CN107637274A - 一种苹果采摘机及采摘方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种苹果采摘机，包括基座、电机机座一、储料仓和安装架，所述基座内部底面设置有所述电机机座一，所述电机机座一上设置有伺服电机，所述伺服电机端部设置有驱动轴。有益效果在于：本装置通过色彩传感摄像头来对苹果树进行色彩获取并通过色彩成像器进行成像后经层叠算法处理器得出轨迹信息后驱动卡爪移动至指定工作位置，并通过气泵带动卡爪动作将苹果摘下输送入储料仓，代替了传统的人工采摘方式，减少了工人的工作量且增加了效率，同时储料仓底面设置有重力传感器，能够实时获取储料仓内苹果的重力信息并通过控制主机转换为重量信息实时显示在显示屏上供使用者观察统计，不需要人工进行后续搬运称量统计，保证了苹果的品质。

Description

一种苹果采摘机及采摘方法

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，具体涉及一种苹果采摘机及采摘方法。

背景技术

苹果是一种低热量食物，每100克只产生60千卡热量。苹果中营养成分可溶性大，易被人体吸收，故有“活水”之称，其有利于溶解硫元素，使皮肤润滑柔嫩，据说，每天一苹果，医生远离我，根据联合国粮农组织统计，2013年全世界的苹果产量为8082万吨，超过葡萄的7718万吨，排世界第二位，毫无疑问，苹果是温带水果之王，苹果营养丰富，相当于补品，苹果在成熟时常常需要对其进行采摘。

但是传统的采摘一般由人工手动完成，工作强度大且采摘效率低，浪费了大量人力，同时无法对采摘的苹果进行实时称重，往往需要采摘完成后再次进行称重，连续的搬运苹果会对其表面造成损伤，影响到了苹果的品质。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种苹果采摘机及采摘方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：

根据本发明的一方面，提供了一种苹果采摘机，包括基座、电机机座一、储料仓和安装架，所述基座内部底面设置有所述电机机座一，所述电机机座一上设置有伺服电机，所述伺服电机端部设置有驱动轴，所述驱动轴端部设置有脚轮，所述基座上面设置有驱动箱，所述驱动箱上设置有所述储料仓，所述储料仓内部底面设置有重力传感器，所述驱动箱内部底面设置有电机机座二，所述电机机座二上设置有步进电机，所述步进电机端部设置有传动链轮副，所述传动链轮副端部设置有主动转轴，所述主动转轴旁侧设置有被动转轴，所述主动转轴和所述被动转轴上设置有支撑臂，所述支撑臂端部设置有工作台，所述工作台上设置有所述安装架，所述安装架上设置有箱体，所述箱体端部设置有色彩传感摄像头，所述箱体内部设置有色彩成像器，所述色彩成像器旁侧设置有层叠算法处理器，所述工作台端部设置有安装座，所述安装座上设置有气泵，所述气泵端部设置有气动推杆，所述气动推杆端部设置有转轮，所述转轮外侧设置有凸轮，所述凸轮外侧设置有卡爪。

在本实施例中，所述脚轮的数量为六个，所述脚轮外部加装防滑橡胶轮胎。

在本实施例中，所述储料仓的材料为铝合金，所述储料仓的高度不少于800mm，所述重力传感器的尺寸与所述储料仓底面大小相同。

在本实施例中，所述步进电机的步进角为1°到5°，可进行调整。

在本实施例中，所述色彩传感摄像头的像素为720P，所述色彩传感摄像头的刷新频率为50HZ。

在本实施例中，所述转轮与所述凸轮滑动连接，所述卡爪的最大转角为25°。

在本实施例中，控制主机的型号为PLC S7-200。

上述屋面板凸窗的施工方法，包括如下步骤：

（1）通过控制键盘发送移动指令，所述控制主机接收移动指令控制所述伺服电机转动带动所述驱动轴转动，所述驱动轴带动所述脚轮转动移动装置至指定工作位置后停止；

（2）通过所述控制键盘发送成像指令，所述控制主机控制色彩传感摄像头工作获取果蔬的色彩信息并传递至所述色彩成像器，所述色彩成像器对色彩信息进行成像处理后经所述层叠算法处理器进行轨迹计算；

（3）轨迹信息传递至所述控制主机，所述控制主机根据轨迹信息控制所述步进电机以一定数量的步进角工作带动所述传动链轮副运转，所述传动链轮副带动所述主动转轴转动，所述主动转轴和所述被动转轴带动所述支撑臂转动，所述支撑臂带动所述工作台移动至合适的采摘高度；

（4）目测采摘高度的准确性，可通过所述控制键盘手动微调，之后通过所述控制键盘发送采摘指令；

（5）所述控制主机控制所述气泵工作带动所述气动推杆向后移动，所述气动推杆带动所述滚轮在所述凸轮中移动通过杠杆作用带动所述卡爪卡紧待采摘的苹果取下；

（6）通过所述控制键盘发送返回储存指令，所述控制主机控制所述步进电机以一定数量的步进角工作带动所述传动链轮副运转，所述传动链轮副带动所述主动转轴转动，所述主动转轴和所述被动转轴带动所述支撑臂转动，所述支撑臂带动所述卡爪移动至所述储料仓上方；

（7）通过所述控制键盘控制所述卡爪松开放入所述储料仓中存放，采摘完成，所述卡爪返回至初始位置，进行下次采摘工作；

（8）通过所述控制键盘发送称量指定，所述重力传感器获取所述储料仓内苹果的重力信息并通过所述控制主机转换为重量信息在显示屏上实时显示。

有益效果在于：本装置通过色彩传感摄像头来对苹果树进行色彩获取并通过色彩成像器进行成像后经层叠算法处理器得出轨迹信息后驱动卡爪移动至指定工作位置，并通过气泵带动卡爪动作将苹果摘下输送入储料仓，代替了传统的人工采摘方式，减少了工人的工作量且增加了效率，同时储料仓底面设置有重力传感器，能够实时获取储料仓内苹果的重力信息并通过控制主机转换为重量信息实时显示在显示屏上供使用者观察统计，不需要人工进行后续搬运称量统计，保证了苹果的品质。

附图说明

图1是本发明所述一种苹果采摘机的外部图；

图2是本发明所述一种苹果采摘机的内部图；

图3是本发明所述一种苹果采摘机的侧视图；

图4是本发明所述一种苹果采摘机的俯视图。

1、基座；2、色彩传感摄像头；3、箱体；4、安装架；5、储料仓；6、控制主机；7、显示屏；8、控制键盘；9、驱动箱；10、色彩成像器；11、工作台；12、支撑臂；13、主动转轴；14、传动链轮副；15、电机机座二；16、步进电机；17、被动转轴；18、层叠算法处理器；19、驱动轴；20、伺服电机；21、电机机座一；22、安装座；23、气泵；24、卡爪；25、凸轮；26、转轮；27、气动推杆；28、脚轮；29、重力传感器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-图4所示，根据本发明的一方面，提供了一种苹果采摘机，包括基座1、电机机座一21、储料仓5和安装架4，所述基座1内部底面设置有所述电机机座一21，所述电机机座一21上设置有伺服电机20，所述伺服电机20端部设置有驱动轴19，所述驱动轴19端部设置有脚轮28，所述基座1上面设置有驱动箱9，所述驱动箱9上设置有所述储料仓5，所述储料仓5内部底面设置有重力传感器29，所述驱动箱9内部底面设置有电机机座二15，所述电机机座二15上设置有步进电机16，所述步进电机16端部设置有传动链轮副14，所述传动链轮副14端部设置有主动转轴13，所述主动转轴13旁侧设置有被动转轴17，所述主动转轴13和所述被动转轴17上设置有支撑臂12，所述支撑臂12端部设置有工作台11，所述工作台11上设置有所述安装架4，所述安装架4上设置有箱体3，所述箱体3端部设置有色彩传感摄像头2，所述箱体3内部设置有色彩成像器10，所述色彩成像器10旁侧设置有层叠算法处理器18，所述工作台11端部设置有安装座22，所述安装座22上设置有气泵23，所述气泵23端部设置有气动推杆27，所述气动推杆27端部设置有转轮26，所述转轮26外侧设置有凸轮25，所述凸轮25外侧设置有卡爪24。

在本实施例中，所述脚轮28的数量为六个，所述脚轮28外部加装防滑橡胶轮胎，能够保证装置在地面上自由移动。

在本实施例中，所述储料仓5的材料为铝合金，所述储料仓5的高度不少于800mm，所述重力传感器29的尺寸与所述储料仓5底面大小相同，能够对储料仓5中的所有苹果进行称重。

在本实施例中，所述步进电机16的步进角为1°到5°，可进行调整，方便调整装置升降的灵敏度。

在本实施例中，所述色彩传感摄像头2的像素为720P，所述色彩传感摄像头2的刷新频率为50HZ，能够很好的获取果树上苹果的色彩信息，减小采摘误差。

在本实施例中，所述转轮26与所述凸轮25滑动连接，所述卡爪24的最大转角为25°，能够很好的适应各种大小规格的苹果。

在本实施例中，控制主机6的型号为PLC S7-200，方便对其进行编程设置。

上述屋面板凸窗的施工方法，包括如下步骤：

（1）通过控制键盘8发送移动指令，所述控制主机6接收移动指令控制所述伺服电机20转动带动所述驱动轴19转动，所述驱动轴19带动所述脚轮28转动移动装置至指定工作位置后停止；

（2）通过所述控制键盘8发送成像指令，所述控制主机6控制色彩传感摄像头2工作获取果蔬的色彩信息并传递至所述色彩成像器10，所述色彩成像器10对色彩信息进行成像处理后经所述层叠算法处理器18进行轨迹计算；

（3）轨迹信息传递至所述控制主机6，所述控制主机6根据轨迹信息控制所述步进电机16以一定数量的步进角工作带动所述传动链轮副14运转，所述传动链轮副14带动所述主动转轴13转动，所述主动转轴13和所述被动转轴17带动所述支撑臂12转动，所述支撑臂12带动所述工作台11移动至合适的采摘高度；

（4）目测采摘高度的准确性，可通过所述控制键盘8手动微调，之后通过所述控制键盘8发送采摘指令；

（5）所述控制主机6控制所述气泵23工作带动所述气动推杆27向后移动，所述气动推杆27带动所述滚轮在所述凸轮25中移动通过杠杆作用带动所述卡爪24卡紧待采摘的苹果取下；

（6）通过所述控制键盘8发送返回储存指令，所述控制主机6控制所述步进电机16以一定数量的步进角工作带动所述传动链轮副14运转，所述传动链轮副14带动所述主动转轴13转动，所述主动转轴13和所述被动转轴17带动所述支撑臂12转动，所述支撑臂12带动所述卡爪24移动至所述储料仓5上方；

（7）通过所述控制键盘8控制所述卡爪24松开放入所述储料仓5中存放，采摘完成，所述卡爪24返回至初始位置，进行下次采摘工作；

（8）通过所述控制键盘8发送称量指定，所述重力传感器29获取所述储料仓5内苹果的重力信息并通过所述控制主机6转换为重量信息在显示屏7上实时显示。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其效物界定。

Claims (8)

1.一种苹果采摘机，其特征在于：包括基座、电机机座一、储料仓和安装架，所述基座内部底面设置有所述电机机座一，所述电机机座一上设置有伺服电机，所述伺服电机端部设置有驱动轴，所述驱动轴端部设置有脚轮，所述基座上面设置有驱动箱，所述驱动箱上设置有所述储料仓，所述储料仓内部底面设置有重力传感器，所述驱动箱内部底面设置有电机机座二，所述电机机座二上设置有步进电机，所述步进电机端部设置有传动链轮副，所述传动链轮副端部设置有主动转轴，所述主动转轴旁侧设置有被动转轴，所述主动转轴和所述被动转轴上设置有支撑臂，所述支撑臂端部设置有工作台，所述工作台上设置有所述安装架，所述安装架上设置有箱体，所述箱体端部设置有色彩传感摄像头，所述箱体内部设置有色彩成像器，所述色彩成像器旁侧设置有层叠算法处理器，所述工作台端部设置有安装座，所述安装座上设置有气泵，所述气泵端部设置有气动推杆，所述气动推杆端部设置有转轮，所述转轮外侧设置有凸轮，所述凸轮外侧设置有卡爪。

2.根据权利要求1所述的一种苹果采摘机，其特征在于：所述脚轮的数量为六个，所述脚轮外部加装防滑橡胶轮胎。

3.根据权利要求1所述的一种苹果采摘机，其特征在于：所述储料仓的材料为铝合金，所述储料仓的高度不少于800mm，所述重力传感器的尺寸与所述储料仓底面大小相同。

4.根据权利要求1所述的一种苹果采摘机，其特征在于；所述步进电机的步进角为1°到5°，可进行调整。

5.根据权利要求1所述的一种苹果采摘机，其特征在于：所述色彩传感摄像头的像素为720P，所述色彩传感摄像头的刷新频率为50HZ。

6.根据权利要求1所述的一种苹果采摘机，其特征在于：所述转轮与所述凸轮滑动连接，所述卡爪的最大转角为25°。

7.根据权利要求1所述的一种苹果采摘机，其特征在于：控制主机的型号为PLC S7-200。

8.根据权利要求1所述的一种苹果采摘机的采摘方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）通过控制键盘发送移动指令，所述控制主机接收移动指令控制所述伺服电机转动带动所述驱动轴转动，所述驱动轴带动所述脚轮转动移动装置至指定工作位置后停止；

（2）通过所述控制键盘发送成像指令，所述控制主机控制色彩传感摄像头工作获取果蔬的色彩信息并传递至所述色彩成像器，所述色彩成像器对色彩信息进行成像处理后经所述层叠算法处理器进行轨迹计算；

（3）轨迹信息传递至所述控制主机，所述控制主机根据轨迹信息控制所述步进电机以一定数量的步进角工作带动所述传动链轮副运转，所述传动链轮副带动所述主动转轴转动，所述主动转轴和所述被动转轴带动所述支撑臂转动，所述支撑臂带动所述工作台移动至合适的采摘高度；

（4）目测采摘高度的准确性，可通过所述控制键盘手动微调，之后通过所述控制键盘发送采摘指令；

（5）所述控制主机控制所述气泵工作带动所述气动推杆向后移动，所述气动推杆带动所述滚轮在所述凸轮中移动通过杠杆作用带动所述卡爪卡紧待采摘的苹果取下；

（6）通过所述控制键盘发送返回储存指令，所述控制主机控制所述步进电机以一定数量的步进角工作带动所述传动链轮副运转，所述传动链轮副带动所述主动转轴转动，所述主动转轴和所述被动转轴带动所述支撑臂转动，所述支撑臂带动所述卡爪移动至所述储料仓上方；

（7）通过所述控制键盘控制所述卡爪松开放入所述储料仓中存放，采摘完成，所述卡爪返回至初始位置，进行下次采摘工作；

（8）通过所述控制键盘发送称量指定，所述重力传感器获取所述储料仓内苹果的重力信息并通过所述控制主机转换为重量信息在显示屏上实时显示。