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技術 自動結球野菜根切装置の制御方法

出願人 ヤンマー農機株式会社
発明者 石原幸信
出願日 1998年6月30日 (22年5ヶ月経過) 出願番号 1998-184754
公開日 1999年4月20日 (21年8ヶ月経過) 公開番号 1999-103838
状態 未査定
技術分野 果実・野菜の大量処理装置及び飼料調整装置
主要キーワード 測定レバー 調節溝 一次回帰式 左右案内 調節プレート スプラインボス 主コンベア 案内フレーム
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(1999年4月20日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

結球野菜根元部を上方にして搬送する搬送装置と、上記結球野菜の根元部から頂部までの球高を測定する球高測定器と、結球野菜の根元部を切断する切断装置とを具備する自動結球野菜根切装置において、自動切断作業のための切断高さを合理的に設定する。

解決手段

根元部の切断前球高を測定し、切断装置の手動制御による根元部の切断を行い、切断後球高を測定する試行を複数回行って、これらの測定値から切断前球高と切断後球高との関係を示す近似式を算出し、この近似式に基づいて切断装置の切断高さを自動制御する。

概要

背景

従来、結球野菜仕上げ切断作業の省力化のために、キャベツレタス等の結球野菜の根元部を上方にして搬送する搬送装置に、上記結球野菜の根元部から頂部までの球高を測定する球高測定器と、同球高測定器の測定値に基づき、結球野菜の根元部を切断する切断装置とを具備して、収穫後の結球野菜の根元部を切断して、出荷のための体裁を整えるようにした自動結球野菜根切装置がある。

概要

結球野菜の根元部を上方にして搬送する搬送装置と、上記結球野菜の根元部から頂部までの球高を測定する球高測定器と、結球野菜の根元部を切断する切断装置とを具備する自動結球野菜根切装置において、自動切断作業のための切断高さを合理的に設定する。

根元部の切断前球高を測定し、切断装置の手動制御による根元部の切断を行い、切断後球高を測定する試行を複数回行って、これらの測定値から切断前球高と切断後球高との関係を示す近似式を算出し、この近似式に基づいて切断装置の切断高さを自動制御する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

結球野菜Bの根元部B1を上方にして搬送する搬送装置1と、上記結球野菜Bの根元部B1から頂部までの球高を測定する球高測定器17と、結球野菜Bの根元部B1を切断する切断装置4とを具備する自動結球野菜根切装置Aにおいて、根元部B1の切断前球高xiを測定し、切断装置4の手動制御による根元部B1の切断を行い、切断後球高yiを測定する試行を複数回行って、これらの測定値から切断前球高xiと切断後球高yiとの関係を示す近似式を算出し、この近似式に基づいて切断装置4の切断高さYを自動制御することを特徴とする自動結球野菜根切装置の制御方法

請求項2

過去の作業実績によって得た複数の近似式を記憶しておき、これらの近似式の一つで切断装置4の切断高さを制御することを特徴とする請求項1記載の自動結球野菜根切装置の制御方法。

請求項3

上記近似式が、切断前球高xiと切断後球高yiとの統計処理により導出した一次回帰式であることを特徴とする請求項1記載の自動結球野菜根切装置の制御方法。

請求項4

上記切断前球高xiと切断後球高yiとの統計処理により導出した相関係数に基づいて、試行回数を決定することを特徴とする請求項1記載又は請求項2記載の自動結球野菜根切装置の制御方法。

技術分野

0001

本発明は、自動結球野菜根切装置の制御方法に関する。

背景技術

0002

従来、結球野菜の仕上げ切断作業の省力化のために、キャベツレタス等の結球野菜の根元部を上方にして搬送する搬送装置に、上記結球野菜の根元部から頂部までの球高を測定する球高測定器と、同球高測定器の測定値に基づき、結球野菜の根元部を切断する切断装置とを具備して、収穫後の結球野菜の根元部を切断して、出荷のための体裁を整えるようにした自動結球野菜根切装置がある。

発明が解決しようとする課題

0003

ところが、結球野菜の切断の度に切断高さの調節を要して手間がかかり、十分な省力化ができないという問題がある。

0004

一方、品種産地生産者季節等の諸条件が一定であれば、結球野菜の形状が相似しており、また、仕上がり状態に対する出荷先の要求にも一定の傾向があることから、この相似性と傾向とを利用して切断高さを制御することにより、最適の高さで自動的に根元部の切断を行うことが考えられる。

0005

しかしながら、上記の相似性と傾向とを合理的に抽出する方法がなかったため、作業者と経験に頼らざるを得ず、仕上がり状態のバラツキが大きく、不良品が多数発生するという問題があった。

課題を解決するための手段

0006

そこで、本発明では、結球野菜の根元部を上方にして搬送する搬送装置と、上記結球野菜の根元部から頂部までの球高を測定する球高測定器と、結球野菜の根元部を切断する切断装置とを具備する自動結球野菜根切装置において、根元部の切断前球高を測定し、切断装置の手動制御による根元部の切断を行い、切断後球高を測定する試行を複数回行って、これらの測定値から切断前球高と切断後球高との関係を示す近似式を算出し、この近似式に基づいて切断装置の切断高さを自動制御することを特徴とする自動結球野菜根切装置の制御方法を提供せんとするものである。

0007

また、次のような特徴を併せ有するものである。

0008

過去の作業実績によって得た複数の近似式を記憶しておき、これらの近似式の一つで切断装置の切断高さを制御すること。

0009

上記近似式が、切断前球高と切断後球高との統計処理により導出した一次回帰式であること。

0010

上記切断前球高と切断後球高との統計処理により導出した相関係数に基づいて、試行回数を決定すること。

発明を実施するための最良の形態

0011

本発明の実施例では、結球野菜の根元部を上方にして搬送する搬送装置の最上流部に結球野菜載置部を設け、同結球野菜載置部に続いて結球野菜の球高を測定する球高測定部を設け、その下流側に結球野菜根元部を切断する切断装置を設けて、結球野菜載置部で結球野菜を根元部を上方にして載置し、次いで、球高測定部で結球野菜の球高を測定し、切断装置で結球野菜の根元部を後述する近似式に基づく切断高さで切断し、搬送装置の終点から仕上げ切断済みの結球野菜を取り出すようにしており、かかる一連の動作はコンピュータを具備した制御装置によって自動的に行われるように制御されている。

0012

上記近似式は、切断前球高の測定値と切断後球高の測定値との相関関係から、一次回帰式と相関係数とを導き出し、同一次回帰式を近似式として切断装置の切断高さを制御し、相関係数から後述する試行回数を決定する。

0013

即ち、自動結球野菜根切装置の自動運転に先立って、1ロットの内から無作為抽出した結球野菜を搬送装置上に載置し、まず、切断前球高を測定してコンピュータに記憶させる。次に、切断装置を手動制御して、該結球野菜に最適の切断高さで根元部を切断し、この切断高さをコンピュータに入力し、この切断高さから切断後球高に換算し、この切断後球高と前記切断前球高とを対にして記憶させるという試行を複数回行う。

0014

上記試行によって得た切断前球高と切断後球高とから、切断前球高と最適の仕上げ切断状態との関係を統計処理して、一次回帰式と相関係数とを算出する。

0015

一次回帰式は、一対になった測定値が多数あって、これらの測定値を一次式近似する場合、最も合理的な式として知られており、同一次回帰式は、上記測定値から最小二乗法で導出した一次式と実質的に同一である。

0016

相関係数は、上記一次回帰式の近似の指標となる数値であり、その絶対値が大きいほど近似の程度が良いことになる。

0017

かかる試行の度に相関係数を算出し、同相係数が予め設定した値に達するまで試行を繰り返し、上記設定値に達すると自動制御に切換えて、結球野菜を搬送装置に載置するだけで、自動的に切断前球高を測定し、この測定値を一次回帰式に代入して切断高さを求め、この切断高さで根元部を切断するように切断装置を制御することで、自動的に結球野菜の根元部を最適の高さで切断するようにしている。

0018

本発明の実施例について図面を参照して説明する。

0019

図1及び図2は、本発明に係る自動結球野菜根切装置Aを示しており、同根切装置Aは、根切作業の自動運転に先だって、切断前球高xiの測定と、手動制御による根元部切断と、切断後球高yiの測定よりなる試行を複数回行い、これらの試行によって得たデータに基づいて、根切対象の結球野菜Bの形状の相似性と、根切後の形状の傾向とを示す近似式を作成し、同近似式に自動切断時の切断前球高を代入して、切断高さYを決定するようにしている。

0020

まず、自動結球野菜根切装置Aの構成について説明すると、同根切装置Aは、水平に配置した搬送装置1の始端部から終端部に向かって、載置部2、測定部3及び切断装置4を上記の順で配置している。

0021

搬送装置1は、主コンベア5と、同主コンベア5の左右両側に配置した左右一対左右案内装置6とで構成されている。主コンベア5は、略矩形枠状主フレーム7の始端終端とに、それぞれプーリスプロケット)8を軸架し、各プーリ8の間に左右一対の搬送チェン9を巻回し同左右搬送チェン9の間に、中央に結球野菜Bを安定して載置するための凹部を形成した受け皿10を架設して、上記受け皿10に載置した結球野菜Bを、根元部B1を上方にして搬送するようにしており、左右案内装置6は、主コンベア5の左右側に、それぞれ案内フレーム11を配置し、各案内フレーム11の始端と終端とに、それぞれ前後縦プーリ12を軸支した縦軸13を立設すると共に、案内フレーム11の中途部内側に、内側方向に付勢された案内プーリ14を複数軸支し、前後縦プーリ12と複数の案内プーリ14の外側に案内ベルト15を巻回し、同案内ベルト15を主コンベア5と同期回動させる構成としている。

0022

前記左右案内装置6は上下高さを調節可能としている。つまり、結球野菜Bの形状は品種、産地、生産者、季節等の諸条件が一定であれば、相似しており、球高が球径よりも大きい場合、受け皿10上に安定して載置することができず、搬送姿勢乱れて所定の根元部B1を切断できないことがあった。そこで、図6に示すような上下高さを調節30を設けて、結球野菜Bの重心位置の側方に左右案内装置6が位置させられるようにしているのである。

0023

該上下高さを調節30は前記縦軸13の外周面スプラインまたは多角形の軸とし、該縦軸13にスプラインボスまたは多角形のパイプ31を摺動自在に外嵌し、該パイプ31の上部に前後縦プーリ12を固設し、下部をベアリングを介して案内フレーム11に支持されている。該案内フレーム11の側部に支持ステー32を固設し、該支持ステー32より支持ピン33を突設し、該支持ピン33を調節プレート34に開口した調節溝34aに挿入している。該調節プレート34は主フレーム7上に固設され、該調節プレート34側面に調節溝34aを数段階に高さが異なるように形成して、それぞれは連通する構成としている。よって、結球野菜Bが不安定な状態で搬送されるようであれば、支持ピン33の調節溝34aへの係合位置を変更して、結球野菜B側面を保持する高さを変更するのである。但し、調節溝34aの代わりに、上下方向に複数の調節孔を開口し、該調節孔にピンボルト等を挿入して高さを調節する構成とすることも可能である。

0024

また、上下高さを調節30は図7の如く構成することも可能である。即ち、案内フレーム11の側部にL字状の支持ステー35を固設し、主フレーム7上には逆L字状の支持プレート36を固設し、該支持プレート36または支持ステー35の一方にボルト37を螺装し、他方の対向する面に当接または回転自在に枢支して、該ボルト37を回動することによって案内フレーム11を上下させて高さを調節することも可能である。但し、シリンダーモータ等のアクチュエーターを用いて昇降させるように構成することも可能である。

0025

前記受け皿10の下面左右側に摺接して受け皿10を案内するガイドレール16を設けて受け皿10上の結球野菜Bが、後述する球高測定や根元部切断時に揺動しないようにしている。載置部2は、上記主コンベア5の上方を開放して、作業者が結球野菜Bを根元部B1を上方にして受け皿10上に載置できるようにしている。

0026

測定部3は、主コンベア5の中心線を挟んで配置した左右一対の球高測定器17で構成されており、同球高測定器17は、図1図3で示すように、主コンベア5の上方に左右方向に伸延した枢軸18を設け、同枢軸18にバネ19で下方向に付勢された測定レバー20の基端を上記枢軸18を中心として回動自在に取付け、同測定レバー20の先端に測定ローラ21を回動自在に軸支し、同測定ローラ21を搬送中の結球野菜Bの根元部B1に接触させると共に、測定レバー20にポテンショメータ型可抵抗器差動トランス等の球高センサ22を連動連結して、測定レバー20の上下動から結球野菜Bの切断前球高xiを測定するようにしており、両方の球高測定器17の測定値を後述する制御装置Cのコンピュータ26に入力して、切断前球高xiを算出・記憶するようにしている。

0027

切断装置4は、図1で示すように、ステッピングモータ直流サーボモータ等で駆動される昇降機構23の下端部に切断モータ24を連結し、同切断モータ24に略円板状の鋭利回転刃体25を連動連結して、制御装置Cからの信号に基づく切断高さで結球野菜Bの根元部B1を水平に切断するようにしている。

0028

図4は、制御装置Cの構成を示しており、同制御装置Cは、コンピュータ26を内蔵しており、同コンピュータ26には、前記切断装置4の切断高さを手動制御するための手動入力装置27と、2個の球高センサ22と、昇降機構23とを接続しており、試行によって得た切断前球高xiと切断後球高yiとを一対として記憶するようにしている。なお、切断後球高yiは、予め昇降機構23に高さの基準を設定しておき、手動制御時の昇降機構23への出力から回転刃体25の移動量を検出し、同移動量と上記基準とから切断後球高yiを容易に算出できる。

0029

また、上記コンピュータ26には、複数回の試行によって得た切断前球高xiと切断後球高yiとから切断高さYを決定する近似式を、十分な精度で算出するプログラムを記憶しており、同プログラムは、上記切断前球高xiと切断後球高yiとを統計処理して、次式で示す一次回帰式と、相関係数とを導出する。

0030

0031

本発明の実施例は上記のように構成されており、図5フローチャートで示すように、品種、産地、生産者、季節等の条件が同一の結球野菜Bの1ロットに対する自動結球野菜根切装置Aの自動運転に先立って、近似式作成のための試行を行う。

0032

上記試行は、上記ロットのうちから、無作為抽出した結球野菜Bを受け皿10上に載置して搬送装置1で搬送させながら、測定部3の球高測定器17で切断前球高xiを測定し、作業者の手動制御により、該結球野菜Bに適切な切断高さで根元部B1を切断し、切断後球高yiと前記切断前球高xiとを上記各式に代入して、近似式としての一次回帰式を完成すると共に、相関係数rを算出する。

0033

かかる演算は、コンピュータ26によって、試行のたびごとに行われ、所定回数の試行が行われた後で、相関係数rの絶対値が予め設定した値に達すると、十分な精度の近似式が得られたものとして自動運転を開始し、また、上記試行を予め設定した回数を経過しても、相関係数rが設定値に達しない場合は、このロットが自動切断には適しないものとして、手動制御による根元部切断を行う。

0034

自動運転では、球高測定器17で測定した切断前球高Xを、上記近似式に代入して切断高さYを求め、この切断高さYを目標値として昇降機構23を制御して、結球野菜Bの根元部B1を切断する。従って、作業者は結球野菜Bを搬送装置1の受け皿10に、根元部B1を上方にして載置するだけで、自動的に切断前球高Xに対応した適切な高さで根元部B1を切断した結球野菜Bが搬送装置1の終端から排出される。

0035

また、かかる根切作業の実績によって得た複数の近似式(実質的にはaとb)を、品種、産地、生産者、季節等のデータを付して、コンピュータ26又は外部記憶装置28に記憶させておき、作業者の判断で、上記データが類似した結球野菜Bのロットに対し、上記複数の近似式のうちから適切なものを選択使用することで、前記手動制御による切断作業や近似式の演算を省略して、最初から自動切断作業を行うことができる。

発明の効果

0036

本発明によれば次のような効果を得ることができる。

0037

請求項1記載の発明では、結球野菜の根元部を上方にして搬送する搬送装置と、上記結球野菜の根元部から頂部までの球高を測定する球高測定器と、結球野菜の根元部を切断する切断装置とを具備する自動結球野菜根切装置において、根元部の切断前球高を測定し、切断装置の手動制御による根元部の切断を行い、切断後球高を測定する試行を複数回行って、これらの測定値から切断前球高と切断後球高との関係を示す近似式を算出し、この近似式に基づいて切断装置の切断高さを自動制御することによって、合理的な高さで結球野菜の根元部を切断することができ、製品としての結球野菜の仕上がり状態が向上し、不良品の発生を防止するという効果がある。

0038

請求項2記載の発明では、過去の作業実績によって得た複数の近似式を記憶しておき、これらの近似式の一つで切断装置の切断高さを制御することによって、類似の結球野菜のロットの根切作業に際して、手動制御による切断作業と近似式演算とを省略して、最初から自動切断作業を開始することができ、大幅に省力化できる。

0039

請求項3記載の発明では、上記近似式が、切断前球高と切断後球高との統計処理により導出した一次回帰式であることから、合理的な近似式を算出することができ、自動切断作業による結球野菜の仕上がりを向上することができる。

0040

請求項4記載の発明では、上記切断前球高と切断後球高との統計処理により導出した相関係数に基づいて、試行回数を決定することによって、少ない試行回数で十分な精度が保証された近似式を得ることができるので、品質の向上と、省力化による作業能率の向上とを両立させることができる。

図面の簡単な説明

0041

図1本発明に係る自動結球野菜根切装置の側面図。
図2同平面図。
図3測定部の正面図。
図4制御装置の構成を示す説明図。
図5根元部切断作業のフローチャート図。
図6上下高さを調節の正面断面図と側面図。
図7上下高さを調節の他の実施例を示す正面図と側面図。

--

0042

A 自動結球野菜根切装置
B 結球野菜
B1根元部
xi 切断前球高
yi 切断後球高
1搬送装置
4切断装置
17 球高測定器

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