一种球形果实采摘回收装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种球形果实采摘回收装置及方法，其中装置包括移动底座，所述移动底座上安装有采摘机械手与果箱，所述采摘机械手与所述果箱之间通过软管连接；所述移动底座上还安装有图像采集单元，所述软管的内侧具有多个条形气囊，所述条形气囊沿着所述软管延伸，所有所述条形气囊均连接气源装置。本发明专利技术的球形果实采摘回收装置及方法，通过在回收果实的软管内设置条形气囊，控制系统可根据待采摘果实的半径调节软管内实际通道的半径，使得实际通道的规格与果实的半径适配，使装置能通过软管对不同果径的果实进行回收，不会造成管路阻塞或果实损伤。或果实损伤。或果实损伤。

【技术实现步骤摘要】
一种球形果实采摘回收装置及方法


[0001]本专利技术涉及农业机械及其控制
，特别是涉及一种球形果实采摘回收装置及方法。

技术介绍

[0002]由于机器人技术的发展，当前已有对农作物果实进行采摘的机器人，在对果实进行采摘的过程中，采用柔性手爪采摘是较为常见的一种方式，然而由于机械臂运动受到空间、底盘共振等影响，目前采摘果实后一般由机械手将果实直接放回收纳箱中或通过软管对果实进行回收，对于球形果实这种形状规则的果实而言，每摘取一个果实使机械手往返一次收纳箱显然太慢，使用软管对果实进行回收能大幅提升采摘效率。专利CN108811765A公开了一种果实采摘收集一体化机器人，其即采用软管对果实进行回收，然而该采摘机器人上只能采用单一直径回收软管。当不同果径果实通过软管进行回收时，容易造成管路阻塞或果实损伤。
[0003]专利CN111512789A公开了一种吞咽式采摘方法，其采摘机械主体22内安装吞咽气囊23，吞咽气囊23为环形结构，并沿着采摘机械主体22阵列式安装，每个吞咽气囊23均通过伸出于采摘机械主体22的气管24连接气源，气源通过对阵列排布的吞咽气囊23进行规律充放气，可使果实沿着采摘机械主体22运动时每运动一小段均被阻挡缓冲一下，不会产生很大的速度，防止果实冲击损坏。该专利的方案中给出了一种气囊式解决方案，其需要配合复杂的控制实施吞咽式果实回收，实施成本高，且其目的旨在不让果实顺着管道连续提速，使果实缓慢下落。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种实现成本低，使得回收软管中有效通道与果实外径适配的球形果实采摘回收装置及方法。
[0005]技术方案：为实现上述目的，本专利技术的球形果实采摘回收装置，包括移动底座，所述移动底座上安装有采摘机械手与果箱，所述采摘机械手与所述果箱之间通过软管连接；所述移动底座上还安装有图像采集单元，所述软管的内侧具有多个条形气囊，所述条形气囊沿着所述软管延伸，所有所述条形气囊均连接气源装置。
[0006]进一步地，软管内固定有至少一圈气囊阵列，每一圈气囊阵列均包含多条所述条形气囊。
[0007]进一步地，软管内设置有多圈气囊阵列，属于同一气囊阵列的条形气囊的规格相同；且同一气囊阵列包含的所有条形气囊一起被充放气。
[0008]进一步地，属于同一气囊阵列的所述条形气囊均连接位于所述软管端部的同一气腔，所述气腔与所述气源装置之间设置有进气管与抽气管。
[0009]进一步地，所述采摘机械手包括机械臂以及安装在所述机械臂的执行末端的爪手；
所述软管的端部安装有连接所述机械臂的执行末端的支架；所述支架包括相互铰接的第一架体与第二架体，所述第一架体与第二架体分别连接所述机械臂的执行末端与所述软管的端部；所述第一架体与所述第二架体之间设置有电动推杆。
[0010]进一步地，所述爪手包括座体支架、爪体、伸缩支架、连杆以及驱动电机；所述座体支架包括连接机械臂的执行末端的第一板部以及与所述第一板部平行的第二板部，所述第一板部与所述第二板部之间连接有多个支撑杆；所有所述支撑杆穿过所述伸缩支架，所述驱动电机安装在所述第二板部的朝内一侧，其驱动所述伸缩支架相对于所述座体支架做平移运动；多个所述爪体呈圆周阵列铰接在所述第二板部上；每个所述爪体与所述伸缩支架之间均连接有所述连杆。
[0011]进一步地，所述爪体具有三角形的中空框体，所述中空框体内具有多个平行的筋体，所述中空框体与所述筋体均具有柔性。
[0012]一种球形果实采摘回收方法，其基于上述的球形果实采摘回收装置，并由控制系统实施，所述方法包括：通过所述图像采集单元采集图像；根据图像得到果实信息，所述果实信息包括果实半径数据；根据所述果实半径数据控制所述气源装置运转改变所述条形气囊的充气量，以改变所述软管内有效通道的半径；控制所述采摘机械手执行采摘操作；将采摘的果实通过所述软管投放至所述果箱。
[0013]进一步地，所述根据所述果实半径数据控制所述气源装置运转改变所述条形气囊的充气量，以改变所述软管内有效通道的半径包括：根据所述果实半径数据计算目标通道半径；根据所述目标通道半径计算所述条形气囊的目标充气量；根据所述目标充气量控制所述气源装置运转以调节所述软管内实际的有效通道的半径。
[0014]进一步地，所述采摘机械手包括机械臂以及安装在所述机械臂的执行末端的爪手；所述软管的端部安装有连接所述机械臂的执行末端的支架；所述支架包括相互铰接的第一架体与第二架体，所述第一架体与第二架体分别连接所述机械臂的执行末端与所述软管的端部；所述第一架体与所述第二架体之间设置有电动推杆；所述将采摘的果实通过所述软管投放至所述果箱之前还包括：控制所述电动推杆运转，以使所述一架体与第二架体的相对状态变为工作状态；控制所述机械臂运转，以使所述软管的入口位于所述爪手的下方；控制所述爪手将果实释放。
[0015]有益效果：本专利技术的球形果实采摘回收装置及方法，通过在回收果实的软管内设置条形气囊，控制系统可根据待采摘果实的半径调节软管内实际通道的半径，使得实际通道的规格与果实的半径适配，使装置能通过软管对不同果径果实进行回收，不会造成管路阻塞或果实损伤。
附图说明
[0016]图1为球形果实采摘与回收装置的立体结构图；图2为球形果实采摘与回收装置的俯视图；图3为软管内条形气囊的布局图；图4为条形气囊充气后软管内有效通道的半径变化示意图；图5为优选实施例中条形气囊的结构图；图6为优选实施例中条形气囊的截面结构图；图7为条形气囊的充放气结构图；图8为另一种实施例中软管内条形气囊的布局图；图9为机械臂执行末端部分的结构图；图10为爪手的结构图。
[0017]图中：1
‑
移动底座；2
‑
采摘机械手；21
‑
机械臂；22
‑
爪手；221
‑
座体支架；221a
‑
第一板部；221b
‑
第二板部；221c
‑
支撑杆；222
‑
爪体；223
‑
伸缩支架；224
‑
连杆；225
‑
驱动电机；3
‑
果箱；4
‑
软管；51
‑
条形气囊；52
‑
气源装置；53
‑
气腔；54
‑
进气管；55
‑
抽气管；6
‑
图像采集单元；7
‑
支架；71
‑
第一架体；72
‑
第二架体；73
‑
电动推杆。
具体实施方式
[0018]下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。
[0019]如图1
‑
2所示的球形果实采摘与回收装置，其包括移动底座1，所述移动底座1上安装有采摘机械手2与果箱3，所述采摘机械手2与所述果箱3之间通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种球形果实采摘回收装置，包括移动底座（1），所述移动底座（1）上安装有采摘机械手（2）与果箱（3），所述采摘机械手（2）与所述果箱（3）之间通过软管（4）连接；所述移动底座（1）上还安装有图像采集单元（6），其特征在于，所述软管（4）的内侧具有多个条形气囊（51），所述条形气囊（51）沿着所述软管（4）延伸，所有所述条形气囊（51）均连接气源装置（52）。2.根据权利要求1所述的球形果实采摘回收装置，其特征在于，所述软管（4）内固定有至少一圈气囊阵列，每一圈气囊阵列均包含多条所述条形气囊（51）。3.根据权利要求2所述的球形果实采摘回收装置，其特征在于，所述软管（4）内设置有多圈气囊阵列，属于同一气囊阵列的所述条形气囊（51）的规格相同；且同一气囊阵列包含的所有所述条形气囊（51）一起被充放气。4.根据权利要求2所述的球形果实采摘回收装置，其特征在于，属于同一气囊阵列的所述条形气囊（51）均连接位于所述软管（4）端部的同一气腔（53），所述气腔（53）与所述气源装置（52）之间设置有进气管（54）与抽气管（55）。5.根据权利要求1所述的球形果实采摘回收装置，其特征在于，所述采摘机械手（2）包括机械臂（21）以及安装在所述机械臂（21）的执行末端的爪手（22）；所述软管（4）的端部安装有连接所述机械臂（21）的执行末端的支架（7）；所述支架（7）包括相互铰接的第一架体（71）与第二架体（72），所述第一架体（71）与第二架体（72）分别连接所述机械臂（21）的执行末端与所述软管（4）的端部；所述第一架体（71）与所述第二架体（72）之间设置有电动推杆（73）。6.根据权利要求5所述的球形果实采摘回收装置，其特征在于，所述爪手（22）包括座体支架（221）、爪体（222）、伸缩支架（223）、连杆（224）以及驱动电机（225）；所述座体支架（221）包括连接机械臂（21）的执行末端的第一板部（221a）以及与所述第一板部（221a）平行的第二板部（221b），所述第一板部（221a）与所述第二板部（221b）之间连接有多个支撑杆（221c）；所有所述支撑杆（221c）穿过所述伸缩支架（223），所述驱动电机（225）安装在所述第二板部（221b）的朝内一侧，其驱动所述伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：任妮，张兵园，卢鑫羽，陆学文，张文翔，贡宇，陈金龙，
申请(专利权)人：南京苏农信数据科技有限公司，
类型：发明
国别省市：