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JPH0796191B2 - Telescopic control device for articulated arm - Google Patents
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JPH0796191B2 - Telescopic control device for articulated arm - Google Patents

Telescopic control device for articulated arm

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Publication number
JPH0796191B2
JPH0796191B2 JP18258288A JP18258288A JPH0796191B2 JP H0796191 B2 JPH0796191 B2 JP H0796191B2 JP 18258288 A JP18258288 A JP 18258288A JP 18258288 A JP18258288 A JP 18258288A JP H0796191 B2 JPH0796191 B2 JP H0796191B2
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JP
Japan
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arm
drive amount
target drive
stop
hand
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上田  吉弘
正昭 西中
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Kubota Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、上下揺動自在な第1アームが設けられ、先端
部に作業用ハンドを備えた第2アームが、前記第1アー
ムの先端部に対して上下揺動自在に枢支され、起動指令
が与えられるに伴って、前記作業用ハンドを直線状の設
定軌跡に沿って移動開始させ、且つ、停止指令が与えら
れるに伴って、前記作業用ハンドの移動を停止させるよ
うに、前記第1アーム及び前記第2アーム夫々の揺動用
アクチュエータに対する単位時間当たりの目標駆動量を
設定時間毎に求める目標駆動量演算手段と、その目標駆
動量演算手段にて求められた目標駆動量で前記揺動用ア
クチュエータの夫々を駆動する駆動手段とが設けられて
いる多関節型アームの伸縮制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] In the present invention, a vertically swingable first arm is provided, and a second arm having a working hand at its tip is provided with a tip of the first arm. Is pivotally supported in a vertically swingable manner with respect to the section, and with the start command given, the working hand is started to move along a linear set trajectory, and with a stop command given, Target drive amount calculation means for obtaining a target drive amount per unit time for each swing actuator of the first arm and the second arm so as to stop the movement of the work hand, and the target drive thereof. The present invention relates to an expansion and contraction control device for an articulated arm, which is provided with drive means for driving each of the swing actuators with the target drive amount obtained by the amount calculation means.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

上記この種の多関節型アームの伸縮制御装置において、
従来では、停止指令が与えられるに伴って、揺動用アク
チュエータに対する目標駆動量を、それまでの動作用か
ら停止用に切り換えて演算させるようにしていた。
In the expansion and contraction control device for the articulated arm of this type,
Conventionally, the target drive amount for the swing actuator is switched from the previous operation to the stop and is calculated as the stop command is given.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be Solved by the Invention]

しかしながら、アクチュエータの目標駆動量は、設定時
間毎に演算されるように構成されていることから、従来
のように、停止指令が与えられてから停止用の目標駆動
量を演算させると、アクチュエータが実際に停止用の目
標駆動量で駆動される状態となるまでには、時間遅れが
生じるものとなり、作業用ハンドが設定軌跡上において
実際に停止するまでに目標停止地点からオーバーシュー
トする状態となって、停止指令が与えられた時点で迅速
に停止させることが困難であった。
However, since the target drive amount of the actuator is configured to be calculated for each set time, if the target drive amount for stop is calculated after the stop command is given, the actuator will be There will be a time delay until the target drive amount for actual stop is reached, and the work hand will overshoot from the target stop point before actually stopping on the set trajectory. Therefore, it is difficult to quickly stop when the stop command is given.

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、停止指令が与えられてから作業用ハンドが停
止するまでの時間遅れを短縮できるようにする点にあ
る。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to make it possible to shorten the time delay from when a stop command is given to when the working hand is stopped.

〔課題を解決するための手段〕[Means for Solving the Problems]

本発明の特徴は、冒頭に記したように、先端部に作業用
ハンドを備えた第2アームを、第1アームの先端部に対
して上下揺動自在に枢支し、起動指令によって、作業用
ハンドを直線状の設定軌跡に沿って移動開始させ、且
つ、停止指令によって、作業用ハンドの移動を停止させ
るように、第1アーム及び第2アーム夫々の揺動用アク
チュエータに対する単位時間当たりの目標駆動量を設定
時間毎に求める目標駆動量演算手段と、その目標駆動量
演算手段にて求められた目標駆動量で前記揺動用アクチ
ュエータの夫々を駆動する駆動手段とが設けられている
ものにおいて、前記目標駆動量演算手段は、前記目標駆
動量の演算とは別に、前記停止指令が与えられた時点で
前記作業用ハンドの移動を停止させるため前記揺動用ア
クチュエータ夫々に出力されるべき停止用駆動量の演算
を前記駆動手段への出力前に行うと共に、前記停止指令
が与えられるに伴って、前記目標駆動量に代えて前記停
止用駆動量を前記駆動手段に出力する制御動作を行うよ
うに構成してある点にあり、その作用、及び、効果は次
の通りである。
The feature of the present invention is that, as described at the beginning, the second arm having the working hand at the tip is pivotally supported up and down with respect to the tip of the first arm, and the work is started by the start command. A target per unit time for the swinging actuators of the first arm and the second arm so as to start the movement of the working hand along a linear set trajectory and to stop the movement of the working hand by a stop command. In a device provided with target drive amount calculation means for obtaining a drive amount for each set time and drive means for driving each of the swing actuators with the target drive amount obtained by the target drive amount calculation means, In addition to the calculation of the target drive amount, the target drive amount calculation means causes each of the swing actuators to stop the movement of the work hand when the stop command is given. The stop drive amount to be applied is calculated before output to the drive means, and the stop drive amount is output to the drive means instead of the target drive amount when the stop command is given. The present invention is configured so as to perform a control operation to perform, and its operation and effect are as follows.

〔作 用〕[Work]

つまり、アームの作動時には、この作動を行わせる目標
駆動量と、このアームを現在位置で停止させるための停
止用の目標駆動量とを、目標駆動量演算手段を予め演算
しておき、アームの作動を継続する場合には作動を行わ
せる目標駆動量を駆動手段に出力し、停止指令が与えら
れた場合には、前述のようにこの停止指令が与えられる
前に、先に求めたおいた停止用の目標駆動量を目標駆動
量演算手段が駆動手段に出力する。したがって、従来の
ように停止指令が与えられてから停止用の目標駆動量の
演算を開始するものと比較して、より短時間でアームを
停止させ得るものとなる。
That is, when the arm is operated, the target drive amount calculation means calculates in advance the target drive amount for performing this operation and the target drive amount for stopping to stop the arm at the current position. When the operation is continued, the target drive amount for performing the operation is output to the drive means, and when the stop command is given, as described above, before the stop command is given, the previously determined value is obtained. The target drive amount calculation means outputs the target drive amount for stopping to the drive means. Therefore, the arm can be stopped in a shorter time as compared with the conventional method in which the calculation of the target drive amount for stop is started after the stop command is given.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

従って、停止指令が与えられてから作業用ハンドが実際
に停止作動を受けるまでの時間遅れを短縮できて、オー
バーシュートの発生を抑止し、作業用ハンドを目標停止
地点に迅速に停止させ易い装置を得られた。
Therefore, it is possible to reduce the time delay from when the stop command is given to when the working hand actually receives the stop operation, suppress the occurrence of overshoot, and easily stop the working hand at the target stop point quickly. Was obtained.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を果実収穫用の作業機に適用した場合にお
ける実施例を図面に基づいて説明する。
Hereinafter, an example in the case where the present invention is applied to a working machine for fruit harvesting will be described with reference to the drawings.

第8図に示すように、左右一対の走行車輪(1)を前後
に備えた車体(V)に、ブーム(2)が昇降並びに旋回
自在に取り付けられ、そのブーム(2)の先端部に、補
助ブーム(3)が水平方向に揺動自在に取り付けられ、
そして、果実収穫用の作業用ハンド(H)を備えた作業
用マニプレータ(4)が、前記補助ブーム(3)の先端
部に取り付けられ、もって、果実収穫用の作業機が構成
されている。
As shown in FIG. 8, a boom (2) is attached to a vehicle body (V) provided with a pair of left and right traveling wheels (1) at the front and rear so that the boom (2) can be raised and lowered and swung freely. The auxiliary boom (3) is attached so that it can swing horizontally.
Then, a work manipulator (4) having a work hand (H) for fruit harvesting is attached to the tip end portion of the auxiliary boom (3), and thus a working machine for fruit harvesting is configured.

尚、図中、(5)はブーム昇降用油圧シリンダ、(6)
はブーム旋回用油圧シリンダ、(7)は補助ブーム揺動
用電動モータである。
In the figure, (5) is a boom lifting hydraulic cylinder, and (6)
Is a boom swing hydraulic cylinder, and (7) is an auxiliary boom swing electric motor.

前記作業用マニプレータ(4)は、多関節型アーム
(8)と、そのアーム(8)の先端部に取り付けられた
作業用ハンド(H)とからなる。
The working manipulator (4) comprises an articulated arm (8) and a working hand (H) attached to the tip of the arm (8).

第1図及び第8図に示すように、前記多関節型アーム
(8)は、前記補助ブーム(3)の先端部において旋回
用電動モータ(9a)にて縦軸芯(Y)周りで旋回駆動さ
れる基端部ベース(8a)と、その基端部ベース(8a)に
対して揺動用アクチュエータとしての揺動用電動モータ
(9b)にて横軸芯(X)周りで揺動駆動される第1アー
ム(8b)と、その第1アーム(8b)の先端部に対して揺
動用アクチュエータとしての伸縮用電動モータ(9c)に
よって上下揺動駆動自在に枢支された第2アーム(8c)
とからなる。尚、前記作業用ハンド(H)は、前記伸縮
用電動モータ(9c)による前記第2アーム(8c)の揺動
に連動して揺動駆動されるように、前記第2アーム(8
c)の先端部に取り付けられている。
As shown in FIGS. 1 and 8, the articulated arm (8) swings around a vertical axis (Y) by a turning electric motor (9a) at the tip of the auxiliary boom (3). The base end portion (8a) to be driven and the base end portion base (8a) are swingably driven around a horizontal axis (X) by a swing electric motor (9b) as a swing actuator. A first arm (8b) and a second arm (8c) pivotally supported on the tip end of the first arm (8b) so as to be vertically swingable by an extension / contraction electric motor (9c) as a swing actuator.
Consists of. In addition, the working hand (H) is swingably driven in association with swinging of the second arm (8c) by the telescopic electric motor (9c).
It is attached to the tip of c).

そして、側面視において前記第1アーム(8b)と前記第
2アーム(8c)とが略重なる状態を初期位置として、前
記作業用ハンド(H)が、前記初期位置と収穫対象果実
(F)とを結ぶ直線状の設定軌跡(L)に沿って移動す
るように、前記揺動用電動モータ(9b)及び前記伸縮用
電動モータ(9c)夫々の目標駆動量(Duty1),(Dut
y2)を、設定時間(Δt)毎に求めながら駆動して、前
記アーム(8)を伸縮させるようになっている。
Then, with the initial position being a state where the first arm (8b) and the second arm (8c) substantially overlap with each other in a side view, the working hand (H) sets the initial position and the fruit to be harvested (F). The target drive amounts (Duty 1 ) and (Duty 1 ) of the swing electric motor (9b) and the expansion / contraction electric motor (9c) so as to move along a linear set locus (L) connecting
y 2 ) is driven while being calculated for each set time (Δt) to expand and contract the arm (8).

但し、前記第1アーム(8b)と前記第2アーム(8c)と
は同じ長さ(A)に形成され、前記第1アーム(8b)
は、前記揺動用電動モータ(9b)にて直接的に揺動駆動
されるようになっている。一方、前記第2アーム(8c)
は、前記第1アーム(8b)の基端部側に取り付けられた
前記伸縮用電動モータ(9c)に連動連結されたチェーン
(10a)によって、その基端部を前記第1アーム(8b)
の先端部において回動させるように構成されている。そ
して、前記作業用ハンド(H)は、前記伸縮用電動モー
タ(9c)による前記第2アーム(8c)の揺動に連動し
て、前記第2アーム(8c)の揺動角度(θ)の半分の
角度を、前記第2アーム(8c)の揺動方向とは逆方向に
向けて揺動されるように、それらの枢支点同士がチェー
ン(10b)にて連動連結されている。
However, the first arm (8b) and the second arm (8c) are formed to have the same length (A), and the first arm (8b)
Is oscillated directly by the oscillating electric motor (9b). Meanwhile, the second arm (8c)
Is a chain (10a) interlockingly connected to the extension / contraction electric motor (9c) attached to the base end side of the first arm (8b), and the base end of the chain is connected to the first arm (8b).
It is configured to rotate at the tip end of the. Then, the working hand (H) is interlocked with the swing of the second arm (8c) by the telescopic electric motor (9c), and the swing angle (θ 2 ) of the second arm (8c). The pivot points of the second arm (8c) are interlockingly connected by a chain (10b) so that the second arm (8c) can be swung in the direction opposite to the swinging direction of the second arm (8c).

従って、前記作業用ハンド(H)を前記設定軌跡(L)
に沿って移動させるためには、前記第1アーム(8b)に
対する前記第2アーム(8c)の揺動角度(θ)の半分
から前記第1アーム(8b)の鉛直方向に対する揺動角度
(θ)を減算した角度が、前記設定軌跡(L)の水平
方向に対する仰角(η)に一致するように、前記揺動用
電動モータ(9b)及び前記伸縮用電動モータ(9c)夫々
の単位時間当たりの目標駆動量(Duty1),(Duty2)の
夫々が設定されることになる。
Therefore, the work hand (H) is moved to the set locus (L).
In order to move the first arm (8b) with respect to the first arm (8b) from the half of the swing angle (θ 2 ) of the second arm (8c) with respect to the vertical direction (θ 2 ). The unit time of each of the swing electric motor (9b) and the extension electric motor (9c) is adjusted so that the angle obtained by subtracting θ 1 ) matches the elevation angle (η) of the set locus (L) with respect to the horizontal direction. The target drive amount per hit (Duty 1 ) and (Duty 2 ) are set respectively.

尚、前記揺動用電動モータ(9b)及び前記伸縮用電動モ
ータ(9c)夫々の駆動を制御するための制御構成につい
ては後述する。
The control configuration for controlling the drive of each of the swing electric motor (9b) and the expansion / contraction electric motor (9c) will be described later.

前記作業用ハンド(H)について説明すれば、第7図に
示すように、その先端部に、作業対象としての果実
(F)を吸着するバキュームパッド(11)が設けられ、
そのバキュームパッド(11)に吸着された果実(F)を
覆うように、前記バキュームパッド(11)の通気管(1
2)に対して前後方向に出退自在に外嵌支持された捕捉
部ケース(13)と、その捕捉部ケース(13)内に取り込
んだ果実(F)の柄部分を上下方向に挟み込んだ状態で
切断する柄切断装置(14)とを備えている。尚、前記通
気管(11)は、蛇腹式のホース(15)(第8図参照)に
て、前記車体(V)側に搭載された吸引ポンプ(図示せ
ず)に配管接続されている。
Explaining the work hand (H), as shown in FIG. 7, a vacuum pad (11) for adsorbing a fruit (F) as a work target is provided at a tip end thereof,
The ventilation pipe (1) of the vacuum pad (11) so as to cover the fruit (F) adsorbed to the vacuum pad (11).
2) A state in which the catch case (13) that is fitted and supported in the front-rear direction so as to be retractable in the front-rear direction and the handle part of the fruit (F) taken in the catch case (13) are vertically sandwiched. And a handle cutting device (14) for cutting with. The ventilation pipe (11) is connected to a suction pump (not shown) mounted on the vehicle body (V) side by a bellows type hose (15) (see FIG. 8).

前記捕捉部ケース(13)は、前記通気管(12)に外嵌さ
れる支持部材(13a)に固着された上部ケース(13b)
と、前記支持部材(13a)に対して縦軸芯周りに揺動自
在に枢着された下部ケース(13c)とに2分割して形成
してある。
The capturing part case (13) is an upper case (13b) fixed to a support member (13a) fitted to the ventilation pipe (12).
And a lower case (13c) pivotally attached to the support member (13a) so as to be swingable around a longitudinal axis, and is divided into two parts.

つまり、前記下部ケース(13c)を、前記通気管(12)
に対して横方向に揺動させることによって、前記捕捉部
ケース(13)内に保持される柄を切断された果実(F)
を、外部に排出できるようにしているのである。
That is, the lower case (13c) is connected to the ventilation pipe (12).
The handle (F) having the handle held in the catching case (13) is cut by swinging it laterally with respect to
Are to be discharged to the outside.

又、前記柄切断装置(14)は、前記果実(F)の柄を切
断するバリカン型の刃体(14a)と、その刃体(14a)に
前記果実(F)の柄を下方側から押圧支持する柄支持部
材(14b)とを備えている。
In addition, the handle cutting device (14) presses the handle of the fruit (F) from below from a clipper type blade (14a) for cutting the handle of the fruit (F) and the blade (14a). And a handle support member (14b) for supporting.

但し、図示を省略するが、前記作業用ハンド(H)に
は、前記捕捉部ケース(13)を出退操作するためのアク
チュエータや前記柄切断装置(14)を駆動するためのア
クチュエータ等の収穫作動させるための各種アクチュエ
ータや、前記バキュームパッド(11)に果実(F)を吸
着したこと検出するためのセンサ、前記捕捉部ケース
(13)の出退位置を検出するためのセンサ、及び、前記
柄切断装置(14)の駆動状態を検出するためのセンサ等
の各種センサが設けられることになる。
Although not shown, the work hand (H) is provided with an actuator for moving the catch case (13) in and out and an actuator for driving the handle cutting device (14). Various actuators for operating, a sensor for detecting that the fruit (F) has been adsorbed to the vacuum pad (11), a sensor for detecting the withdrawal position of the trap case (13), and Various sensors such as a sensor for detecting the drive state of the handle cutting device (14) will be provided.

尚、図中、(S1)は前記作業用ハンド(H)が向いた方
向に位置する果実(F)を撮像する撮像手段としてのカ
ラー式イメージセンサ、(S2)は前記作業用ハンド
(H)が収穫対象果実に対して設定距離内に接近したこ
とを検出する赤外光利用の近接センサであって、それら
両センサ(S1),(S2)は、アプローチや果実収穫の邪
魔にならないように、前記バキュームパッド(11)の内
部に設けられている。又、(16)は前記イメージセンサ
(S1)の撮像処理に同期して前記作業用ハンド(H)の
前方側を設定光量で照光するための照光装置である。
In the figure, (S 1 ) is a color image sensor as an image pickup means for picking up an image of a fruit (F) located in the direction in which the working hand (H) is facing, and (S 2 ) is the working hand ( H) is a proximity sensor that uses infrared light to detect that a target fruit is approaching within a set distance. Both of these sensors (S 1 ) and (S 2 ) interfere with approach and fruit harvesting. It is provided inside the vacuum pad (11) so as not to become Further, (16) is an illuminating device for illuminating the front side of the working hand (H) with a set light amount in synchronization with the image pickup process of the image sensor (S 1 ).

そして、前記作業用ハンド(H)を収穫対象果実が位置
する方向に向けた状態で、前記照光装置(16)にて照光
しながら、前記イメージセンサ(S1)にて撮像処理し、
撮像した画像情報に基づいて、前記作業用ハンド(H)
のアプローチ方向つまり前記作業用ハンド(H)を移動
させための設定軌跡(L)の方向を決定するようにして
ある。
Then, while the working hand (H) is directed in the direction in which the fruit to be harvested is located, the image is processed by the image sensor (S 1 ) while being illuminated by the illumination device (16),
Based on the captured image information, the working hand (H)
The approach direction, that is, the direction of the set locus (L) for moving the work hand (H) is determined.

アプローチ方向を決定した後は、前記作業用ハンド
(H)が決定されたアプローチ方向に向かって伸縮する
ように、前記各電動モータ(9a),(9b),(9c)を作
動させると共に、前記近接センサ(S2)が検出作動する
に伴って、前記バキュームパッド(11)を吸引作動させ
て収穫対象果実(F)を吸着し、そして、前記捕捉部ケ
ース(13)内に果実(F)を取り込んだ後、柄を切断し
て収穫させることになる。
After determining the approach direction, the electric motors (9a), (9b), (9c) are operated so that the work hand (H) expands and contracts in the determined approach direction, and As the proximity sensor (S 2 ) operates to detect, the vacuum pad (11) is suctioned to adsorb the fruit (F) to be harvested, and the fruit (F) is trapped in the trap case (13). After taking in, the handle will be cut and harvested.

但し、前記イメージセンサ(S1)の撮像視野内に複数個
の果実がある場合には、何れの果実から先にアプローチ
させるかを、前記イメージセンサ(S1)により撮像画像
の明るさ情報に基づいて、アプローチ順序を自動的に決
定させるようにしてある。
However, when there are a plurality of fruits in the field of view of the image sensor (S 1 ), which image is to be approached first is determined by the image sensor (S 1 ) brightness information of the captured image. Based on this, the approach order is automatically determined.

次に、前記イメージセンサ(S1)による撮像画像情報に
基づいて、果実(F)の位置する方向つまりアプローチ
方向を検出すると共に、アプローチ順序を決定するため
の制御構成について説明する。
Next, a control configuration for detecting the direction in which the fruit (F) is located, that is, the approach direction and determining the approach order based on the imaged image information from the image sensor (S 1 ) will be described.

第4図に示すように、前記イメージセンサ(S1)による
撮像画像情報を画像処理して、収穫対象果実(F)の位
置する方向を判別すると共に、アプローチ順序を決定す
るための各手段を構成し、且つ、決定されたアプローチ
順序で、前記作業用ハンド(H)を収穫対象果実(F)
に向けて誘導するように、前記ブーム昇降用油圧シリン
ダ(5)、前記ブーム旋回用油圧シリンダ(6)、前記
補助ブーム揺動用モータ(7)、前記アーム(8)の駆
動用各電動モータ(9a),(9b),(9c)の夫々の作動
を制御するマイクロコンピュータ利用の制御装置(17)
と、その制御装置(17)の指令に基づいて、前記アーム
(8)の駆動用各電動モータ(9a),(9b),(9c)の
夫々を駆動するサーボコントローラ(18)とが設けられ
ている。
As shown in FIG. 4, image pickup image information obtained by the image sensor (S 1 ) is subjected to image processing to determine the direction in which the fruit (F) to be harvested is located and to determine each approach for determining the approach order. The working hand (H) is used for the harvest target fruit (F) in the configured and determined approach order.
So that the boom lift hydraulic cylinder (5), the boom swing hydraulic cylinder (6), the auxiliary boom swing motor (7), and the arm (8) drive electric motors ( 9a), (9b), (9c) control device for controlling each operation of the microcomputer (17)
And a servo controller (18) for driving each of the electric motors (9a), (9b), (9c) for driving the arm (8) based on a command from the control device (17). ing.

つまり、前記制御装置(17)を利用して、前記作業用ハ
ンド(H)を直線状の設定軌跡(L)に沿って移動させ
るように、前記揺動用電動モータ(9b)及び前記伸縮用
電動モータ(9c)夫々の単位時間当たりの目標駆動量を
設定時間毎に求める目標駆動量演算手段(100)が構成
されることになり、そして、前記サーボコントローラ
(18)が、前記目標駆動量演算手段(100)にて求めら
れた目標駆動量で前記揺動用電動モータ(9b)及び伸縮
用電動モータ(9c)の夫々を駆動する駆動手段(101)
に対応することになる。
That is, using the control device (17), the swing electric motor (9b) and the telescopic electric motor are moved so as to move the work hand (H) along a linear set locus (L). The target drive amount calculation means (100) for obtaining the target drive amount per unit time of each of the motors (9c) is configured, and the servo controller (18) calculates the target drive amount. Driving means (101) for driving each of the swing electric motor (9b) and the extension electric motor (9c) by the target drive amount obtained by the means (100).
Will correspond to.

尚、詳述はしないが、前記各電動モータ(9a),(9
b),(9c)の夫々にはエンコーダが付設され、前記サ
ーボコントローラ(18)が、それらエンコーダの検出情
報に基づいて、駆動量をフィードバック制御するように
なっている。
Although not described in detail, the electric motors (9a), (9
An encoder is attached to each of b) and (9c), and the servo controller (18) feedback-controls the drive amount based on the detection information of the encoder.

但し、前記各電動モータ(9a),(9c),(9c)は、駆
動用の供給電圧をPWM変調することにより、駆動量を調
節されるように構成され、そして、目標駆動量(Dut
y1),(Duty2)を、PWM変調におけるデューティ比の値
として設定するようにしてある。つまり、前記サーボコ
ントローラ(18)は、前記目標駆動量演算手段(100)
によって求められた目標駆動量((Duty1),(Duty2
となるように供給電圧をPWM変調して、前記各電動モー
タ(9a),(9c),(9c)を駆動することになる。
However, each of the electric motors (9a), (9c), (9c) is configured to adjust the drive amount by PWM-modulating the drive supply voltage, and the target drive amount (Dut
y 1 ) and (Duty 2 ) are set as the value of the duty ratio in PWM modulation. That is, the servo controller (18) includes the target drive amount calculation means (100).
Target drive amount ((Duty 1 ), (Duty 2 )
The supply voltage is PWM-modulated so that the electric motors (9a), (9c), (9c) are driven.

尚、前記作業用ハンド(H)の水平方向での向きは、前
記アーム旋回用電動モータ(9a)によって前記アーム
(8)の伸縮に変更される。但し、前記アーム旋回用電
動モータ(9a)は前記アーム(8)を前記縦軸芯(Y)
周りに旋回させるだけであり、それに対する負荷変動
は、前記揺動用電動モータ(9b)や前記伸縮用電動モー
タ(9c)より少ないものである。従って、前記揺動用電
動モータ(9b)や前記伸縮用電動モータ(9c)のよう
に、その駆動速度が作業能率に大きく影響するとはな
く、前記アーム旋回用電動モータ(9a)の目標量を求め
るための構成についての説明は省略する。
The horizontal direction of the working hand (H) is changed by the electric motor (9a) for pivoting the arm to expand and contract the arm (8). However, the arm turning electric motor (9a) has the arm (8) with the vertical axis (Y).
It is only turned around, and the load fluctuations therefor are less than those of the swing electric motor (9b) and the extension electric motor (9c). Therefore, unlike the swinging electric motor (9b) and the expansion / contraction electric motor (9c), the driving speed thereof does not greatly affect the work efficiency, and the target amount of the arm turning electric motor (9a) is obtained. The description of the configuration for this is omitted.

次に、前記揺動用電動モータ(9b)及び前記伸縮用電動
モータ(9c)夫々の目標駆動量(Duty1),(Duty2)を
求める目標駆動量演算手段(100)について説明する。
Next, the target drive amount calculating means (100) for obtaining the target drive amounts (Duty 1 ) and (Duty 2 ) of the swing electric motor (9b) and the expansion / contraction electric motor (9c) will be described.

前記各電動モータ(9b),(9c)の目標駆動量、すなわ
ち、供給電圧(VB)をPWM変調するためのデューティ比
(Duty)は、トルク(τ)、及び角速度()に基づい
て、下記(i)式から求めることができる。
The target drive amount of each of the electric motors (9b) and (9c), that is, the duty ratio (Duty) for PWM modulating the supply voltage (V B ) is based on the torque (τ) and the angular velocity (), It can be obtained from the following equation (i).

但し、KTはトルク定数、Rは減速比、rはモータ電機子
抵抗である。
However, K T is a torque constant, R is a reduction ratio, and r is a motor armature resistance.

又、前記トルク(τ)、及び、角速度()は、前記第
1、第2アーム(8b),(8c)夫々の枢支点にかかる慣
性力(J)や重力(G)に基づいて、決定できることか
ら、前記各電動モータ(9b),(9c)夫々の目標駆動量
(Duty1),(Duty2)の夫々は、下記(ii),(iii)
式に示すように書き換えることができる。
The torque (τ) and the angular velocity () are determined based on the inertial force (J) and gravity (G) applied to the pivot points of the first and second arms (8b) and (8c). Therefore, the target drive amounts (Duty 1 ) and (Duty 2 ) of the electric motors (9b) and (9c) are as follows (ii) and (iii), respectively.
It can be rewritten as shown in the formula.

Duty1=J11+J12+C1+G1 ……(i
i) Duty2=J21+J22+C2+G2 ……(ii
i) 但し、は加速度、は角速度、Ciは粘性抵抗とモ
ータの逆起電力係数とを加算した値である。
Duty 1 = J 11 · 1 + J 12 · 2 + C 1 · 1 + G 1 ...... (i
i) Duty 2 = J 21 · 1 + J 22 · 2 + C 2 · 2 + G 2 ...... (ii
i) where i is acceleration, i is angular velocity, and Ci is a value obtained by adding the viscous resistance and the back electromotive force coefficient of the motor.

一方、前記作業用ハンド(H)のアプローチ開始位置か
らの移動距離(σ)、及び、仰角(η)は、前記第1、
第2アーム(8b),(8c)夫々の長さ(A)と、前記作
業用ハンド(H)の長さ(B)と、前記第1アーム(8
b)の鉛直方向に対する揺動角(θ)と、前記第2ア
ーム(8c)の前記第1アーム(8b)に対する揺動角(θ
)とから、下記(iv),(v)式に基づいて夫々求め
ることができる。
On the other hand, the moving distance (σ) from the approach start position of the work hand (H) and the elevation angle (η) are the first,
The length (A) of each of the second arms (8b) and (8c), the length (B) of the working hand (H), and the length of the first arm (8).
b) the vertical swing angle (θ 1 ) and the second arm (8c) swing angle (θ 1 ) with respect to the first arm (8b).
2 ) and can be obtained based on the following equations (iv) and (v).

σ=2A・sin(θ2/2)+B ……(iv) η=θ2/2−θ ……(v) 但し、前記仰角(η)は、その変化が小さいので、上記
(v)式を二回微分することで、上記(v)式を二回微
分することにより、前記加速度()は、2/
2とすることができる。
σ = 2A · sin (θ 2 /2) + B ...... (iv) η = θ 2/2-θ 1 ...... (v) where the elevation angle (eta), because the change is small, (v) above By differentiating the expression (v) twice by differentiating the expression twice, the acceleration ( 1 ) is 1 = 2 /
It can be 2.

従って、設定時間(Δt)後の前記第1、第2アーム
(8a),(8c)の目標揺動角(θi)は、角速度(
i)、及び、角加速度(i)の夫々に基づいて、下記
(vi)式にて求めることができる。
Therefore, the target swing angle (θi) of the first and second arms (8a) and (8c) after the set time (Δt) is equal to the angular velocity (
It can be calculated by the following equation (vi) based on each of i) and angular acceleration (i).

θi=θi0+(i+i0)・Δt/2 ……(vi) 但し、 i=(i0+D/C)exp(−CΔt/J)−D/C i=−C/J・(i0+D/C)exp(−Δt/J) D=Gi−Dutyi C=Ci J=Ji1/2+Ji2 である。θi = θi0 + (i + i0 ) · Δt / 2 …… (vi) where i = ( i0 + D / C) exp (−CΔt / J) −D / C i = −C / J · ( i0 + D / C) exp (−Δt / J) D = Gi−Duty i C = Ci J = J i1 / 2 + J i2 .

尚、i0は初期値である。Note that i0 is an initial value.

つまり、前記目標駆動量(Duty1),(Duty2)の夫々
は、前記設定時間(Δt)の前後における目標位置の差
分に基づいて、上記(i)乃至(vi)式を用いて求める
ことができるのである。
That is, each of the target drive amounts (Duty 1 ) and (Duty 2 ) is calculated using the above formulas (i) to (vi) based on the difference between the target positions before and after the set time (Δt). Can be done.

ところで、アーム全体を縮めた状態からアームを伸ばし
て前記作業用ハンド(H)を重力に抗する方向に突出さ
せる場合(前進時)には、前記第2アーム(8c)が前記
第1アーム(8b)の先端部に取り付けられ、且つ、その
第2アーム(8c)を重力に抗する方向に揺動させること
になるために、前記伸縮用電動モータ(9c)に対する負
荷のほうが前記揺動用電動モータ(9b)に対する負荷よ
りも大となり、一方、アーム全体を伸ばした状態からア
ームを縮めて作業用ハンド(H)を引退させる場合(後
退時)には、前記第1アーム(8b)を重力に抗する方向
に揺動させることになるために、前記揺動用電動モータ
(9b)に対する負荷のほうが前記伸縮用電動モータ(9
c)に対する負荷よりも大となる。
By the way, when the arm is extended and the working hand (H) is projected in a direction against gravity against the whole arm (when moving forward), the second arm (8c) is moved to the first arm ( Since the second arm (8c) attached to the tip end of 8b) swings in the direction against gravity, the load on the extension / contraction electric motor (9c) is greater than that of the extension electric motor (9c). The load on the motor (9b) is larger than that on the other hand. On the other hand, when retracting the working hand (H) by retracting the arm from the state where the entire arm is extended (when retracting), the first arm (8b) is gravitated. In order to swing the electric motor (9b) for swinging, the load applied to the electric motor (9b) for swinging is greater than that for the electric motor (9) for stretching.
It is greater than the load on c).

つまり、伸縮作動の間は、何れか一方の電動モータに対
する負荷は、他方の電動モータに対する負荷よりも軽い
状態となることから、その負荷が大なる側の電動モータ
に対する目標駆動量が極力大となるようにして、負荷が
小なる側の電動モータに対する目標駆動量を制御するよ
うにすると、駆動エネルギーを有効利用できるので、全
体としての前記作業用ハンド(H)の移動速度を高速化
できるのである。
That is, during the expansion / contraction operation, the load on one of the electric motors becomes lighter than the load on the other electric motor, so the target drive amount for the electric motor on the side with the larger load is as large as possible. By controlling the target drive amount for the electric motor having the smaller load in this way, the drive energy can be effectively used, and the moving speed of the working hand (H) as a whole can be increased. is there.

そこで、第2図(イ),(ロ)に示すように、負荷が大
なる側の電動モータの目標駆動量、すなわち、前記PWM
変調におけるデェーティ比の値を、90%の一定値に設定
すると共に、負荷が小なる側の電動モータに対する目標
駆動量を、前記(i)乃至(vi)式に基づいて、設定時
間(Δt)毎に求めるようにしてある。
Therefore, as shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the target drive amount of the electric motor on the larger load side, that is, the PWM
The value of the duty ratio in the modulation is set to a constant value of 90%, and the target drive amount for the electric motor with the smaller load is set based on the equations (i) to (vi), and the set time (Δt) I ask each time.

但し、ハンド後退時においては、その移動経路の途中か
ら、前記揺動用電動モータ(9b),(9c)に対する負荷
の大小の関係が逆転する状態となるので、負荷の大小が
逆転する時点から、目標駆動量を一定値に設定する側の
電動モータを切り換えるように、前記目標駆動量(Duty
1),(Duty2)の夫々を求める毎に、その大小を比較し
て、大なる値となる側を前記一定値(90%)に設定する
ようにしてある(第2図(ロ)参照)。
However, when the hand is retracted, the relationship of the magnitude of the load on the swing electric motors (9b) and (9c) is reversed from the middle of the movement path, so from the time when the magnitude of the load is reversed, In order to switch the electric motor on the side that sets the target drive amount to a constant value, the target drive amount (Duty
Every time each of 1 ) and (Duty 2 ) is obtained, the magnitudes are compared and the side with the larger value is set to the constant value (90%) (see Fig. 2 (b)). ).

尚、負荷が大なる側の目標駆動量を駆動可能な最大値
(100%)ではなく、90%に設定しているのは、前記サ
ーボコントローラ(18)によるフィードバック制御のた
めの制御マージンを確保するためである。
It should be noted that the target drive amount on the heavy load side is set to 90% instead of the maximum driveable value (100%) to ensure a control margin for feedback control by the servo controller (18). This is because

そして、第3図に示すように、停止指令が与えられるに
伴って、前記作業用ハンド(H)が迅速に停止できるよ
うにするために、動作用の目標移動量を求める時に、現
在位置において急停止させるための停止用の目標駆動量
(Dutys1),(Dutys2)の夫々を、同時に求めさせるよ
うにしてある。
Then, as shown in FIG. 3, in order to enable the working hand (H) to quickly stop in response to a stop command being given, when the target movement amount for operation is obtained, at the current position The target drive amounts for stop (Dutys 1 ) and (Dutys 2 ) for sudden stop are simultaneously obtained.

尚、詳述はしないが、前記停止用の目標駆動量(Duty
s1),(Dutys2)の夫々は、下記式に示すように、前記
角速度(i)の値を零とし、且つ、前記角加速度(
i)のの値を、前記第1、第2アーム(8b),(8c)の
夫々に対する駆動方向が逆転する値(−i0/Δt)に
設定することにより、上記(i)乃至(vi)式を用い
て、前記動作用の目標駆動量(Duty1),(Duty2)を求
める場合と同様にして求めることができる。
Although not described in detail, the target drive amount for the stop (Duty
s 1 ) and (Dutys 2 ) each have the value of the angular velocity (i) as zero and the angular acceleration (i) as shown in the following equation.
By setting the value of i) to a value ( −i0 / Δt) in which the driving directions of the first and second arms (8b) and (8c) are reversed, the above (i) to (vi) are set. The target drive amounts (Duty 1 ) and (Duty 2 ) for the operation can be obtained using the formulas in the same manner as in the case of obtaining the target drive amounts.

次に、第5図に示すフローチャートに基づいて、前記制
御装置(17)の動作を説明しながら、前記作業用ハンド
(H)を収穫対象果実の位置する方向に誘導するための
制御構成について説明する。
Next, based on the flow chart shown in FIG. 5, while explaining the operation of the control device (17), a control configuration for guiding the working hand (H) in the direction in which the fruit to be harvested is located will be described. To do.

先ず、前記作業用ハンド(H)を、予め設定されたアプ
ローチ開始位置にセットした状態で撮像処理し、その撮
像情報を画像処理することにより、前記果実(F)に対
応した特定色領域(F1)と、その特定色領域(F1)内に
おいて明るさが設定値以上となる設定領域(F2)と、そ
の設定領域(F2)の重心(F3)とを求める(第6図参
照)。
First, the working hand (H) is subjected to image pickup processing in a state where it is set at a preset approach start position, and the image pickup information is subjected to image processing to obtain a specific color region (F) corresponding to the fruit (F). 1 ), a setting area (F 2 ) in which the brightness is equal to or higher than the setting value in the specific color area (F 1 ), and a center of gravity (F 3 ) of the setting area (F 2 ) are calculated (Fig. 6). reference).

そして、前記設定領域(F2)の大きさに基づいて、大き
さが最も大きいものを抽出して、その重心(F3)に向け
て前記作業用ハンド(H)をアプローチさせるべく、前
記作業用ハンド(H)の向きを調節して、前記アーム
(8)を伸長させることになる。
Then, based on the size of the set area (F 2 ), the work having the largest size is extracted and the work hand (H) is approached toward the center of gravity (F 3 ). The arm (8) is extended by adjusting the direction of the hand (H).

説明を加えれば、前記画像情報の明るさは、距離に反比
例して近いものほど明るくなることから、前記特定色領
域(F1)内において明るさが設定値以上となる設定領域
(F2)の大きさは、近距離に位置するものほど大になる
のである。
In addition, since the brightness of the image information becomes brighter as it is inversely proportional to the distance, the brightness in the specific color area (F 1 ) becomes a setting value (F 2 ) in which the brightness is equal to or higher than the setting value. The size of is larger at the closer distance.

つまり、手前側に位置する収穫し易い果実(F)から先
にアプローチさせるようにしているのである。
In other words, the fruit (F), which is located on the front side and is easy to harvest, is approached first.

前記アーム(8)の伸長を開始した後は、前記近接セン
サ(S2)がON作動して、収穫対象果実(F)に対して設
定距離内に接近したことを検出するまで、前述の如く、
前記揺動用電動モータ(9b)及び前記伸縮用電動モータ
(9c)の単位時間当たりの動作用の目標駆動量(Dut
y1),(Duty2)の夫々と、前記停止用の目標駆動量(D
utys1),(Dutys2)の夫々とを、前記設定時間(Δ
t)毎に求めると共に、その求めた駆動量で前記各電動
モータ(9b),(9c)の夫々を駆動するように、前記サ
ーボコントローラ(18)に対して指令を与えて、前記作
業用ハンド(H)を収穫対象果実に向けて直線移動させ
ることになる。
After the extension of the arm (8) is started, until the proximity sensor (S 2 ) is turned on and it is detected that the fruit (F) to be harvested is approaching within the set distance, as described above. ,
Target drive amount (Dut) for operation of the swing electric motor (9b) and the expansion / contraction electric motor (9c) per unit time.
y 1 ), (Duty 2 ) and the target drive amount for stop (D
utys 1 ), (Dutys 2 ) and the set time (Δ
Each time t), a command is given to the servo controller (18) to drive each of the electric motors (9b) and (9c) with the calculated drive amount, and the work hand is supplied. (H) is linearly moved toward the fruit to be harvested.

前記近接センサ(S2)がON作動して収穫対象果実に対し
て設定距離内に接近したこと検出するに伴って、前記バ
キュームパッド(10)の吸引作動を開始して、収穫作動
させることになる。
When the proximity sensor (S 2 ) is turned on and it is detected that the fruit to be harvested is approaching within a set distance, the suction operation of the vacuum pad (10) is started to perform the harvesting operation. Become.

但し、前記アーム(8)を予め設定された設定距離に達
するまで伸長させても、前記近接センサ(S2)がON作動
しない場合には、収穫不能であると判断して、前記アー
ム(8)を縮めてアプローチ開始位置まで戻すことにな
る。
However, if the proximity sensor (S 2 ) does not turn ON even when the arm (8) is extended to reach a preset set distance, it is determined that harvesting is not possible and the arm (8 ) Will be shortened and returned to the approach start position.

収穫作動を開始した後は、前記作業用ハンド(H)に付
設された各種センサの検出情報に基づいて、収穫を失敗
したか否かを判別し、収穫失敗である場合には、前記作
業用ハンド(H)を、前記近接センサ(S2)がON作動し
た位置から更に設定距離を後退させた状態で、再撮像処
理すると共に、その撮像情報を画像処理して、前記作業
用ハンド(H)のアプローチ方向を再決定して、前記ア
ーム(8)の伸縮方向を修正させた後、再アプローチさ
せるようにしてある。
After starting the harvesting operation, based on the detection information of various sensors attached to the working hand (H), it is determined whether or not the harvesting has failed. The hand (H) is re-imaging processed while the set distance is further retracted from the position where the proximity sensor (S 2 ) is turned on, and the imaging information is image-processed to obtain the working hand (H). ), The approach direction is re-determined, the expansion and contraction direction of the arm (8) is corrected, and then the approach is performed again.

ところで、再撮像処理した画像情報に基づいて再アプロ
ーチさせても、前記アーム(8)を予め設定された設定
距離を伸長させる間に、前記近接センサ(S2)がON作動
しない場合には、収穫不能であると判断して、アプロー
チ開始位置まで戻すことになる。
By the way, if the proximity sensor (S 2 ) is not turned on while the arm (8) is extended by the preset distance even if the approach is re-applied based on the re-imaging processed image information, It is judged that it is not possible to harvest, and it will be returned to the approach start position.

適正通りに果実(F)を収穫できた場合には、アプロー
チ開始位置まで戻して、収穫した果実を排出させること
になる。
When the fruit (F) can be harvested properly, it is returned to the approach start position and the harvested fruit is discharged.

収穫した果実を排出した後は、前記アプローチ開始位置
において最初に撮像した画像情報から抽出した特定色領
域(F1)の個数等に基づいて、作業終了か否かを判別し
て、作業終了でない場合には、前記作業用ハンド(H)
をアプローチ開始位置にセットして撮像させる処理以降
の各処理を繰り返させることになる。
After discharging the harvested fruits, it is judged whether the work is finished or not, based on the number of the specific color area (F 1 ) extracted from the image information taken at the approach start position, and the work is not finished. In the case, the working hand (H)
Is set at the approach start position and each process after the process of capturing an image is repeated.

尚、詳述はしないが、再アプローチさせた場合において
も収穫を失敗する場合があるが、その場合には、再撮像
処理を行うことなく、アプローチ開始位置まで戻すこと
になる。
Although not described in detail, the harvest may fail even when the approach is performed again, but in that case, the approach is returned to the approach start position without performing the re-imaging process.

つまり、前記アーム(8)の伸長距離が設定距離に達す
る間に前記近接センサ(S2)がON作動した場合や、前記
アーム(8)を設定距離に達するまで伸長しても前記近
接センサ(S2)がON作動しない場合や、収穫失敗を検出
した場合等に、前記制御装置(17)から前記サーボコン
トローラ(18)に対して停止指令が与えられることにな
る。
That is, when the proximity sensor (S 2 ) is turned on while the extension distance of the arm (8) reaches the set distance, or even when the arm (8) is extended until the set distance is reached, the proximity sensor (S 2 ) When S 2 ) does not turn ON, or when a harvest failure is detected, the controller (17) gives a stop command to the servo controller (18).

つまり、前記サーボコントローラ(18)は、停止指令が
与えられるに伴って、前記各電動モータ(9b),(9c)
に対する駆動量を、前記動作用の目標駆動量(Dut
y1),(Duty2)から、前記停止用の目標駆動量(Dutys
1),(Dutys2)に切り換えることにより、前記アーム
(8)の伸縮作動を停止させることになる。
That is, the servo controller (18) causes each of the electric motors (9b), (9c) to follow the stop command.
Drive amount to the target drive amount (Dut
y 1 ), (Duty 2 ), the target drive amount for the stop (Dutys
By switching between 1 ) and (Dutys 2 ), the expansion / contraction operation of the arm (8) is stopped.

前記特定色領域(F1)を抽出するための画像処理につい
て説明を加えれば、前記イメージセンサ(S1)から出力
される画像信号のうちの三原色信号(R),(G),
(B)を用いて、果実(F)の色成分を含む赤色信号
(R)からそれ以外の色信号((G又はB)を減算した
信号を設定閾値に基づいて2値化することにより、前記
イメージセンサ(S1)にて撮像された現画像(第6図
(イ)参照)から、前記果実(F)の色に対応する特定
色領域(F1)を抽出した2値化画像(第6図(ロ)参
照)を得るようにしてある。
The image processing for extracting the specific color region (F 1 ) will be described. The three primary color signals (R), (G), among the image signals output from the image sensor (S 1 ),
By using (B), the signal obtained by subtracting the other color signal ((G or B) from the red signal (R) containing the color component of the fruit (F) is binarized based on the set threshold value, A binarized image in which a specific color area (F 1 ) corresponding to the color of the fruit (F) is extracted from the current image (see FIG. 6 (A)) taken by the image sensor (S 1 ) ( (See FIG. 6B).

そして、前記イメージセンサ(S1)から出力される画像
信号のうちの輝度信号(Y)の値に基づいて、前記特定
色領域(F1)内における明るさが設定値以上となる設定
領域(F2)を抽出すると共に、その設定領域(F2)の重
心(F3)が画像上において位置する方向を、前記果実
(F)の位置情報として求めることになる。
Then, based on the value of the luminance signal (Y) of the image signal output from the image sensor (S 1 ), the brightness within the specific color area (F 1 ) is set to a setting area ( F 2 ) is extracted, and the direction in which the center of gravity (F 3 ) of the set area (F 2 ) is located on the image is obtained as the position information of the fruit (F).

但し、第6図(ハ)にも示すように、一つの特定色領域
(F1)内に前記設定領域(F2)の複数個が抽出された場
合には、その設定領域(F2)の大きさに基づいて、大き
さが大なるものほど先にアプローチさせるようにアプロ
ーチ順序を決定することになる。
However, as also shown in FIG. 6 (c), when the plurality of the set area (F 2) is extracted in one of the specific color area (F 1) within, the setting region (F 2) Based on the size of, the approach order will be determined so that the larger size is approached first.

〔別実施例〕[Another embodiment]

上記実施例では、果実(F)の位置情報として、特定色
領域(F1)内における明るさが設定値以上となる設定領
域(F2)の重心(F3)を用いるようにした場合を例示し
たが、前記特定色領域(F1)内における明るさが最大と
なる領域や、前記特定色領域(F1)自体の重心を用いる
こともできる。
In the above-described embodiment, the case where the center of gravity (F 3 ) of the setting area (F 2 ) in which the brightness in the specific color area (F 1 ) is equal to or higher than the setting value is used as the position information of the fruit (F) is used. Although illustrated, the and regions brightness is maximized in the specific color area (F 1) in the specific color area (F 1) can also be used centroid itself.

又、上記実施例では、負荷が大なる側のアクチュエータ
の目標駆動量を一定値に設定して、負荷が小なる側のア
クチュエータの目標駆動量のみを求めさせるようにした
場合を例示したが、両アクチュエータ夫々の目標駆動量
を求めるようにしてもよい。
In the above embodiment, the target drive amount of the actuator on the large load side is set to a constant value, and only the target drive amount of the actuator on the small load side is obtained. You may make it obtain | require the target drive amount of each actuator.

又、上記実施例では、本発明を果実収穫用の作業機に適
用した場合を例示したが、収穫機以外の各種作業機にも
適用できるものであって、目標位置に向けて作業用ハン
ドを直線状の設定軌跡に沿って移動させるように多関節
型アームの伸縮を制御する各種の装置に適用できる。
Further, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the working machine for fruit harvesting is illustrated, but it is also applicable to various working machines other than the harvesting machine, and the working hand is aimed toward the target position. It can be applied to various devices that control the expansion and contraction of the articulated arm so that the articulated arm is moved along a linear set trajectory.

ちなみに、揺動用アクチュエータ夫々の目標駆動量を、
上記実施例に示すように、第1、第2アーム夫々の揺動
角を制御パラメータとして求めるようにする他、例え
ば、作業用ハンドの設定軌跡上における設定時間毎の目
標位置を等間隔に設定して、作業用ハンドを等速度移動
させるようにしてもよい。
By the way, the target drive amount of each swing actuator is
As shown in the above embodiment, the swing angles of the first and second arms are obtained as control parameters, and, for example, the target positions for each set time on the set trajectory of the working hand are set at equal intervals. Then, the work hand may be moved at a constant speed.

そして、本発明を実施するに必要となる各部の具体構成
は、各種変更できる。
Then, various changes can be made to the specific configurations of the respective units necessary for carrying out the present invention.

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。
It should be noted that reference numerals are added to the claims for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the structures of the accompanying drawings by the entry.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

図面は本発明に係る多関節型アームの伸縮制御装置の実
施例を示し、第1図は多関節型アームの概略側面図、第
2図(イ),(ロ)はアクチュエータの目標駆動量、作
業用ハンドの移動量の変化、及び、アームの揺動角速度
夫々の関係を示す図面、第3図は目標駆動量演算処理の
フローチャート、第4図は制御構成のブロック図、第5
図は制御作動のフローチャート、第6図(イ)乃至
(ハ)は画像処理の説明図、第7図は作業ハンドの概略
構成を示す断面図、第8図は作業機の全体側面図であ
る。 (H)……作業用ハンド、(8b)……第1アーム、(8
c)……第2アーム、(9b),(9c)……揺動用アクチ
ュエータ、(100)……目標駆動量演算手段、(101)…
…駆動手段。
The drawings show an embodiment of an extension / contraction control device for an articulated arm according to the present invention. FIG. 1 is a schematic side view of the articulated arm, and FIGS. 2 (a) and 2 (b) are target drive amounts of actuators. Drawing which shows the change of the moving amount of a working hand, and the relationship of each swing angular velocity of an arm, FIG. 3 is a flowchart of a target drive amount calculation process, FIG. 4 is a block diagram of a control structure, 5th.
FIG. 6 is a flow chart of control operation, FIGS. 6A to 6C are explanatory views of image processing, FIG. 7 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a work hand, and FIG. 8 is an overall side view of a work machine. . (H) …… Working hand, (8b) …… First arm, (8
c) ... second arm, (9b), (9c) ... oscillation actuator, (100) ... target drive amount computing means, (101) ...
… Driving means.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】上下揺動自在な第1アーム(8b)が設けら
れ、先端部に作業用ハンド(H)を備えた第2アーム
(8c)が、前記第1アーム(8b)の先端部に対して上下
揺動自在に枢支され、起動指令が与えられるに伴って、
前記作業用ハンド(H)を直線状の設定軌跡に沿って移
動開始させ、且つ、停止指令が与えられるに伴って、前
記作業用ハンド(H)の移動を停止させるように、前記
第1アーム(8b)及び前記第2アーム(8c)夫々の揺動
用アクチュエータ(9b),(9c)に対する単位時間当た
りの目標駆動量を設定時間毎に求める目標駆動量演算手
段(100)と、その目標駆動量演算手段(100)にて求め
られた目標駆動量で前記揺動用アクチュエータ(9b),
(9c)の夫々を駆動する駆動手段(101)とが設けられ
ている多関節型アームの伸縮制御装置であって、 前記目標駆動量演算手段(100)は、前記目標駆動量の
演算とは別に、前記停止指令が与えられた時点で前記作
業用ハンド(H)の移動を停止させるため前記揺動用ア
クチュエータ(9b),(9c)夫々に出力されるべき停止
用駆動量の演算を前記駆動手段(101)への出力前に行
うと共に、前記停止指令が与えられるに伴って、前記目
標駆動量に代えて前記停止用駆動量を前記駆動手段(10
1)に出力する制御動作を行うように構成してある多関
節型アームの伸縮制御装置。
1. A first arm (8b) swingable up and down is provided, and a second arm (8c) having a working hand (H) at its tip is a tip of the first arm (8b). It is pivotally supported up and down with respect to, and as the start command is given,
The first arm is configured to start the movement of the working hand (H) along a linear set locus and to stop the movement of the working hand (H) in response to a stop command given. (8b) and target drive amount calculating means (100) for obtaining the target drive amount per unit time for the swing actuators (9b) and (9c) of the second arm (8c) and the target drive thereof. With the target drive amount obtained by the amount calculation means (100), the swing actuator (9b),
(9c) is a multi-joint arm expansion and contraction control device provided with a drive means (101) for driving each, wherein the target drive amount calculation means (100) is Separately, when the stop command is given, calculation of the stop drive amount to be output to each of the swing actuators (9b) and (9c) to stop the movement of the work hand (H) is performed by the drive. Before the output to the means (101), the stop drive amount is replaced with the stop drive amount instead of the target drive amount when the stop command is given.
An expansion and contraction control device for an articulated arm that is configured to perform the control operation output to 1).
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