収穫装置４の支持部材４９Ｂに回転自在に支持されている。プーリ４２Ｂは、環状ベルト４１Ｂを図３に示す矢印ｂ方向に、回動可能に支持している。プーリ４３Ｂは、結球野菜収穫機１の走行方向の後方側で、収穫装置４の支持部材４９Ｂに回転自在に支持されている。プーリ４３Ｂは、環状ベルト４１Ｂを図３に示す矢印ｂ方向に、回動可能に支持している。プーリ４３Ｂには、図示しない駆動モータが連結されており、駆動モータにより矢印ｂ方向に回転駆動されることによって、環状ベルト４１Ｂを図３に示す矢印ｂ方向に回動させる。

【0045】

ガイドプーリ４４Ｂは、環状ベルト４１Ｂの外周面に対向する位置に配置され、環状ベルト４１Ｂの外周面に接触し、環状ベルト４１Ｂが安定して回動できるように環状ベルト４１Ｂを案内している。

【0046】

第１ベルトテンショナ４５Ｂは、図６Ａに示すように、第１ベルトテンショナ４５Ａと同様、アーム５１Ｂと、ローラ５２Ｂと、回動軸５３Ｂと、引張コイルばね５４Ｂと、張力調整部材５５Ｂと、支持部材５６Ｂとを備えている。

【0047】

アーム５１Ｂは、アーム５１Ｂの基端部Ｋから先端部Ｓまで直線状に延びる板状の本体と基端部Ｋにおいて本体から回動軸５３Ｂに沿って平行に突出する突起Ｔとを有している。アーム５１Ｂの基端部Ｋには、回動軸５３Ｂが取り付けられており、アーム５１Ｂは、回動軸５３Ｂを中心として先端部Ｓが円弧状の軌跡を描くように回動可能に支持されている。アーム５１Ｂの先端部Ｓには、ローラ５２Ｂがアーム５１Ｂの本体に対して回転自在に支持されている。

【0048】

アーム５１Ｂの突起Ｔには、引張コイルばね５４Ｂの一端が引っ掛けられており、引張コイルばね５４Ｂの張力（Ｎ）により、アーム５１Ｂの突起が引っ張られると、アーム５１Ｂの本体が回動軸５３Ｂを中心として時計回りに回動し、ローラ５２Ｂが環状ベルト４１Ｂを押圧するようになっている。回動軸５３Ｂは、一端がアーム５１Ｂの基端部Ｋに固定されており、他端が支持部材４９Ｂに回動自在に支持されている。

【0049】

引張コイルばね５４Ｂの他端は、アーム５１Ｂから離隔した位置において、張力調整部材５５Ｂの一端に引っ掛けられて支持されている。張力調整部材５５Ｂの他端は、支持部材５６Ｂを介して支持部材４９Ｂに取り付けられている。張力調整部材５５Ｂは、棒状部材からなり、外周面には、雄ねじが形成されている。張力調整部材５５Ｂの雄ねじには、一対のナットＮが支持部材５６Ｂを挟んで螺合されている。張力調整部材５５Ｂは一対のナットＮにより、支持部材５６Ｂに固定されている。この一対のナットＮを回転させて張力調整部材５５Ｂの軸方向に移動させることにより、張力調整部材５５Ｂが軸方向に移動し、引張コイルばね５４Ｂの張力（Ｎ）が調整される。

【0050】

第１ベルトテンショナ４５Ｂは、ローラ５２Ｂを環状ベルト４１Ｂの内周面に押し当てて、環状ベルト４１Ｂに近接する方向に環状ベルト４１Ｂを所定の押圧力（Ｎ）で押圧している。第１ベルトテンショナ４５Ｂは、引張コイルばね５４Ｂの張力によるローラ５２Ｂの環状ベルト４１Ｂに対する押圧力（Ｎ）と、この押圧力に対する環状ベルト４１Ｂのローラ５２Ｂに対する反発力（Ｎ）とが、釣り合った状態から、この押圧力と反発力とのバランスが崩れて、押圧力が強くなった場合には、アーム５１Ｂが回動軸５３Ｂを中心として時計回りに回動し、反発力が強くなった場合には、アーム５１Ｂが回動軸５３Ｂを中心として反時計回りに回動する。

【0051】

第２ベルトテンショナ４６Ｂは、第１ベルトテンショナ４５Ｂに対して搬送機構３１Ａ、３１Ｂによる結球野菜Ｖの搬送方向の下流側に設けられており、図６Ｂに示すように、第１ベルトテンショナ４５Ｂと同様、アーム６１Ｂと、ローラ６２Ｂと、回動軸６３Ｂと、引張コイルばね６４Ｂと、張力調整部材６５Ｂと、支持部材６６Ｂとを備えている。

【0052】

アーム６１Ｂは、アーム５１Ｂと同様に、アーム６１Ｂの基端部Ｋから先端部Ｓまで直線状に延びる板状の本体と、基端部Ｋにおいて本体から回動軸６３Ａに沿って平行に突出する突起Ｔとを有している。アーム６１Ｂの基端部Ｋには、回動軸６３Ｂが取り付けられており、アーム６１Ｂは、回動軸６３Ｂを中心として先端部Ｓが円弧状の軌跡を描くように回動可能に支持されている。アーム６１Ｂの先端部Ｓには、ローラ６２Ｂがアーム６１Ｂの本体に対して回転自在に支持されている。

【0053】

アーム６１Ｂの突起Ｔには、引張コイルばね６４Ｂの一端が引っ掛けられており、引張コイルばね６４Ｂの張力（Ｎ）により、アーム６１Ｂの突起Ｔが引っ張られると、アーム６１Ｂの本体が回動軸６３Ｂを中心として時計回りに回動し、ローラ６２Ｂが環状ベルト４１Ｂを押圧するようになっている。回動軸６３Ｂは、一端がアーム６１Ｂの基端部Ｋに固定されており、他端が支持部材４９Ｂに回動自在に支持されている。

【0054】

そして、回動軸６３Ｂには、外歯歯車Ｇが固定されている。外歯歯車Ｇは、回動軸６３Ｂの端部に同軸上に固定されており、回動軸６３Ｂと一体になって回動される。外歯歯車Ｇは、第１角度センサ３３Ｂの外歯歯車７２Ｂに噛み合っており、アーム６１Ａの回動に応じて第１角度センサ３３Ｂの外歯歯車７２Ｂを回動させる。回動軸６３Ｂの外歯歯車Ｇが、第１角度センサ３３Ｂにアーム６１Ｂの回動角度（°）を伝達することによって、第１角度センサ３３Ｂが、回動軸６３Ｂの回動角度、つまり、アーム６１Ｂの回動角度を検出できるようになっている。

【0055】

引張コイルばね６４Ｂの他端は、アーム６１Ｂから離隔した位置において、張力調整部材６５Ｂの一端に引っ掛けられて支持されている。張力調整部材６５Ｂの他端は、支持部材６６Ｂを介して支持部材４９Ｂに取り付けられている。張力調整部材６５Ｂは、張力調整部材５５Ｂと同様、棒状部材からなり、外周面には、雄ねじが形成されている。張力調整部材６５Ｂの雄ねじには、一対のナットＮが支持部材６６Ｂを挟んで螺合されている。張力調整部材６５Ｂは一対のナットＮにより、支持部材６６Ｂに固定されている。この一対のナットＮを回転させて張力調整部材６５Ｂの軸方向に移動させることにより、張力調整部材６５Ｂが軸方向に移動し、引張コイルばね６４Ｂの張力（Ｎ）が調整される。

【0056】

第２ベルトテンショナ４６Ｂは、ローラ６２Ｂを環状ベルト４１Ｂの内周面に押し当てて、環状ベルト４１Ａに近接する方向に環状ベルト４１Ｂを所定の押圧力（Ｎ）で押圧している。第２ベルトテンショナ４６Ｂは、第１ベルトテンショナ４５Ｂと同様に、引張コイルばね６４Ｂの張力によるローラ６２Ｂの環状ベルト４１Ｂに対する押圧力（Ｎ）と、この押圧力に対する環状ベルト４１Ｂのローラ６２Ｂに対する反発力（Ｎ）とが、釣り合った状態から、この押圧力と反発力とのバランスが崩れて、押圧力が強くなった場合に、アーム６１Ｂが回動軸６３Ｂを中心として時計回りに回動し、反発力が強くなった場合に、アーム６１Ｂが回動軸６３Ｂを中心として反時計回りに回動する。

【0057】

第３ベルトテンショナ４７Ｂは、第２ベルトテンショナ４６Ｂに対して搬送機構３１Ａ、３１Ｂによる結球野菜Ｖの搬送方向の下流側に設けられており、第２ベルトテンショナ４６Ｂと同様に構成されている。しかしながら、第３ベルトテンショナ４７Ｂは、第２ベルトテンショナ４６Ｂとは異なり、第２ベルトテンショナ４６Ｂが、環状ベルト４１Ｂを押圧する所定の押圧力（Ｎ）よりも、強い押圧力（Ｎ）で押圧するように構成されている。

【0058】

第４ベルトテンショナ４８Ｂは、第３ベルトテンショナ４７Ｂに対して搬送機構３１Ａ、３１Ｂによる結球野菜Ｖの搬送方向の下流側に設けられており、第２ベルトテンショナ４６Ｂと同様に構成されている。支持部材４９Ｂは、不図示の車体に固定されており、結球野菜測定装置１０の搬送機構３１Ａ、３１Ｂと、搬送ガイド３２がそれぞれ支持されている。

【0059】

搬送ガイド３２は、搬送機構３１Ａと搬送機構３１Ｂとの間で、搬送機構３１Ａと搬送機構３１Ｂの下部に沿って直線状に延在して設けられている。搬送ガイド３２は、搬送機構３１Ａおよび搬送機構３１Ｂによって搬送開始部分から搬送終了部分まで搬送される結球野菜Ｖを下から支えて案内し、結球野菜Ｖが、搬送機構３１Ａと搬送機構３１Ｂとの間から落下するのを防止する機能を有している。

【0060】

第１角度センサ３３Ａは、図５Ｂに示すように、支持部材４９Ａに固定されたセンサ本体７１Ａと、センサ本体７１Ａの図示しない回転軸に取り付けられ回転軸と一緒に回転可能に固定された外歯歯車７２Ａとを有している。センサ本体７１Ａは、ポテンショメータなどの回動角度を検出する素子で構成されている。外歯歯車７２Ａは、第２ベルトテンショナ４６Ａの回動軸６３Ａに設けられた外歯歯車Ｇと噛み合っている。

【0061】

第１角度センサ３３Ａは、第２ベルトテンショナ４６Ａのアーム６１Ａが回動してアーム６１Ａと一体に回動軸６３Ａが回動すると、回動軸６３Ａと一体に外歯歯車Ｇが回動して、第１角度センサ３３Ａの外歯歯車７２Ａが回動され、アーム６１Ａの回動角度θ１Ａが検出される。第１角度センサ３３Ａは、演算部３５に接続されており、検出された回動角度θ１Ａの信号を演算部３５に送る。回動角度θ１Ａは、例えば、結球野菜Ｖの搬送方向に直交する直線Ｌ１と、第２ベルトテンショナ４６Ａの回動軸６３Ａの軸心とローラ６２Ａの軸心とを結ぶ線Ｌ２とのなす角で表すことができる。

【0062】

第１角度センサ３３Ｂは、図６Ｂに示すように、第１角度センサ３３Ａと同様、支持部材４９Ｂに固定されたセンサ本体７１Ｂと、センサ本体７１Ｂの図示しない回転軸に取り付けられ回転軸と一緒に回転可能に固定された外歯歯車７２Ｂとを有している。センサ本体７１Ｂは、ポテンショメータなどの回動角度を検出する素子で構成されている。外歯歯車７２Ｂは、第２ベルトテンショナ４６Ｂの回動軸６３Ｂに設けられた外歯歯車Ｇと噛み合っている。

【0063】

第１角度センサ３３Ｂは、第２ベルトテンショナ４６Ｂのアーム６１Ｂが回動してアーム６１Ｂと一体に回動軸６３Ｂが回動すると、回動軸６３Ｂと一体に外歯歯車Ｇが回動して、第１角度センサ３３Ｂの外歯歯車７２Ｂが回動され、アーム６１Ｂの回動角度θ１Ｂが検出される。第１角度センサ３３Ｂは、第１角度センサ３３Ａと同様、演算部３５に接続されており、検出された回動角度θ１Ｂの信号を演算部３５に送る。回動角度θ１Ｂは、例えば、結球野菜Ｖの搬送方向に直交する直線Ｌ１と、第２ベルトテンショナ４６Ｂの回動軸６３Ｂの軸心とローラ６２Ｂの軸心とを結ぶ線Ｌ２とのなす角で表すことができる。

【0064】

第２角度センサ３４Ａは、図５Ｃに示すように、第１角度センサ３３Ａと同様、支持部材４９Ａに固定されたセンサ本体７１Ａと、センサ本体７１Ａの図示しない回転軸に取り付けられ回転軸と一緒に回転可能に固定された外歯歯車７２Ａとを有している。外歯歯車７２Ａは、第３ベルトテンショナ４７Ａの回動軸６３Ａに設けられた外歯歯車Ｇと噛み合っている。

【0065】

第２角度センサ３４Ａは、第１角度センサ３３Ａと同様、第３ベルトテンショナ４７Ａのアーム６１Ａが回動してアーム６１Ａと一体に回動軸６３Ａが回動すると、回動軸６３Ａと一体に外歯歯車Ｇが回動して、第２角度センサ３４Ａの外歯歯車７２Ａが回動され、アーム６１Ａの回動角度θ２Ａが検出される。第２角度センサ３４Ａは、第１角度センサ３３Ａと同様、演算部３５に接続されており、検出された回動角度θ２Ａの信号を演算部３５に送る。回動角度θ２Ａは、例えば、結球野菜Ｖの搬送方向に直交する直線Ｌ１と、第２ベルトテンショナ４６Ａの回動軸６３Ａの軸心とローラ６２Ａの軸心とを結ぶ線Ｌ２とのなす角で表すことができる。

【0066】

第２角度センサ３４Ｂは、図６Ｃに示すように、第１角度センサ３３Ｂと同様、支持部材４９Ｂに固定されたセンサ本体７１Ｂと、センサ本体７１Ｂの図示しない回転軸に取り付けられ回転軸と一緒に回転可能に固定された外歯歯車７２Ｂとを有している。センサ本体７１Ｂは、ポテンショメータなどの回動角度を検出する素子で構成されている。外歯歯車７２Ｂは、第３ベルトテンショナ４７Ｂの回動軸６３Ｂに設けられた外歯歯車Ｇと噛み合っている。

【0067】

第２角度センサ３４Ｂは、第１角度センサ３３Ｂと同様に、第３ベルトテンショナ４７Ｂのアーム６１Ａが回動してアーム６１Ｂと一体に回動軸６３Ｂが回動すると、回動軸６３Ｂと一体に外歯歯車Ｇが回動して、第２角度センサ３４Ｂの外歯歯車７２Ｂが回動され、アーム６１Ｂの回動角度θ２Ｂが検出される。第２角度センサ３４Ｂは、第１角度センサ３３Ｂと同様、演算部３５に接続されており、検出された回動角度θ２Ｂの信号を演算部３５に送る。回動角度θ２Ｂは、例えば、結球野菜Ｖの搬送方向に直交する直線Ｌ１と、第２ベルトテンショナ４６Ｂの回動軸６３Ｂの軸心とローラ６２Ｂの軸心とを結ぶ線Ｌ２とのなす角で表すことができる。なお、実施形態の第１角度センサ３３Ａ、３３Ｂ、第２角度センサ３４Ａ、３４Ｂは、本発明に係る結球野菜測定装置における角度センサに対応する。

【0068】

演算部３５は、演算プログラムやデータなどの設定値情報を格納したＲＯＭなどのメモリと、プログラムにより処理を実行するプロセッサとを備える公知のマイクロコンピュータによって構成されており、入力インターフェース回路および出力インターフェース回路を備えている。

【0069】

プロセッサは、メモリに格納された演算プログラムや設定値情報を読み込み、取得した第１角度センサ３３Ａ、３３Ｂおよび第２角度センサ３４Ａ、３４Ｂの検出情報に基づいて、演算プログラムを実行することにより、結球野菜Ｖの直径（ｍｍ）や質量（ｇ）などの物理量を演算する。

【0070】

演算部３５の入力インターフェース回路には、第１角度センサ３３Ａ、３３Ｂおよび第２角度センサ３４Ａ、３４Ｂが接続され、第１角度センサ３３Ａ、３３Ｂおよび第２角度センサ３４Ａ、３４Ｂの検出情報が演算部３５に入力される。

【0071】

本実施形態に係る結球野菜測定装置１０の測定方法について図面を参照して説明する。

【0072】

結球野菜測定装置１０の測定方法は、図７に示すように、結球野菜Ｖの搬送開始（ステップＳ１）、第１角度センサ３３Ａ、３３Ｂによる第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂの第１回動角度θ１Ａ、θ１Ｂの検出（ステップＳ２）、第１回動角度θ１Ａ、θ１Ｂに基づく結球野菜Ｖの第１直径の算出（ステップＳ３）、結球野菜Ｖの第１直径に基づく質量の算出（ステップＳ４）、第２角度センサ３４Ａ、３４Ｂによる第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂの第２回動角度θ２Ａ、θ２Ｂの検出（ステップＳ５）、第２回動角度θ２Ａ、θ２Ｂに基づく結球野菜Ｖの第２直径の算出（ステップＳ６）、第１直径と第２直径との差に基づく結球野菜Ｖの緊度の推定と、緊度を用いた結球野菜Ｖの質量の補正（ステップＳ７）、および、質量のメモリへの格納（ステップＳ８）を含む。各ステップは順に行われる。ステップＳ２からステップＳ８までの各ステップは、結球野菜Ｖが結球野菜測定装置１０によって搬送されている間に行われる。

【0073】

結球野菜Ｖの搬送開始（ステップＳ１）においては、例えば結球野菜収穫機１の走行により、結球野菜Ｖが結球野菜測定装置１０に逐次供給され、結球野菜測定装置１０の搬送機構３１Ａ、３１Ｂによる結球野菜Ｖの搬送が開始される。

【0074】

第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂの第１回動角度の検出（ステップＳ２）においては、搬送機構３１Ａ、３１Ｂによる結球野菜Ｖの搬送が開始されると、図８に示すように、結球野菜Ｖは第１ベルトテンショナ４５Ａ、４５Ｂの位置を通過してから、第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂを通過する。結球野菜Ｖが第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂの位置を通過する際に、第２ベルトテンショナ４６Ａは、矢印ｃ方向に大きく回動し、第２ベルトテンショナ４６Ｂも、矢印ｄ方向に大きく回動し、第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂは、図１０（ｂ）に示すように、それぞれ回動角度θ１Ａ、θ１Ｂとなる。この回動角度θ１Ａ、θ１Ｂは、第１角度センサ３３Ａ、３３Ｂにより検出され、検出された回動角度θ１Ａ、θ１Ｂの信号は、演算部３５に送信される。

【0075】

結球野菜Ｖの第１直径の算出（ステップＳ３）においては、演算部３５は、送信された第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂの回動角度θ１Ａ、θ１Ｂと、図１０（ａ）に示す無負荷の状態のときの回動角度θ０とに基づいて、例えば幾何学計算などの公知の算出方法により、結球野菜Ｖの第１直径ｄ１（ｍｍ）を算出する、即ち、結球部の第１直径ｄ１（ｍｍ）を測定する。

【0076】

例えば、第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂの間に結球野菜Ｖを挟み込んだときの第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂの回動角度θ１Ａ、θ１Ｂ（第１回動角度）と、無負荷の状態ときの回動角度θ０との角度差から、第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂの先端部Ｓのローラ６２Ａどうしの離間距離を算出する。そして、その離間距離を結球野菜Ｖの直径とする処理を行う。実際には、結球野菜Ｖの第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂの間に挟み込まれている部分である結球部の直径が結球野菜Ｖの第１直径ｄ１とされる。算出結果は、メモリに格納される。

【0077】

図１１は、センサ検出値から算出した結球野菜の直径と、実測した結球野菜の直径との関係を示すグラフである。図１１に示すように、センサ検出値から算出した直径と実測した直径は、ほぼ等しい関係であることがわかる。したがって、センサ検出値から算出した結球野菜Ｖの直径を、実際の結球野菜Ｖの直径とみなすことができる。

【0078】

結球野菜Ｖの質量の算出（ステップＳ４）においては、演算部３５は、ステップＳ３において算出された第１直径ｄ１を用いて結球野菜の質量（ｇ）を算出する。演算部３５は、予め用意された結球野菜の直径と質量の関係を参照して、結球野菜Ｖの直径から結球野菜の質量（ｇ）を算出する。結球野菜の直径と質量との間には比較的高い相関関係があり、直径から質量を算出することができる。したがって、結球野菜Ｖの直径を測定することによって、圃場収量の推定が可能となる。

【0079】

図１２は、センサ検出値から算出した結球野菜の直径と、結球野菜の質量との関係を示すグラフである。図１２に示すように、センサ検出値から算出した結球野菜の直径と、結球野菜の質量との間には、一定の相関関係があり、この関係を参照して、直径を質量に換算する関係式を求める。そして、求めた関係式とメモリに格納された第１直径ｄ１（ｍｍ）に基づいて、結球野菜Ｖの質量（ｇ）を推定する。推定結果は、メモリに格納される。

【0080】

第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂの第２回動角度の検出（ステップＳ５）においては、図９に示すように、結球野菜Ｖが第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂの位置を通過する際に、第３ベルトテンショナ４７Ａは、矢印ｅ方向に回動し、第３ベルトテンショナ４７Ｂも、矢印ｆ方向に回動し、第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂは、図示しないが図１０（ｂ）に示す第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂと同様に、それぞれ回動角度θ２Ａ、θ２Ｂとなる。この回動角度θ２Ａ、θ２Ｂは、第２角度センサ３４Ａ、３４Ｂにより検出され、検出された回動角度θ２Ａ、θ２Ｂの信号は、演算部３５に送信される。

【0081】

結球野菜Ｖの第２直径の算出（ステップＳ６）においては、演算部３５は、送信された第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂの回動角度θ２Ａ、θ２Ｂと、図１０（ａ）に示す無負荷の状態のときの回動角度θ０とに基づいて、公知の算出方法により、結球野菜Ｖの第２直径ｄ２（ｍｍ）を算出する、即ち、結球部の第２直径ｄ２（ｍｍ）を測定する。例えば、第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂの間に結球野菜Ｖを挟み込んだときの第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂの回動角度θ２Ａ、θ２Ｂ（第２回動角度）と、無負荷の状態ときの回動角度θ０との角度差から、第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂの先端部Ｓのローラ６２Ａどうしの離間距離を算出する。そして、その離間距離を結球野菜Ｖの直径とする処理を行う。実際には、結球野菜Ｖの第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂの間に挟み込まれている部分である結球部の直径が結球野菜Ｖの第２直径ｄ２とされる。算出結果は、メモリに格納される。

【0082】

なお、第３ベルトテンショナ４７Ａの環状ベルト４１Ａに対する押圧力Ｆ３（Ｎ）および第３ベルトテンショナ４７Ｂの環状ベルト４１Ｂに対する押圧力Ｆ４（Ｎ）が、第２ベルトテンショナ４６Ａの環状ベルト４１Ａに対する押圧力Ｆ１（Ｎ）および第２ベルトテンショナ４６Ｂの環状ベルト４１Ｂに対する押圧力Ｆ２（Ｎ）よりも大きく設定されているので、結球野菜Ｖは、第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂによって、第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂよりもより強い押圧力で押圧される。したがって、結球野菜Ｖは、第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂによって押圧されたときよりも大きく変形し、結球野菜Ｖの第２直径ｄ２は、第１直径ｄ１よりも小さくなる。

【0083】

結球野菜Ｖの質量の補正（ステップＳ７）においては、第１直径ｄ１と第２直径ｄ２との差に基づいて結球野菜Ｖの緊度を推定し、その緊度を用いて結球野菜Ｖの質量を補正する処理が行われる。結球野菜Ｖの緊度は、外から押したときの硬さや、結球部の身の締まり具合を示す指標であり、結球部の身が締まっておりかつ硬いほど緊度が高くなり、結球部の身がスカスカで柔らかいほど緊度が低くなる。第１直径ｄ１と第２直径ｄ２との差と緊度との関係は、実験値やシミュレーションなどのデータに基づいて予め設定される。

【0084】

演算部３５は、結球野菜Ｖの第１直径ｄ１（ｍｍ）と第２直径ｄ２（ｍｍ）の差を算出する。そして、その差から、その結球野菜Ｖの緊度（硬さ、締まり具合）に相当する指標を推定し、第１直径ｄ１から求めた結球野菜Ｖの質量を補正する。例えば、緊度が低い場合、結球野菜Ｖの質量は軽くなる方向に補正され、緊度が高い場合は、結球野菜Ｖの質量は重くなる方向に補正される。

【0085】

このようにして搬送機構３１Ａ、３１Ｂにより搬送中の結球野菜Ｖの補正後の質量（ｇ）を算出する、即ち、結球野菜の質量（ｇ）を測定する。なお、センサ出力と直径の所定の関係は、結球野菜Ｖの種類、作柄、収穫時期や天候などのパラメータや実験値などのデータに基づいて適宜選択される。

【0086】

質量のメモリへの格納（ステップＳ８）においては、演算部３５により、ステップＳ７で算出された結果は、必要に応じてＧＰＳ（Ｇlobal Ｐositioning Ｓystem）などによる位置情報と対になったデータセットとしてメモリまたは電子ファイルに格納される。また、個々の結球野菜Ｖの質量を積算した値をメモリに格納して圃場ごとの収穫量の把握や、結球野菜Ｖの生育状況の把握や、情報通信技術（ＩＣＴ）やロボット、人口知能（ＡＩ）を活用した次世代型の農業、いわゆるスマート農業に利用される。

【0087】

本実施形態に係る結球野菜測定装置１０の効果について図面を参照して説明する。

【0088】

結球野菜測定装置１０は、互いに対向して配置された一対の環状ベルト４１Ａ、４１Ｂを予め設定された移動方向に回転させて、一対の環状ベルト４１Ａ、４１Ｂの間に結球野菜Ｖを挟んで移動させる際に、結球野菜Ｖの物理量の測定を行う。結球野菜測定装置１０は、回動可能に支持されて一対の環状ベルト４１Ａ、４１Ｂの互いに対向する部分の一方を他方に接近する方向に押圧する第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂおよび第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂと、各ベルトテンショナの回動角度を検出する、第１角度センサ３３Ａ、３３Ｂ、第２角度センサ３４Ａ、３４Ｂと、各センサにより検出された回動角度に基づいて結球野菜Ｖの物理量を演算する演算部３５とを有している。

【0089】

本実施形態に係る結球野菜測定装置１０によれば、結球野菜Ｖを搬送している間に、物理量を測定することができる。物理量は、第１角度センサ３３Ａ、３３Ｂ、第２角度センサ３４Ａ、３４Ｂにより検出された回動アーム６１Ａ、６１Ｂの回動角度θ１Ａ、θ２Ａ、θ１Ｂ、θ２Ｂに基づいて演算される。その結果、搬送中の結球野菜Ｖの物理量を正確でかつ迅速に取得することができるという効果が得られる。

【0090】

本実施形態に係る結球野菜測定装置１０は、結球野菜収穫機１に搭載されており、圃場から収穫した結球野菜Ｖを搬送する際に、その物理量を測定する。したがって、結球野菜Ｖの大きさや質量などの物理量を、迅速に測定することができる。結球野菜収穫機１は、圃場などの比較的大きな凹凸がある場所を走行しながら収穫を行うので、不規則な振動が発生しやすい。本実施形態の結球野菜測定装置１０は、アーム６１Ａ、６１Ｂの回動により環状ベルト４１Ａ、４１Ｂを押圧する回動式であるので、環状ベルトを直線状に押圧する直動式と比較して、振動による影響を受けにくく、正確な物理量を取得することができる。

【0091】

本実施形態に係る結球野菜測定装置１０は、演算部３５が、複数の角度センサ、つまり、第１角度センサ３３Ａ、３３Ｂにより検出された第１回動角度θ１Ａ、θ１Ｂ（°）に基づいて、結球野菜Ｖの結球野菜Ｖの直径ｄ１（ｍｍ）を求めるので、搬送中の結球野菜Ｖの直径ｄ１（ｍｍ）を高い精度で速やかに取得することができるという効果が得られる。

【0092】

また、結球野菜測定装置１０は、演算部３５が、得られた直径（ｍｍ）に基づいて、結球野菜Ｖの質量を求めるように構成されている。結球野菜Ｖの直径と質量には高い相関関係があるので、結球野菜Ｖの質量も高い精度で速やかに取得することができるという効果が得られる。したがって、圃場の収穫量を正確かつ迅速に取得することができる。

【0093】

本実施形態に係る結球野菜測定装置１０は、演算部３５が、所定の補正係数に基づいて質量を補正するので、結球野菜Ｖの質量を高い精度で速やかに取得することができるという効果が得られる。結球野菜測定装置１０は、結球野菜Ｖを押圧する力が強弱異なるベルトテンショナを搬送方向上流側と下流側に分けて配置し、それぞれの稼働量の差から結球野菜Ｖの緊度を推定している。

【0094】

本実施形態では、押圧力が小さい第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂを搬送方向上流側に配置し、押圧力が大きい第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂを搬送方向下流側に配置している。結球野菜Ｖは、第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂにより、第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂの押圧力（Ｎ）よりも大きな押圧力で押されるので、第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂの押圧力により収縮した結球野菜Ｖの直径（ｍｍ）よりも、第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂの押圧力により収縮した結球野菜Ｖの直径の方が小さくなる。２つの直径の差によって、結球野菜Ｖの硬さ(柔らかさ）や身の締まり具合など、結球野菜Ｖの緊度を推定することができる。

【0095】

なお、結球野菜Ｖを押圧する力が強弱異なるベルトテンショナを搬送方向上流側と下流側に分けて配置する場合、押圧力が小さい方と大きい方を搬送方向上流側と下流側のどちらに配置してもよい。本実施形態のように、押圧力が小さいベルトテンショナを搬送方向上流側に配置し、押圧力が大きいベルトテンショナを搬送方向下流側に配置した場合には、搬送方向上流側に配置されるベルトテンショナで結球野菜Ｖを押圧したときに結球野菜Ｖが変形する変形量を小さくし、搬送方向下流側に配置されるベルトテンショナによって押圧したときの変形量との差を、大きくすることができ、結球野菜Ｖの緊度の推定が容易になるという効果が得られる。

【0096】

結球野菜の緊度は、圃場の収穫量の精度に影響を及ぼす。本実施形態に係る結球野菜測定装置１０によれば、結球野菜Ｖを押圧する力が強弱異なるベルトテンショナで結球野菜Ｖを押圧したときの変形量の差（第１直径と第２直径との差）から緊度を推定し、その推定した緊度を用いて結球野菜Ｖの質量を補正している。したがって、結球野菜Ｖの質量の精度を高くすることができ、圃場の収穫量を正確に推定することができるという効果が得られる。

【0097】

本実施形態に係る結球野菜測定装置１０は、２対の第２ベルトテンショナ４６Ａ、４６Ｂおよび第３ベルトテンショナ４７Ａ、４７Ｂと、２対の第１角度センサ３３Ａ、３３Ｂおよび第２角度センサ３４Ａ、３４Ｂを有する構造で構成した場合について説明した。しかしながら、本発明に係る結球野菜測定装置は、実施形態に係る結球野菜測定装置１０と異なる他の構造で構成してもよい。例えば、変形例に係る結球野菜測定装置１０Ａで構成してもよい。

【0098】

変形例に係る結球野菜測定装置１０Ａは、図１３に示すように、実施形態の第２ベルトテンショナ４６Ａと同様に構成されるベルトテンショナ８０と、実施形態の第１角度センサ３３Ａと同様に構成される角度センサ９０と、複数のガイドプーリ１００とにより構成してもよい。なお、ベルトテンショナがベルトテンショナ８０により構成され、角度センサが角度センサ９０により構成されている以外の他の構成は実施形態に係る結球野菜測定装置１０と同様に構成されている。この構成により、変形例に係る結球野菜測定装置１０Ａは、収穫されて搬送されている結球野菜Ｖの直径（ｍｍ）および質量（ｇ）を高い精度で測定することができるという効果が得られる。

【0099】

本実施形態に係る結球野菜測定装置１０は、結球野菜収穫機１に適用した場合について説明した。しかしながら、本実施形態に係る結球野菜測定装置１０は、単独で、テーブルや床などの静止部材に設置することで、収穫した結球野菜Ｖの物理量を測定するように構成してもよい。

【0100】

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。

【符号の説明】

【0101】

１ 結球野菜収穫機
１０、１０Ａ 結球野菜測定装置
３１Ａ、３１Ｂ 搬送機構
３２ 搬送ガイド
３３Ａ、３３Ｂ 第１角度センサ（角度センサ）
３４Ａ、３４Ｂ 第２角度センサ（角度センサ）
３５ 演算部
３６ 支持部
４１Ａ、４１Ｂ 環状ベルト
４２Ａ、４２Ｂ、４３Ａ、４３Ｂ プーリ
４４Ａ、４４Ｂ、１００ ガイドプーリ
４５Ａ、４５Ｂ 第１ベルトテンショナ
４６Ａ、４６Ｂ 第２ベルトテンショナ（第１回動アーム）
４７Ａ、４７Ｂ 第３ベルトテンショナ（第２回動アーム）
４８Ａ、４８Ｂ 第４ベルトテンショナ
４９Ａ、４９Ｂ、５６Ａ、５６Ｂ、６６Ａ、６６Ｂ 支持部材
５１Ａ、５１Ｂ、６１Ａ、６１Ｂ アーム
５２Ａ、５２Ｂ、６２Ａ、６２Ｂ ローラ
５３Ａ、５３Ｂ、６３Ａ、６３Ｂ 回動軸
５４Ａ、５４Ｂ、６４Ａ、６４Ｂ 引張コイルばね
７１Ａ、７１Ｂ センサ本体
８０ ベルトテンショナ
９０ 角度センサ
ｄ１ 第１直径
ｄ２ 第２直径
Ｖ 結球野菜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6A】

【図6B】

【図6C】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】