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2. 実験装置および方法 図1に試作したエンドエフェクタと果実収穫の動作を示す。エンドエフェクタは前後方向に65mmスライドする吸着パッドと，その動きに連動して開閉する2本のフィンガおよび果柄を挟みながらガクを押さえる機構から構成されている。フィンガは連結されたケーブルを引くと全体が湾曲する構造になっている。ガクを押さえる機構は開閉する2本のアーチ状のフレキシブルなバンドからなり，その両端がワイヤに接続されている。このワイヤが引かれると，2本のバンドが閉じ始め，片方が果柄に接触するとその位置で停止する。さらに，ワイヤが引かれると，もう一方が果柄の位置まで閉じ，2本のバンドが果柄を挟む。収穫動作としては，まず，@真空ポンプに接続された吸着パッドを最も前進させた状態で，目的の果実に接近して吸着する。果実を吸着したかどうかの判断は圧力センサで行った。そして，A吸着パッドが後退し始めると，果実を果房から分離しながらバンドを閉じ始める。B吸着パッドが25mm後退するとバンドが果柄の位置で閉じる。その後，C吸着パッドが40mm後退し，果実をエンドエフェクタ内に引き込みながら，バンドがガクを押さえる。最終的には，フィンガで果実を把持し，アームのリストを回転させてもぎ取る。エンドエフェクタの動作はラック，ピニオンを介した1つのDCモータで行った。このエンドエフェクタを5自由度垂直多関節アームに装着し，ビニルハウス内で栽培した果実を対象として実験を行った。なお，今回の実験では視覚部は用いていないので，果実の座標はあらかじめ入力した。 3. 結果および考察 収穫適期の果実39個に対して実験を行った結果，離層で果実を分離して収穫できたものは82%（32/39）であり，全体の95%（37/39）の果実がガクを離脱させずに収穫できた。小さな果実を収穫対象とした場合，房ごと収穫する現象が多く見られた。その原因は，果実径が小さいためバンドが閉じきった状態でもバンドとガクが密着せず，離層の上部をバンドが把持した状態でもぎ取ったためである。バンドがガクを押さえて果実を回転させた場合は，ガクを離脱させずに収穫できた。よって今後の改良項目としては，果実の大きさにかかわらずガクを押さえることができる機構やバンドの材質などがあげられる。また，アームの動作や果実へのアプローチの方向も検討する必要があると考えられる。 |
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