JP7511225B2 - 農産物の選別装置 - Google Patents

Description

本発明は農産物の選別装置に関する。

農産物の選別装置は、生産者より搬入された農産物を搬送しながら各農産物の等階級を判定し、判定した等階級毎に農産物を仕分け排出する。当該農産物の等級は、糖度や酸度、内部の空洞率といった農産物の内部品質に関する等級（内部等級）や、形状や色、傷の有無といった農産物の外部品質に関する等級（外部等級）であり、これらは専用の測定装置によって測定され、測定された結果に基づいて決定される。

ここで、特許文献１に記載された農産物の選別装置は、農産物を搬送しながら当該農産物の外部品質を測定した後に内部品質を測定するものであるが、当該外部品質の測定区間と内部品質の測定区間の間に目視による検査区間を設けている。目視検査区間は、外部品質の判定結果の適否を作業員によって検査する区間であって、搬送面が等級別の搬送コースに区分けされたコンベアと、各搬送コースに対して該当する農産物を振り分ける振分手段と、備えており、外部品質の判定結果を視覚的に認識できるように、各搬送コースは色付きのラインで区分けされている。

特開２００６－１２２７６５号公報

上記特許文献１に記載の技術によれば、搬送面を色付きのラインで区分けし、該当する搬送コースに農産物を振り分けることで、作業者は、判定結果を視覚的に認識できるものの、当該コンベアは農産物を単列搬送するものであるため、十分な搬送能力を得るために搬送速度をあげると目視確認が困難となる。このように効率的な搬送と目視確認の容易性はトレードオフの関係にあり、効率的な目視検査を達成することが困難である。また、搬送面に対して固定的に付された色付きラインでは、外部品質の判定理由までは把握することができないため、作業者は、各農産物に対して外部等級の判定要因（形や色、傷の有無）を個々に確認する必要があり、効率的な目視検査が困難となっている。

また、内部等級や外部等級が判定された農産物を搬送しながらピッキングロボットで格外品等を除去したいといった要望があるが、工業製品とは異なり、農産物は形状が不統一な自然物であるため、ピックアップロボットによるピックアップを高速化させるのは困難であり、作業者を補助的に配置する必要がある。しかしながら、除去すべき農産物を作業者に示さなければ、作業者は全ての農産物を確認する必要が生じ、効率的な作業が困難となる。なお、当該問題は、ピックアップロボットを用いずに作業者のみよって行う場合も同様に生ずるものである。

本発明は、作業者が効率的に作業し得る農産物の選別装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、等級が判定された農産物を並列的に搬送する搬送装置と、前記搬送装置及び／又は前記農産物に、前記農産物の等級に関する情報を表示させる表示装置と、を備えることを特徴とする。

また、前記搬送装置に対して前記農産物を等級別に振分排出する排出装置と、を備えることを特徴とする。

さらにまた、前記表示装置は、前記搬送面に前記情報を投影する投影装置であることを特徴とする。

本発明の農産物の選別装置によれば、作業者は効率的に作業をすることができる。

本発明の第１実施形態に係る農産物の選別装置の概略平面図 上記農産物の選別装置の概略側面図 本発明の第２実施形態に係る農産物の選別装置の概略平面図 上記農産物の選別装置の変形例１における投影態様を示す図

以下、本発明の実施形態に係る農産物の選別装置を図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］

図１に示すように、第１実施形態の農産物Ｗの選別装置１は、農産物Ｗを搬送しながら外部等級や内部等級を判定し、これら判定した等級に基づいて農産物Ｗを選別する装置であって、農産物Ｗを搬送する第一コンベア１０の搬送経路に設けられた内部等級判定装置１２および外部等級判定装置１４と、メインコンピュータ２０と、を備えている。

第一コンベア１０は、農産物Ｗを単列搬送する無端搬送装置であって、本実施形態では、農産物Ｗが載置されたフリートレイ２２（以下、農産物入りトレイ２２）を搬送するベルトコンベアが用いられている。各農産物入りトレイ２２にはＲＦタグが付されており、ＲＦタグには他の農産物入りトレイ２２とは異なるよう一意に定められた識別情報が記憶されている。当該ＲＦタグは、各種判定装置の直上流に設置されたＲＦＩＤリーダ２６によって読み取られ、読み取られた識別情報は判定装置に接続されている第一コンピュータ２８へと送信される。

内部等級判定装置１２は、農産物Ｗの内部品質に関する等級を判定する装置であって、第一コンピュータ２８と通信可能に接続された照明及び受光装置によって構成されている。

照明は、農産物Ｗの内部品質を測定するために必要な測定光を農産物Ｗに対して照射する装置であって、本実施形態では近赤外線を照射している。受光装置は、農産物Ｗの内部を透過した測定光を受光するものであり、例えば、一端が農産物Ｗの側方に配置された光ファイバーと、光ファイバーの他端から出た光を分光する分光器と、分光器によって分光された光の強度を測定する測定装置と、により構成される。測定された光の値は第一コンピュータ２８へと出力される。第一コンピュータ２８は、入力された光の値に基づいて農産物Ｗの糖度などの内部等級を判定するものであり、内部等級を判定するためのプログラムがメモリに記憶されている。そして、第一コンピュータ２８は、そのＣＰＵが当該プログラムを実行することで、ＲＦＩＤリーダから識別情報を取得し、当該識別情報を取得したときに受光装置から光の値を取得する取得部、取得した光の値に基づいて農産物Ｗの内部等級を判定する判定部、判定した内部等級を識別情報と対応づけてメインコンピュータ２０に送信する送信部、として機能する。本実施形態において農産物Ｗの内部等級は、一定の品質水準を満たす良品又は品質水準を満たさない不良品として判定されているが、例えば、秀、優、良、並のように品質水準をさらに細分化して判定するものであっても構わない。

外部等級判定装置１４は、農産物Ｗの外部品質に関する等級を判定する装置であって、第一コンピュータ２８と通信可能に接続されたカメラによって構成されている。カメラは、第一コンベア１０によって搬送されてきた農産物Ｗの外観を撮像する撮像装置であって、第一コンベア１０の上方に配され、第一コンベア１０上にある農産物Ｗを撮像しうるように第一コンベア１０に向かって設置されている。カメラは、第一コンピュータ２８からの指令に基づいて農産物Ｗを撮像して農産物Ｗの外観画像を生成する。そして、カメラは、生成した農産物Ｗの外観画像を第一コンピュータ２８に送信する。

第一コンピュータ２８は、ＲＦＩＤリーダおよびカメラを制御する。具体的には、第一コンピュータ２８は、ＣＰＵとメモリを備えており、メモリに記憶された外部等級判定プログラムをＣＰＵが実行することで、ＲＦＩＤリーダから識別情報を取得したときにカメラに対して撮像を指令する指令部、カメラから外観画像を取得する外観画像取得部、取得した外観画像を解析して農産物Ｗの外部等級を判定する判定部、及び判定した外部等級を識別情報に対応づけてメインコンピュータ２０に送信する送信部として機能する。ここで、農産物Ｗの外部等級は、Ａ級、Ｂ級、及び一定の品質水準を満たさない格外品として判定される。

メインコンピュータ２０は、第一コンピュータ２８と通信可能に接続されており、ＣＰＵがメモリに記憶されたプログラムを実行することで、第一コンピュータ２８から識別情報、内部等級、及び外部等級を受信する受信部として機能する。また、受信した識別情報に対応づけて外部等級および内部等級をメモリ（記憶部）に記憶させる。さらに、メインコンピュータ２０は、受信した識別情報に対応する外部等級および内部等級に基づいて最終的な等級を判定する判定部として機能する。さらにまた、メインコンピュータ２０は、判定した等級を識別情報に対応づけてメモリ（記憶部）に記憶する。

ここで、本実施形態では、外部等級判定装置１４の後に目視検査装置３０が設けられている。当該目視検査装置３０は、外部等級判定装置１４によって判定された外部等級の適否を作業員が目視で検査するための装置であって、農産物入りトレイ２２を第二コンベア３２で並列的に搬送しながら、当該第二コンベア３２の搬送面３６に外部等級に関する情報３８をプロジェクター３４で投影する構成として、目視検査を行うこととしている。

第二コンベア３２は、搬送面３６が白色のベルトコンベアであって、農産物入りトレイ２２を並列的に搬送（本実施形態では７列で搬送）可能な程度に幅広い搬送面３６を有している。この第二コンベア３２は、第一コンベア１０の下流部に配置されており、その搬送方向が第一コンベア１０の搬送方向と直交するよう設けられている。また、第二コンベア３２は第一コンベア１０よりも遅い速度で農産物入りトレイ２２を搬送する。

第一コンベア１０の下流部には、ＲＦＩＤリーダ４０と排出装置４２が設けられている。排出装置４２は、第二コンベア３２に対して農産物入りトレイ２２を外部等級ごとに振り分けて排出する装置であって、本実施形態では外部等級が割り当てられた複数のプッシャー４２ａ～４２ｇが用いられている。複数のプッシャー４２ａ～４２ｇは、ＲＦＩＤリーダ４０の直下流において第一コンベア１０の搬送方向に沿って設けられており、メインコンピュータ２０と通信可能に接続されている。

メインコンピュータ２０は、外部等級判定装置１４から識別情報と外部等級を受信するたびに、本実施形態の選別装置１によって選別されている農産物Ｗの等級比率を算出し、算出した等級比率に応じて複数のプッシャー４２ａ～４２ｇを制御する。例えば、算出された等級比率が、Ａ級：Ｂ級：格外品＝５：１：１であった場合には、プッシャー４２ａからプッシャー４２ｅにＡ級を割り当て、プッシャー４２ｆにＢ級を割り当て、プッシャー４２ｇに格外品を割り当てる。そして、ＲＦＩＤリーダ４０から取得した識別情報に対応する農産物Ｗの外部等級をメモリから抽出し、抽出した外部等級に対応するプッシャー４２ａ～４２ｇを制御して農産物入りトレイ２２を第二コンベア３２に排出させる。したがって、プッシャー４２ａからプッシャー４２ｅによって排出された農産物Ｗの外部等級はＡ級であり、当該農産物入りトレイ２２が第二コンベア３２の搬送面３６において搬送される搬送は外部等級がＡ級と判定された農産物Ｗが搬送されるエリアとなる。また、プッシャー４２ｆによって排出された農産物Ｗの外部等級はＢ級であり、当該農産物入りトレイ２２が搬送される搬送エリアは外部等級がＢ級と判定された農産物Ｗが搬送されるエリアである。また、プッシャー４２ｇによって排出された農産物Ｗの外部等級は格外品であり、当該農産物Ｗが搬送される搬送エリアは外部等級が格外品と判定された農産物Ｗが搬送されるエリアである。

図２に示すように、上記第二コンベア３２の上方には表示装置であるプロジェクター３４が設置されている。プロジェクター３４は、メインコンピュータ２０に接続されており、図１に示すように、メインコンピュータ２０から入力された映像信号に基づいて、第二コンベア３２の搬送面３６に外部等級に関する情報３８を投影する。当該外部等級に関する情報は、例えば等級識別情報である。等級識別情報は、第二コンベア３２の搬送方向に伸びる帯状の色彩であって、等級毎に異なる色彩が採用されている。例えば、等級がＡ級の農産物Ｗが搬送される搬送エリアには緑色の色彩（３８ａ）が投影され、等級がＢ級の農産物Ｗが搬送される搬送エリアには黄色の色彩（３８ｂ）が投影され、等級が格外品の農産物Ｗが搬送される搬送エリアには赤色の色彩（３８ｃ）が投影される。すなわち、外部等級の等級比率に応じて搬送面３６を幅方向に区分けし（本実施形態では５：１：１に区分けし）、区分けされた搬送エリアには外部等級に対応する色彩が投影される。

第二コンベア３２の下流部には、ガイドレール４４および旋回レール４６が設けられており、農産物入りトレイ２２はガイドレール４４および旋回レール４６に沿って等級別コンベア１６へと搬送される。旋回レール４６は、第二コンベア３２の搬送方向に沿って伸びる板状体であって、モータやソレノイド、流体圧シリンダ等の回動手段によって下流端が水平回動されることにより、その上流端が旋回移動する。Ａ級品の農産物入りトレイ２２を搬送するＡ級搬送コンベア１６ａの入り口にはＲＦＩＤリーダ４８ａが設けられており、ＲＦＩＤリーダ４８ａによって読み取られた識別情報に対応する農産物の外部等級がＡ級品として確定する。Ａ級搬送コンベア１６ａの搬送経路には階級判定装置（不図示）が設けられており、階級判定装置により階級が判定され、仕分け排出装置（不図示）によって箱詰装置へと排出される。

Ｂ級および格外品を搬送する搬送エリアについては、作業員Ｍによって農産物Ｗの目視検査が実施される。目視検査の結果、Ｂ級や格外品と判定すべきではない農産物Ｗについては、目視検査において判定された等級の搬送エリアへと投入される。目視検査を行った結果、Ｂ級として認定された場合には、旋回レール４６によって、Ｂ級品を搬送するＢ級搬送コンベア１６ｂへと搬送される。Ｂ級搬送コンベア１６ｂの入り口にはＲＦＩＤリーダ４８ｂが設けられており、ＲＦＩＤリーダ４８ｂによって読み取られた識別情報に対応する農産物Ｗの外部等級がＢ級品として確定する。目視検査を行なった結果、格外品として認定された場合には、格外品を搬送する格外搬送コンベア１６ｃへと搬送される。

本実施形態の農産物Ｗの選別装置１によれば、並列的に農産物Ｗを搬送する第二コンベア３２が、単列搬送する従来のコンベヤよりも遅い速度で多くの農産物を搬送することができ、作業者Ｍは余裕をもって目視検査を行うことができるので、目視検査の効率が向上する。また、外部等級判定装置１４で農産物Ｗの外部等級が判定されるとともに、搬送されている農産物Ｗの外部等級の等級比率がメインコンピュータ２０によって計測される。そして、外部等級が判定された農産物Ｗを搬送する第二コンベア３２の搬送面３６は計測された等級比率に応じて、等級別に色彩で区分けされ、メインコンピュータ２０によって制御される排出装置４２は、色彩が付された搬送エリアへと農産物Ｗを排出する。したがって、作業者Ｍは、搬送面３６の色彩によって判定された外部等級を把握しながら、特に検査の必要な搬送エリアに注目してその適否を検査できる。また、プロジェクター３４によって投影する等級識別情報は、外部等級の比率に応じて変更することができるので、当該比率の変動に応じて排出装置を制御することで、第二コンベア３２の搬送能力を低下するのを防ぐことができる。

［第２実施形態］

第２実施形態に係る農産物Ｗの選別装置１００は、農産物Ｗを搬送する第一コンベア１１０の搬送経路に内部等級判定装置１１２および外部等級判定装置１１４が設けられている。本実施形態の第一コンベア１１０は、農産物Ｗを載置して搬送する搬送体１２２がフリートレイではなく、第一コンベア１１０に連結されている点において第１実施形態とは異なっている。当該搬送体１２２は、例えば農産物Ｗを回転させてながら搬送する回転式の搬送体１２２である。当該第一コンベア１１０はコンピュータ１２０によって駆動制御されており、コンピュータ１２０は、搬送体１２２の各々に連番を付してその位置を追跡している。

内部等級判定装置１１２は、第１実施形態と同様に、コンピュータ１２０と通信可能に接続された照明と受光装置を備えており、通過する農産物Ｗの内部等級を判定するとともに、判定した内部等級を搬送体１２２の番号に対応づけて記憶する。

外部等級判定装置１１４は、第１実施形態と同様にカメラとコンピュータ１２０を備えており、第一コンベア１１０によって回転しながら搬送されている農産物Ｗの外観を撮像する。この際、カメラは、回転しながら搬送されている農産物Ｗの外観を複数回撮像することで、農産物Ｗの全周の外観画像が生成される。コンピュータ１２０は、農産物Ｗの全周の外観画像をカメラから取得すると、取得した外観画像に基づいて農産物Ｗの外観等級を判定するとともに、判定した等級を搬送体１２２の番号に対応づけて記憶する。

上記のようにして内部等級判定装置１１２と外部等級判定装置１１４を通過した農産物Ｗは、外部等級が割り当てられた複数の中継コンベア１５０へと排出される。複数の中継コンベア１５０は、第一コンベア１１０から排出された農産物Ｗを後述の第二コンベア１３２に中継するベルトコンベアであって、その搬送方向が第一コンベア１１０と第二コンベア１３２の搬送方向に直交するように設けられた第一中継コンベア１５０ａ乃至第四中継コンベア１５０ｄを備えている。第一中継コンベア１５０ａは第二コンベア１３２の第一搬送レーン１３２ａへと農産物Ｗを搬送するように設けられており、第二中継コンベア１５０ｂは第二コンベア１３２の第二搬送レーン１３２ｂへと農産物Ｗを搬送するように設けられており、第三中継コンベア１５０ｃは第二コンベア１３２の第三搬送レーンへ１３２ｃと農産物Ｗを搬送するように設けられており、第四中継コンベア１５０ｄは第二コンベア１３２の第四搬送レーン１３２ｄへと農産物Ｗを搬送するように設けられている。

本実施形態の第二コンベア１３２は、農産物Ｗを並列的に搬送可能な程度に幅広に形成されたローラーコンベアであり、農産物Ｗが搬送される搬送面に、搬送方向に延在する複数のガイドレール１５２が設けられている。複数のガイドレール１５２によって、ローラーコンベアは複数の（本実施形態では４つの）搬送レーン１３２ａ～１３２ｄに区分けされている。各搬送レーン１３２ａ～１３２ｄは、農産物Ｗが単列で搬送可能な幅に形成されており、各搬送レーン１３２ａ～１３２ｄには表示装置である複数のＬＥＤ１５４が搬送方向に沿って設けられている。ＬＥＤ１５４は、ローラーコンベアを構成する各ローラーの間に上向きに設けられている。これにより、ローラーコンベアの搬送面、すなわち各搬送レーンの搬送面が下方からＬＥＤの光で照射され、作業員が当該ＬＥＤ１５４の光を視認可能となっている。これら複数のＬＥＤ１５４はコンピュータ１２０によって制御される。

上記各中継コンベア１５０および各搬送レーン１３２ａ～１３２ｄには予め農産物Ｗの外部等級が割り当てられており、第一コンベア１１０によって搬送される農産物Ｗが、該当する中継コンベア１５０に排出される。具体的には、第一中継コンベア１５０ａおよび第一搬送レーン１３２ａには格外品が割り当てられ、第二中継コンベア１５０ｂおよび第二搬送レーン１３２ｂには不良品が割り当てられ、第三中継コンベア１５０ｃおよび第四中継コンベア１５０ｄならびに第三搬送レーン１３２ｃおよび第四搬送レーン１３２ｄには良品が割り当てられる。コンピュータ１２０は、第一コンベア１１０によって搬送される農産物Ｗの位置を追跡するとともに、当該農産物Ｗの外部等級に対応する中継コンベア１５０に向かって、搬送体１２２を傾動制御して農産物Ｗを排出する。

ここで、本実施形態では、コンピュータ１２０が複数のＬＥＤ１５４を制御することで、搬送装置である第二コンベア１３２の搬送面に外部等級に関する情報を表示することとしている。具体的には、第一搬送レーン１３２ａに設けられた複数のＬＥＤ１５４は赤色に発光制御され、第二搬送レーン１３２ｂに設けられた複数のＬＥＤ１５４は黄色に発光制御され、第三搬送レーン１３２ｃおよび第四搬送レーン１３２ｄに設けられた複数のＬＥＤ１５４は緑色に発光制御される。これにより、作業員は、緑色の搬送レーン１３２ｃ，１３２ｄが良品、黄色の搬送レーン１３２ｂが不良品、赤色の搬送レーン１３２ａが格外品として認識することができ、黄色および赤色の搬送レーン１３２ｂ，１３２ａを重点的に目視検査することができる。

目視検査の結果、第三搬送レーン１３２ｃおよび第四搬送レーン１３２ｄを移動する農産物Ｗは階級判定装置へと搬送される。また、第一搬送レーン１３２ａおよび第二搬送レーン１３２ｂを移動する農産物Ｗは廃棄用搬送コンベアへと搬送される。

第１実施形態および第２実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限られず、下記の様に変形した態様であっても構わない。

＜変形例１＞
図４に示すように、第二コンベアにおいて搬送される農産物Ｗに対して、外部等級に関する情報である判定理由を投影しても構わない。当該判定理由の投影は、外部等級が判定された理由を指標するマーカーであって、第二コンベアにより搬送される農産物入りトレイの近傍に投影される。例えば、外部等級がＡ品と判定された農産物Ｗには緑マーカーｍ１が投影される。また、外部等級がＢ品と判定された農産物Ｗには黄マーカーｍ２が投影される。一方、外部等級が格外と判定された農産物Ｗには赤マーカーｍ３が投影される。マーカーの形状については、図示したドットに限られず、農産物を囲う枠組でもよい。このとき、例えば、枠組みの形状を円形にすることでＡ品を指標し、枠組みの形状を三角にすることでＢ品を指標し、四角にすることで格外品を指標するものであっても構わない。さらに、色彩を付した枠組みを表示することで、外部等級とその判定理由を同時に表示しても構わない。また、農産物Ｗとその周囲を照らす円状のマーカーや、“キズ”や“カタチ”など不良理由を表示するマーカーであっても構わない。であっても構わない。さらに、マーカーは、農産物Ｗのみに表示されても構わない。

このように、外部等級が判定された理由を投影することで、作業員は、当該判定理由を重点的に確認すればよいので、目視検査の効率が向上することとなる。

＜変形例２＞
上記第１実施形態では外部等級の等級比率に応じて第二コンベアを区分けしていたが、第２実施形態のように、予め定めたエリアに第二コンベアを区分けしても構わない。

＜変形例３＞
上記第２実施形態では、第二コンベアを構成するローラー間に表示装置である複数のＬＥＤを設ける構成としたが、例えば、搬送装置である第二コンベア上のガイドレールに、その延在方向に沿って複数のＬＥＤを設けても構わない。

＜変形例４＞
上記変形例１では、外部等級を目視検査するための目視検査装置として本発明を説明したが、他の用途、例えば、等級が判定された農産物を搬送するコンベアにおいて、外部等級だけでなく内部等級が格外と判定された農産物をピックアップする用途として用いても構わない。

１、１００ … 選別装置
Ｗ … 農産物
３２、１３２ … 第二コンベア（搬送装置）
３８ … 等級に関する情報
３４ … プロジェクタ（表示装置）
４２ … プッシャー（排出装置）
１５４ … ＬＥＤ（表示装置）

Claims (2)

1. 農産物の外部品質を判定する判定部と、
   前記判定部の下流側に設けられ、前記判定の適否を目視で検査するための目視検査装置と、
   を備え、
   前記目視検査装置は、
   前記外部品質が判定された農産物を並列的に搬送する搬送装置と、
   前記外部品質が格外と判定された農産物と他の農産物を振り分けて前記搬送装置に排出する排出装置と、
   前記格外と判定された農産物及び／又は当該農産物を搬送する前記搬送装置の搬送面に、前記格外として判定された理由を指標するマーカーを表示する表示装置と、
   を備え、
   前記排出装置は、前記他の農産物を前記外部品質の等級比率に応じて振り分けて排出することを特徴とする、農産物の選別装置。
2. 前記表示装置は、前記搬送装置の各列に対して、前記判定された外部品質の等級に対応する色彩を表示する、請求項１に記載の農産物の選別装置。