Tittel: Anordning og fremgangsmåte for å separere en avlingsdel

Transkript

1 Tittel: Anordning og fremgangsmåte for å separere en avlingsdel

2 1 Beskrivelse [0001] Den foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning for fjerning av en del, slik som blad eller frukt, fra resten av avlingen. Oppfinnelsen relateres, for eksempel, til fjerning av blader, frukt og lignende fra avlingen, slik som tomater, agurker og lignende. For å oppnå dette, er det flere forslag i kjent teknikk for fjerning av blader, frukt og lignende, med bruk av en robotarm med skjæresystemer påmontert. Robotarmen beveges inn mot avlingen og visjonsteknikker er brukt for å utføre separasjon mellom avling og relevant del av avlingen på ønsket punkt. [0002] Imidlertid oppstår det ofte problemer med at det ikke er fullt mulig å skille en del fra resten av avlingen ved det ønskede punkt. [0003] I tilfelle av tomater og andre vekster, for eksempel, er det ønskelig at bladene skal fjernes så nær hovedstammen som mulig. Dette betyr at stammen til bladet må kuttes så nær som mulig til sin tilknytning til hovedstammen. Hvis en robot med et skjæreblad beveges gjennom avlingen, er det ofte ikke mulig å oppnå en slik posisjon. Dersom kraft utøves på armen for å nå den ønskede posisjon vil dette, inntil nå, vanligvis bare resulterer i at hovedstammen blir skjøvet til side. Dette betyr at avlingen er utsatt for uønskede belastninger, og at det påtenkte målet, det vil si å oppnå den optimale posisjon for separasjon, ikke er oppnådd. [0004] En innhøstingsenhet for innhøsting av teblader er kjent fra GB , der den øvre side av en avling griper inn mellom to valser og på skrå. Skjæring i en nedre stilling av den aktuelle del av avlingen blir deretter utført. Ved å ta tak i en del av avlingen mellom de to valsene, blir posisjonen til skjæreapparatet ikke endret. [000] Fra EP er en fremgangsmåte og anordning gjort kjent, der en hovedstamme er i inngrep med to adskilte gripere og trukket til en kuttestasjon av slike gripere. Skjærestasjonen skjærer en sidestilk fra hovedstammen og deretter frigjøres hovedstammen og et neste sidestilk fjernes på samme måte. [0006] Formålet med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en fremgangsmåte og anordning med hvilke det ønskede separasjonspunktet oppnås på en best mulig måte, hvoretter separasjon faktisk kan utføres ved dette punktet. [0007] Dette formålet er oppnådd med anordningen som beskrevet ovenfor, der skjæremidlene er festet på en slik måte at skjærepunktet av nevnte deler som ligger i forlengelsen av spalten. [0008] I henhold til den foreliggende oppfinnelse, er den relevante del av avlingen i inngrep, hvoretter bevegelse av separasjonsmidlene, slik som en kniv, finner sted i forhold til en slik del av avlingen. Dette er en positiv forskyvning, noe som betyr at det er mulig for roboten med gripemidlene (endeeffektor) til å bevege seg ytterligere mot hovedstammen, men det er også mulig å trekke stammen nærmere roboten med endeeffektoren (eller kombinasjoner av begge). Men i begge tilfeller er delen av

3 avlingen i seg selv tatt som referansepunkt for å velge den mulige kutteposisjonen. Følgelig oppstår ikke lenger situasjonen der det ikke er mulig for den del av avlingen som skal gripes ved det ønskede punktet for separasjon. I henhold til oppfinnelsen, blir avlingen ikke kuttet eller skrånet, og kutting finner sted i samsvar med retningen som den beveges inn i klemmen. Kutting skjer fortrinnsvis ved et punkt som ligger mellom hovedstammen og spalten, dvs. oppstrøms for spalten. For dette formål, under denne operasjonen, er skjæremidlene fortrinnsvis plassert i plasseringsretningen til anordningen, foran spalten. [0009] I henhold til en spesiell utførelsesform av oppfinnelsen, blir den relevante avlingsdel ikke er frigitt etter separasjon, for eksempel ved skjæring eller kutting, men er positivt kastet. [00] De roterbare elementer kan ha en hvilken som helst tenkelig form. Det er således mulig for dem å være konstruert elliptisk. Det er også mulig for rullene å være utført sylindrisk, og å tilveiebringe dem med en flat seksjon. Rullene består fortrinnsvis av et fleksibelt materiale. Dersom en flat-seksjonert utførelsesform av valsene kommer til anvendelse, siden de flate seksjoner av de to valser ligger overfor hverandre, oppstår en klaring mellom dem hvori stammedelen kan mottas. Under rotasjonen av rullene, er stammedelen mellom rullene omsluttet og holdt fast av rullene. Deretter kan bevegelsen av stammedelen, som beskrevet ovenfor, med hensyn til armen som rullene er festet til, finne sted. Endeposisjonen, dvs. enden av bevegelsen av avlingsdelen med hensyn til rullene, blir bestemt enten ved å nå den maksimale gripekraft eller ved å få i stand en tapprotasjon av rullene, er fortrinnsvis diskontinuerlig. [0011] I det første tilfellet, særlig i den viste utførelse med de symmetrisk konstruerte valser, slik som valser med flate seksjoner, blir rotasjonen fortsatte i et maksimum før det later til ikke å være noe mer inngrep. I det andre tilfellet, er den maksimale gripekraft av avlingsdelen, for eksempel, målt ved energiforbruket i motoren til valsene. Hvis dette overskrider en gitt maksimal verdi, vil ingen ytterligere bevegelse av avlingsdel og ruller finne sted. [0012] Valsene er fortrinnsvis samlet forbundet med mekaniske midler [0013] For ytterligere fiksering av bladdelen, er det et rom for mottak av stammedelen i forlengelse av spalten mellom rullene, hvor stammen er en del som skal mottas, på én eller flere sider av denne. En av disse rom, utformes på en slik måte at det kan samvirker med kniveggen av et blad, slik at stammedelen kan tas ut fra hovedstammen ved det ønskede punkt. Dette blad, og nærmere bestemt den ytre kanten av denne, strekker seg hovedsakelig parallelt fra senterlinjen av en valse. [0014] Det er også imidlertid mulig å feste en kniv eller hvilken som helst annen Separasjonsmidlene på begge sider, slik at konstruksjonen lett kan plasseres i best mulig posisjon i forhold til stilken på blad eller frukter. Drivmidlene til rullene er fortrinnsvis plassert sentralt og er i en betydelig avstand fra valsene, for eksempel i en avstand på 20 centimeter.

4 3 [00] Det skal imidlertid forstås at de ovenfor beskrevne utførelsesformer er kun som eksempler [0016] Drivmidler til valser eller andre elektriske elementer kan være konstruert på hvilken som helst tenkelig måte. [0017] I henhold til en ytterligere spesiell utførelsesform av oppfinnelsen har rullene hovedsakelig den samme diameter, og mer spesifikt, er praktisk talt identiske. [0018] Det er mulig med denne oppfinnelse å gripe inn med og å kutte en (blad) stamme på en bestemt måte. [0019] Roboten som gripemidlene er festet, kan være konstruert på hvilken som helst tenkelig måte. Eksempler på dette er en (teleskopisk) robotarm, en robot som opererer med tre eiker, og så videre. Fig. 1a-c viser et skjematisk, perspektivriss av et eksempel på separasjon av et blad; Fig. 2 viser en rekke stammer som blad-deler må fjernes fra ved hjelp av en skjematisk vist anordning ifølge oppfinnelsen; Fig. 3 viser armen i henhold til den foreliggende oppfinnelse under opptaket av en stilkdel; Fig. 4 viser strippemidlene i henhold til den foreliggende oppfinnelse under fastspenning av en stilkdel; Fig. viser en separasjonsmidlene i henhold til den foreliggende oppfinnelse under den fastklemmende bevegelse av en stilkdel i henhold til den foreliggende oppfinnelse, og Fig. 6 viser skjæringen av stilkdelen fra hovedstammen ved hjelp av anordningen i henhold til oppfinnelsen [0020] Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen skal beskrives skjematisk i mer detalj med henvisning til figur 1a-c. [0021] I figur 1 er en avling 11 indikert, omfattende en sentral stamme 12, et antall blader 14 forbundet til hovedstammen med en stilk 13 og frukt 19. Det vil forstås at, avhengig av foreliggende avling, kan hovedstammen 11 ha en hvilken som helst tenkelig form og det samme gjelder for de andre delene av avlingen. Et skjematisk avbildet kamera 16 er til stede, mens pilen 2 indikerer en separasjonsoperasjon. [0022] Som det fremgår av figur 1a, er kameraet 16 plasseres (skrått) under avlingen

5 (for eksempel i en vinkel på 4 ). Avlingen observeres nedenfra og, som det fremgår av figur 16. ser kameraet det første, laveste bladet 14. Separasjonsmidlene, et eksempel på en slik vil bli gitt i det følgende, blir deretter beveget inn i synsfeltet til kameraet 16 for å fjerne stilken 13 fra det laveste bladet 14 til avlingen. [0023] Denne fjerning omfatter ikke bare separasjon av stilken og stammen, for eksempel ved skjæring eller kutting, men også fjerning av blad og stengel således innhentet fra avlingen. [0024] Deretter oppstår situasjonen som vist i figur 1b. Ettersom kameraet 16 er i drift, er det neste blad 14 deretter observert uhindret, i motsetning til situasjonen i 1a. Igjen er et skjematisk avbildet separasjonsoperasjon av det aktuelle blad 2 utført, som vist med pilen 2. [002] Deretter oppstår situasjonen som vist i figur 1C. Her skiller kameraet 16 mellom frukt 19 og bladet 14 som ligger ovenfor, og dette blad 14 vil deretter bli fjernet, men ikke frukten 19, i henhold til pilen 2. Bladene er strippet fra avlingen på denne måten trinn-for-trinn til ønsket grad av bladfjerning oppnås. Det vil forstås at forskjellige kameraer 16 kan brukes. [0026] På fig. 2, er en (robot) arm 1 indikert som et eksempel i henhold til den foreliggende oppfinnelse. Dette omfatter en ramme 2, som har plass til de forskjellige deler som skal beskrives i det følgende. To rulleelementer 3 er anordnet rett overfor hverandre. Rullene er ikke fullstendige, men er hver forsynt med en utsparing 4. I den stilling som vist i fig. 1, skaper dette en betydelig klaring mellom rulleelementene 3, som vist i fig. 1, og denne avstand er angitt med henvisningstallet 23. Denne klaring er avgrenset på begge sider av et rom 7. [0027] Hvert av rulleelementene er koblet til et tannhjul 6 via en aksel. Tannhjulene 6 griper inn i hverandre, og sikrer dermed synkronisert rotasjon av rulleelementene 3. Det er en felles drivmotor, ikke vist i detalj, som styres av en styringsenhet som ikke er vist her og beskrevet i det følgende. Når rulleelementene roterer, avtar avstanden 23 til de ytre flater inntil rulleelementene kommer til å hvile på hverandre. Rulleelementene omfatter fortrinnsvis et deformerbart materiale, for eksempel et gummimateriale, og muliggjør at en avlingsdel plasseres i mellom, for eksempel en del av en stilk som skal beskrives i det følgende, som skal gripes på en fast måte. [0028] Én eller begge av rommene 7 er konstruert på en slik måte at et blad 8 med en skjærekant 22 kan bevege seg resiprokt langs den. Driv-enheten for dette bladet 8 er drevet for eksempel av en pneumatisk sylinder 9 som også er styrt av styresystemet 17, ikke vist her. Armen 1 er langstrakt i form og har en langsgående aksel 21. Det vil forstås at armen er vist her bare som et eksempel. Dette kan være konstruert teleskopisk, for eksempel, men kan også danne en del av hvilken som helst annen bevegelig konstruksjon. For den foreliggende separasjonsinnretning, er kun endedelen av armen og dens drivsystem av primær betydning. [0029] Figur 3 viser et skjematisk arrangement av en anordning i henhold til

6 oppfinnelsen. Dette består av en vogn, slik som en rør-skinnevogn, med sin egen drivkraft 26. Tre kameraer 16 er arrangert på vognen, karakterisert ved at, i dette eksempel bare to kameraer plasseres ved siden av hverandre, er effektive. Videre er armen 1 i henhold til oppfinnelsen montert på denne vogn, og denne er bevegelig i forhold til vognen med en sledekonstruksjon 27. Det vil fremgå av figur 3 at det operative området til armen 1 omtrent tilsvarer det operative området til kamera 16, slik at eventuelle hindringer i veien for armen vil jeg bli observert av kameraet 16. [0030] I henhold til oppfinnelsen, beveges vognen i retning av pilen 18 til den nedre side av hovedstammen 12 til en av avlingene. Kameraene 16 aktiveres og observerer avlingen fra undersiden. Denne observasjonen er utført i en kjegle-form. Med synsteknikker, blir det deretter bestemt, hvor en stilk til et blad som skal fjernes befinner seg. Armen 7 blir deretter manipulert med styreenheten 17. Det vil forstås at en mekanisme er til stede (ikke vist) for å kunne bevege armen 7 et stykke i vertikal retning. Manipulasjon i en vinkel er også mulig. Likeledes er alle andre tenkbare bevegelser mulige, slik som dreining om den horisontale og vertikale akse og translasjon langs lengdeaksen. [0031] Fig. 4 viser resultatet av det foregående i mer detalj. Arm 1 nærmer seg stilken 13 på den mest optimale måten, det vil si på den måten som gir størst sjanse for å ta tak i stilken 13. Dette vil vanligvis være i nærheten av festet mellom bladet 14 og hovedstammen 12. Rulleelementene er i den stilling som er vist i fig. 1, dvs. det er en forholdsvis stor åpning 23 mellom rulleelementene. Stilken er mottatt i denne åpningen og i rommet 7. Selv om denne stillingen er den mest optimale for griping av stilken, er denne posisjonen ikke den ønskede posisjon for adskillelse av stilken fra hovedstammen. For å oppnå dette, er det nødvendig å velge et punkt nærmere hovedstammen 12. For å oppnå dette, dreies rulleelementene deretter ved hjelp av styreenheten 17. Dette fører til at åpningen 23 mellom rulleelementer minker inntil stilken til slutt gripes. Dette er vist i fig.. Ved ytterligere rotasjon, vil den gripende handlingen på stammen trekke på stammen. Dette skjer inntil enheten kommer i kontakt med stammen. [0032] Med denne bevegelse, vil de andre delene av avlingen bli skjøvet ut av veien uten å forårsake skade. [0033] Når armen har nådd den mest optimale posisjon på stammen for å skille stilken fra hovedstammen 12, utføres skjæringen som vist i figur 6. Skiven 8 som ligger nærmest hovedstammen blir brukt for dette formål. Stammen forblir holdt i klemme mellom de to valsene 3. Armen blir deretter beveget bort fra avlingen, og bladet frigjøres igjen ved rotasjon av rullene 3. Det er mulig, for eksempel ved høsting av frukter, å aktivere andre kniver for utplassert, etter separasjonen av frukten fra resten av avlingen, og, for eksempel, etter å ha plassert frukten i en holder. Dette muliggjør fjerning av den knuste stammen på frukten som er grepet mellom rulleelementene. [0034] Etter å ha lest det foregående, vil fagfolk innen teknikken lett bli klar over alternative utførelsesformer. Disse faller innenfor omfanget av de etterfølgende

7 patentkrav, og er tydelige i henhold til den foregående beskrivelse. Det er mulig, for eksempel, for rullene å ha en elliptisk form. 6

8 7 Patentkrav 1. Anordning (1) for separasjon av en avling fra en avlingsdel, slik som en frukt eller et blad, omfattende en ramme (2) som er forsynt med gripemidler (3) for nevnte del av avlingen, og kuttemidler (8) for nevnte avlingsdel, idet gripemidlene omfatter roterbare elementer (3) som er anbrakt motstående hverandre, mellom hvilke det er en spalte (23) som er avgrenset for opptak av nevnte avlingsdel som skal fjernes, karakterisert ved at nevnte skjæringsmidler (8) er anbrakt slik at skjærepunktet til nevnte avlingsdel ligger i forlengelsen av den nevnte spalte. 2. Anordning ifølge krav 1, der de roterbare deler omfatter rulleelementer Anordning ifølge krav 2, der rulleelementene omfatter en flat seksjon. 4. Anordning ifølge krav 2 eller 3, der rulleelementene er elliptisk.. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, der skjæringsmidlene omfatter et bevegelig blad, der skjære-eggen (22) til disse flyttes langs forlengelsen av nevnte spalte (23). 6. Anordning ifølge krav, som omfatter de to skjæreblad som befinner seg i en avstand fra hverandre Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, der en guide (7) er tilveiebrakt i den projiserte tangentiallinjen til nevnte klypepunkt for at nevnte del kan fjernes. 8. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, der drivmidlene for nevnte roterbare deler (3) er anbrakt i en avstand på minst 20 cm fra nevnte roterbare deler. 9. Anordning ifølge ethvert av de foregående krav, der rammen omfatter den bevegelige delen til en robot.. Fremgangsmåte for separasjon av en avling fra en avlingsdel, slik som en frukt eller et blad, omfattende inngripen av nevnte avlingsdel og separering av nevnte avling derfra ved et punkt i umiddelbar nærhet til hovedstammen av nevnte avling, karakterisert ved at en anordning angitt i krav 1 anvendes, hvorved etter å ha grepet nevnte avlingsdel, idet kuttemidlene er flyttet i forhold til nevnte avlingsdel ved å rotere de roterbare elementer (3) før separering utføres. 11. Fremgangsmåte i henhold til krav, der avlingsdelen er festet med en stilk til hovedstammen til avlingen, der separasjonen omfatter posisjonering av skjæringsmidlene i umiddelbar nærhet til stilken på hovedstammen.

9 8 12. Fremgangsmåte ifølge krav 11, der posisjoneringen omfatter bevegelse av nevnte avlingsdel, idet nevnte avlingsdel gripes, mot kuttemidlene. 13. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene -12, der nevnte separasjon omfatter skjæring eller kutting. 14. Fremgangsmåte ifølge ethvert av de foregående krav, der avlingsdelen forblir grepet etter separering av denne, og blir transportert ut av området til avlingen.. Fremgangsmåte ifølge ett av kravene -14, der etter separeringen av avlingsdelen fra resten av avlingen, blir andre blad aktivt utplassert for å muliggjøre fjerning av den knuste stilkdelen på frukten som er grepet mellom rulleelementene.

10 1/4

11 2/4

12 3/4

13 4/4