JP2011511648A - りんご、柑橘類、核果、及び同様の物体の摘み取り及び予備処理を改善する移動システム - Google Patents

Abstract

りんご、柑橘類、核果等の摘み取り及び予備処理を改善する移動システムが、開示及び特許請求される。このシステムは、摘み取りステーション、気送管輸送サブシステム、任意選択的な物体走査サブシステム、任意選択的な不合格品転向サブシステム、任意選択的なラベリングサブシステム、及び不合格ではない物体を収納ビンに比較的丁寧に入れるサブシステムが取り付けられ得る移動シャシを備える。このシステムは、転向された物体を収納ビンに入れるサブシステムも含み得る。

Description

この発明は、りんご、柑橘類、核果、及び同様の物体の摘み取り及び予備処理を改善する移動システムに関する。

本特許出願は、いずれも参照により本明細書に援用される、「りんご、柑橘類、核果、及び同様の物体の摘み取り及び予備処理を改善する移動システム」と題する２００８年２月１３日付けで出願された、ヴィンセント Ｅ．ブライアン，Ｊｒ．らによる米国仮特許出願第６１／０２８，３５１号と、「柑橘類及び同種の収穫システム」と題する２００８年９月１０日付けで出願された、ヴィンセント Ｅ．ブライアン，Ｊｒ．らによる米国仮特許出願第６１／０９５，７８８号とに基づく優先権を主張する。

現在、果実産業、より詳細にはりんご産業では、果実は伝統的に手摘みされている。摘み取り作業者は、選択した果実を注意深く摘み取り、摘み取り作業者の肩に掛けられて胸部及び腹部の上から鼠径部まで下方に延びるりんご袋に摘み取られた果実を入れる。続いて摘み取り作業者は、後で包装又は加工工場へ輸送するために大きいビン内に袋詰めした果実を丁寧に放出する。この手法では、摘み取り作業者が、視覚的に識別可能な色、サイズ、及び品質の基準を利用することによって、「樹上」で所望の果実の選択を行う。

上手な摘み取り作業者は、樹上で後年結実する芽を完全な状態で維持するために、果実の果梗を無傷に保ったまま樹木から果実を取り外す。場合によっては、摘み取り作業は、硬すぎる又は長すぎる果梗を挟み切ることと、打撲を防止するために摘み取り用袋に果実を丁寧に入れることと、トラック輸送により適しているより大きいサイズの容器へ果実を移送及び搬入することとに対処しなければならない。高い枝に位置している果実に対しては、摘み取り作業者は、果実に届くように足場上の梯子又はスタンドに登ることが必要であるかもしれない。果実ビンは、通常、摘み取り作業者の袋から移されるりんごを最短歩行距離内で充填できるような間隔で樹列間の列に置かれる。続いてビンは、トラクタによって牽引されるりんごトレーラによって取り上げられ、フォークリフトで平床トラックに載せるのを待つ共通の待機現場へ運ばれる。

この果実摘み取りプロセスは、摘み取り作業者の時間のうち実際の果実の摘み取りが約３０％を占め、残りの７０％の時間は、必要に応じて果梗を挟み切った後に果実を袋又はビンに丁寧に入れ、梯子を上り下りし、果実を運搬しながら場所を移動し、続いて手荒な取り扱いによって果実に傷又は打撲を与えないように特に注意しながら回収ビンまで歩いて摘み取り作業者の袋一杯のりんごを回収ビン内に注意深く放出することである。摘み取り作業者の袋の荷重は、１８ｋｇ（４０ポンド）以上になるため、摘み取り作業者の疲労及び効率の低下につながり得る。

果実収穫の季節性により、果実摘み取り作業者は、多くの場合は他国からの出稼ぎ労働者であることが多い。ますます厳しくなりつつある移民政策の結果として、収穫期に果実を摘み取るのに十分な人数の摘み取り作業者が確保できない場合がある。果実手摘みプロセスは時間がかかるため、果実が適熟の時点に達したときに多数の摘み取り作業者が必要となる。果実が手摘みされる場合には個別生産性が低いため、摘み取り作業者個人の賃金も低いままである。これはさらに、平均以下の賃金労働者の人口の拡大につながる。

したがって、手摘みプロセスの利点、すなわち、摘み取るべき果実の選択性、全移動及び包装段階で打撲を防止するための丁寧さを維持しつつ、個々の摘み取り作業者の生産性を高める機械化されたシステムを提供することが、本発明の目的である。

この機械化されたシステムを移動形態で提供することが、本発明の別の目的である。

打撲した、又は寄生された、又はその他許容不可能な果実若しくは同様の物体から成るいわゆる不合格品を識別して転向する任意の機械化されたシステムを提供することが、さらに別の目的である。

本発明の他の目的及び利点は、以下の詳細な説明を読み図面を参照すれば明らかとなるであろう。図面を通して、同様の参照符号は同様の部分を示す。

りんご、柑橘類、核果等の摘み取り及び予備処理を改善する移動システムが、開示及び特許請求される。このシステムは、摘み取りステーション、気送管輸送サブシステム、任意選択的な物体走査サブシステム、任意選択的な不合格品転向サブシステム、任意選択的なラベリングサブシステム、及び不合格ではない物体を収納ビンに比較的丁寧に入れるサブシステムが取り付けられ得る移動シャシを備える。このシステムは、転向された物体を収納ビンに入れるサブシステムも含み得る。

本発明を具現する移動摘み取りシステムの、実施形態の前面及び側面を示す等角図である。 図１に示す移動摘み取りシステムの側面図である。

本発明を好ましい実施形態及び手順に関連して説明するが、この実施形態又は手順に本発明を限定する意図はないことを理解されたい。逆に、本発明の趣旨及び範囲内に含まれ得るものとして、全ての代替形態、変更形態、及び等価物を包含することが意図される。

図１及び図２を参照すると、りんご、柑橘類、核果等の摘み取り及び予備処理のための新規の移動収穫システム２０が示されている。適当に変更した形態のこのシステムを用いて、トマト、いちご、ぶどう、及び他の別個の作物を収穫することもできる。この説明のために、りんごの摘み取り及び取り扱いを例として説明する。図示されたシステムは、公知の設計の履帯駆動・操舵サブシステム２４が設けられ得るシャシ２２を備えている。公知の設計の内燃機関又は他のパワーサブシステム等の原動機（図示せず）を用いて、移動収穫システム２０の駆動・操舵サブシステム２４及び他の構成要素に動力供給することができる。

摘み取り作業者ステーション２６が、車両シャシ２２の前部に設けられている。これらの摘み取り作業者ステーション２６は、人間の摘み取り作業者によってりんご、柑橘類、核果、又は同様の物体が摘み取られるりんごの樹木又は他の樹木若しくは植物に近接した好都合な位置に摘み取り労働者を位置決めするために、公知の油圧又は他の機構によって鉛直方向に伸縮するか、水平方向に伸縮するか、回転するか、又は他の形で移動することができる。

参照により本明細書に援用される「核果及び同様の物体の輸送システム」と題する２００８年３月２５日付けで出願された、ヴィンセント Ｅ．ブライアン，Ｊｒ．らによる米国特許出願第１２／０５５，２０９号に記載されている種類の、可撓性又は半剛性の空気輸送管２７を、その遠位端が摘み取り作業者ステーション２６に取り付けられるように配置することができ、あるいは、摘み取り作業者の首又は胴部から吊り下げることができる。任意の公知の種類の吸入漏斗を、摘み取り作業者の胸部又は胴部の周りに吊り下げることができる。これらの構成により、摘み取り作業者が迅速に果実を検査し、所望の果実を摘み取り、且つ摘み取った果実を管内に落とすことが可能になる。したがって、摘み取り作業者の生産性が劇的に増すことで、摘み取り作業者の賃金が増し、果樹園の生産量、生産品質、及び生産速度が増すようになる。果樹園の利益を増加させることができる。

房ぶどう、トマト、いちご、又は他の食べ物のような非対称の物体又は物体群は、参照により本明細書に援用される「ぶどうの房のような非常に非対称な物体を気送管を介して輸送する装置及び方法」と題する２００８年７月３１日付で出願された、ヴィンセント Ｅ．ブライアン，Ｊｒ．らによる米国仮出願第６１／０８５，２７１号に開示されているように、柔軟な袋に入れることによって輸送することができる。

空気輸送管２７を通して輸送された果実又は果実が充填された袋は、大幅に減速されて、１つ又は複数の水浴又は他の減速装置２８内に回収される。そのような装置の１つが、いずれも参照により本明細書に援用される、「多区画減速器タンク」と題する２００９年１月２２日付けで出願された、ランディー アラードらによる米国仮出願第６１／１４６，４６８号と、「減速器タンク及び抽出コンベヤ」と題する２００９年１月２０日付けで出願された、ヴィンセント Ｅ．ブライアン，Ｊｒ．博士らによる米国仮出願第６１／１４５，８９９号とに開示及び特許請求されている。回収された果実は、続いて前述の米国仮出願第６１／１４５，８９９号に記載及び特許請求されているもののような抜き取りコンベヤ２９によって抜き取られる。

個々の果実は、公知の設計のクロスコンベヤ３０によって、高速デジタルカメラ３５をそれぞれが含む１つ又は複数の公知の設計の走査ステーション３２を通過して搬送することができる。果実が高速デジタルカメラ３５を通過するとき、高速デジタルカメラ３５が果実表面のあらゆる面の画像を見て記録するように果実を回転させることができる。適当なソフトウェアが、カメラ画像を解析し、虫食い穴、傷、しみ、又は他の規格外のような欠陥を検出することができる。続いてソフトウェアは、規格外果実にフラグを付ける。後続すなわち下流の転向ステーション３７において、不合格品と呼ばれる規格外果実は、既知の転向機構によって、不合格品保持ビン４０の上又は中に位置付けられているホッパ３９の方に転向される。公知の転向機構は、能動除去装置、機械スイッチ若しくはアーム、又は他の機構を備えることができる。クロスコンベヤ３０に隣接して選別要員を配置することによって、手作業での不合格品の識別及び転向を採用することもできる。

不合格品をソース、ジュース、及び他の加工製品に用いることができるように、機械によって引き起こされる不合格果実の損傷を最小限に抑えるべきである。このために、不合格物体は、参照により本明細書に援用される「りんご及び同様の物体を取り扱うホッパ及びビンシステム」と題する２００９年１月２３日付けで出願された、ランディー アラードによる米国仮出願第６１／１４６，７７５号に記載及び特許請求されている種類のホッパ及びビンシステムによって取り扱うことができる。概して、不合格果実はホッパ３９内に回収され、ホッパ３９は、その下にある不合格品保持ビン４０内に果実を丁寧に下ろすことができる。

状態のよい不合格ではないりんごは、任意選択的なラベリングシステム５５を通過して導くことができる。このラベリングシステム５５は、コンベヤ５０に沿って進むりんごの群、さらには個々のりんごさえも一意に識別することができる。このラベリングにより、果樹栽培者及び下流の取扱業者及び供給業者が、りんごの産地、摘み取られた時間及び場所、並びに他の有用且つ有益な情報を知ることが可能になる。

状態のよい不合格ではないりんごは、クロスコンベヤ３０から１つ又は複数のダウンローダコンベヤ６０に送られる。これらのダウンローダコンベヤ６０は、果実又は物体を収納ビン８０に丁寧に送る。これらのダウンローダコンベヤは、参照により本明細書に援用される「りんご及び同様の物体のダウンローダコンベヤ」と題する２００９年２月１１日付けで出願された、ランディー アラードらによる米国仮特許出願第６１／１５１，７４６号に記載及び特許請求されている。

果樹園における通常の収穫手順では、収納ビンを樹列間に予め配置しておく。これらのビンは、比較的大きく重いため、収穫の開始前にフォークリフトトラック、フォークリフトを備えるトラクタ又は同様の公知の機器によって通常は配置されることになる。ビンは、充填されると４０８ｋｇ（９００ポンド）以上の収穫果実を保持することができる。

図１及び図２に示唆されるように、車両シャシ２２のサイドレール９０は、水平方向に十分に離れて設置され、上側プラットフォーム１００は、標準寸法のりんご収納ビンを収容するのに十分なほど高く設置されるため、車両２０は、ビンに接近し、ビンを取り上げ、ビンを跨ぎ、不合格品システムからりんごを受け取るために、車両シャシに対して所定の場所に不合格品保持ビン４０を位置決めして保持することができる。代替的に、移動収穫システムは、跨いだビンを移動収穫システムの後部に移動させて、収納ビン８０が充填されるまでダウンローダコンベヤの下方でダウンローダコンベヤからりんごの流れを受け取る位置にビンを位置付けることができる。続いて車両２０は、充填されたビンを前進移動している車両２０の後方に解放するか又は降ろす。

不合格品保持ビン４０及び収納ビン８０の外観及び物理的態様が同一であることを理解されたい。３つ、４つ、又はそれ以上の数の連続した収納ビン８０に、状態のよい、すなわち不合格ではないりんごが充填され得る。しかしながら、不合格品回収ビンとして用いられることになる不合格品保持ビン４０が充填されると、これは、ビントラック８５上の隣接する空の収納ビン８０間の位置まで下げられ、続いてその不合格品が充填された不合格品保持ビン４０が移動収穫システム２０の後方に降ろされる。このように、全ての不合格りんごが単一の不合格品保持ビン４０内に回収される。不合格品保持ビン４０が移動収穫システムの後方に降ろされると、不合格品保持ビン４０をフォークリフトトラック又は他の機構によって取り上げて、不合格りんごを有益に利用できるりんごソース製造業者のような企業に配達することができる。

本発明による車両２０の中及び上でのこれらのビンの取り扱い活動を効率的且つ安価に行うために、前方に延びるピックアップフォーク１１２上に１組のチェーンコンベヤ１１０が設けられている。これらのビン移動チェーン１１０は、不合格品保持ビン４０及び収納ビン８０の底部に係合し、サイドレール９０及び上側プラットフォーム１００によって形成された車両トンネル空間にビンを引き込む。車両シャシに取り付けられたチェーンコンベヤ１１４が、ビンをピックアップフォーク１１２から第１のアップロード位置に引き込み、第１のアップロード位置において、選択されたビンを、チェーンコンベヤ１１４から図１及び図２の不合格品保持ビン４０によって示唆されているような不合格品回収位置に持ち上げることができる。これを行うために、第１のビンホイスト機構１１５を、サイドレール９０に設けることができる。

不合格品回収位置に位置決めされる必要のないビンは、チェーンコンベヤ１１４によって後方に運ばれてダウンローダコンベヤ６０の下方に位置付けられる。空の収納ビン８０は、第２のホイスト手段１１７によって比較的高い位置まで上方に引き上げることができるため、ダウンローダコンベヤ６０におけるりんご又は他の物体が収納ビン８０内に自由に落下するのではなく、上述のようにビン内に丁寧に置かれるようになる。収納ビン８０の水平移動が、ホイスト機構１１７にある適当な機器によって、又はその下にあるビントラック８５によって行われ得るため、概ね完全に連続して水平方向に配置されたりんご又は他の物体の層が、収納ビン８０内に丁寧に置かれる。

充填された不合格品保持ビン４０又は収納ビン８０が移動収穫システムの後部に達すると、後フォーク１２０上のチェーンドライブ１１８が、充填されたビンを地面に静かに降ろす。充填されたビンは、上述のようなフォークリフトトラック又は他の装置によって回収されるまで荷降ろし位置に留まる。

本発明は、所望に応じて空気輸送管２５、クロスコンベヤ３２、ダウンローダコンベヤ５０、落下管６０、及び他の機構を、車両シャシ２２から取り外すことができることを意図する。車両２０をあらゆる種類の果樹園事業で年間を通して用いることができるように、噴霧機器、剪定機器、及び他の公知の装置を車両シャシ２２に一時的に取り付けることができる。

Claims (34)

1. 移動シャシと、
   該移動シャシに取り付けられ、摘み取られた物体を輸送する気送管輸送手段と
   を組み合わせて備える移動摘み取りシステム。
2. 前記気送管輸送手段から物体を受け取る物体減速器手段をさらに備える、請求項１に記載の移動摘み取りシステム。
3. 前記物体減速器手段からの物体を所定の進行経路に沿って輸送する第１のコンベヤ手段をさらに備える、請求項２に記載の移動摘み取りシステム。
4. 前記第１のコンベヤ手段によって輸送される物体の表面を走査する走査手段をさらに含む、請求項３に記載の移動摘み取りシステム。
5. 各物体の実質的に全ての表面を走査する手段をさらに含む、請求項４に記載の移動摘み取りシステム。
6. 選択された物体を前記所定の進行経路から転向させる転向手段をさらに含む、請求項３に記載の移動摘み取りシステム。
7. 転向された物体を受け取るホッパをさらに含む、請求項６に記載の移動摘み取りシステム。
8. 前記第１のコンベヤ手段から物体を受け取り、該受け取った物体を所定の送達点へ輸送する第２のダウンローダコンベヤをさらに備える、請求項３に記載の移動摘み取りシステム。
9. 複数のダウンローダコンベヤを含む、請求項８に記載の移動摘み取りシステム。
10. 前記ホッパは、該ホッパから収納ビンへ物体を送る機構を含む、請求項７に記載の移動摘み取りシステム。
11. ビンに係合して該ビンを前記移動シャシに対して再位置決めするビン取り扱い手段を含む、請求項１に記載の移動摘み取りシステム。
12. 前記ビン取り扱い手段は、ホッパに対して所定の場所に前記ビンを位置決めする手段を含む、請求項１１に記載の移動摘み取りシステム。
13. 前記ビン取り扱い手段は、少なくとも１つのダウンローダコンベヤに対して所定の場所に前記ビンを位置決めする手段を含む、請求項１１に記載の移動摘み取りシステム。
14. 前記移動シャシは、シャシサイドレール間かつシャシプラットフォームの下方に物体収納ビンを収容するようなサイズ及び形状である、請求項１に記載の移動摘み取りシステム。
15. 前記移動シャシは、物体の摘み取り、輸送、減速、搬送、走査、及び送達を補助する１つ又は複数のサブシステムを少なくとも一時的に取り付けるようになっている、請求項１に記載の移動摘み取りシステム。
16. 移動シャシと、
    ビンに係合して該ビンを前記移動シャシに対して再位置決めするビン取り扱い手段と
    を組み合わせて備える移動摘み取りシステム。
17. 前記移動シャシは高架プラットフォームを含み、前記ビン取り扱い手段は、前記シャシプラットフォームの少なくとも部分的に下に前記ビンを位置決めして保持する手段を含む、請求項１６に記載の移動摘み取りシステム。
18. 物体搬送サブシステムと、
    選択された物体を前記物体搬送サブシステムから転向させる転向手段と
    を組み合わせて備える摘み取りシステム。
19. 互いに水平方向に離隔している複数の鉛直向きのサイドレールと、
    下にある地面から離隔した位置で前記サイドレールに取り付けられたプラットフォームと
    を備える移動摘み取りシステム又は同様のもの。
20. 前記サイドレールは、互いに水平方向に離隔しており、前記プラットフォームは、該プラットフォームが所定の寸法のビンを跨ぐことを可能にするほど十分にその下の機構又は地面から離隔している、請求項１９に記載の移動摘み取りシステム。
21. ビンに係合して前記プラットフォームに対する前記ビンの位置を調整する手段をさらに含む、請求項１９に記載の移動摘み取りシステム。
22. 前記ビンに係合して前記サイドレール間かつ前記プラットフォームの下方の所定の位置に前記ビンを位置付ける手段をさらに含む、請求項１９に記載の移動摘み取りシステム。
23. 前記ビンを係合から解放して該ビンをその下の地面に載せることを可能にする手段をさらに含む、請求項１９に記載の移動摘み取りシステム。
24. 移動車両のビン取り扱いシステムであって、
    ビンの係合・取り上げ手段と、
    車両側部及び車両プラットフォームによって画定された前記移動車両内の空間を通してビンを移動させるビン輸送手段と、
    ビンの係脱・荷降ろし手段と
    を組み合わせて備える移動車両のビン取り扱いシステム。
25. 前記ビンの係合・取り上げ手段は、
    前記移動車両上に配置されて前記ビンに係合して該ビンを支持するフォーク要素と、
    該フォーク要素上に少なくとも部分的に配置されて前記ビンに係合して該ビンを輸送するチェーンコンベヤ手段と
    を備える、請求項２４に記載のビン取り扱いシステム。
26. 前記ビン輸送手段は、前記移動車両によって画定された空間を通して前記ビンを移動させるチェーンコンベヤ手段を備える、請求項２４に記載のビン取り扱いシステム。
27. 前記ビン輸送手段は、
    前記ビンに係合して該ビンを支持する荷降ろしフォーク要素と、
    該荷降ろしフォーク要素上に少なくとも部分的に配置されて前記ビンをビン係脱点へ輸送するチェーンコンベヤ手段と
    を備える、請求項２４に記載のビン取り扱いシステム。
28. 前記ビンを前記ビン輸送手段から、前記ビン内に投入すべき物体を受け取る所定の位置まで移動させる第１のビンホイスト手段をさらに含む、請求項２４に記載のビン取り扱いシステム。
29. 所定の鉛直方向範囲のダウンローダコンベヤによって、前記ビンを前記ビン輸送手段から、前記ビン内に丁寧に投入すべき物体を受け取る所定の位置まで上方に移動させる第２のビンホイスト手段をさらに含む、請求項２４に記載のビン取り扱いシステム。
30. 移動車両の中及び上でビンを取り扱う方法であって、
    前記ビンに係合するステップと、
    前記移動車両の中及び上に画定されたトンネル状空間に前記ビンを引き込んで通すステップと、
    その後、前記移動車両の後方の荷降ろし点で前記ビンを係脱させるステップと
    を含む方法。
31. 前記ビン内に投入すべき物体を受け取る第１の所定の場所に前記ビンを引き上げるステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
32. 前記ビン内に投入すべき物体を受け取る第２の所定の場所に前記ビンを位置付けるステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
33. ダウンローダコンベヤから前記ビンへの物体の丁寧な投入を容易にするように、前記ダウンローダコンベヤに近接した位置へ前記ビンを鉛直方向に移動させるステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
34. 前記ビン全体で実質的に水平な配列での前記ダウンローダコンベヤからの物体の丁寧な投入を容易にするように、前記ビンを水平方向に移動させるステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。

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