一种采摘机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种采摘机器人，包括移动平台、升降台、第一水箱、接果管、软管、光电传感器、控制器和排水系统；升降台位于移动平台上，接果管竖直安装在升降台上；第一水箱位于移动平台上，软管的两端分别连通第一水箱和接果管，接果管的位置高于第一水箱的位置，第一水箱和软管内均充满水；光电传感器安装在接果管内，光电传感器连接控制器；排水系统安装在第一水箱上，控制器控制排水系统。本实用新型专利技术的采摘机器人利用第一水箱和软管内的水来承接采摘工人摘下的水果，利用排水系统逐步降低水位使得水果从接果管内缓慢下降至第一水箱，实现了水果从工人手中到第一水箱的无损转移，使得采摘工人只需要专注于摘果，极大的提高了采摘效率。采摘效率。采摘效率。

【技术实现步骤摘要】
一种采摘机器人


[0001]本技术涉及农业机械领域，尤其涉及一种采摘机器人。

技术介绍

[0002]水果采摘一直以来都是一种高度依赖人工的工作，为了减轻采摘工人的负担，现有技术中出现了很多采摘机器人，例如申请号为201922144232.5的中国专利《可移动果子采摘机器人》提供了一种带有手推车和机械臂的采摘机器人，该机器人利用机械臂配合机械爪直接抓取树上的果子以实现采摘；这种做法虽然能够让采摘工人免于直接动手摘果，但是该机器人机械臂的操作依然需要人工进行，本质上是一种半自动机器人；在实际应用中，由工人操作机械臂和机械爪一颗一颗的抓取果子并采摘是十分困难的，采摘效率远远低于人工摘果。
[0003]采摘机器人的重要难点在于自动识别果子，现有技术中虽然已经出现了一些利用图像识别技术来自动识别果子然后利用机械臂自动采摘果子的机器人，但是这些采摘机器人基本上都没能走出实验室；其原因在于野外环境远比实验室复杂，图像识别技术极难在复杂多变的背景环境中准确识别果子；其次，果树上的果子与树叶、枝条错综复杂，采摘机器人目前根本无法智能规划机械臂的移动路线，导致机械臂无法规避枝条。
[0004]综合来说，现有技术中并未出现能够全自动化高效采果的机器人，当前的采果工作主要依赖人工，纯粹的人工采果主要困难点在于采摘工人需要携带工具（例如背篓）暂时存储采摘下来的果实，并且需要不时的将果实卸载在指定位置；这些工作导致工人在采摘水果时需要多次上下攀爬，无法专注于摘果。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题是提供一种能够与人工配合的采摘机器人，随时承接工人采摘下来的果实，使得工人能够专注于摘果，提高水果采摘效率。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案为：一种采摘机器人，包括移动平台、升降台、第一水箱、接果管、软管、光电传感器、控制器和排水系统；
[0007]升降台位于移动平台上，接果管竖直安装在升降台上，接果管具体可以是顶部带有喇叭口的管子，接果管的内径应大于待采摘的水果；
[0008]第一水箱位于移动平台上，软管的两端分别连通第一水箱和接果管，接果管的位置高于第一水箱的位置，第一水箱和软管内均充满水；
[0009]光电传感器安装在接果管内，光电传感器连接控制器（控制器可以采用单片机）；软管内水的初始高度应达到接果管的高度但是不超过光电传感器；
[0010]排水系统安装在第一水箱上，控制器控制排水系统；光电传感器每次被阻断都会给予控制器电信号，控制器在光电传感器被阻断超过一定时间后（例如2秒）启动排水系统直至光电传感器的阻断消失。
[0011]本技术的采摘机器人是一种半自动机器人，由升降台将工人提升至能够采果
的高度，然后工人人工采果；工人采果后直接将水果投入接果管，由于接果管和软管内有水，工人采摘的水果将漂在水面；随着工人投入的水果增多，水果不断累积直至高度达到光电传感器的位置，此时光电传感器的光线被阻断，控制器获得光电传感器的阻断信号后启动排水系统使得软管内的水面下降，之后工人则可以继续向接果管内投入采摘的水果。
[0012]第一水箱和软管内的水的作用在于位置最上面的水果处于差不多恒定的高度，使得最上面的水果与接果管顶端的距离较小以至于工人投入水果后水果下落产生的碰撞不会损坏水果；排水系统逐渐排水的过程也就是所有漂浮在水面的水果逐步下降的过程，最终使得所有水果缓慢的下降到第一水箱内存储；本技术通过接果管、软管和水来实现对水果的承接和缓慢下降，这使得工人在摘果后只需要投入接果管即可，工人可以全程专注于摘果，极大的提高了水果采摘效率。
[0013]排水系统的其中一种具体形式是采用电磁阀作为排水部件，电磁阀安装在第一水箱的底部，控制器控制电磁阀，电磁阀打开即可实现对第一水箱和软管的排水；这种做法会导致水直接排到果园内，并且每一轮采摘都需要重新向第一水箱内注水。
[0014]排水系统还可以是另一种形式，具体包括第一排水管、第一水泵、第二排水管和第二水箱，第二水箱位于移动平台上，第一排水管连通第一水箱和第一水泵，第二排水管连通第一水泵和第二水箱，控制器控制第一水泵；第一水泵在对第一水箱和软管排水的同时还将水存入第二水箱，避免将水直接排入果园；为了实现水的循环利用，排水系统还包括第二水泵、第一回水管和第二回水管，第一回水管连通第二水箱和第二水泵，第二回水管连通第二水泵和第一水箱；在每一轮采摘结束后，第二水泵将第二水箱内存储的水重新灌入第一水箱和软管。
[0015]进一步的，所述第一水箱的顶部呈喇叭形，软管与第一水箱的顶部连接，喇叭形的顶部有助于软管内的水果进入第一水箱。
[0016]进一步的，所述第一水箱的侧面设置有侧门，所述第一水箱内设置有存果箱，一般采用板条箱作为存果箱即可；存果箱与第一水箱尺寸基本一致，软管内的水果最终都缓慢落入存果箱，在存满足够的水果后，排空第一水箱内的水，打开侧门，抽出存果箱即可将水果取走。
[0017]进一步的，所述升降台为剪式升降台，所述升降台的顶部设置有围栏，保护站立在升降台上的采摘工人。
[0018]进一步的，所述升降台上设置有能够控制移动平台的操控台。
[0019]进一步的，采摘机器人还包括剪果工具，所述剪果工具包括长杆、开关、电机、刀具和网兜，开关和电机分别安装在长杆的两端，开关控制电机的启停，刀具连接电机的输出轴，网兜安装在长杆的一端并且位于电机和刀具的正下方；剪果工具一般放置在升降台上供采摘工人选用，当部分水果距离采摘工人较远难以触及时，采摘工人可以举起长杆，将刀具对准水果的挂果枝条，然后开启电机，旋转的刀具割断挂果枝条，水果落入网兜。
[0020]有益效果：（1）本技术的采摘机器人利用第一水箱和软管内的水来承接采摘工人摘下的水果，利用排水系统逐步降低水位使得水果从接果管内缓慢下降至第一水箱，实现了水果从工人手中到第一水箱的无损转移，使得采摘工人只需要专注于摘果，极大的提高了采摘效率。（2）本技术的采摘机器人为排水系统配置了第二水泵和第二水箱，使得第一水箱排出的水能够循环利用，采摘机器人无需中途补水，提高了采摘机器人的作业
效率。（3）本技术的采摘机器人在第一水箱的侧面设置侧门并且在第一水箱内设置存果箱，工人在每一轮采摘完成后打开侧门即可取走装箱好的水果，操作方便。
附图说明
[0021]图1是实施例1采摘机器人的结构图。
[0022]图2是实施例1中剪果工具的俯视图。
[0023]图3是图2的A放大图。
[0024]图4是实施例1采摘机器人的工作原理图（其一）。
[0025]图5是实施例1采摘机器人的工作原理图（其二）。
[0026]其中：100、移动平台；200、升降台；210、围栏；220、操控台；300、第一水箱；310、侧门；400、接果管；500、软管；600、光电传感器；700、排水系统；710、第一排水管；720、第一水泵；730、第二排水管；740本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采摘机器人，其特征在于：包括移动平台（100）、升降台（200）、第一水箱（300）、接果管（400）、软管（500）、光电传感器（600）、控制器和排水系统（700）；升降台（200）位于移动平台（100）上，接果管（400）竖直安装在升降台（200）上；第一水箱（300）位于移动平台（100）上，软管（500）的两端分别连通第一水箱（300）和接果管（400），接果管（400）的位置高于第一水箱（300）的位置，第一水箱（300）和软管（500）内均充满水；光电传感器（600）安装在接果管（400）内，光电传感器（600）连接控制器；排水系统（700）安装在第一水箱（300）上，控制器控制排水系统（700）。2.根据权利要求1所述的采摘机器人，其特征在于：所述排水系统（700）包括电磁阀，电磁阀安装在第一水箱（300）的底部，控制器控制电磁阀。3.根据权利要求1所述的采摘机器人，其特征在于：所述排水系统（700）包括第一排水管（710）、第一水泵（720）、第二排水管（730）和第二水箱（740），第二水箱（740）位于移动平台（100）上，第一排水管（710）连通第一水箱（300）和第一水泵（720），第二排水管（730）连通第一水泵（720）和第二水箱（740），控制器控制第一水泵（720）。4.根据权利要求3所述的采摘机器人，其特征在于：所述排水系统（700）还包...

【专利技术属性】
技术研发人员：周力，
申请(专利权)人：湖南生物机电职业技术学院，
类型：新型
国别省市：