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JP7581115B2 - Harvesting Equipment - Google Patents

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JP7581115B2
JP7581115B2 JP2021066649A JP2021066649A JP7581115B2 JP 7581115 B2 JP7581115 B2 JP 7581115B2 JP 2021066649 A JP2021066649 A JP 2021066649A JP 2021066649 A JP2021066649 A JP 2021066649A JP 7581115 B2 JP7581115 B2 JP 7581115B2
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clamping
cutting
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load
cutting blade
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弘二 松岡
好人 谷澤
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Futaba Industrial Co Ltd
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Futaba Industrial Co Ltd
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  • Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)

Description

本開示は、農作物を収穫するための収穫装置に関する。 This disclosure relates to a harvesting device for harvesting agricultural crops.

農作物を収穫するための収穫装置がある。例えば特許文献1には、農作物を支持する支持機構と、農作物における対象部位を切断する切断機構と、を備えた収穫装置が記載されている。 There are harvesting devices for harvesting agricultural crops. For example, Patent Document 1 describes a harvesting device that includes a support mechanism for supporting the agricultural crops and a cutting mechanism for cutting a target portion of the agricultural crop.

特許第6749720号公報Patent No. 6749720

特許文献1に記載の収穫装置は、農作物によらず同様の切断制御を実行する。したがって、特許文献1に記載の収穫装置では、例えば、農作物における対象部位の切断不良が生じたり切断機構に過負荷がかかったりする場合があった。 The harvesting device described in Patent Document 1 performs the same cutting control regardless of the crop. Therefore, with the harvesting device described in Patent Document 1, for example, there are cases where the target part of the crop is not properly cut or the cutting mechanism is overloaded.

本開示の一局面は、農作物に応じた切断制御を実行可能な収穫装置を提供する。 One aspect of the present disclosure provides a harvesting device that can perform cutting control according to the crop.

本開示の一態様は、農作物を収穫するための収穫装置であって、切断刃と、荷重センサと、制御部と、を備える。切断刃は、農作物における対象部位に貫入するように変位可能に支持されている。荷重センサは、外部から作用する荷重を検出可能に構成される。制御部は、対象部位が荷重センサに接触している状態において、切断刃を変位させて対象部位を切断する切断制御を実行するように構成される。また、制御部は、荷重センサにより検出される荷重に基づいて切断刃を変位させるように構成されている。 One aspect of the present disclosure is a harvesting device for harvesting agricultural crops, comprising a cutting blade, a load sensor, and a control unit. The cutting blade is supported so as to be displaceable so as to penetrate a target portion of the agricultural crop. The load sensor is configured to be capable of detecting a load acting from the outside. The control unit is configured to execute cutting control for displacing the cutting blade to cut the target portion when the target portion is in contact with the load sensor. The control unit is also configured to displace the cutting blade based on the load detected by the load sensor.

このような構成によれば、農作物に応じた切断制御を実行することが可能となる。
本開示の一態様では、制御部は、切断制御の実行に伴う荷重の変化量が所定の切断不良閾値に到達した場合に、切断刃を停止させるように構成されていてもよい。
With this configuration, it is possible to execute cutting control according to the crop.
In one aspect of the present disclosure, the control unit may be configured to stop the cutting blade when an amount of change in the load caused by execution of the cutting control reaches a predetermined cutting failure threshold.

このような構成によれば、例えば、対象部位の切断不良が生じた場合や収穫装置への負荷が大きくなった場合に切断刃が停止されるため、農作物を痛めたり収穫装置に過負荷がかかったりすることを抑制することができる。 With this configuration, for example, the cutting blade stops if there is a poor cutting of the target area or if the load on the harvesting device becomes too large, preventing damage to the crops or overloading the harvesting device.

本開示の一態様は、第1挟持面を有する第1挟持部材と、第2挟持面を有する第2挟持部材と、を更に備えてもよい。荷重センサは、第1挟持面及び第2挟持面の少なくとも一方に設けられてもよい。制御部は、荷重センサにより検出される荷重に基づいて、第2挟持面が第1挟持面に近付くように第2挟持部材を変位させ、第1挟持面及び第2挟持面により対象部位を挟持する、挟持制御を実行してもよい。また、制御部は、第1挟持面及び第2挟持面により対象部位を挟持している状態において切断制御を実行するように構成されていてもよい。 An aspect of the present disclosure may further include a first clamping member having a first clamping surface, and a second clamping member having a second clamping surface. A load sensor may be provided on at least one of the first clamping surface and the second clamping surface. The control unit may execute clamping control to displace the second clamping member so that the second clamping surface approaches the first clamping surface based on the load detected by the load sensor, and to clamp the target area with the first clamping surface and the second clamping surface. The control unit may also be configured to execute cutting control in a state in which the target area is clamped with the first clamping surface and the second clamping surface.

このような構成によれば、対象部位の挟持状態を把握するためのセンサを別途備えなくても、農作物に応じた挟持制御を実行することが可能となる。
本開示の一態様では、制御部は、挟持制御を実行中の荷重が所定の挟持閾値に到達した場合に、第2挟持部材を停止させるように構成されていてもよい。
According to such a configuration, it is possible to execute clamping control according to the crop, without a separate sensor for grasping the clamping state of the target part.
In one aspect of the present disclosure, the control unit may be configured to stop the second clamping member when the load during execution of the clamping control reaches a predetermined clamping threshold.

このような構成によれば、過剰に大きな力で対象部位を挟持してしまうことを抑制することができる。
本開示の一態様は、農作物に対して移動可能に構成された移動部材を更に備えてもよい。第1挟持部材及び第2挟持部材は、移動部材により支持されてもよい。荷重センサは、第1挟持面に設けられてもよい。制御部は、第1挟持面が対象部位に近付くように移動部材を移動させて荷重が所定の接触閾値に到達した場合に、移動部材を停止させて挟持制御を実行するように構成されていてもよい。
With this configuration, it is possible to prevent the target site from being clamped with an excessively large force.
An aspect of the present disclosure may further include a moving member configured to be movable relative to the crop. The first clamping member and the second clamping member may be supported by the moving member. The load sensor may be provided on the first clamping surface. The control unit may be configured to move the moving member so that the first clamping surface approaches the target site, and when the load reaches a predetermined contact threshold, to stop the moving member and execute clamping control.

このような構成によれば、第1挟持面から対象部位までの距離を算出しなくても、対象部位を挟持するために適当な位置に第1挟持面を配置することができる。
本開示の一態様では、制御部は、第1挟持部材側から第2挟持部材側へ切断刃を変位させて対象部位を切断するように構成されていてもよい。
According to this configuration, the first clamping surface can be disposed at an appropriate position for clamping the target portion without calculating the distance from the first clamping surface to the target portion.
In one aspect of the present disclosure, the control unit may be configured to displace the cutting blade from the first clamping member side to the second clamping member side to cut the target site.

本開示の一態様は、支持部材を更に備えてもよい。切断刃は、切断制御が実行されていない状態において支持部材から刃先が突出しないように、支持部材に支持されていてもよい。 An aspect of the present disclosure may further include a support member. The cutting blade may be supported by the support member such that the cutting edge does not protrude from the support member when cutting control is not being performed.

このような構成によれば、切断刃の刃先が農作物に引っかかる等して農作物を痛めてしまうことを抑制することができる。 This configuration helps prevent the cutting edge from getting caught on the crops and damaging them.

収穫装置の外観を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing the appearance of the harvesting device. 図2Aは、第1挟持面が対象部位に近付くように移動している状態における、第1実施形態に係る収穫ヘッドを示す模式的な上面図である。図2Bは、図2Aに対応する模式的な側面図である。Figure 2A is a schematic top view of the harvesting head according to the first embodiment with the first clamping surface moving closer to the target site, and Figure 2B is a schematic side view corresponding to Figure 2A. 図3Aは、第1挟持面に対象部位が接触している状態における収穫ヘッドを示す模式的な上面図である。図3Bは、図3Aに対応する模式的な側面図である。3A is a schematic top view of the harvesting head with a target site in contact with a first clamping surface, and FIG 3B is a schematic side view corresponding to FIG 3A. 第2挟持部材を変位させている状態における、第1実施形態に係る収穫ヘッドを示す模式的な上面図である。FIG. 2 is a schematic top view showing the harvesting head according to the first embodiment in a state in which the second clamping member is being displaced; 図5Aは、図4の状態のうち第2挟持部材が対象部位を押圧する前の状態における、第1実施形態に係る収穫ヘッドを示す模式的な断面図である。図5Bは、図4の状態のうち第2挟持部材が対象部位を押圧している状態における、第1実施形態に係る収穫ヘッドを示す模式的な断面図である。Fig. 5A is a schematic cross-sectional view showing the harvesting head according to the first embodiment in a state before the second clamping member presses the target part in the state of Fig. 4. Fig. 5B is a schematic cross-sectional view showing the harvesting head according to the first embodiment in a state in which the second clamping member presses the target part in the state of Fig. 4. 切断刃を変位させている状態における、第1実施形態に係る収穫ヘッドを示す模式的な上面図である。FIG. 2 is a schematic top view of the harvesting head according to the first embodiment in a state in which the cutting blade is displaced; 変位終了位置まで切断刃を変位させた状態における、第1実施形態に係る収穫ヘッドを示す模式的な上面図である。FIG. 2 is a schematic top view showing the harvesting head according to the first embodiment in a state in which the cutting blade has been displaced to an end position of displacement. 収穫装置の電気的構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing the electrical configuration of the harvesting device. 収穫処理を示すフローチャートである。1 is a flowchart showing a harvesting process. 図10Aは、切断刃の変位に伴う検出荷重の変化の一例を示すグラフである。図10Bは、切断刃の変位に伴う検出荷重の変化の他の一例を示すグラフである。Fig. 10A is a graph showing an example of a change in detection load associated with the displacement of the cutting blade, and Fig. 10B is a graph showing another example of a change in detection load associated with the displacement of the cutting blade. 図11Aは、第2実施形態に係る収穫ヘッドを示す模式的な上面図である。図11Bは、第2実施形態に係る収穫ヘッドにおける、第2挟持部材及び切断刃の変位方向を示す模式的な上面図である。11A and 11B are schematic top views showing the harvesting head according to the second embodiment and the displacement direction of the second clamping member and the cutting blade in the harvesting head according to the second embodiment; 第3実施形態に係る収穫ヘッドを示す模式的な上面図である。FIG. 13 is a schematic top view showing a harvesting head according to a third embodiment.

以下、本開示の例示的な実施形態について図面を参照しながら説明する。
[1.第1実施形態]
[1-1.構成]
図1に示す収穫装置1は、農作物90を収穫するために用いられる。ここでいう農作物90は、例えば、果菜(ナス、トマト、イチゴ等)及び果実(りんご、みかん等)を指す。また、ここでいう農作物90を収穫することとは、具体的には、農作物90における果実部91に連続する部位のうち、細さや硬さ等が切断に適する部位を切断して、果実部91を収穫することを意味する。以下では、農作物90における切断に適する部位を対象部位92という。対象部位92には、例えば、農作物90における枝部、果柄部、果梗部等が該当する。
Hereinafter, exemplary embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
[1. First embodiment]
[1-1. Configuration]
The harvesting device 1 shown in Fig. 1 is used to harvest a crop 90. The crop 90 referred to here refers to, for example, fruit vegetables (eggplant, tomato, strawberry, etc.) and fruits (apples, mandarin oranges, etc.). Specifically, harvesting the crop 90 referred to here means cutting a part of the crop 90 that is continuous with a fruit part 91 and that is suitable for cutting in terms of thinness, hardness, etc., and harvesting the fruit part 91. Hereinafter, the part of the crop 90 that is suitable for cutting is referred to as a target part 92. Examples of the target part 92 include a branch, a stalk, a stalk, etc., of the crop 90.

収穫装置1は、台車10、ロボットアーム20、収穫ヘッド30、カメラ40、収容かご50、及び制御部60を備える。
台車10は、台車10の下部に設けられた複数の車輪11を駆動することにより走行可能に構成されている。台車10の上部には平板状の天板12が配置されている。
The harvesting device 1 includes a cart 10, a robotic arm 20, a harvesting head 30, a camera 40, a storage basket 50, and a control unit 60.
The cart 10 is configured to be able to run by driving a plurality of wheels 11 provided on the bottom of the cart 10. A flat top plate 12 is disposed on the top of the cart 10.

ロボットアーム20は、台車10の天板12上に配置されている。ロボットアーム20は、複数の関節21で連結された複数のリンク22を有し、ロボットアーム20の先端部を構成する先端部材23を6自由度で移動可能に構成されている。先端部材23は、移動部材の一例に相当する。ロボットアーム20の動作は、制御部60により電気的に制御される。 The robot arm 20 is placed on the top plate 12 of the cart 10. The robot arm 20 has multiple links 22 connected by multiple joints 21, and the tip member 23 that constitutes the tip of the robot arm 20 is configured to be movable with six degrees of freedom. The tip member 23 corresponds to an example of a moving member. The operation of the robot arm 20 is electrically controlled by the control unit 60.

収穫ヘッド30は、先端部材23に取り付けられている。収穫ヘッド30は、農作物90における対象部位92を挟持可能、且つ、挟持している対象部位92を切断可能に構成されている。図2Aに示すように、収穫ヘッド30は、第1挟持部材31、第2挟持部材32、荷重センサ33、弾性部材34、切断刃35、2つのガイド部材36A,36Bを有する。収穫ヘッド30の素材を限定するものではないが、本実施形態の収穫ヘッド30は、弾性部材34が弾性を有する樹脂製、その他が金属製(具体的にはステンレス製)である。 The harvesting head 30 is attached to the tip member 23. The harvesting head 30 is configured to be able to clamp a target portion 92 of the crop 90 and cut the clamped target portion 92. As shown in FIG. 2A, the harvesting head 30 has a first clamping member 31, a second clamping member 32, a load sensor 33, an elastic member 34, a cutting blade 35, and two guide members 36A and 36B. Although the material of the harvesting head 30 is not limited, in the harvesting head 30 of this embodiment, the elastic member 34 is made of an elastic resin and the other members are made of metal (specifically, stainless steel).

第1挟持部材31は、略平板状の部材である。本実施形態の第1挟持部材31は、略長方形状の平板状の部材であって、おもて面、うら面、及び4つの側面を有する。第1挟持部材31は、うら面側が先端部材23に固定され、先端部材23により支持されている。以下では、第1挟持部材31のおもて面を第1挟持面311という。 The first clamping member 31 is a generally flat plate-like member. In this embodiment, the first clamping member 31 is a generally rectangular flat plate-like member having a front surface, a back surface, and four side surfaces. The back surface of the first clamping member 31 is fixed to the tip member 23 and is supported by the tip member 23. Hereinafter, the front surface of the first clamping member 31 is referred to as the first clamping surface 311.

第2挟持部材32は、湾曲した板状の部材である。本実施形態の第2挟持部材32は、略長方形状の湾曲した板状の部材である。本実施形態の第2挟持部材32は、長手方向に所定の曲率で湾曲しており、湾曲形状を構成する外面及び内面(すなわち凸面及び凹面)、並びに4つの側面を有する。以下では、第2挟持部材32の凹面を第2挟持面321という。第2挟持部材32は、長手方向に沿った一方の端部が、第1挟持部材31の長手方向に沿った一方の端部に連結されている。そして、第2挟持部材32は、第1挟持部材31との連結部Xを回転軸として、第1挟持面311と第2挟持面321との開度を変更するように回転可能、すなわち第1挟持部材31に対して変位可能に構成されている。 The second clamping member 32 is a curved plate-like member. The second clamping member 32 of this embodiment is a curved plate-like member having a substantially rectangular shape. The second clamping member 32 of this embodiment is curved with a predetermined curvature in the longitudinal direction, and has an outer surface and an inner surface (i.e., a convex surface and a concave surface) that constitute the curved shape, as well as four side surfaces. Hereinafter, the concave surface of the second clamping member 32 is referred to as the second clamping surface 321. One end of the second clamping member 32 along the longitudinal direction is connected to one end of the first clamping member 31 along the longitudinal direction. The second clamping member 32 is configured to be rotatable, i.e., displaceable with respect to the first clamping member 31, so as to change the opening degree between the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321, with the connecting portion X with the first clamping member 31 as the rotation axis.

第2挟持部材32の動作は、制御部60により電気的に制御される。具体的には、制御部60は、連結部Xを回転軸として所定の開位置と閉位置との間で第2挟持部材32が回転移動するように、第2挟持部材32の動作を制御する。第2挟持部材32の開位置とは、第1挟持面311と第2挟持面321との開度が十分に大きくなるような第2挟持部材32の位置である。本実施形態の第2挟持部材32の開位置は、図2Aにおける第2挟持部材32の位置である。本実施形態では、第2挟持部材32が開位置に存在している状態は、第1挟持部材31を第1挟持面311側から見たときに、第1挟持面311の大部分が第2挟持部材32により覆われずに露出している状態とも言い換えられる。荷重センサ33の検出面331も同様に露出している。第2挟持部材32の閉位置とは、第1挟持面311と第2挟持面321との開度が十分に小さくなるような第2挟持部材32の位置である。第2挟持部材32の閉位置は、第1挟持面311と第2挟持面321とが互いに接触するような第2挟持部材32の位置であってもよい。 The operation of the second clamping member 32 is electrically controlled by the control unit 60. Specifically, the control unit 60 controls the operation of the second clamping member 32 so that the second clamping member 32 rotates between a predetermined open position and a closed position with the connecting portion X as a rotation axis. The open position of the second clamping member 32 is a position of the second clamping member 32 where the opening between the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321 is sufficiently large. The open position of the second clamping member 32 in this embodiment is the position of the second clamping member 32 in FIG. 2A. In this embodiment, the state in which the second clamping member 32 is in the open position can also be said to be a state in which most of the first clamping surface 311 is exposed and not covered by the second clamping member 32 when the first clamping member 31 is viewed from the first clamping surface 311 side. The detection surface 331 of the load sensor 33 is also exposed in the same manner. The closed position of the second clamping member 32 is a position of the second clamping member 32 where the opening between the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321 is sufficiently small. The closed position of the second clamping member 32 may be a position of the second clamping member 32 where the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321 are in contact with each other.

荷重センサ33は、外部から作用する荷重を検出可能に構成されている。本実施形態では、荷重センサ33は、図2A及び図5Aに示すように、第1挟持部材31の第1挟持面311に設けられている。具体的には、荷重センサ33は、第1挟持面311の中央部から突出するように設けられている。言い換えれば、外部から荷重が作用していない状態における荷重センサ33は、第1挟持面311を基準として所定の高さH1を有する。この高さH1は、荷重センサ33に外部から荷重が作用していない状態における、第1挟持面311から荷重センサ33の検出面331までの高さH1とも言い換えられる。荷重センサ33は、図5Bに示すように検出面331が外部から第1挟持面311側に押し込まれたときに、検出面331の押し込み量に応じた荷重を検出する。 The load sensor 33 is configured to be able to detect a load acting from the outside. In this embodiment, the load sensor 33 is provided on the first clamping surface 311 of the first clamping member 31 as shown in FIG. 2A and FIG. 5A. Specifically, the load sensor 33 is provided so as to protrude from the center of the first clamping surface 311. In other words, the load sensor 33 in a state where no load is acting from the outside has a predetermined height H1 based on the first clamping surface 311. This height H1 can also be said to be the height H1 from the first clamping surface 311 to the detection surface 331 of the load sensor 33 in a state where no load is acting from the outside on the load sensor 33. When the detection surface 331 is pressed from the outside toward the first clamping surface 311 as shown in FIG. 5B, the load sensor 33 detects a load according to the amount of pressing of the detection surface 331.

弾性部材34は、荷重センサ33の検出面331側から見たときに荷重センサ33の周囲を囲むように配置される板状の部材である。本実施形態では、荷重センサ33が第1挟持面311に設けられているため、この荷重センサ33の周囲を囲むように、弾性部材34も第1挟持面311に設けられる。以下では、弾性部材34における第1挟持面311側と反対側の面を当接面341という。 The elastic member 34 is a plate-like member arranged to surround the load sensor 33 when viewed from the detection surface 331 side of the load sensor 33. In this embodiment, since the load sensor 33 is provided on the first clamping surface 311, the elastic member 34 is also provided on the first clamping surface 311 so as to surround the load sensor 33. Hereinafter, the surface of the elastic member 34 opposite the first clamping surface 311 side is referred to as the abutment surface 341.

図2Aに示すように、弾性部材34の厚さ、すなわち第1挟持面311を基準とした弾性部材34の高さH2は、前述した荷重センサ33の高さH1よりも低い。第1挟持面311を基準とした弾性部材34の高さH2は、第1挟持面311から当接面341までの高さH2とも言い換えられる。外部から荷重が作用していない状態における荷重センサ33の高さH1と、弾性部材34の高さH2と、の差ΔH(=H1-H2)は、後述する挟持閾値F2に対応する検出面331の押し込み量に設計されている。 As shown in FIG. 2A, the thickness of the elastic member 34, i.e., the height H2 of the elastic member 34 based on the first clamping surface 311, is lower than the height H1 of the load sensor 33 described above. The height H2 of the elastic member 34 based on the first clamping surface 311 can also be said to be the height H2 from the first clamping surface 311 to the abutment surface 341. The difference ΔH (= H1 - H2) between the height H1 of the load sensor 33 and the height H2 of the elastic member 34 when no external load is applied is designed to be the amount of depression of the detection surface 331 corresponding to the clamping threshold F2 described later.

切断刃35は、農作物90における対象部位92を切断するための部材である。切断刃35は、第1挟持部材31の側面312に沿って配置される。第1挟持部材31の側面312とは、第1挟持部材31の長手方向に沿った2つの側面のうちの一方を指す。第1挟持部材31の側面312に沿って切断刃35が配置されている状態において、切断刃35の刃先351は、第1挟持面311側に向いている。 The cutting blade 35 is a member for cutting the target portion 92 of the crop 90. The cutting blade 35 is arranged along the side surface 312 of the first clamping member 31. The side surface 312 of the first clamping member 31 refers to one of the two side surfaces along the longitudinal direction of the first clamping member 31. When the cutting blade 35 is arranged along the side surface 312 of the first clamping member 31, the cutting edge 351 of the cutting blade 35 faces the first clamping surface 311.

第1挟持部材31の側面312に沿って配置されている状態の切断刃35の位置、すなわち図2Aに示す切断刃35の位置を、以下では、切断刃35の基準位置という。切断刃35の基準位置は、切断刃35の刃先351が第1挟持部材31から突出しない位置でもある。更に本実施形態では、切断刃35の基準位置は、第1挟持部材31の側面312と垂直に見たときに切断刃35の外縁が側面312の外縁に包含される位置でもある。本実施形態の切断刃35は、平面視における大きさが第1挟持部材31の側面312よりも小さくなるように設計されている。 The position of the cutting blade 35 when it is arranged along the side surface 312 of the first clamping member 31, i.e., the position of the cutting blade 35 shown in FIG. 2A, is hereinafter referred to as the reference position of the cutting blade 35. The reference position of the cutting blade 35 is also a position where the cutting edge 351 of the cutting blade 35 does not protrude from the first clamping member 31. Furthermore, in this embodiment, the reference position of the cutting blade 35 is also a position where the outer edge of the cutting blade 35 is included in the outer edge of the side surface 312 when viewed perpendicularly to the side surface 312 of the first clamping member 31. The cutting blade 35 of this embodiment is designed so that its size in a plan view is smaller than the side surface 312 of the first clamping member 31.

切断刃35における長手方向に沿った一方の端部は、第1挟持部材31の側面312における長手方向に沿った一方の端部に連結されている。本実施形態では、切断刃35の一方の端部は、第1挟持部材31の側面312における、第1挟持部材31と第2挟持部材32との連結部X側と反対側の端部に連結されている。切断刃35は、第1挟持部材31の側面312に連結されることにより、第1挟持部材31に支持される。すなわち、第1挟持部材31は、切断刃35を支持するための支持部材としても機能する。切断刃35は、第1挟持部材31との連結部Yを回転軸として回転可能、すなわち第1挟持部材31に対して変位可能に構成されている。切断刃35の動作は、制御部60により電気的に制御される。 One end of the cutting blade 35 along the longitudinal direction is connected to one end of the side surface 312 of the first clamping member 31 along the longitudinal direction. In this embodiment, one end of the cutting blade 35 is connected to the end of the side surface 312 of the first clamping member 31 opposite the connection portion X side of the first clamping member 31 and the second clamping member 32. The cutting blade 35 is supported by the first clamping member 31 by being connected to the side surface 312 of the first clamping member 31. In other words, the first clamping member 31 also functions as a support member for supporting the cutting blade 35. The cutting blade 35 is configured to be rotatable around the connection portion Y with the first clamping member 31 as a rotation axis, that is, to be displaceable relative to the first clamping member 31. The operation of the cutting blade 35 is electrically controlled by the control unit 60.

2つのガイド部材36A,36Bは、略L字状の棒状の部材である。2つのガイド部材36A,36Bは、第1挟持面311に面する空間に延びるように、第1挟持部材31の側面313に取り付けられている。第1挟持部材31の側面313とは、図5Aに示すように、第1挟持部材31の長手方向に沿った2つの側面のうち、切断刃35が連結される側面312と反対側の側面を指す。2つのガイド部材36A,36B同士は、図2Aに示すように、第1挟持面311の長手方向に所定の間隔を空けて、第1挟持部材31の側面313に取り付けられている。第1挟持部材31の側面313と垂直に見たとき、つまり図2Aの向きに見たとき、2つのガイド部材36A,36B同士の間には、荷重センサ33の検出面331の少なくとも一部(本実施形態では全部)が位置している。2つのガイド部材36A,36B同士の間隔は、農作物90における対象部位92の径よりも大きくなるように設計されている。本実施形態のように2つのガイド部材36A,36B同士の間隔が一定でない場合、いずれの部分における間隔も対象部位92の径よりも大きくなるように設計されている。 The two guide members 36A and 36B are rod-shaped members having an approximately L-shape. The two guide members 36A and 36B are attached to the side surface 313 of the first clamping member 31 so as to extend into the space facing the first clamping surface 311. The side surface 313 of the first clamping member 31 refers to the side surface opposite to the side surface 312 to which the cutting blade 35 is connected, among the two side surfaces along the longitudinal direction of the first clamping member 31, as shown in FIG. 5A. The two guide members 36A and 36B are attached to the side surface 313 of the first clamping member 31 with a predetermined interval in the longitudinal direction of the first clamping surface 311, as shown in FIG. 2A. When viewed perpendicularly to the side surface 313 of the first clamping member 31, that is, when viewed in the direction of FIG. 2A, at least a part (all of the detection surface 331 in this embodiment) of the load sensor 33 is located between the two guide members 36A and 36B. The distance between the two guide members 36A, 36B is designed to be larger than the diameter of the target portion 92 of the crop 90. When the distance between the two guide members 36A, 36B is not constant, as in this embodiment, the distance at each point is designed to be larger than the diameter of the target portion 92.

図1に戻り、カメラ40は、ロボットアーム20の先端部材23又はその近辺に取り付けられている。カメラ40は、先端部材23の前方、すなわち先端部材23よりも収穫ヘッド30側を撮像可能に構成されている。カメラ40による撮像画像は、図示しない通信部により外部端末に送信される。収穫装置1の操作者は、外部端末に表示される撮像画像を基に、収穫対象とする果実部91を選定する。 Returning to FIG. 1, the camera 40 is attached to the tip member 23 of the robot arm 20 or in its vicinity. The camera 40 is configured to be able to capture an image in front of the tip member 23, i.e., the harvesting head 30 side of the tip member 23. The image captured by the camera 40 is transmitted to an external terminal by a communication unit (not shown). The operator of the harvesting device 1 selects the fruit part 91 to be harvested based on the captured image displayed on the external terminal.

収容かご50は、農作物90における果実部91を収容するための部材である。本実施形態の収容かご50は、上方が開口した箱型の部材である。収容かご50は、台車10の天板12上に配置されている。 The storage basket 50 is a member for storing the fruit portion 91 of the agricultural product 90. In this embodiment, the storage basket 50 is a box-shaped member that is open at the top. The storage basket 50 is placed on the top plate 12 of the cart 10.

図8に示すように、制御部60は、CPU61と、ROM及びRAM等の半導体メモリ62と、を有する周知のマイクロコンピュータを中心に構成される。制御部60は、荷重センサ33により検出される荷重に基づいて、ロボットアーム20、第2挟持部材32及び切断刃35の動作を電気的に制御する。制御部60の各機能は、半導体メモリ62に格納されたプログラムをCPU61が実行することにより実現される。また、このプログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。なお、制御部60は、1つのマイクロコンピュータを備えてもよいし、複数のマイクロコンピュータを備えてもよい。 As shown in FIG. 8, the control unit 60 is mainly composed of a well-known microcomputer having a CPU 61 and a semiconductor memory 62 such as ROM and RAM. The control unit 60 electrically controls the operation of the robot arm 20, the second clamping member 32, and the cutting blade 35 based on the load detected by the load sensor 33. Each function of the control unit 60 is realized by the CPU 61 executing a program stored in the semiconductor memory 62. Furthermore, by executing this program, a method corresponding to the program is performed. The control unit 60 may include one microcomputer or multiple microcomputers.

[1-2.処理]
農作物90を収穫するために制御部60が実行する収穫処理について、図9を用いて説明する。収穫処理は、収穫装置1の操作者により収穫対象とする果実部91が選定されたことを契機に実行される。収穫処理が実行されるとき、第2挟持部材32は前述した開位置に存在しており、切断刃35は前述した基準位置に存在している。
[1-2. Processing]
The harvesting process executed by the control unit 60 to harvest the agricultural products 90 will be described with reference to Fig. 9. The harvesting process is executed when the fruit part 91 to be harvested is selected by the operator of the harvesting device 1. When the harvesting process is executed, the second clamping member 32 is in the open position described above, and the cutting blade 35 is in the reference position described above.

まず、制御部60は、S101で、図2A及び図2Bに示すように、収穫ヘッド30における上方側に切断刃35が位置するように、すなわち第1挟持部材31の側面312が上方を向くように、先端部材23の向きを調整する。そして、制御部60は、選定された果実部91に連続する対象部位92に第1挟持面311が近付くように、先端部材23を移動させる。 First, in S101, the control unit 60 adjusts the orientation of the tip member 23 so that the cutting blade 35 is positioned on the upper side of the harvesting head 30, i.e., so that the side surface 312 of the first clamping member 31 faces upward, as shown in Figures 2A and 2B. Then, the control unit 60 moves the tip member 23 so that the first clamping surface 311 approaches the target part 92 that is continuous with the selected fruit part 91.

続いて、S102で、制御部60は、荷重センサ33により検出される荷重F(以下では、検出荷重Fという。)が所定の接触閾値F1に到達したかを判定する。言い換えれば、制御部60は、検出荷重Fが接触閾値F1以上であるかを判定する。接触閾値F1は、荷重センサ33の検出面331に対象部位92が接触したことを検出可能な荷重に設定される。 Next, in S102, the control unit 60 determines whether the load F detected by the load sensor 33 (hereinafter referred to as the detection load F) has reached a predetermined contact threshold F1. In other words, the control unit 60 determines whether the detection load F is equal to or greater than the contact threshold F1. The contact threshold F1 is set to a load that can detect the contact of the target part 92 with the detection surface 331 of the load sensor 33.

S102で検出荷重Fが接触閾値F1に到達していないと判定した場合、言い換えれば検出荷重Fが接触閾値F1未満であると判定した場合、制御部60は、処理をS101に戻す。つまり、制御部60は、継続して先端部材23を移動させる。 If it is determined in S102 that the detection load F has not reached the contact threshold F1, in other words, that the detection load F is less than the contact threshold F1, the control unit 60 returns the process to S101. In other words, the control unit 60 continues to move the tip member 23.

一方、S102で検出荷重Fが接触閾値F1に到達したと判定した場合、言い換えれば検出荷重Fが接触閾値F1以上であると判定した場合、制御部60は、S103で、先端部材23を停止させる。S102で検出荷重Fが接触閾値F1に到達したと判定され、S103で先端部材23が停止されたとき、対象部位92は、図3A及び図3Bに示すように荷重センサ33の検出面331に接触している状態である。 On the other hand, if it is determined in S102 that the detection load F has reached the contact threshold F1, in other words, if it is determined that the detection load F is equal to or greater than the contact threshold F1, the control unit 60 stops the tip member 23 in S103. When it is determined in S102 that the detection load F has reached the contact threshold F1 and the tip member 23 is stopped in S103, the target part 92 is in contact with the detection surface 331 of the load sensor 33 as shown in Figures 3A and 3B.

続いて、図9に示すS104で、制御部60は、図4に示すように、第2挟持面321が第1挟持面311に近付くように第2挟持部材32を変位させる。言い換えれば、制御部60は、連結部Xを回転軸として、開位置に存在している第2挟持部材32を閉位置に向けて回転移動させる。このように制御部60が第2挟持部材32を変位させていくと、途中で第2挟持面321が対象部位92に接触する。そして、第2挟持面321が対象部位92を第1挟持面311側に押圧することにより、対象部位92は、第1挟持面311及び第2挟持面321により挟持される。すなわち、制御部60は、S104で、第2挟持面321が第1挟持面311に近付くように第2挟持部材32を変位させ、第1挟持面311及び第2挟持面321により対象部位92を挟持する、挟持制御を実行する。なお、ここでいう第1挟持面311及び第2挟持面321により対象部位92を挟持することとは、第1挟持面311及び第2挟持面321そのものにより対象部位92を挟持することの他、第1挟持面311又は第2挟持面321に設けられた部材により対象部位92を挟持することを含む。本実施形態では、第1挟持面311に設けられた荷重センサ33及び弾性部材34と、第2挟持面321と、により、対象部位92は挟持される。 9, the control unit 60 displaces the second clamping member 32 so that the second clamping surface 321 approaches the first clamping surface 311, as shown in FIG. 4. In other words, the control unit 60 rotates the second clamping member 32, which is in the open position, toward the closed position, with the connecting portion X as the rotation axis. As the control unit 60 displaces the second clamping member 32 in this manner, the second clamping surface 321 comes into contact with the target area 92 midway. Then, the second clamping surface 321 presses the target area 92 toward the first clamping surface 311, so that the target area 92 is clamped by the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321. That is, in S104, the control unit 60 executes clamping control to displace the second clamping member 32 so that the second clamping surface 321 approaches the first clamping surface 311, and clamp the target portion 92 between the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321. Note that clamping the target portion 92 between the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321 here includes clamping the target portion 92 between the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321 themselves, as well as clamping the target portion 92 between a member provided on the first clamping surface 311 or the second clamping surface 321. In this embodiment, the target portion 92 is clamped by the load sensor 33 and the elastic member 34 provided on the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321.

前述したように、挟持制御が実行される際の対象部位92は、第1挟持面311に設けられた荷重センサ33の検出面331に接触している状態である。したがって、図5A及び図5Bに示すように、S104で第2挟持面321が対象部位92を第1挟持面311側に押圧すると、対象部位92により荷重センサ33の検出面331が押圧される。すなわち、S104において、検出荷重Fは、第2挟持部材32の変位に伴って増大する。 As described above, when the clamping control is executed, the target portion 92 is in contact with the detection surface 331 of the load sensor 33 provided on the first clamping surface 311. Therefore, as shown in Figures 5A and 5B, when the second clamping surface 321 presses the target portion 92 toward the first clamping surface 311 in S104, the target portion 92 presses the detection surface 331 of the load sensor 33. That is, in S104, the detection load F increases with the displacement of the second clamping member 32.

続いて、図9に示すS105で、制御部60は、検出荷重Fが所定の挟持閾値F2に到達したかを判定する。言い換えれば、制御部60は、検出荷重Fが挟持閾値F2以上であるかを判定する。挟持閾値F2は、対象部位92を過度に圧迫せずに挟持しつつ、挟持している対象部位92を介して果実部91を支持可能な荷重に設定される。挟持閾値F2に影響する果実部91の質量や対象部位92の性質は、農作物90の種類や生育状態等により異なる。すなわち、挟持閾値F2は、農作物90の種類等に応じて設定される。本実施形態では、挟持閾値F2は、農作物90の種類から想定される果実部91の最大質量を基準として、その1.5倍~2倍相当の質量の果実部91を支持可能な荷重に設定されている。 9, the control unit 60 determines whether the detection load F has reached a predetermined clamping threshold F2. In other words, the control unit 60 determines whether the detection load F is equal to or greater than the clamping threshold F2. The clamping threshold F2 is set to a load capable of supporting the fruit part 91 through the clamped target part 92 while clamping the target part 92 without excessively pressing the target part 92. The mass of the fruit part 91 and the properties of the target part 92 that affect the clamping threshold F2 differ depending on the type of crop 90, the growth state, etc. In other words, the clamping threshold F2 is set according to the type of crop 90, etc. In this embodiment, the clamping threshold F2 is set to a load capable of supporting a fruit part 91 with a mass equivalent to 1.5 to 2 times the maximum mass of the fruit part 91 expected from the type of crop 90.

S105で検出荷重Fが挟持閾値F2に到達していないと判定した場合、言い換えれば検出荷重Fが挟持荷重F2未満であると判定した場合、制御部60は、処理をS104に戻す。つまり、制御部60は、継続して第2挟持部材32を変位させる。 If it is determined in S105 that the detection load F has not reached the clamping threshold F2, in other words, that the detection load F is less than the clamping load F2, the control unit 60 returns the process to S104. In other words, the control unit 60 continues to displace the second clamping member 32.

一方、S105で検出荷重Fが挟持閾値F2に到達したと判定した場合、言い換えれば検出荷重Fが挟持閾値F2以上であると判定した場合、制御部60は、S106で第2挟持部材32を停止させる。 On the other hand, if it is determined in S105 that the detection load F has reached the clamping threshold F2, in other words, that the detection load F is equal to or greater than the clamping threshold F2, the control unit 60 stops the second clamping member 32 in S106.

図10A及び図10Bには、ta1時点及びtb1時点でそれぞれ検出荷重Fが挟持閾値F2に到達したと判定され、第2挟持部材32が停止された例を示している。ta1時点及びtb1時点まではそれぞれ第2挟持部材32の変位に伴って検出荷重Fが増大するが、ta1時点及びtb1時点でそれぞれ第2挟持部材32が停止すると、検出荷重Fはそこから増大せずに概ね一定で推移する。 10A and 10B show examples in which it is determined that the detection load F has reached the clamping threshold F2 at time ta1 and time tb1, respectively, and the second clamping member 32 is stopped. Until time ta1 and time tb1, the detection load F increases with the displacement of the second clamping member 32, but when the second clamping member 32 stops at time ta1 and time tb1, respectively, the detection load F does not increase from that point on and remains roughly constant.

前述したように、本実施形態では、外部から荷重が作用していない状態における荷重センサ33の高さH1と、弾性部材34の高さH2と、の差ΔHが、挟持閾値F2に対応する検出面331の押し込み量に設計されている。このため、S105で検出荷重Fが挟持閾値F2に到達したと判定され、S106で第2挟持部材32が停止されたとき、荷重センサ33の検出面331は、図4及び図5Bに示すように弾性部材34の当接面341と略面一になっている。 As described above, in this embodiment, the difference ΔH between the height H1 of the load sensor 33 and the height H2 of the elastic member 34 when no external load is applied is designed to be the amount of depression of the detection surface 331 corresponding to the clamping threshold F2. Therefore, when it is determined in S105 that the detection load F has reached the clamping threshold F2 and the second clamping member 32 is stopped in S106, the detection surface 331 of the load sensor 33 is approximately flush with the contact surface 341 of the elastic member 34 as shown in Figures 4 and 5B.

続いて、図9に示すS107で、制御部60は、カウンタNの値を1に設定する。
続いて、S108で、制御部60は、図6に示すように、第1挟持面311及び第2挟持面321により挟持されている状態における対象部位92に貫入するように切断刃35を基準位置から変位させ、対象部位92を切断する、切断制御を実行する。本実施形態では、切断刃35が基準位置に存在している状態において、切断刃35の刃先351は、第1挟持面311側、すなわち対象部位92を挟持している状態の第2挟持部材32側に向いている。このため、制御部60は、切断制御として、第1挟持部材31側から第2挟持部材32側へ切断刃35を変位させる。
Subsequently, in S107 shown in FIG.
Next, in S108, the control unit 60 executes cutting control to displace the cutting blade 35 from the reference position so as to penetrate the target portion 92 in a state where it is clamped by the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321, and cut the target portion 92, as shown in Fig. 6. In this embodiment, when the cutting blade 35 is in the reference position, the blade tip 351 of the cutting blade 35 faces the first clamping surface 311 side, i.e., the second clamping member 32 side in a state where the target portion 92 is clamped. Therefore, the control unit 60 displaces the cutting blade 35 from the first clamping member 31 side to the second clamping member 32 side as cutting control.

後述するように、制御部60は、切断制御として、基準位置から変位終了位置まで切断刃35を変位させる。変位終了位置は、対象部位92に貫入した切断刃35における少なくとも刃先351が、当該対象部位92を通過した位置に設定される。本実施形態の変位終了位置は、対象部位92に貫入した切断刃35の全体が当該対象部位92を通過した位置、具体的には連結部Yを回転軸として切断刃35が初期位置から略90度回転した位置に設定されている。図7には、この変位終了位置まで切断刃35が変位された状態を示している。 As described below, the control unit 60 displaces the cutting blade 35 from a reference position to a displacement end position as cutting control. The displacement end position is set to a position where at least the blade tip 351 of the cutting blade 35 that has penetrated the target area 92 has passed through the target area 92. In this embodiment, the displacement end position is set to a position where the entire cutting blade 35 that has penetrated the target area 92 has passed through the target area 92, specifically, a position where the cutting blade 35 has rotated approximately 90 degrees from the initial position with the connecting portion Y as the rotation axis. Figure 7 shows the state where the cutting blade 35 has been displaced to this displacement end position.

続いて、図9に示すS109で、制御部60は、切断制御の実行に伴う検出荷重Fの変化量である荷重変化量ΔFが、所定の切断不良閾値ΔF3に到達したかを判定する。言い換えれば、制御部60は、荷重変化量ΔFが切断不良閾値ΔF3以上であるかを判定する。荷重変化量ΔFは、具体的には、S108で切断刃35の変位が開始された時点からの検出荷重Fの変化量である。荷重変化量ΔFは、絶対値で表される。切断不良閾値ΔF3は、例えば、対象部位92を切断するために通常必要となる荷重を基に設定される。当該荷重は、農作物90の種類等により異なる。すなわち、切断不良閾値ΔF3は、農作物90の種類等に応じて設定される。本実施形態では、切断不良閾値ΔF3は、対象部位92を切断するために通常必要となる荷重よりも一定の程度大きな荷重に設定されている。 9, the control unit 60 determines whether the load change amount ΔF, which is the change amount of the detected load F accompanying the execution of the cutting control, has reached a predetermined cutting failure threshold ΔF3. In other words, the control unit 60 determines whether the load change amount ΔF is equal to or greater than the cutting failure threshold ΔF3. The load change amount ΔF is specifically the change amount of the detected load F from the time when the displacement of the cutting blade 35 is started in S108. The load change amount ΔF is expressed as an absolute value. The cutting failure threshold ΔF3 is set based on, for example, the load normally required to cut the target portion 92. The load differs depending on the type of the agricultural product 90, etc. In other words, the cutting failure threshold ΔF3 is set according to the type of the agricultural product 90, etc. In this embodiment, the cutting failure threshold ΔF3 is set to a load that is to a certain extent greater than the load normally required to cut the target portion 92.

S109で荷重変化量ΔFが切断不良閾値ΔF3に到達していないと判定した場合、言い換えれば荷重変化量ΔFが切断不良閾値ΔF3未満であると判定した場合、制御部60は、S110で、切断刃35が変位終了位置に到達したかを判定する。言い換えれば、制御部60は、切断刃35を変位終了位置まで変位させ終えたかを判定する。 If it is determined in S109 that the load change amount ΔF has not reached the cutting failure threshold ΔF3, in other words, that the load change amount ΔF is less than the cutting failure threshold ΔF3, the control unit 60 determines in S110 whether the cutting blade 35 has reached the displacement end position. In other words, the control unit 60 determines whether the cutting blade 35 has been displaced to the displacement end position.

S110で切断刃35が変位終了位置に到達していないと判定した場合、制御部60は、処理をS108に戻す。
一方、S110で切断刃35が変位終了位置に到達したと判定した場合、制御部60は、S111で、切断刃35を基準位置に戻す。具体的には、制御部60は、連結部Yを回転軸として、切断制御における回転方向と反対方向へ切断刃35を回転させて、すなわち切断刃35を切断制御とは逆回転させて、切断刃35を基準位置に戻す。
When it is determined in S110 that the cutting blade 35 has not reached the displacement end position, the control unit 60 returns the process to S108.
On the other hand, when it is determined in S110 that the cutting blade 35 has reached the displacement end position, the control unit 60 returns the cutting blade 35 to the reference position in S111. Specifically, the control unit 60 rotates the cutting blade 35 about the connecting portion Y as the rotation axis in the opposite direction to the rotation direction in the cutting control, i.e., rotates the cutting blade 35 in the opposite direction to the cutting control, and returns the cutting blade 35 to the reference position.

図10Aに示す例では、ta3時点で切断刃35による対象部位92の切断が完了し、ta4時点で切断刃35が変位終了位置に到達したと判定されている。対象部位92の切断が完了したこととは、切断刃35の刃先351が対象部位92を通過したことを指す。対象部位92の切断が完了すると、検出荷重Fは、S109で切断刃35の変位が開始された時点と同等の荷重まで戻る。また、対象部位92の切断が完了すると、対象部位92は、図5Bに示す切断線Lで切断された状態になる。 In the example shown in FIG. 10A, the cutting of the target portion 92 by the cutting blade 35 is completed at time ta3, and it is determined that the cutting blade 35 has reached the displacement end position at time ta4. Completion of the cutting of the target portion 92 refers to the cutting edge 351 of the cutting blade 35 having passed the target portion 92. Once the cutting of the target portion 92 is completed, the detection load F returns to the same load as when the displacement of the cutting blade 35 began in S109. Furthermore, once the cutting of the target portion 92 is completed, the target portion 92 is cut along the cutting line L shown in FIG. 5B.

S111で切断刃35を基準位置に戻し終えると、制御部60は、図9に示すように、本処理を終了する。そして、制御部60は、先端部材23を収容かご50上に移動させ、第2挟持面321が第1挟持面311から離れるように第2挟持部材32を変位させて、第1挟持面311及び第2挟持面321により対象部位92を挟持している状態を解消する。これにより、果実部91が収容かご50に収容される。 When the cutting blade 35 has been returned to the reference position in S111, the control unit 60 ends this process as shown in FIG. 9. The control unit 60 then moves the tip member 23 onto the storage basket 50 and displaces the second clamping member 32 so that the second clamping surface 321 moves away from the first clamping surface 311, thereby releasing the state in which the target part 92 is clamped by the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321. As a result, the fruit part 91 is stored in the storage basket 50.

また、前述したS109で荷重変化量ΔFが切断不良閾値ΔF3に到達したと判定した場合、言い換えれば荷重変化量ΔFが切断不良閾値ΔF3以上であると判定した場合、制御部60は、S112で、切断刃35を停止させる。つまり、制御部60は、切断制御を中断する。図10Bに示す例では、tb2時点で切断刃35の変位が開始され、tb3時点で荷重変化量ΔFが切断不良閾値ΔF3に到達したと判定されて切断刃35が停止されている。 Furthermore, if it is determined in S109 that the load change amount ΔF has reached the defective cutting threshold ΔF3, in other words, if it is determined that the load change amount ΔF is equal to or greater than the defective cutting threshold ΔF3, the control unit 60 stops the cutting blade 35 in S112. In other words, the control unit 60 interrupts cutting control. In the example shown in FIG. 10B, the displacement of the cutting blade 35 starts at time tb2, and the load change amount ΔF is determined to have reached the defective cutting threshold ΔF3 at time tb3, and the cutting blade 35 is stopped.

続いて、図9に示すS113で、制御部60は、切断刃35を基準位置に戻す。具体的には、制御部60は、連結部Yを回転軸として切断刃35を切断制御とは逆回転させて、切断刃35を基準位置に戻す。切断刃35が基準位置に戻されると、検出荷重Fは、S109で切断刃35の変位が開始された時点と同等の荷重まで戻る。 Next, in S113 shown in FIG. 9, the control unit 60 returns the cutting blade 35 to the reference position. Specifically, the control unit 60 rotates the cutting blade 35 around the connecting portion Y as the rotation axis in the opposite direction to the cutting control, and returns the cutting blade 35 to the reference position. When the cutting blade 35 is returned to the reference position, the detection load F returns to the same load as when the displacement of the cutting blade 35 started in S109.

続いて、S114で、カウンタNの値が所定の反復回数Nsに到達したか、言い換えればカウンタNの値が反復回数Ns以上かを判定する。反復回数Nsは、切断制御を反復する回数を示すものであって、任意の正数を設定することができる。本実施形態では、一例として、反復回数Nsの値を5と設定している。 Next, in S114, it is determined whether the value of the counter N has reached a predetermined number of iterations Ns, in other words, whether the value of the counter N is equal to or greater than the number of iterations Ns. The number of iterations Ns indicates the number of times the cutting control is repeated, and can be set to any positive number. In this embodiment, as an example, the value of the number of iterations Ns is set to 5.

S114でカウンタNの値が反復回数Nsに到達していないと判定した場合、言い換えればカウンタNの値が反復回数Ns未満であると判定した場合、制御部60は、S115でカウンタNの値を1つ繰り上げる。そして、制御部60は、処理をS108に戻す。 If it is determined in S114 that the value of the counter N has not reached the number of iterations Ns, in other words, that the value of the counter N is less than the number of iterations Ns, the control unit 60 increments the value of the counter N by one in S115. Then, the control unit 60 returns the process to S108.

一方、S112でカウンタNの値が反復回数Nsに到達したと判定した場合、言い換えればカウンタNの値が反復回数Ns以上であると判定した場合、更に言い換えれば反復回数Nsだけ切断制御を反復しても対象部位92を切断できなかった場合、制御部60は、本処理を終了する。そして、制御部60は、第2挟持面321が第1挟持面311から離れるように第2挟持部材32を変位させ、第1挟持面311及び第2挟持面321により対象部位92を挟持している状態を解消する。 On the other hand, if it is determined in S112 that the value of the counter N has reached the number of iterations Ns, in other words that the value of the counter N is equal to or greater than the number of iterations Ns, or in other words that the target portion 92 cannot be cut even after repeating the cutting control for the number of iterations Ns, the control unit 60 ends this process. Then, the control unit 60 displaces the second clamping member 32 so that the second clamping surface 321 moves away from the first clamping surface 311, and the state in which the target portion 92 is clamped by the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321 is eliminated.

[1-3.効果]
以上詳述した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1a)収穫装置1は、対象部位92が荷重センサ33に接触している状態において切断制御を実行するように構成されている。収穫装置1は、検出荷重Fに基づいて切断刃35を変位させるように構成されている。
[1-3. Effects]
According to the first embodiment described above in detail, the following effects can be obtained.
(1a) The harvesting device 1 is configured to execute cutting control in a state in which the target site 92 is in contact with the load sensor 33. The harvesting device 1 is configured to displace the cutting blade 35 based on the detected load F.

検出荷重Fは対象部位92の切断状態によって相違し得るため、上記のような構成によれば、個々の農作物90に応じた切断制御を実行することが可能となる。
(1b)収穫装置1は、荷重変化量ΔFが切断不良閾値ΔF3に到達した場合に、切断刃35を停止させるように構成されている。
Since the detection load F may differ depending on the cutting state of the target portion 92 , the above-described configuration makes it possible to execute cutting control according to each individual crop 90 .
(1b) The harvesting device 1 is configured to stop the cutting blade 35 when the load change amount ΔF reaches the defective cutting threshold value ΔF3.

このような構成によれば、例えば、対象部位92の切断不良が生じた場合や収穫装置1への負荷が大きくなった場合に切断刃35が停止されるため、農作物90を痛めたり収穫装置1に過負荷がかかったりすることを抑制することができる。 With this configuration, for example, if there is a poor cutting of the target area 92 or if the load on the harvesting device 1 becomes too large, the cutting blade 35 is stopped, thereby preventing damage to the crop 90 or overloading the harvesting device 1.

(1c)収穫装置1では、荷重センサ33が第1挟持面311に設けられる。収穫装置1は、検出荷重Fに基づいて挟持制御を実行し、第1挟持面311及び第2挟持面321により対象部位92を挟持している状態において切断制御を実行するように構成されている。 (1c) In the harvesting device 1, the load sensor 33 is provided on the first clamping surface 311. The harvesting device 1 is configured to execute clamping control based on the detected load F, and execute cutting control when the target portion 92 is clamped by the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321.

このような構成によれば、単一の荷重センサ33により対象部位92の挟持状態及び切断状態の双方を把握することができる。すなわち、対象部位92の挟持状態を把握するためのセンサを別途備えなくても、個々の農作物90に応じた挟持制御を実行することが可能となる。 With this configuration, both the clamping state and the cutting state of the target portion 92 can be grasped by a single load sensor 33. In other words, it is possible to execute clamping control according to each individual crop 90 without providing a separate sensor for grasping the clamping state of the target portion 92.

(1d)収穫装置1は、挟持制御を実行中の検出荷重Fが挟持閾値F2に到達した場合に、第2挟持部材32を停止させるように構成されている。
このような構成によれば、過剰に大きな力で対象部位92を挟持してしまうことを抑制することができる。したがって、農作物90を痛めにくくすることができる。
(1d) The harvesting device 1 is configured to stop the second clamping member 32 when the detected load F during clamping control reaches the clamping threshold F2.
This configuration can prevent target portion 92 from being gripped with an excessively large force, thereby making it possible to prevent crop 90 from being damaged.

(1e)収穫装置1は、第1挟持面311が対象部位92に近付くように先端部材23を移動させて検出荷重Fが接触閾値F1に到達した場合に、先端部材23を停止させて挟持制御を実行するように構成されている。 (1e) The harvesting device 1 is configured to move the tip member 23 so that the first clamping surface 311 approaches the target area 92, and when the detection load F reaches the contact threshold F1, to stop the tip member 23 and execute clamping control.

このような構成によれば、第1挟持面311から対象部位92までの距離を算出しなくても、対象部位92を挟持するために適当な位置に第1挟持面311を配置することができる。 With this configuration, the first clamping surface 311 can be positioned at an appropriate position to clamp the target area 92 without having to calculate the distance from the first clamping surface 311 to the target area 92.

(1f)収穫装置1では、切断制御が実行されていない状態において第1挟持部材31から刃先351が突出しないように、切断刃35が第1挟持部材31に支持されている。
このような構成によれば、刃先351が農作物90に引っかかる等して農作物90を痛めてしまうことを抑制することができる。
(1f) In the harvesting device 1, the cutting blade 35 is supported by the first clamping member 31 so that the blade tip 351 does not protrude from the first clamping member 31 when cutting control is not being executed.
With this configuration, it is possible to prevent the cutting edge 351 from getting caught on the crop 90 and damaging the crop 90.

(1g)収穫装置1では、荷重センサ33の検出面331側から見たときに荷重センサ33の周囲を囲むように、弾性部材34が配置されている。弾性部材34は、弾性を有する。検出荷重Fが挟持閾値F2に到達したと判定され、第2挟持部材32が停止された状態において、対象部位92は、第1挟持面311に設けられた荷重センサ33及び弾性部材34と、第2挟持面321と、により挟持される。 (1g) In the harvesting device 1, the elastic member 34 is arranged so as to surround the load sensor 33 when viewed from the detection surface 331 side of the load sensor 33. The elastic member 34 has elasticity. When it is determined that the detection load F has reached the clamping threshold F2 and the second clamping member 32 is stopped, the target site 92 is clamped by the load sensor 33 and elastic member 34 provided on the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321.

このような構成によれば、弾性部材34を有さず、荷重センサ33と第2挟持面321とにより対象部位92を挟持する構成と比較して、対象部位92の挟持の際に荷重センサ33にかかる負荷を低減することができる。また、弾性部材34は弾性を有するため、挟持されている状態の対象部位92の位置をずれにくくすることができる。さらに、挟持によって対象部位92を痛めてしまうことを抑制することもできる。 This configuration can reduce the load on the load sensor 33 when clamping the target area 92, compared to a configuration that does not have the elastic member 34 and clamps the target area 92 between the load sensor 33 and the second clamping surface 321. In addition, because the elastic member 34 has elasticity, it can prevent the target area 92 from shifting position while being clamped. Furthermore, it can also prevent the target area 92 from being injured by clamping.

[2.第2実施形態]
[2-1.構成]
第2実施形態は、第1実施形態と基本的な構成は同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同一の符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
[2. Second embodiment]
[2-1. Configuration]
The second embodiment has a basic configuration similar to that of the first embodiment, and therefore differences between the first embodiment and the second embodiment will be described below. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configuration, and the preceding description will be referred to.

第2実施形態に係る収穫装置は、前述した収穫ヘッド30に代えて、図11Aに示す収穫ヘッド30Aを備える。収穫ヘッド30Aは、基本的には、第1実施形態の収穫ヘッド30と同様の構成である。ただし、第1実施形態の収穫ヘッド30では、第1挟持部材31の側面312における長手方向に沿った一方の端部に第2挟持部材32が連結され、他方の端部に切断刃35が連結されているのに対して、収穫ヘッド30Aでは、第1挟持部材31の側面312における長手方向に沿った一方の端部に第2挟持部材32及び切断刃35の双方が連結されている。本実施形態では、前述した第1挟持部材31と切断刃35との連結部Yに、第2挟持部材32の長手方向に沿った一方の端部も連結されている。すなわち、第2挟持部材32及び切断刃35は、図11Bに示すように、同一の連結部Yを回転軸として回転可能に構成されている。なお、図11Bでは、第2挟持部材32の開位置及び切断刃35の基準位置を破線で示している。 The harvesting device according to the second embodiment is equipped with a harvesting head 30A shown in FIG. 11A instead of the harvesting head 30 described above. The harvesting head 30A is basically configured similarly to the harvesting head 30 of the first embodiment. However, in the harvesting head 30 of the first embodiment, the second clamping member 32 is connected to one end along the longitudinal direction of the side surface 312 of the first clamping member 31, and the cutting blade 35 is connected to the other end, whereas in the harvesting head 30A, both the second clamping member 32 and the cutting blade 35 are connected to one end along the longitudinal direction of the side surface 312 of the first clamping member 31. In this embodiment, one end along the longitudinal direction of the second clamping member 32 is also connected to the connection part Y between the first clamping member 31 and the cutting blade 35 described above. That is, the second clamping member 32 and the cutting blade 35 are configured to be rotatable around the same connection part Y as a rotation axis, as shown in FIG. 11B. In FIG. 11B, the open position of the second clamping member 32 and the reference position of the cutting blade 35 are shown by dashed lines.

[2-2.処理]
第2実施形態において制御部60が実行する収穫処理は、基本的に第1実施形態と同様である。ただし、前述したS104では、制御部60は、挟持処理として、前述した連結部Xではなく連結部Yを回転軸として、開位置に存在している第2挟持部材32を閉位置に向けて回転移動させる。
[2-2. Processing]
The harvesting process executed by the control unit 60 in the second embodiment is basically the same as that in the first embodiment. However, in the above-mentioned S104, as the clamping process, the control unit 60 rotates the second clamping member 32, which is in the open position, toward the closed position, around the coupling part Y, not the coupling part X, as the rotation axis.

[2-3.効果]
以上詳述した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果と同様の効果を奏し、更に以下の効果を奏する。
[2-3. Effects]
According to the second embodiment described above in detail, the same effects as those of the first embodiment described above are achieved, and further, the following effects are achieved.

第2実施形態に係る収穫装置では、第2挟持部材32及び切断刃35が、いずれも連結部Yを回転軸として回転可能に構成されている。そして、この収穫装置は、挟持制御として、連結部Yを回転軸として第1挟持部材31に近付く方向へ第2挟持部材32を変位させるように構成されている。また、この収穫装置は、切断制御として、連結部Yを回転軸として第1挟持部材31側から第2挟持部材32側へ切断刃35を変位させるように構成されている。 In the harvesting device according to the second embodiment, both the second clamping member 32 and the cutting blade 35 are configured to be rotatable around the connecting portion Y as a rotation axis. This harvesting device is configured to displace the second clamping member 32 in a direction approaching the first clamping member 31 around the connecting portion Y as a rotation axis for clamping control. This harvesting device is also configured to displace the cutting blade 35 from the first clamping member 31 side to the second clamping member 32 side around the connecting portion Y as a rotation axis for cutting control.

このような構成によれば、図11Bに示すように、挟持制御における第2挟持部材32の変位方向S1と、切断制御における切断刃35の変位方向S2と、が互いに対向する向きになりやすい。すなわち、挟持制御における第2挟持部材32の回転の接線方向と、切断制御における切断刃35の回転の接線方向と、が互いに対向する向きになりやすい。このため、挟持されている状態における対象部位92の切断刃35による切断性を向上することが可能となる。 With this configuration, as shown in FIG. 11B, the displacement direction S1 of the second clamping member 32 in clamping control and the displacement direction S2 of the cutting blade 35 in cutting control tend to be in opposing directions. In other words, the tangential direction of rotation of the second clamping member 32 in clamping control and the tangential direction of rotation of the cutting blade 35 in cutting control tend to be in opposing directions. This makes it possible to improve the cutting ability of the cutting blade 35 on the target area 92 in the clamped state.

[3.第3実施形態]
[3-1.構成]
第3実施形態は、第1実施形態と基本的な構成は同様であるため、相違点について以下に説明する。なお、第1実施形態と同一の符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
[3. Third embodiment]
[3-1. Configuration]
The third embodiment has a basic configuration similar to that of the first embodiment, and therefore differences between the first and second embodiments will be described below. Note that the same reference numerals as those in the first embodiment indicate the same configurations, and the preceding description will be referred to.

第3実施形態に係る収穫装置は、前述した収穫ヘッド30に代えて、図12に示す収穫ヘッド30Bを備える。収穫ヘッド30Bは、基本的には、第1実施形態の収穫ヘッド30と同様の構成である。ただし、収穫ヘッド30Bは、対象部位92を挟持するための部材として、第1挟持部材31及び第2挟持部材32に加えて第3挟持部材37を備える。 The harvesting device according to the third embodiment is equipped with a harvesting head 30B shown in FIG. 12 instead of the harvesting head 30 described above. The harvesting head 30B is basically configured similarly to the harvesting head 30 of the first embodiment. However, the harvesting head 30B is equipped with a third clamping member 37 in addition to the first clamping member 31 and the second clamping member 32 as members for clamping the target part 92.

第3挟持部材37は、第2挟持部材32と略同一の形状及び大きさの部材である。以下では、第3挟持部材37の凹面を第3挟持面371という。第3挟持部材37は、長手方向に沿った一方の端部が、第1挟持部材31の側面312における長手方向に沿った2つの端部のうち、第1挟持部材31と第2挟持部材32との連結部X側と反対側の端部に連結されている。すなわち、第3挟持部材37の一方の端部は、第1挟持部材31の側面312における、第1挟持部材31と切断刃35との連結部Y側と同じ側の端部に連結されている。本実施形態では、連結部Yに、第3挟持部材37は連結されている。そして、第3挟持部材37は、連結部Yを回転軸として、第1挟持面311と第3挟持面371との開度を変更するように回転可能、すなわち第1挟持部材31に対して変位可能に構成されている。 The third clamping member 37 is a member of approximately the same shape and size as the second clamping member 32. Hereinafter, the concave surface of the third clamping member 37 is referred to as the third clamping surface 371. One end of the third clamping member 37 along the longitudinal direction is connected to one of the two ends along the longitudinal direction on the side surface 312 of the first clamping member 31, the end opposite the connecting portion X side between the first clamping member 31 and the second clamping member 32. That is, one end of the third clamping member 37 is connected to the end on the same side as the connecting portion Y side between the first clamping member 31 and the cutting blade 35 on the side surface 312 of the first clamping member 31. In this embodiment, the third clamping member 37 is connected to the connecting portion Y. The third clamping member 37 is configured to be rotatable, i.e., displaceable, with respect to the first clamping member 31, so as to change the opening between the first clamping surface 311 and the third clamping surface 371, with the connecting portion Y serving as the rotation axis.

第3挟持部材37の動作は、制御部60により電気的に制御される。具体的には、制御部60は、連結部Yを回転軸として所定の開位置と閉位置との間で第3挟持部材37が回転移動するように、第3挟持部材37の動作を制御する。第3挟持部材37の開位置及び閉位置は、前述した第2挟持部材32の開位置及び閉位置とそれぞれ同義である。なお、図12では、第2挟持部材32及び第3挟持部材37それぞれの開位置を破線で示している。 The operation of the third clamping member 37 is electrically controlled by the control unit 60. Specifically, the control unit 60 controls the operation of the third clamping member 37 so that the third clamping member 37 rotates between a predetermined open position and a closed position with the connecting portion Y as the rotation axis. The open position and closed position of the third clamping member 37 are synonymous with the open position and closed position of the second clamping member 32 described above, respectively. Note that in FIG. 12, the open positions of the second clamping member 32 and the third clamping member 37 are indicated by dashed lines.

[3-2.処理]
第3実施形態において制御部60が実行する収穫処理は、基本的に第1実施形態と同様である。ただし、前述したS104では、制御部60は、挟持処理として、連結部Xを回転軸として、開位置に存在している第2挟持部材32を閉位置に向けて回転移動させるとともに、連結部Yを回転軸として、開位置に存在している第3挟持部材37も閉位置に向けて回転移動させる。これにより、第1挟持面311、第2挟持面321及び第3挟持面371により、対象部位92が挟持される。
[3-2. Processing]
The harvesting process executed by the control unit 60 in the third embodiment is basically the same as that in the first embodiment. However, in the above-mentioned S104, as the clamping process, the control unit 60 rotates the second clamping member 32 located in the open position toward the closed position around the connecting portion X as the rotation axis, and also rotates the third clamping member 37 located in the open position toward the closed position around the connecting portion Y as the rotation axis. As a result, the target site 92 is clamped by the first clamping surface 311, the second clamping surface 321, and the third clamping surface 371.

なお、第2挟持部材32及び第3挟持部材37は、第2挟持面321及び第3挟持面371のそれぞれが対象部位92に接触するように配置されてもよいし、第2挟持面321が対象部位92に接触して第3挟持面371が第2挟持部材32の凸面に接触するように配置されてもよいし、第3挟持面371が対象部位92に接触して第2挟持面321が第3挟持部材37の凸面に接触するように配置されてもよい。 The second clamping member 32 and the third clamping member 37 may be arranged so that the second clamping surface 321 and the third clamping surface 371 are in contact with the target area 92, respectively, or so that the second clamping surface 321 is in contact with the target area 92 and the third clamping surface 371 is in contact with the convex surface of the second clamping member 32, or so that the third clamping surface 371 is in contact with the target area 92 and the second clamping surface 321 is in contact with the convex surface of the third clamping member 37.

[3-3.効果]
以上詳述した第3実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果と同様の効果を奏し、更に以下の効果を奏する。
[3-3. Effects]
According to the third embodiment described above in detail, the same effects as those of the first embodiment described above are achieved, and further, the following effects are achieved.

第3実施形態に係る収穫装置では、収穫ヘッド30Bが、第1挟持部材31及び第2挟持部材32に加えて第3挟持部材37を備える。そして、この収穫装置は、挟持制御として、第1挟持部材31、第2挟持部材32及び第3挟持部材37により、対象部位92を挟持するように構成されている。 In the harvesting device according to the third embodiment, the harvesting head 30B includes a third clamping member 37 in addition to the first clamping member 31 and the second clamping member 32. This harvesting device is configured to clamp the target area 92 using the first clamping member 31, the second clamping member 32, and the third clamping member 37 as clamping control.

このような構成によれば、第1挟持部材31及び第2挟持部材32により対象部位92を挟持する構成と比較して、挟持されている状態の対象部位92の位置をずれにくくすることができる。これにより、荷重センサ33の応答性を向上させることも可能となる。 With this configuration, the position of the target area 92 in the clamped state is less likely to shift compared to a configuration in which the target area 92 is clamped by the first clamping member 31 and the second clamping member 32. This also makes it possible to improve the responsiveness of the load sensor 33.

[4.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得ることは言うまでもない。
4. Other embodiments
Although the embodiments of the present disclosure have been described above, it goes without saying that the present disclosure is not limited to the above-described embodiments and can take various forms.

(4a)上記実施形態では、制御部60は、切断制御を反復回数Nsだけ反復しても対象部位92を切断できなかった場合に収穫処理を終了する。しかし、前述したように反復回数Nsは任意の正数を設定可能であるため、例えば、反復回数Nsの値を1と設定し、1回の切断制御で対象部位92を切断できなかった場合に収穫処理を終了する構成としてもよい。すなわち、切断制御を反復しない構成としてもよい。また、反復回数Nsは必ずしも設定されなくてもよく、例えば、対象部位92の切断が完了するまで切断制御を反復する構成としてもよい。 (4a) In the above embodiment, the control unit 60 ends the harvesting process if the target part 92 cannot be cut even after repeating the cutting control the number of repetitions Ns. However, as described above, the number of repetitions Ns can be set to any positive number, so for example, the value of the number of repetitions Ns may be set to 1, and the harvesting process may be ended if the target part 92 cannot be cut in one cutting control. In other words, the cutting control may not be repeated. Also, the number of repetitions Ns does not necessarily have to be set, and for example, the cutting control may be repeated until cutting of the target part 92 is completed.

(4b)上記実施形態では、制御部60は、荷重変化量ΔFが切断不良閾値ΔF3に到達したと判定した場合に切断制御を中断する。上記実施形態の切断不良閾値ΔF3は、対象部位92を切断するために通常必要となる荷重よりも一定の程度大きな荷重に設定されていることから、制御部60は、対象部位92の切断不良が生じた場合に切断制御を中断するとも言い換えられる。しかし、制御部60が切断制御を中断する理由は、対象部位92の切断不良に限定されない。例えば、対象部位92の切断が通常完了しない程度の荷重を閾値に設定し、1回目の切断制御として、荷重変化量ΔFが当該閾値に到達するまでの切断刃35の変位量から対象部位92の性質(例えば硬さ等)を判定する構成としてもよい。そして、判定した対象部位92の性質に基づいて、2回目以降の切断制御における切断刃35の動作条件を決定する構成としてもよい。 (4b) In the above embodiment, the control unit 60 suspends the cutting control when it determines that the load change amount ΔF has reached the cutting failure threshold ΔF3. Since the cutting failure threshold ΔF3 in the above embodiment is set to a load that is somewhat larger than the load normally required to cut the target portion 92, the control unit 60 can also be said to suspend the cutting control when a cutting failure occurs in the target portion 92. However, the reason why the control unit 60 suspends the cutting control is not limited to a cutting failure in the target portion 92. For example, a load that does not normally complete the cutting of the target portion 92 may be set as the threshold, and the property (e.g., hardness, etc.) of the target portion 92 may be determined from the displacement amount of the cutting blade 35 until the load change amount ΔF reaches the threshold as the first cutting control. Then, the operating conditions of the cutting blade 35 in the second and subsequent cutting controls may be determined based on the determined property of the target portion 92.

(4c)上記実施形態では、制御部60は、切断制御として、第1挟持部材31側から第2挟持部材32側へ切断刃35を変位させて対象部位92を切断するように構成されているが、切断刃35の変位方向は、特に限定されない。例えば、制御部60は、切断制御として、切断刃35を上記実施形態とは逆回転させ、第2挟持部材32側から第1挟持部材31側へ対象部位92を切断するように構成されてもよい。 (4c) In the above embodiment, the control unit 60 is configured to perform cutting control by displacing the cutting blade 35 from the first clamping member 31 side to the second clamping member 32 side to cut the target portion 92, but the displacement direction of the cutting blade 35 is not particularly limited. For example, the control unit 60 may be configured to perform cutting control by rotating the cutting blade 35 in the opposite direction to the above embodiment to cut the target portion 92 from the second clamping member 32 side to the first clamping member 31 side.

上記実施形態のように、切断制御として、制御部60が切断刃35を荷重センサ33から離れる方向へ変位させる場合、検出荷重Fは切断刃35の変位に伴って減少するが、制御部60が切断刃35を上記実施形態とは逆回転させる場合、すなわち制御部60が切断刃35を荷重センサ33に近付く方向へ変位させる場合、検出荷重Fは切断刃35の変位に伴って増加する。このような場合であっても、対象部位92の切断状態については、荷重変化量ΔF、つまり切断制御の実行に伴う検出荷重Fの変化量を基に判定されるため、上記実施形態と同様に判定可能である。 As in the above embodiment, when the control unit 60 displaces the cutting blade 35 in a direction away from the load sensor 33 as cutting control, the detection load F decreases with the displacement of the cutting blade 35, but when the control unit 60 rotates the cutting blade 35 in the opposite direction to the above embodiment, i.e., when the control unit 60 displaces the cutting blade 35 in a direction toward the load sensor 33, the detection load F increases with the displacement of the cutting blade 35. Even in such a case, the cutting state of the target portion 92 is determined based on the load change amount ΔF, that is, the change amount of the detection load F associated with the execution of the cutting control, and therefore can be determined in the same manner as in the above embodiment.

(4d)上記実施形態では、制御部60は、第1挟持部材31との連結部を回転軸として第2挟持部材32を回転移動させ、第1挟持面311と第2挟持面321との開度を変更するように構成されている。しかし、第1挟持部材31に対する第2挟持部材32の変位方法は、回転移動に限定されない。例えば、制御部60は、第2挟持部材32を第1挟持部材31に対して平行移動させ、第1挟持面311と第2挟持面321との間隔を変更するように構成されてもよい。上記第3実施形態における第3挟持部材37についても同様である。 (4d) In the above embodiment, the control unit 60 is configured to rotate the second clamping member 32 around the connection portion with the first clamping member 31 as the rotation axis, thereby changing the opening degree between the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321. However, the method of displacing the second clamping member 32 relative to the first clamping member 31 is not limited to rotation. For example, the control unit 60 may be configured to move the second clamping member 32 parallel to the first clamping member 31, thereby changing the distance between the first clamping surface 311 and the second clamping surface 321. The same applies to the third clamping member 37 in the above third embodiment.

(4e)上記実施形態では、切断刃35は、第1挟持部材31の側面312に沿って第1挟持部材31の外部に配置され、第1挟持部材31により支持されている。しかし、切断刃35の配置は特に限定されず、例えば、切断刃35は、第1挟持部材31の内部に収容されるように配置されてもよい。 (4e) In the above embodiment, the cutting blade 35 is disposed outside the first clamping member 31 along the side surface 312 of the first clamping member 31 and is supported by the first clamping member 31. However, the arrangement of the cutting blade 35 is not particularly limited, and for example, the cutting blade 35 may be disposed so as to be housed inside the first clamping member 31.

また例えば、切断刃35は、第1挟持部材31ではなく第2挟持部材32又は第3挟持部材37により支持されてもよい。すなわち、第2挟持部材32又は第3挟持部材37が、切断刃35を支持するための支持部材として機能してもよい。 For example, the cutting blade 35 may be supported by the second clamping member 32 or the third clamping member 37 instead of the first clamping member 31. In other words, the second clamping member 32 or the third clamping member 37 may function as a support member for supporting the cutting blade 35.

また、このような支持部材は、必ずしも対象部位92を挟持するための挟持部材と兼ねなくてもよい。すなわち、このような支持部材は、挟持部材と別個の部材として設けられてもよい。 Furthermore, such a support member does not necessarily have to double as a clamping member for clamping the target area 92. In other words, such a support member may be provided as a member separate from the clamping member.

(4f)上記実施形態では、荷重センサ33は第1挟持面311に設けられているが、荷重センサ33は対象部位92に接触する他の面に設けられてもよい。例えば、荷重センサ33は、第2挟持面321又は第3挟持面371に設けられてもよい。 (4f) In the above embodiment, the load sensor 33 is provided on the first clamping surface 311, but the load sensor 33 may be provided on another surface that contacts the target area 92. For example, the load sensor 33 may be provided on the second clamping surface 321 or the third clamping surface 371.

(4g)上記実施形態では、収穫ヘッド30は第1挟持部材31に支持される切断刃35を有するが、例えば、収穫ヘッド30は、第2挟持部材32や第3挟持部材37といった第1挟持部材31と異なる部材に支持される別の切断刃を有してもよい。そして、収穫ヘッド30は、2つの切断刃をハサミとして機能させて対象部位92を切断するように構成されてもよい。 (4g) In the above embodiment, the harvesting head 30 has a cutting blade 35 supported by the first clamping member 31, but for example, the harvesting head 30 may have another cutting blade supported by a member other than the first clamping member 31, such as the second clamping member 32 or the third clamping member 37. The harvesting head 30 may be configured to cut the target portion 92 by using the two cutting blades as scissors.

(4h)上記実施形態では、第1挟持部材31はロボットアーム20の先端部材23に固定されているが、第1挟持部材31は必ずしも先端部材23に固定されなくてもよい。言い換えれば、上記実施形態では、第1挟持部材31及び第2挟持部材32のうち第2挟持部材32のみが先端部材23に対して変位可能に構成されているが、例えば、第1挟持部材31及び第2挟持部材32の双方が先端部材23に対して変位可能に構成されてもよい。 (4h) In the above embodiment, the first clamping member 31 is fixed to the tip member 23 of the robot arm 20, but the first clamping member 31 does not necessarily have to be fixed to the tip member 23. In other words, in the above embodiment, of the first clamping member 31 and the second clamping member 32, only the second clamping member 32 is configured to be displaceable relative to the tip member 23, but, for example, both the first clamping member 31 and the second clamping member 32 may be configured to be displaceable relative to the tip member 23.

(4i)上記実施形態では、収穫ヘッド30は第1挟持部材31及び第2挟持部材32を有するが、収穫ヘッド30は必ずしもこのような挟持部材を有さなくてもよい。例えば、収穫ヘッド30が対象部位92に接触するための接触部材を有し、当該接触部材に設けられた荷重センサ33に対象部位92が接触して、当該接触部位により対象部位92の位置が規制されている状態において、対象部位92を挟んで接触部材と反対側から接触部材側へ切断刃35を変位させて対象部位92を切断する構成としてもよい。 (4i) In the above embodiment, the harvesting head 30 has the first clamping member 31 and the second clamping member 32, but the harvesting head 30 does not necessarily have to have such clamping members. For example, the harvesting head 30 may have a contact member for contacting the target area 92, and in a state in which the target area 92 contacts the load sensor 33 provided on the contact member and the position of the target area 92 is regulated by the contact member, the cutting blade 35 may be displaced from the side opposite the contact member to the contact member side to cut the target area 92 while clamping the target area 92.

(4j)上記実施形態では、収穫ヘッド30は単一の荷重センサ33を有するが、収穫ヘッド30は荷重センサ33以外のセンサを有してもよい。例えば、収穫ヘッド30は、対象部位92の接触状態や挟持状態を把握するためのセンサとして、荷重センサ33とは異なる荷重センサを有してもよいし、光センサ等の公知のセンサを有してもよい。 (4j) In the above embodiment, the harvesting head 30 has a single load sensor 33, but the harvesting head 30 may have a sensor other than the load sensor 33. For example, the harvesting head 30 may have a load sensor other than the load sensor 33 as a sensor for determining the contact state or clamping state of the target area 92, or may have a known sensor such as an optical sensor.

(4k)上記実施形態では、収穫ヘッド30は弾性部材34を備えるが、収穫ヘッド30は必ずしも弾性部材34を備えなくてもよい。
(4l)上記実施形態では、収穫ヘッド30は2つのガイド部材36A,36Bを備えるが、ガイド部材の個数は特に限定されない。また、収穫ヘッド30は、必ずしもガイド部材を備えなくてもよい。
(4k) In the above embodiment, the harvesting head 30 includes the elastic member 34 , but the harvesting head 30 does not necessarily have to include the elastic member 34 .
(4l) In the above embodiment, the harvesting head 30 includes two guide members 36A, 36B, but the number of guide members is not particularly limited. Also, the harvesting head 30 does not necessarily have to include a guide member.

(4m)上記実施形態では、収穫装置1の操作者が収穫対象とする果実部91を選定するが、例えば、制御部60が、カメラ40による撮像画像を解析する等して収穫対象とする果実部91を選定してもよい。 (4m) In the above embodiment, the operator of the harvesting device 1 selects the fruit part 91 to be harvested. However, for example, the control unit 60 may select the fruit part 91 to be harvested by analyzing the image captured by the camera 40.

(4n)上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。 (4n) The functions of one component in the above embodiments may be distributed as multiple components, or the functions of multiple components may be integrated into one component. In addition, part of the configuration of the above embodiments may be omitted. In addition, at least part of the configuration of the above embodiments may be added to or substituted for the configuration of another of the above embodiments.

(4o)本開示は、前述した収穫装置1の他、収穫装置1を構成する制御部60、制御部60としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、農作物90を収穫する方法など、種々の形態で実現することができる。 (4o) In addition to the harvesting device 1 described above, the present disclosure can be realized in various forms, such as a control unit 60 constituting the harvesting device 1, a program for causing a computer to function as the control unit 60, a medium on which this program is recorded, and a method for harvesting crops 90.

1…収穫装置、10…台車、20…ロボットアーム、23…先端部材、30,30A,30B…収穫ヘッド、31…第1挟持部材、311…第1挟持面、32…第2挟持部材、321…第2挟持面、33…荷重センサ、34…弾性部材、35…切断刃、351…刃先、36A,36B…ガイド部材、37…第3挟持部材、371…第3挟持面、40…カメラ、50…収容かご、60…制御部、90…農作物、91…果実部、92…対象部位。 1...harvesting device, 10...cart, 20...robot arm, 23...tip member, 30, 30A, 30B...harvesting head, 31...first clamping member, 311...first clamping surface, 32...second clamping member, 321...second clamping surface, 33...load sensor, 34...elastic member, 35...cutting blade, 351...blade tip, 36A, 36B...guide member, 37...third clamping member, 371...third clamping surface, 40...camera, 50...storage basket, 60...control unit, 90...crop, 91...fruit part, 92...target part.

Claims (5)

農作物を収穫するための収穫装置であって、
前記農作物における対象部位に貫入するように変位可能に支持されている切断刃と、
前記農作物に対して移動可能に構成された移動部材と、
第1挟持面を有し、前記移動部材により支持されている第1挟持部材と、
第2挟持面を有し、前記移動部材により支持されている第2挟持部材と、
前記第1挟持面に設けられ、外部から作用する荷重を検出可能に構成された荷重センサと、
前記荷重センサにより検出される前記荷重に基づいて、前記第2挟持面が前記第1挟持面に近付くように前記第2挟持部材を変位させ、前記第1挟持面及び前記第2挟持面により前記対象部位を挟持する挟持制御と、前記対象部位が前記荷重センサに接触している状態において、前記荷重センサにより検出される前記荷重に基づいて前記切断刃を変位させて前記対象部位を切断する切断制御と、を実行するように構成された制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第1挟持面が前記対象部位に近付くように前記移動部材を移動させて前記荷重が所定の接触閾値に到達した場合に、前記移動部材を停止させて前記挟持制御を実行し、
前記第1挟持面及び前記第2挟持面により前記対象部位を挟持している状態において前記切断制御を実行するように構成されている、収穫装置。
1. A harvesting device for harvesting agricultural crops, comprising:
A cutting blade supported displaceably so as to penetrate a target portion of the crop;
A moving member configured to be movable relative to the crops;
a first clamping member having a first clamping surface and supported by the moving member;
a second clamping member having a second clamping surface and supported by the moving member;
a load sensor provided on the first clamping surface and configured to be capable of detecting a load acting from the outside;
a control unit configured to execute a clamping control for displacing the second clamping member so that the second clamping surface approaches the first clamping surface based on the load detected by the load sensor, and clamping the target portion between the first clamping surface and the second clamping surface, and a cutting control for displacing the cutting blade based on the load detected by the load sensor to cut the target portion while the target portion is in contact with the load sensor;
Equipped with
The control unit is
moving the movable member so that the first clamping surface approaches the target portion, and when the load reaches a predetermined contact threshold, stopping the movable member to execute the clamping control;
A harvesting device configured to execute the cutting control in a state in which the target area is clamped by the first clamping surface and the second clamping surface .
請求項に記載の収穫装置であって、
前記制御部は、前記挟持制御を実行中の前記荷重が所定の挟持閾値に到達した場合に、前記第2挟持部材を停止させるように構成されている、収穫装置。
2. A harvesting device according to claim 1 ,
The control unit is configured to stop the second clamping member when the load during execution of the clamping control reaches a predetermined clamping threshold.
請求項1又は請求項に記載の収穫装置であって、
前記制御部は、前記第1挟持部材側から前記第2挟持部材側へ前記切断刃を変位させて前記対象部位を切断するように構成されている、収穫装置。
A harvesting device according to claim 1 or 2 ,
A harvesting device, wherein the control unit is configured to displace the cutting blade from the first clamping member side to the second clamping member side to cut the target portion.
請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の収穫装置であって、
前記制御部は、前記切断制御の実行に伴う前記荷重の変化量が所定の切断不良閾値に到達した場合に、前記切断刃を停止させるように構成されている、収穫装置。
A harvesting device according to any one of claims 1 to 3 ,
The control unit is configured to stop the cutting blade when a change in the load caused by execution of the cutting control reaches a predetermined cutting failure threshold.
請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の収穫装置であって、
支持部材を更に備え、
前記切断刃は、前記切断制御が実行されていない状態において前記支持部材から刃先が突出しないように、前記支持部材に支持されている、収穫装置。
A harvesting device according to any one of claims 1 to 4 ,
Further comprising a support member,
A harvesting device, wherein the cutting blade is supported by the support member such that the cutting edge does not protrude from the support member when the cutting control is not being performed.
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