JP3985197B2 - 果実及び野菜の成熟又は硬さを評価するための方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、その硬さ又は成熟を評価するべく果実及び野菜をテストするための方法と装置とに関する。
果実又は野菜（以下の記載及びクレームにおいては、便宜的に、単に果実と称する）の硬さ又は成熟の程度を知ることは、これによって、輸入業者や流通業者が、果実の貯蔵寿命を評価し、この点に関するスーパーマーケットやその他の小売業者の要請に答えることが可能になる為、相当な商業的重要性を有する要素である。収穫時において、たとえ同じ木又は植物からの果実であっても、その成熟度は異なり、この時点においてなされた評価はいずれも信頼度が低い。従って、同時に収穫された果実の複数の箱には、成熟度の異なる果実が含まれている。収穫後、果実は、成熟の進行を防止するべく、冷蔵状態で保存され輸送される。小売業者への供給の前に、輸入業者又は流通業者は、その低温貯蔵部から果実を取り出し、それを熟させるために温環境に晒す。輸入業者又は流通業者が、その果実を小売業者に対して必要な貯蔵寿命で供給するべく果実の成熟を評価又は測定することが出来ることが重要であるのはこの時点である。
その成熟を調べるためにアボガド梨等の果実をテストする現在の一つの方法は、ペネトロメータを使用する方法である。これは、果実に差込まれるピン又はスパイクと、このスパイクを果実に押し込むのに必要な力、従って、その成熟度を検出する力メータとを有するハンドヘルド式計器である。アボガド梨の成熟度をテストするために業界によって考案された別の計器は、硬度計（ｆｉｒｍｏｍｅｔｅｒ）である。この計器は、果実の外面に対して一定の力をあてるためのレバーを利用し、その結果生じるレバーの撓みを測定して、成熟度を表わす表示数を提供する。ＵＳ−Ａ−５，３１５，８７９は、果実及びその他の物体の硬さの測定に使用可能で、硬度計に類似の原理によって作動する測定装置を記載している。前記ペネトロメータと硬度計タイプの計器は、共に、テストされる果実を傷つけたりいためたりする欠点を有し、その結果、特に、前記ペネトロメータの場合、テストされた果実は販売不能となってしまう。従って、これらは、選択ベースでのテスト用として使用され、個々の果実の、貯蔵寿命のテスト、独立的評価、及びそれに従った処理および／又は包装を可能にするものではない。
ＥＰ−Ａ−０ ２６７ ７３７は、個々の成熟度を測定するべくすべての果実をバッチ式にテストするための装置を記載している。これは、電極を有し、発泡材から成る弾性ブロックに取り付けられた金属プレートに接着剤によって固定された重合性圧電フィルムを有する変換器を使用している。テストされる果実は、前記変換器に衝突され、変換器は、前記フィルムから電気出力を発生する。前記金属プレートとしては、果実の質量と比較して小さい質量を有し、かつ、衝撃下において非共振性の金属から成るものが選択される。前記発泡支持体は、前記フィルム、プレート、及び果実が、衝撃中において接触状態で移動するものとされる。この構成の結果、前記フィルムからの出力信号は、前記衝撃に依る果実の共振を表わし、これを、果実の硬さ又は成熟度の測定値として使用することができる。
ＷＯ９４／２９７１５は、果実に対して動的力を加え、その果実の機械的反動を、変位可能な支持部材上に支持された圧電フィルム変換器によって検出することによって果実の品質をテストするための方法と装置とを記載している。従って、それが果実の機械的反動を測定する限りにおいて、それはＥＰ−Ａ−０ ２６７ ７２７に類似している。
ＥＰ−Ａ−０ ３５１ ４３０とＵＳ−Ａ−４ ５４２ ６３９は、共に、層間剥離やｄｅｓｐｏｎｄｓ等の、ラミネート又はハニカム構造等のエンジニアリング構造物のインパクトテストに関する。ＥＰ−Ａ−０ ３５１ ４３０の構成において、測定されるべき材料に対して非破壊的衝撃を加えるハンマにセンサが取り付けられ、前記材料を前記ハンマによって打ち付けることによって発生する信号を、前記材料に対するハンマの接触時間を示すために使用している。前記ハンマに対して与えられる衝撃駆動力は、ハンマが測定される材料に接触するやいなや前記センサからの信号を利用して除去される。ＵＳ−Ａ−４ ５４２ ６３９は、構造体が力変換器に組み合わされたインパクタによって打ち付けられる構造体の衝撃テストを記載し、前記変換器の出力は、該変換器が衝撃時に受ける力に対応し、かつ、その力がかなりの程度含む最低周波数を含む周波数範囲を包含している。前記インパクタは、電磁式構造によって駆動可能である。その最大振幅が、その構造体に欠陥があるか無いかを示す。
ＵＳ−Ａ−４ ２１７ ６１４は、ラベルはり作業においてベローズを拡張、収縮させるために圧力／真空作動されるベローズとしてのアプリケータ装置を利用した、物体に対して感圧性ラベルを自動的にはるための装置を記載している。
本発明の課題は、その成熟度を評価又は測定するべく果実をテストするための方法と装置であって、従来から知られている計器よりも一貫性と信頼性の高い測定値を発生することができ、しかも、そのような測定値を、テストされる果実に対する許容できないダメージ無しに発生する装置と方法を提供することにある。
その一態様において、本発明は、その成熟度を評価するべく果実をテストする方法であって、インパクタに対してこのインパクタが前記果実をたたくように駆動力を供給する工程と、その反動を前記インパクタに内蔵された力変換器によって検出する工程と、果実をたたく前記インパクタによって発生された反動力を表わす電気出力信号を生成する工程と、前記出力信号を処理して前記果実の成熟度を表わす測定値を生成する工程とを有する方法において、前記駆動力の供給を、前記インパクタが果実を打つ前に終了して、前記インパクタが前記果実を軽打としての衝撃でたたき、前記変換器が、前記果実を打つ前記インパクタによって発生された反動力に応答してパルス状の電気出力信号を生成することを特徴とする。
別の態様において、本発明は、その成熟度を評価するべく果実をテストするための装置であって、インパクタが果実をたたく時に、その衝撃によって発生する反動力を表わす電気出力信号を発生する力変換器を備えた少なくとも一つのインパクタと、前記インパクタに対して駆動力を供給し、かつ、前記インパクタを果実に向けて付勢するべく作動可能な駆動手段と、前記出力信号を処理して前記果実の成熟度を表わす信号を生成するための手段とを備えたものにおいて、前記駆動手段は、前記インパクタが果実を打つ前に、前記駆動力の供給を終了するように作動され、これによって、前記インパクタが前記果実を軽打としての衝撃でたたき、前記変換器がパルス状の出力信号を発生し、この出力信号が、前記衝撃によって前記変換器が受ける反動力線形関係になっていることを特徴とする。
前記果実が受ける前記軽打の力の大きさは、果実の皮がその打撃の大半を吸収してしまうほど小さなものではなく、かつ、果実に対してダメージを与えるほど強いものであってはならないものとされる。
本発明の一好適実施例によれば、前記インパクタは、このインパクタを果実アイテムに対して接近及び離間移動させるように構成されたプランジャ手段に設けられる。好ましくは、前記プランジャ手段は、それに対する圧縮空気の注入によって伸び、真空引きによって引っ込むベローズである。この実施例において、前記プランジャ手段が、その状態が評価されるべき果実に対する近接移動を停止した時に、前記インパクタがそれ自身の推進力によって、更に移動を続けて前記果実の表面に衝突するように、前記インパクタが、前記プランジャ手段に対して相対移動可能である。前記プランジャ手段の速度と、前記インパクタの移動距離とを調節することによって、インパクタが果実の表面に衝突する力は、上述したように、所望の大きさのものとなる。
アボガド梨等の果実が前記インパクタによって軽打された時、この軽打から発生する反動力が、前記力変換器によって検出され、変換器は、前記反動力に対応する一つのパルスとしての電気出力信号を発生する。このパルスのピーク値と幅との両方は、前記果実の硬さ、従って、その成熟度に依存する。前記反動力のピーク値と、その結果発生する電気パルスは、果実の硬さが増加するにつれて増加し、前記パルス幅は、硬さの増加に従って減少する。前記電気パルスは、このパルスから、軽打された果実の成熟度を導出するべく、様々な方法によって処理可能である。それゆえ、成熟度の測定値は、ピーク力又は前記発生する電気出力パルスのピーク値に基づいたものとすることができる。そのような測定値が信頼性の高いものであるためには、軽打される果実に対して、果実への衝突の前の瞬間におけるインパクタの推進力が一定でなければならない。実際には、これは、果実が不規則な形状であることから、達成困難であるかもしれない。別の方法として、前記出力信号を、成熟度の表示値を生成するために、パルス幅に基づいて処理することができる。パルス幅は、果実に衝突するインパクタの推進力の弱い関数に過ぎず、従って、この段階で一定の推進力を維持することは、ピーク値に基づいて処理される場合と比較して、それほど重要ではない。しかしながら、パルス幅に基づく測定の場合、パルスにはしばしば「尾部」がある為に、パルスの幅を正確に定義することが困難であることにより問題が発生する可能性がある。
上述したような時間域測定に代えて、前記信号処理を、なんらかの周波数域処理によるものとすることができる。後者の一例として、前記出力信号は、前記出力パルスがかなりの程度に有する最低周波数を含む、所定の周波数範囲を包含する周波数スペクトルに電子的に分解され、その周波数スペクトル中の周波数成分は、前記反動力の関数として処理される。好ましくは、そのような処理工程は、対数スケールでの前記反動力の関数として前記周波数スペクトル中の周波数成分の変化を示すグラフ（ｘ軸沿いに周波数、ｙ軸沿いに力の対数値）を演算し、そのグラフよりも下で、たとえば、最大力成分とその最大値より２５ｄＢ下がった値の対数値に対応する一定力Ｆ１，Ｆ２の二本の線の間の所定の領域の面積に基づいて前記成熟度を測定する工程とを有する。特定の種の個々の果実の成熟に直接に関係する数値出力を提供するために、前記グラフの前記測定面積は、この例においては、一定力Ｆ１，Ｆ２の線と前記測定面積と同じ周波数範囲の限界との間に形成される矩形領域として選択可能な固定リファレンス面積の百分率として表わすことができる。前記周波数範囲の下端は、実質的にゼロ周波数であってよく、その上端は、２−５ｋＨｚの範囲であってよい。計算された面積は、前記スペクトルのゼロ周波数でのレベルから実質的に独立しており、従って、衝突時におけるインパクタの推進力の非常に弱い関数にすぎない。
別の形態の周波数域処理は、線形スケール上に周波数に対する力のグラフを電子的にプロットし、単純に、力を周波数に対して積分し、これによって、前記曲線の下の面積を求める方法である。これは、前に記述した周波数域処理によって必要とされる所定の下降点を定義する必要性を回避するものである。前記グラフの曲線下の面積は、硬さの増加に従って増加する。しかしながら、この処理方法では、前記曲線下の面積が推進力に比例するので、インパクタの推進力を、非常に正確に制御しなければならず、従って、実際には、この方法はあまり魅力的ではないかもしれない。
上述した推進力依存測定に対するインパクタの衝突時の推進力の影響を軽減する一つの方法は、推進力Ｈを測定し、その結果を正規化して、ピーク力／Ｈによって与えられる新しい測定パラメータを得る方法であり、ここで、推進力Ｈは、下記の式によって与えられ、
Ｈ＝∫Ｐ（ｔ）ｄｔ
ここで、Ｐ（ｔ）は、時間の関数としての力である。このパラメータは、許容可能な結果を提供するものではあるが、ピーク値は必ずしも良好に定義されないかもしれない。前記力−時間関数を表わす前記電気出力パルスのすべての点を利用する別の方法は、前記パルスＳの平方積の積分を計算するものであり、これは次の式、
Ｓ＝∫［Ｐ（ｔ）］²ｄｔ
によって与えられる。
従って、上記式を正規化することによって、その結果得られるパラメータＳ／Ｈは、果実の硬さのより信頼性の高い測定値を提供するものとなる。
上述した周波数域処理の力−周波数曲線の下の面積は、更に、推進力Ｈによって割り算されることによっても正規化できるが、但し、この場合、より簡単な正規化は、力−時間を力−周波数に変換するのに利用されるフーリエ解析によって得られる前記スペクトルのＤＣ（ゼロ周波数）レベルであるＸ（０）によって割り算する方法である。
信号処理の好適な方法は、上述したように、前記ピーク力／Ｈ又は前記Ｓ／Ｈパラメータのいずれかを利用する方法である。これは、フーリエ変換を必要としない利点を有し、周波数域技術よりも迅速に実行することができる。これは、又、デジタルエレクトロニクスではなく、アナログエレクトロニクスによって実施することができ、これによって信号処理周波数を大幅に低コスト化することができる。
測定値が、果実の成熟を直接的に表わす数値出力として提供されるために、それぞれの種類の果実と、その個々の栽培品種とに対して、測定値を、既知の成熟データに対して較正する必要があるであろう。
本発明によれば、成熟度テストを、果実上のどの位置においても行うことが可能であり、果実に対して与えられる軽打は、手作業にによって与えられるものであっても、機械的に与えられるものであってもよい。個々の果実を軽打し、これによってその果実の成熟度を調べるための機械操作式インパクタを備えた自動化システムにおいて、その結果得られた成熟度を表わす信号を、たとえば、この成熟度信号によって示される、果実のその成熟度、即ち、貯蔵寿命に応じて、果実を異なる収集ステーションに送るゲート機構を制御するのに利用することができる。
本発明がより容易に理解されるべく、以下、添付の図面について説明するが、これら図面において、
図１は、本発明の一実施例の略側面図、
図２は、図１のインパクタ装置の、それが、このインパクタ装置の下方のコンベアに沿って進行する果実にとからみあう時（図示の簡略化のために、この図において、装置の枢支位置は水平方向に移動するが、実際においては、装置の枢支点は固定であり、果実がこの装置を通過移動する）の動作シーケンスを図示する略側面図、
図３は、インパクタのための電気駆動パルスと、硬さの異なる果実を軽打することによって生じる出力パルスとの形状を示す電圧／時間グラフ、
図４は、本発明での使用に適した信号処理回路のブロック回路図、
図５は、本発明の別実施例の模式的一部断面図、
図６は、図５の実施例のインパクタの拡大断面図、
図６Ａは、図６のインパクタの破断図、そして
図７は、図５及び６のインパクタ装置を実施した装置の、果実コンベアを横切る方向での一部断面である。
図１に図示された装置は、アボガド梨等の果実を、仕分け場において、個々のカップに仕分けられるのに使用される所謂「シンギュレータ（ｓｉｎｇｕｌａｔｏｒ）」に沿って搬送しながらその果実を軽打テストするように構成され、果実は、前記カップから、前記テストによって感知された成熟度に応じて異なるホッパに保管される。前記装置は、インパクタアーム１を有し、これは、その一端部２のところで、このアームの下方で複数個の果実を一度に搬送するように配置された前記シンギュレータ又はコンベア（図示せず）の上方を揺動する。その外側端部において、前記アームは、インパクタ装置３を取り付けている。後者は、その一端部がソレノイドケーシングから突出し、前記アームの下方を通過する果実を軽打するべく配置されたインパクタとして作用するアーマチュア５を備えるソレノイド４から構成されている。前記アーマチュア５は、前記ソレノイドに与えられる電気駆動パルスに応答して果実を軽打するべく前進するとともに、その退避位置に戻るようにバネ付勢されている。前記アーマチュアは、果実に対して軽打が加えられることによって、前記アーマチュアに対して作用する反動力に応答して電気出力パルスを発生する圧電結晶である力変換器を内蔵している。前記ソレノイド４は、前記インパクタの下方を移動して、マイクロスイッチの下方突出アクチュエータアームにからみあう果実によるマイクロスイッチ６の起動に応答して、軽打を加えるべくトリガされる。
前記ソレノイド４と枢支点２との間において、前記アーム１は、このアームが、下方で移動しインパクタによって軽打される前に前記アームにからむ果実の上にスムースに乗ることを可能にするべく複数のローラ８を取り付けている。果実は、別のローラ９によって、アームの外側端部によるダメージから保護されている。前記アームの上下で、その枢支点の近傍には、このアームの揺動を規制し、それが、過度に下方に下降して、前記コンベアにからんだり、あるいは、高く持ち上げられ過ぎたりすることを防止するための、適当な係止部１０，１１が配設されている。
前記コンベアは、公知の構造のものであるが、好ましくは、前記アボガド梨又はその他の果実を、この果実の最も広い又は丸く膨らんだ部分がインパクタの下方に来るようにインパクタの下方に位置決めするものである。果実は、回転移動しながらコンベアに沿って進行させてもよいし、あるいは、その軸心回りで静止状態にしてもよい。図２も参照すると、それぞれの果実１２がインパクタアーム１の下方を移動すると、それが前記アームにからみつき、これを押し上げ、これによってインパクタ３を果実を軽打する位置へと移動させる。果実とインパクタとが互いに所定の位置に位置決めされると、果実が前記アクチュエータアーム７にからむことによって前記マイクロスイッチ６を起動し、これによって前記ソレノイド４を駆動するべく電気駆動パルスが供給され、前記アーマチュア５が起動されて果実を軽打する。
前記ソレノイドの起動位置は、大きな果実１２の場合Ａであり、小さな果実１２’の場合にはＢであり、他方、その第１接触位置は大きな果実の場合Ｃであり、小さな果実の場合はＤである。これらの接触位置の相違は、前記ソレノイドをマイクロスイッチ６によって起動することによって調整される。軽打後、各果実は、アーム１の下方を移動し続け、その後、アームは果実から開放され（位置Ｅ）て、前記下方ストッパに接当する休止位置に戻って、コンベアライン上の次の果実とからみあう準備態勢となる。前記アームの外側端部の前記ローラ９によって、果実は、前記アームが解除された時にダメージから保護される。
図３のグラフに示されているように、前記ソレノイド駆動パルス１３は、方形パルスであり、ソレノイド４が果実の中にアーマチュアを打ち込むことがないように、軽打が果実に衝撃を与える前に既に終了している。果実をたたく前記ソレノイドアーマチュアによって与えられる軽打から発生する反動力は、前記力変換器によって検出されて、図３に図示するパルス１４，１５に類似の一つの電気出力パルスとして再生される。その結果得られる出力パルスのピーク値と幅は、果実の硬さ、従って、その成熟度に依存する。従って、前記パルス１４は、未成熟又は固いアボガドに対する軽打テストから発生するパルスを表わし、これに対して、パルス１５は、成熟した又は柔らかなアボガドに対する軽打テストから発生するものである。これらの出力パルスは、果実の成熟度を示す測定値を生成するべく、上述したいずれの方法によっても処理することができる。
図４は、上述した軽打装置に使用されて、果実の軽打時にこの装置によって発生される前記電気出力信号を処理する電子回路を図示している。前記インパクタ装置３の圧電変換器からの出力パルスは、リード線１６、増幅器１７及びトリガ装置１８を介して、アナログ・デジタル変換器１９に送られ、その後、バッファ記憶装置２０に送られる。前記トリガ装置１８は、前記マイクロスイッチ６の起動に応答して作動し、前記増幅器１７からの出力が前記パルスの全幅をカバーすることを保障する。必要な時、前記記憶装置２０からの出力が、コンピュータ２１に送られ、これは、前記記憶装置からのデジタル信号を、上述したいずれかの方法で処理して、果実の成熟度を表わす測定値を生成する。測定値が、果実の成熟を直接的に表わす数値出力として提供されるために、それぞれの種類の果実と、その個々の栽培品種とに対して、測定値を、既知の成熟データに対して較正する必要があるであろう。
次に図５及び６を参照すると、前記インパクタ装置２８の別の実施例は、プラスチック又は合成ゴム等の弾性材からなり、軽量構造のベローズ３０を有する。このようなベローズは、たとえば、米国特許公報４，２１７，１６４等に記載されている例のようにラベルはり機との関連において既に知られている。前記ベローズは、剛性の筒状支持体３２の突出環状フランジ３１上に取り付けられている。図５に示すように、前記ベローズを引っ込み状態に保持するためにこのベローズを真空引きし、又、適当な時に、ベローズを下方に伸ばすべくベローズに圧縮空気を供給するための手段（図示せず）が設けられている。
前記ベローズの自由端部３４の内面で、この自由端部３４のノーズ片３６の開口部３５の上側にインパクタ３３が取り付けられている。このインパクタ３３は、ベローズが伸縮する時にこのベローズと共に移動可能である。インパクタからの信号のために、インパクタは増幅器３８とワイヤ３７によって電気接続されている。
前記インパクタ３３は、図６により詳細に図示されている。このインパクタは筒状ハウジング４０内に取り付けられており、この筒状ハウジングは、その一端部に外向きフランジ４１を備え、このフランジがこのインパクタをベローズ３０の前記自由端部３４の内面に取り付ける。前記ハウジングの、内側環状ショルダ又は接当部４３を形成する反対側の端部にはキャップ４２が設けられている。
前記インパクタ、それ自身は、ハウジング４０内に摺動自在に配設された内側ハウジング４４を有する。前記内側ハウジング４４の前記キャップ４２に近接する端部には、フランジ４５が設けられている。前記内側ハウジングの周囲には圧縮バネ４６が配置され、これは、その一端部が前記ショルダ４３上に支持され、その他端部は、前記フランジ４５に支持され、これによって内側ハウジングは上方（図６において）に付勢されている。前記内側ハウジングの上方移動は、この内側ハウジングの前記キャップ４２に対する接当によって規制されている。
前記内側ハウジング４４内には、この内側ハウジングの前記キャップ４２から離れた方の端部の近傍に圧電変換器５０を取り付けたソリッド・スラグ５２が固定されている。このスラグの端部５３は、テストされる果実をたたくべく、前記内側ハウジングの端部５１から突出するとともに、部分球形状に形成されている。前記変換器５０は、前記スラグと接触状態に取り付けられ、前記信号ワイヤ３７は、変換器の両側へアクセスし、前記キャップの開口部５５と、前記内側ハウジングとスラグとの通路５６，５７（図６Ａも参照）とを介してそれに対する前記ワイヤ３７の接続を許すキャビティ５４へと導かれている。
稼働時において、果実又は野菜のアイテムがコンベアによって連続的に前記ベローズを通過しながら搬送される。一つの果実アイテムが前記ベローズの下方に来ると、前述した米国特許公報４，２１７，１６４に記載されているような、ラベルはりに使用される制御手段に類似のものとすることができる制御手段に応答して前記ベローズの伸張が行われる。ベローズは、ノーズ片３６の自由端部が果実又は野菜アイテムに接触するまで伸びる。その瞬間、ベローズの更なる伸張が停止される。しかしながら、この伸張するベローズと共に移動する前記インパクタ３３は、前記スラグ５２が果実又野菜アイテムをたたくまで移動を続ける。前記スラグ５２に作用する反動力によって、前記圧電変換器５０が前記スラグと接触して信号を発生し、これを、次に、図４との関係において記載したのと同じ方法で処理することができる。
図７において、前記インパクタ装置２８は、成熟度テスト機に取り付けられ、この装置の下方を通過する果実６０の上方に配置されている。後者は、前記果実６０がその上で搬送されるコンベア５９の上方に配設されたフレーム構造体５８に取り付けられている。
前記インパクタ装置のベローズのための前記筒状支持体３２は、前記装置の上方の前記フレーム構造体５８に取り付けられたチャンバ６１と連通している。このチャンバ６１は、一方において、流入導管６４によって空気圧源に接続された圧縮空気チャンバ６３に接続されている。その他端部において、前記チャンバ６１は、ポート６５を介して、流出導管６７によって真空源に接続された真空チャンバ６６に接続されている。前記両ポート６２，６５は、電気ソレノイド７１と戻りバネ７２とによって往復移動されるスライドバルブロッド７０に取り付けられたバルブ部材６８，６９によって制御される。前記バネ７２は、前記バルブ部材６８，６９を、前記空気流入ポート６２が閉じる位置に付勢し、そして前記真空ポート６５が開放されて、前記支持筒３２が真空引きされ、前記ベローズ３０が引っ込み休止位置に保持される位置へと付勢している。前記ソレノイド７１の起動によって、前記バルブ制御ロッド７０が、前記バネ７２の作用に抗して摺動して、前記空気流入ポート６２を開放するとともに、前記真空ポート６５を閉鎖し、これによって、前記ベローズを瞬間的に伸びて、前記ノーズ４６を前記インパクタ装置の下方に搬送されている果実６０に接触させ、前記インパクタが果実をたたき、前記変換器５０から出力信号が発生される。前記ソレノイド７１は、それぞれの果実６０がその下方で進行される時に前記インパクタ装置を起動するべくどのような従来式の方法によっても制御することができる。前記ソレノイドは、前記バルブ部材６８を短時間だけ開放し、前記ベローズとインパクタとの果実に向かう移動を開始するための駆動力を発生するのに十分な時間、ベローズに対して空気圧を供給するべくトリガされ、前記ベローズのノーズ片３６が果実に接触してこれに接当して停止する時に、前記インパクタがそれ自身の推進力で果実を打撃するように構成されている。その直後、ベローズは、前記真空ポート６５と真空流出導管６７とを介したベローズからの空気の排出によって引っ込められ、インパクタ装置をその休止位置へと戻す。
各果実に対して成熟度測定を最適化するために、２機以上のインパクタ装置２８を、前記コンベア５９の横断方向に一列に並列配置し、各果実を同時に軽打して、前記コンベアの移動方向を横切る方向に配置された果実の軸心に沿った複数の位置のそれぞれに対して出力信号を発生するように構成することができる。前記コンベア５９は、各果実が該コンベアによって進行される時にそれぞれの果実を回転させるように構成することができ、複数のインパクタ装置２８も、前記コンベアに沿って連続して、又は連続する列状に配設して、各果実を連続的に軽打して、その果実の周囲の複数の位置のそれぞれに対して出力信号を発生するように構成してもよい。
以上、特定の実施例について記載したが、添付の請求項によって定義される本発明の範囲から逸脱することなく、様々な改変を行うことが可能であると理解される。たとえば、前記信号処理は、前記圧電変換器からのアナログ出力信号がコンピュータによる処理のためにデジタル信号に変換されることを必要としないものとすることも可能であり、その場合、前記アナログ／デジタル変換器１９を回路から省略することができる。更に、前記インパクタアーム１上のローラ８，９は、ＰＴＦＥ等の低摩擦材の帯材によって置き換えることができる。

Claims (22)

1. その成熟度を評価するべく果実をテストする方法であって、インパクタ（５，３３）に対してこのインパクタが前記果実をたたくように駆動力を供給する工程と、その反動を前記インパクタに内蔵された力変換器（５０）によって検出する工程と、果実をたたく前記インパクタによって発生された反動力を表わす電気出力信号を生成する工程と、前記出力信号を処理して前記果実の成熟度を表わす測定値を生成する工程とを有する方法において、
   前記駆動力の供給を、前記インパクタ（５，３３）が果実をたたく前に終了して、前記インパクタが前記果実を軽打としての衝撃でたたき、前記変換器（５０）が、前記果実を打つ前記インパクタによって発生された反動力に応答してパルス状の電気出力信号を生成することを特徴とする方法。
2. 前記出力信号の処理は、前記反動力のピーク値を測定することを含む請求項１の方法。
3. 前記出力信号の処理は、前記出力信号を特定の周波数範囲を包含する周波数スペクトルに分解し、前記スペクトルの周波数成分を前記反動力の関数として処理することを含む請求項１の方法。
4. 対数スケールに基づく前記反動力の関数として前記周波数スペクトルの前記周波数成分の変動のグラフを演算する工程と、前記グラフの下方の特定の領域の面積に基づいて成熟度の前記測定値を生成する工程とを有する請求項３の方法。
5. 前記出力信号の処理は、力を周波数で積分して、力の線形スケール上で周波数に対する力のプロットを得ることを含む請求項３の方法。
6. 前記出力信号の処理は、等式
   Ｓ＝∫［Ｐ（ｔ）］²ｄｔ、ここで、Ｐ（ｔ）は、時間の関数としての力、
   によって与えられるパラメータＳを計算することを含む請求項１の方法
7. 前記成熟度測定に対する前記衝撃時の前記インパクタ（５，３３）の推進力の影響が、前記測定を正規化することによって軽減される請求項１〜６のいずれかの方法。
8. 前記正規化は、前記測定値を、式
   Ｈ＝∫Ｐ（ｔ）ｄｔ、ここでＰ（ｔ）は時間の関数としての力、
   によって与えられる衝撃時の前記インパクタ（５，３３）の推進力Ｈによって割り算することを含む請求項７の方法。
9. 前記力−周波数グラフの下方の前記面積に対して得られる前記値は、前記スペクトルのＤＣレベルによって割り算されることによって正規化される請求項４及び７の方法。
10. 前記果実は回転され、複数のインパクタ（５，３３）によってたたかれ、前記果実の周囲の複数の位置での出力信号が発生する請求項１〜９のいずれかの方法。
11. 果実の成熟度を評価するべく果実をテストするための装置であって、前記果実をたたいた時に、その衝撃によって発生される反動力を表わす電気出力信号を発生する力変換器（５０）を備えた少なくとも一つのインパクタ（５，３３）と、前記インパクタに対して駆動力を供給し、かつ、前記インパクタを果実に向けて付勢するべく作動可能な駆動手段（４，３０）と、前記出力信号を処理して前記果実の成熟度を表わす信号を生成するための手段（１６−２１）とを備えたものにおいて、
    前記駆動手段（４，３０）は、前記インパクタが果実をたたく前に、前記駆動力の供給を終了するように作動され、これによって、前記インパクタが前記果実を軽打としての衝撃でたたかれ、前記変換器（５０）がパルス状の出力信号を発生し、この出力信号が、前記衝撃を受けた前記変換器の反動力と線形関係になっていることを特徴とする装置。
12. 前記インパクタ（３３）は、このインパクタを前記果実に対して接近及び離間移動させるように構成されたプランジャ手段（３０）内に取り付けられている請求項１１の装置。
13. 前記プランジャ手段は、圧力気体の導入によって伸ばされると共に真空引きによって引っ込められるように構成されたベローズ（３０）である請求項１２の装置。
14. 前記インパクタ（３３）は前記プランジャ手段（３０）に対して移動可能に取り付けられ、これによって、前記プランジャが前記果実に向かう移動を停止した時に、前記インパクタは、それ自身の推進力で移動を続け、前記果実に衝突する請求項１２又は１３の装置。
15. 前記インパクタは、前記駆動手段として作用する電気ソレノイド（４）のアーマチュア（５）から成る請求項１１の装置。
16. 前記インパクタ（５）は、揺動アーム（１）の端部に取り付けられ、前記アームは、前記インパクタを前記果実をたたくべく位置決めするために、前記アームの下方を進行する果実とからみあう請求項１１又は１５の装置。
17. 前記アーム（１）は、前記アームの下方を進行する果実にからみあって、前記アームが果実上にスムースに乗ることを許容するように配置された複数のローラ、ＰＴＦＥストリップ又はその他の摩擦減少手段（８，９）を取り付けている請求項１６の装置。
18. 前記変換器は、圧電結晶（５０）である請求項１１〜１７のいずれかの装置。
19. 前記果実を前記インパクタ（５，３３）に対して相対移動させるためのコンベア手段（５９）を有する請求項１１〜１８のいずれかの装置。
20. 前記インパクタは、前記果実が前記コンベア手段によって前記インパクタに対して移動する時に、前記果実がマイクロスイッチ（６）に接触することによってトリガされる請求項１９の装置。
21. 前記果実の、前記コンベア手段の移動方向を横切る方向に位置する軸心に沿った複数の位置のそれぞれで、前記果実を軽打し、出力信号を発生させるように、前記コンベア手段（５９）を横切る方向に並置された少なくとも二つのインパクタ（５，３３）が備えられている請求項１９又は２０の装置。
22. 前記コンベア手段（５９）は、前記果実が該コンベア手段によってすれちがわされる時に、この果実を回転させるように構成され、前記果実を軽打し、この果実の回りの複数の位置のそれぞれで出力信号を発生させるべく、前記コンベア手段に沿って連続して複数のインパクタ（５，３３）が配設されている請求項１９、２０又は２１の装置。

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