本实用新型专利技术涉及智能农业机械设备领域,尤其涉及一种智能水果采摘作业车,包括底架、支撑架板、驱动组件、电源、控制机柜、抓取悬臂组件、末端摘果组件、收集称重组件和图像采集组件;采用本实用新型专利技术,无需工作人员自行架梯或弯腰采摘,只需注意更换收集篮,实现了智能化自动采摘,可以通过集成在控制机柜中的GPS配合图像采集组件实现自动寻路寻果采摘,配合电子称台实现采摘数据实时记录,末端摘果组件也能实现带梗摘果,保证果实的新鲜程度,整体上减少人工劳动强度,提高采摘效率,延长果实保鲜周期。鲜周期。鲜周期。
【技术实现步骤摘要】
一种智能水果采摘作业车
[0001]本技术涉及智能农业机械设备领域,尤其涉及一种智能水果采摘作业车。
技术介绍
[0002]我国水果生产大国,也是世界第一大水果消费国。水果种植业的迅速发展提升了果园机械的市场需求。采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33%~50%,目前我国的水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主。采摘作业比较复杂,季节性很强,若使用人工采摘,不仅效率低、劳动量大,而且容易造成果实的损伤,如果人手不够不能及时采摘还会导致经济上的损失。随着机器人技术的发展,有望解决劳动力不足、降低工人劳动强度、提高工人劳动舒适度、降低工人的劳动危险性,此外还提高了果农的经济效益,因而提高采摘作业机械化程度有重要的意义。
[0003]目前前沿研究中,大部分采摘机器人,采摘过程中极易造成果实损伤,严重影响水果的品质,而目前设计的采摘机器人存在的问题: 1.机械手容易造成水果的机械损伤,影响水果品质;2.由于果树树枝和树叶等障碍,无法准确快速的锁定采摘目标;3.机械手通常直接将水果从果梗上拉下,不能保留果梗,不利于水果保鲜;4.并且收集装置固定,在收集过程容易造成二次损伤。
技术实现思路
[0004]本技术目的是在于提供一种结构简单,保留果梗的采摘方式,升降收集台,并且自动寻路工作的智能采摘设备。
[0005]一种智能水果采摘作业车,包括底架、支撑架板、驱动组件、电源、控制机柜、抓取悬臂组件、末端摘果组件、收集称重组件和图像采集组件;
[0006]所述底架上固定安装有电源和控制机柜,所述支撑架板安装在电源和控制机柜之间,所述抓取悬臂组件固定在支撑架板上,所述末端摘果组件固定设置在抓取悬臂组件的末端;
[0007]所述驱动组件包括驱动电机、内轮组和履带,所述驱动电机固定在底架上,通过齿轮组传动驱动内轮组,从而带动履带;
[0008]所述收集称重组件包括电子称台、收集篮、升降电缸和支撑杆;所述升降电缸安装在控制机柜中,升降电缸的输出端连接支撑杆,用于支撑电子称台,所述电子称台上固定放置收集篮;
[0009]所述控制机柜中包括控制主机,所述驱动电机、电源、抓取悬臂组件、末端摘果组件、升降电缸和电子称台和图像采集组件均与控制主机信号连接。
[0010]进一步的,所述图像采集组件包括尾部观察摄像头、侧边视野摄像头和果实识别摄像头;所述尾部观察摄像头设置在电源的外壳体上;所述支撑架板上设置侧边支架,所述侧边视野摄像头安装在侧边支架上,所述果实识别摄像头安装在末端摘果组件上。
[0011]进一步的,所述抓取悬臂组件包括底座、腰部连轴、肩部连杆、肘部连杆和腕部连
杆;所述腰部连轴与底座转动连接,负责X轴旋转自由度;所述肩部连杆转动连接在腰部连轴上,负责Y轴旋转自由度;所述肩部连杆、肘部连杆和腕部连杆收尾转轴连接,实现长度区间内的自由弯折;所述腕部连杆的末端安装有末端摘果组件。
[0012]进一步的,所述抓取悬臂组件包括底座、腰部连轴、肩部连杆、肘部连杆和腕部连杆之间的连接处,设置有直流伺服电机驱动,所述直流伺服电机与控制机柜中的控制主机信号连接。
[0013]进一步的,所述末端摘果组件包括固定板、旋转电缸、切梗刀片、连接板、抓取底板、抓取夹头和微动开关;所述固定板安装在腕部连杆的末端;所述旋转电缸安装在固定板上端面,所述切梗刀片水平安装在旋转电缸上;所述抓取底板和抓取夹头通过转轴转动连接,形成钳形夹爪,由微型电推缸进行钳形夹爪开合控制的驱动;所述微动开关设置在两个抓取夹头之间,固定在连接板上。
[0014]进一步的,所述微型电推缸、旋转电缸和微动开关均与控制机柜中的控制主机信号连接。
[0015]进一步的,所述侧边支架上还设置有辅助补光设备,所述辅助补光设备与控制机柜中的控制主机信号连接。
[0016]本技术的有益效果是:
[0017]在本技术的具体实施过程中,可以适用除了浆果类小果径果实的大部分水果,运动方面采用履带式的驱动方式,通过控制机柜中控制主机,可以通过集成在控制机柜中的GPS规划采摘路径,运行过程中,通过设置在作业车上的尾部观察摄像头和一组侧边视野摄像头,侧边视野摄像头为左右双目设置,完成为车身周围环境采集,配合果实识别摄像头,可以完成对作业环境与采摘对象的图像收集,通过控制机柜中控制主机完成空间坐标建立;控制抓取悬臂组件进行抓取动作,抓取悬臂组件负责将末端摘果组件送至指定位置,由末端摘果组件上的微动开关配合控制微型电推缸和旋转电缸,实现了果实的抓取固定于果梗切断,进行留梗采摘;切除完毕,在收集阶段,由控制机柜中设置的升降电杆对电子称台整体的抬升与下降,以保证果实收集过程中,尽量减少磕碰;电子称台承载收集篮,可以记录收集采摘数据,当果实收集到一定重量,通过控制主机发送信号提示,提醒工作人员更换收集篮;
[0018]采用本技术,无需工作人员自行架梯或弯腰采摘,只需注意更换收集篮,实现了智能化自动采摘,通过图像采集组件实现自动寻路寻果采摘,配合电子称台实现采摘数据实时记录,末端摘果组件也能实现带梗摘果,保证果实的新鲜程度,整体上减少人工劳动,强度提高采摘效率,延长果实保鲜周期。
附图说明
[0019]图1是本技术的整体结构斜视示意图;
[0020]图2是本技术的整体结构侧视示意图;
[0021]图3是本技术的抓取悬臂组件的结构示意图;
[0022]图4是本技术的末端摘果组件的结构示意图;
[0023]图5是本技术的系统输入输出控制示意图;
[0024]附图标记:1
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底架、2
‑
支撑架板、21
‑
侧边支架、3
‑
驱动电机、4
‑ꢀ
内轮组、5
‑
履带、6
‑
电源、7
‑
控制机柜、8
‑
抓取悬臂组件、81
‑
底座、82
‑
腰部连轴、83
‑
肩部连杆、84
‑
肘部连杆、85
‑
腕部连杆、9
‑
末端摘果组件、91
‑
固定板、92
‑
旋转电缸、93
‑
切梗到片、94
‑
连接板、95
‑
抓取板、96
‑
转轴、97
‑
抓取夹头、98
‑
微型电推缸、99
‑
微动开关、10
‑
电子称台、11
‑
收集篮、12
‑
侧边视野摄像头、13
‑
果实识别摄像头、14
‑
尾部观察摄像头、15
‑
辅助补光设备。
具体实施方式
[0025]下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案清楚、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种智能水果采摘作业车,其特征在于,包括底架(1)、支撑架板(2)、驱动组件、电源(6)、控制机柜(7)、抓取悬臂组件(8)、末端摘果组件(9)、收集称重组件和图像采集组件;所述底架(1)上固定安装有电源(6)和控制机柜(7),所述支撑架板(2)安装在电源(6)和控制机柜(7)之间,所述抓取悬臂组件(8)固定在支撑架板(2)上,所述末端摘果组件(9)固定设置在抓取悬臂组件(8)的末端;所述驱动组件包括驱动电机(3)、内轮组(4)和履带(5),所述驱动电机(3)固定在底架(1)上,通过齿轮组传动驱动内轮组(4),从而带动履带(5);所述收集称重组件包括电子称台(10)、收集篮(11)、升降电缸(71)和支撑杆(72);所述升降电缸(71)安装在控制机柜(7)中,升降电缸(71)的输出端连接支撑杆(72),用于支撑电子称台(10),所述电子称台(10)上固定放置收集篮(11);所述控制机柜(7)中包括控制主机,所述驱动电机(3)、电源(6)、抓取悬臂组件(8)、末端摘果组件(9)、升降电缸(71)和电子称台(10)和图像采集组件均与控制主机信号连接。2.根据权利要求1所述的一种智能水果采摘作业车,其特征在于,所述图像采集组件包括尾部观察摄像头(14)、侧边视野摄像头(12)和果实识别摄像头(13);所述尾部观察摄像头(14)设置在电源(6)的外壳体上;所述支撑架板(2)上设置侧边支架(21),所述侧边视野摄像头(12)安装在侧边支架(21)上,所述果实识别摄像头(13)安装在末端摘果组件(9)上。3.根据权利要求2所述的一种智能水果采摘作业车,其特征在于,所述侧边支架(21)上还设置有辅助补光设备(15),所述辅助补光设备(15)与控制机柜...
【专利技术属性】
技术研发人员:高欣,孙立晶,田丙奇,涂朝辉,赵朋,高玉芝,张士强,暴勇林,岳广照,高艾平,吴珂,陈鑫凯,杨君瑶,张雅哲,袁姗姗,刘雅文,
申请(专利权)人:唐山学院,
类型:新型
国别省市:
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