CN108718710A - 一种果蔬采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种果蔬采摘装置，该装置包括装置主体，所述装置主体用于承载各部件；所述装置主体内设置有供电组件以及控制组件；行走组件，所述行走组件设置于所述装置主体下方，所述行走组件用于驱动所述装置主体行走以及用于控制所述装置主体的行走方向；果篮固定架，所述果篮固定架位于所述装置主体上部；所述果篮固定架上设置有多层果篮。本申请提供的装置，结构简单合理，制作成本低廉，安装使用方便。工作人员在室内即可操作该装置完成果蔬的采摘工作，通过设置的摄像头可以实现对果蔬成熟度的评估，从而可以及时将成熟果蔬进行采摘。同时该装置还具有自动化程度高、行走转弯灵活适用于地域广、采摘效率高等优点。

Description

一种果蔬采摘装置

技术领域

本发明涉及智能农业机械技术领域，特别是涉及一种果蔬采摘装置。

背景技术

在现有的技术中，蔬果采摘为了避免果实受损，大部分采用人力采摘，在蔬菜采摘时，菜农需要进入蔬菜地里，在炎热的夏季，蔬菜地里蚊虫较多，且人踩在蔬菜地里容易给蔬菜的生长环境造成威胁，水果生长在果树上的较多，在采摘水果的过程中，需要果农攀爬长梯，但是很多果树生长地表面凹凸不平，梯子很难摆放，且果农需要背着筐采摘，安全性极差。同时，采用现有技术中的设备不能够及时的发现成熟的果实，经常出现成熟的果实不能够及时采摘对果实的产量造成一定的影响。

发明内容

本发明提供了一种果蔬采摘装置。

本发明提供了如下方案：

一种果蔬采摘装置，包括：

装置主体，所述装置主体用于承载各部件；所述装置主体内设置有供电组件以及控制组件；

行走组件，所述行走组件设置于所述装置主体下方，所述行走组件用于驱动所述装置主体行走以及用于控制所述装置主体的行走方向；

果篮固定架，所述果篮固定架位于所述装置主体上部；所述果篮固定架上设置有多层果篮，所述果篮下部设置有缓冲气垫；

采摘组件固定架，所述采摘组件固定架位于所述果篮固定架上部并通过升降组件与所述装置主体相连，所述采摘组件固定架上设置有运转链条；

采摘组件，所述采摘组件与所述运转链条配合连接，所述运转链条用于实现所述采摘组件的左右移动；所述采摘组件包括采摘机械臂、拨叶臂以及摄像头；

其中，所述行走组件、升降组件、采摘组件分别与所述控制组件相连，所述控制组件包括无线信号传输组件；所述无线信号传输组件用于实现所述控制组件与控制室内的中控设备相连；所述控制设备用于接收所述中控设备发送的控制指令，以便控制所述行走组件、升降组件、采摘组件执行所述控制指令。

优选的：所述采摘机械臂连接有采摘器；所述采摘组件包括接果桶以及果蔬输送管路，所述接果桶用于接住所述采摘器采摘下的果蔬，所述果蔬输送管路用于将所述接果桶内的果蔬传输至所述果篮内；所述果蔬输送管路内设置有水果品质无损检测仪以及恒温保持组件。

优选的：所述采摘器为与所述采摘机械臂相连的旋转齿轮盘。

优选的：所述采摘器为与所述采摘机械臂相连的旋转器，所述旋转器连接有与待采摘蔬果形状适配的取果器，所述取果器包括外壳以及位于所述外壳内的可充气软垫；所述可充气软垫包括充气口，所述充气口用于与充气设备相连。

优选的：所述缓冲气垫连接有气压感应器以及充气组件，所述气压感应器用于获取所述缓冲气垫内的气压值，所述充气组件用于当获取到的气压值小于预置的气压值时为所述缓冲气垫充气。

优选的：所述摄像头上设置有强光感应器，所述摄像头用于获取待采摘果蔬照片；所述中控设备连接有显示器；所述控制器用于将获取的果蔬照片发送至中控设备；所述中控设备用于将所述果蔬照片发送至所述显示器，以便在所述显示器上显示所述果蔬照片供工作人员判断果蔬成熟情况。

优选的：所述行走组件包括位于所述装置主体下部的四组独立的麦克纳姆轮驱动机构，四组所述麦克纳姆轮驱动机构分别与所述控制组件相连。

优选的：所述麦克纳姆轮驱动机构包括轴承端盖、传动轴、伺服电机安装座、联轴器、伺服电机、麦克纳姆轮；所述麦克纳姆轮驱动机构通过所述伺服电机安装座与所述装置主体相连。

优选的：所述装置主体上设置有清障臂。

优选的：所述果篮上部设置有多个挂圈；所述采摘组件固定架下部设置有多个可旋转挂钩。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

通过本发明，可以实现一种果蔬采摘装置，在一种实现方式下，该装置可以包括装置主体，所述装置主体用于承载各部件；所述装置主体内设置有供电组件以及控制组件；行走组件，所述行走组件设置于所述装置主体下方，所述行走组件用于驱动所述装置主体行走以及用于控制所述装置主体的行走方向；果篮固定架，所述果篮固定架位于所述装置主体上部；所述果篮固定架上设置有多层果篮，所述果篮下部设置有缓冲气垫；采摘组件固定架，所述采摘组件固定架位于所述果篮固定架上部并通过升降组件与所述装置主体相连，所述采摘组件固定架上设置有运转链条；采摘组件，所述采摘组件与所述运转链条配合连接，所述运转链条用于实现所述采摘组件的左右移动；所述采摘组件包括采摘机械臂、拨叶臂以及摄像头；其中，所述行走组件、升降组件、采摘组件分别与所述控制组件相连，所述控制组件包括无线信号传输组件；所述无线信号传输组件用于实现所述控制组件与控制室内的中控设备相连；所述控制设备用于接收所述中控设备发送的控制指令，以便控制所述行走组件、升降组件、采摘组件执行所述控制指令。本申请提供的装置，结构简单合理，制作成本低廉，安装使用方便。工作人员在室内即可操作该装置完成果蔬的采摘工作，通过设置的摄像头可以实现对果蔬成熟度的评估，从而可以及时将成熟果蔬进行采摘。同时该装置还具有自动化程度高、行走转弯灵活适用于地域广、采摘效率高等优点。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种果蔬采摘装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的取果器的结构示意图。

图中：装置主体1、供电组件2、控制组件3、行走组件4、果篮固定架5、果篮6、缓冲气垫7、采摘组件固定架8、升降组件9、运转链条10、采摘组件11、采摘机械臂12、拨叶臂13、摄像头14、旋转齿轮盘15、果蔬输送管路16、水果品质无损检测仪17、恒温保持组件18、清障臂19、挂圈20、可旋转挂钩21、旋转器22、外壳23、可充气软垫24。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例

参见图1、图2，为本发明实施例提供的一种果蔬采摘装置，如图1所示，该装置包括装置主体1、图2，所述装置主体1用于承载各部件；所述装置主体1内设置有供电组件2以及控制组件3；

行走组件4，所述行走组件4设置于所述装置主体1下方，所述行走组件4用于驱动所述装置主体1行走以及用于控制所述装置主体1的行走方向；

果篮固定架5，所述果篮固定架5位于所述装置主体1上部；所述果篮固定架5上设置有多层果篮6，所述果篮6下部设置有缓冲气垫7；

采摘组件固定架8，所述采摘组件固定架8位于所述果篮固定架5上部并通过升降组件9与所述装置主体1相连，所述采摘组件固定架8上设置有运转链条10；

采摘组件11，所述采摘组件11与所述运转链条10配合连接，所述运转链条10用于实现所述采摘组件11的左右移动；所述采摘组件11包括采摘机械臂12、拨叶臂13以及摄像头14；

其中，所述行走组件4、升降组件9、采摘组件11分别与所述控制组件3相连，所述控制组件3包括无线信号传输组件；所述无线信号传输组件用于实现所述控制组件与控制室内的中控设备相连；所述控制设备用于接收所述中控设备发送的控制指令，以便控制所述行走组件4、升降组件9、采摘组件11执行所述控制指令。

进一步的，所述采摘机械臂连接有采摘器；所述采摘组件包括接果桶以及果蔬输送管路，所述接果桶用于接住所述采摘器采摘下的果蔬，所述果蔬输送管路用于将所述接果桶内的果蔬传输至所述果篮内；所述果蔬输送管路内设置有水果品质无损检测仪以及恒温保持组件。所述采摘器为与所述采摘机械臂相连的旋转齿轮盘。所述采摘器为与所述采摘机械臂相连的旋转器22，所述旋转器22连接有与待采摘蔬果形状适配的取果器，所述取果器包括外壳23以及位于所述外壳23内的可充气软垫24；所述可充气软垫包括充气口，所述充气口用于与充气设备相连。该取果器使用时，首先将外壳连同可充气软垫均置于待采摘蔬果外部，然后想可充气软垫内充气，使其可以对蔬果形成一定的握力后，启动旋转器将蔬果摘下。该方式适用于短柄蔬果采摘使用。

所述果蔬输送管路16内设置有水果品质无损检测仪17以及恒温保持组件18。所述缓冲气垫7连接有气压感应器以及充气组件，所述气压感应器用于获取所述缓冲气垫内的气压值，所述充气组件用于当获取到的气压值小于预置的气压值时为所述缓冲气垫充气。所述摄像头上设置有强光感应器，，所述摄像头用于获取待采摘果蔬照片；所述中控设备连接有显示器；所述控制器用于将获取的果蔬照片发送至中控设备；所述中控设备用于将所述果蔬照片发送至所述显示器，以便在所述显示器上显示所述果蔬照片供工作人员判断果蔬成熟情况。所述行走组件包括位于所述装置主体下部的四组独立的麦克纳姆轮驱动机构，四组所述麦克纳姆轮驱动机构分别与所述控制组件相连。所述麦克纳姆轮驱动机构包括轴承端盖、传动轴、伺服电机安装座、联轴器、伺服电机、麦克纳姆轮；所述麦克纳姆轮驱动机构通过所述伺服电机安装座与所述装置主体相连。所述装置主体1上设置有清障臂。所述果篮6上部设置有多个挂圈20；所述采摘组件固定架8下部设置有多个可旋转挂钩21。

本申请提供的装置，可以根据果蔬品种建立采摘标准，再由远程中控器控制果蔬采摘机器人作业，由摄像头获取采摘机器人周边信息。采摘过程有以下两种操作：

一、采摘组件能够设别目标物(辨认出果蔬)，随后采摘组件根据采摘标准判断果蔬是否已经达到符合采摘的标准。判断符合标准的果蔬在远程人工控制***上显示，标注。再由人眼判断采摘组件的判断是否正确，在一定时间内操作者不做更改则表示机器人判断正确，反之操作者做出更改指示，则机器人将被更改的果蔬定位，标注为未成熟果蔬，甚至可由人眼区分成熟度，做出几天内成熟指示，方便下次采摘。假使符合采摘标准，则有两种切割方式:由***自动设别果柄，进而切割，一般是果柄不被叶片挡住，且果柄颜色与水果颜色相差较大；②***找到水果但无法设别果柄，***做出提示，再由人眼找出果柄，并在果柄处做出切割指令。此时，采摘组件按照操作指令，根据图片与现实的联系自动识别指令切割位置并切割水果(由两个摄像头拍摄图片计算水果准确位置)。如果果柄被叶片遮挡，人眼也无法找到，则启动拨叶臂，拨开叶片，找出果柄。(2)果树枝繁叶茂，采摘组件无法捕捉目标物，但是人眼凭经验判断有目标物，此时，操作人员可命令拨叶臂拨开叶片，人眼寻找目标物并做出指令。

当机械臂将果(蔬)的果柄采下时，将蔬果从的齿轮缝隙中投入时，启动缓冲气垫缓解冲击。当果蔬将第一层铺满时，启动升降机，升高机器人，并由勾住果篮，再由另一端固定住机器人，由机器人将推到机器一端，果篮也被带到一端，收回固定勾，将第一层果篮放置到路边并且启动打气口，使第二层果篮位置升高，保持缓冲力。

(二)机器人能够设别目标物(辨认出果蔬)，且判断为不符合采摘标准，则标记识别，方便下次采摘。

水果品质内部检测矫正器。在光照不同的时候，摄像头捕捉图片有差别。此时原本确立的标准可能不精确，为了精准识别，则需要矫正标准。可根据光照强弱(光强感应器，设置在摄像头周边)自动或者按操作者指令将果蔬放入中，设别果蔬品质。并以此判断摄像头捕捉图像随光线变化而发生的变化并由***或人眼校正，即当水果品质无损检测仪判断此时按照先前设立的采摘标准采摘的果子不符合标准时，则由***及人眼矫正。可由人眼凭经验、智慧指挥机械臂采摘可能符合标准的果蔬，并再一次送入中检测，当检测结果符合标准时，***根据最新结果校正标准，且按照新的标准继续识别果蔬。

恒温设置，将果蔬温度控制在监测的范围内。设置卡口，使果蔬可以在处停留，并且操作完毕后，开放卡口，使得果蔬自由下落至果篮中。

设旋转及压强感应装置，使操作者可看清果蔬全貌并且机器人自动识别果蔬的重量并按重量标准分类，如果分类结果符合操作者判断的标准，则操作者不予更改，如果操作者认为分类结果不符合分类标准则操作者手动更改。目的：将果蔬按品质放入中，并且将坏掉的果蔬另外放置。

内可分装几个小篮，方便操作者将果蔬分级。

远程人工控制***。可控制机器人前进后退，左右行走，转弯以及规避障碍物，当机器人采摘时，为确保机械臂设别准确位置，装置可暂时不动。建议：显示屏可采用触摸屏设计，模范游戏。即操作者可以用手直接在显示屏上做出各种指示，如果操作者在果柄处做出切割指示则表示由此处切割水果。如果显示屏上水果被标识且切割位置正确在一定时间内操作者不做更改则表示操作者认可机器人的判断。

并且可将各种有效数据存入***，以使***更加智能化。比如相同的果蔬，相似的生长位置，机器人可以模拟先前操作者的操作切割果蔬。

清障臂，清理沿途小型障碍物使机器顺利行走，大型障碍物，操作者可指挥机器人规避。

本申请提供的装置，结构简单合理，制作成本低廉，安装使用方便。工作人员在室内即可操作该装置完成果蔬的采摘工作，通过设置的摄像头可以实现对果蔬成熟度的评估，从而可以及时将成熟果蔬进行采摘。同时该装置还具有自动化程度高、行走转弯灵活适用于地域广、采摘效率高等优点。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种果蔬采摘装置，其特征在于，包括：

装置主体，所述装置主体用于承载各部件；所述装置主体内设置有供电组件以及控制组件；

行走组件，所述行走组件设置于所述装置主体下方，所述行走组件用于驱动所

述装置主体行走以及用于控制所述装置主体的行走方向；

果篮固定架，所述果篮固定架位于所述装置主体上部；所述果篮固定架上设置有多层果篮，所述果篮下部设置有缓冲气垫；

采摘组件固定架，所述采摘组件固定架位于所述果篮固定架上部并通过升降组件与所述装置主体相连，所述采摘组件固定架上设置有运转链条；

采摘组件，所述采摘组件与所述运转链条配合连接，所述运转链条用于实现所述采摘组件的左右移动；所述采摘组件包括采摘机械臂、拨叶臂以及摄像头；

其中，所述行走组件、升降组件、采摘组件分别与所述控制组件相连，所述控制组件包括无线信号传输组件；所述无线信号传输组件用于实现所述控制组件与控制室内的中控设备相连；所述控制设备用于接收所述中控设备发送的控制指令，以便控制所述行走组件、升降组件、采摘组件执行所述控制指令。

2.根据权利要求1所述的果蔬采摘装置，其特征在于，所述采摘机械臂连接有采摘器；所述采摘组件包括接果桶以及果蔬输送管路，所述接果桶用于接住所述采摘器采摘下的果蔬，所述果蔬输送管路用于将所述接果桶内的果蔬传输至所述果篮内；所述果蔬输送管路内设置有水果品质无损检测仪以及恒温保持组件。

3.根据权利要求2所述的果蔬采摘装置，其特征在于，所述采摘器为与所述采摘机械臂相连的旋转齿轮盘。

4.根据权利要求2所述的果蔬采摘装置，其特征在于，所述采摘器为与所述采摘机械臂相连的旋转器，所述旋转器连接有与待采摘蔬果形状适配的取果器，所述取果器包括外壳以及位于所述外壳内的可充气软垫；所述可充气软垫包括充气口，所述充气口用于与充气设备相连。

5.根据权利要求1所述的果蔬采摘装置，其特征在于，所述缓冲气垫连接有气压感应器以及充气组件，所述气压感应器用于获取所述缓冲气垫内的气压值，所述

充气组件用于当获取到的气压值小于预置的气压值时为所述缓冲气垫充气。

6.根据权利要求1所述的果蔬采摘装置，其特征在于，所述摄像头上设置有强光感应器，所述摄像头用于获取待采摘果蔬照片；所述中控设备连接有显示器；所述控制器用于将获取的果蔬照片发送至中控设备；所述中控设备用于将所述果蔬照片发送至所述显示器，以便在所述显示器上显示所述果蔬照片供工作人员判断果蔬成熟情况。

7.根据权利要求1所述的果蔬采摘装置，其特征在于，所述行走组件包括位于所述装置主体下部的四组独立的麦克纳姆轮驱动机构，四组所述麦克纳姆轮驱动机构分别与所述控制组件相连。

8.根据权利要求7所述的果蔬采摘装置，其特征在于，所述麦克纳姆轮驱动机构包括轴承端盖、传动轴、伺服电机安装座、联轴器、伺服电机、麦克纳姆轮；所述麦克纳姆轮驱动机构通过所述伺服电机安装座与所述装置主体相连。

9.根据权利要求1所述的果蔬采摘装置，其特征在于，所述装置主体上设置有清障臂。

10.根据权利要求1所述的果蔬采摘装置，其特征在于，所述果篮上部设置有多个挂圈；所述采摘组件固定架下部设置有多个可旋转挂钩。