CN108575319A - 一种自动采摘机的控制系统 - Google Patents

一种自动采摘机的控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN108575319A
CN108575319A CN201810394181.9A CN201810394181A CN108575319A CN 108575319 A CN108575319 A CN 108575319A CN 201810394181 A CN201810394181 A CN 201810394181A CN 108575319 A CN108575319 A CN 108575319A
Authority
CN
China
Prior art keywords
picking
hands
arm body
fruit
picking hands
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810394181.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108575319B (zh
Inventor
刘佳杰
吕江南
马兰
周韦
龙超海
文庆华
王加跃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Bast Fiber Crops of CAAS
Original Assignee
Institute of Bast Fiber Crops of CAAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Institute of Bast Fiber Crops of CAAS filed Critical Institute of Bast Fiber Crops of CAAS
Priority to CN201810394181.9A priority Critical patent/CN108575319B/zh
Publication of CN108575319A publication Critical patent/CN108575319A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108575319B publication Critical patent/CN108575319B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D46/00—Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
    • A01D46/30—Robotic devices for individually picking crops

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种自动采摘机的控制系统，包括采集单元、处理单元和执行单元；采集单元，至少用于获取待采摘果实的实时位置信息和自动采摘机的采摘手的实时采摘位置信息；处理单元，至少用于对实时位置信息和实时采摘位置信息进行处理，并判断实时位置信息是否与实时采摘位置信息相对应：如果是，则向执行单元发送采摘指令，如果否，则无操作；执行单元，至少用于根据采摘指令，控制采摘手执行采摘动作。通过上述自动采摘机的控制系统，在采摘果实时，当果实位于采摘位置时，能够快速识别并自动抓取果实，大大提升了果实摘取的便捷性和工作效率。

Description

一种自动采摘机的控制系统
技术领域
本发明涉及自动化技术领域，尤其涉及一种自动采摘机的控制系统。
背景技术
一些高杆果树的枝干较高，如苹果，柚子，橙子等，导致果农采摘困难。为了提高采摘效率，降低高空作业带来的安全隐患，目前普遍采用采摘机进行采摘。采摘机的结构一般为通过伸缩臂伸缩来带动采摘手运动至果实的采摘位置，然后利用采摘手进行采摘。但现有的采摘机的自动化程度较低，大多需要人工寻找果实位置，由于一般采摘机的操控者仅从地面上观察果实，无法得到果实的实际高度，因此在寻找果实时，很不方便，即便到达果实的采摘位置操控者也并不能确定，从而使得采摘机的使用极为不方便。
综上所述，如何解决自动采摘机的采摘不方便的问题，已成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动采摘机的控制系统，解决自动采摘机的采摘不方便的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种自动采摘机的控制系统，包括采集单元、处理单元和执行单元；
所述采集单元，至少用于获取待采摘果实的实时位置信息和自动采摘机的采摘手的实时采摘位置信息；
所述处理单元，至少用于对所述实时位置信息和所述实时采摘位置信息进行处理，并判断所述实时位置信息是否与所述实时采摘位置信息相对应：如果是，则向所述执行单元发送采摘指令，如果否，则无操作；
所述执行单元，至少用于根据所述采摘指令，控制所述采摘手执行采摘动作。
优选地，所述采摘手的始端还连接有伸缩机构，且所述采摘手包括左采摘手和右采摘手，当所述左采摘手和所述右采摘手扣合至预设压力时，所述果实抓取完成；
所述采集单元，还用于获取所述左采摘手和所述右采摘手的扣合压力；
所述处理单元，还用于判断所述扣合压力是否达到所述预设压力，若是，则向所述执行单元发送回缩指令；若否，则无操作；
所述执行单元，还用于根据所述回缩指令，控制所述伸缩机构回缩至预设位置。
优选地，所述第一采摘手的手掌位置设置有第一半球形腔体，所述第一采摘手的末端设置有第一切削刃，所述第二采摘手的手掌位置设置有第二半球形腔体，所述第二采摘手的末端设置有第二切削刃；
当所述第一半球形腔体与所述第二半球形腔体扣合构成容纳果实的果实腔体，所述第一切削刃与所述第二切削刃相抵。
优选地，所述第一采摘手和所述第二采摘手的外轮廓均为半球形，所述第一半球形腔体和所述第二半球形腔体均为半椭球形腔体，且所述第一采摘手和所述第二采摘手的纵剖面均为月牙形。
优选地，所述伸缩机构包括液压缸和用于驱动所述液压缸的伸缩杆的油泵。
优选地，所述伸缩机构与所述采摘手之间还设置有采摘臂，所述采摘臂体包括相互交叉铰接的第一臂体和第二臂体，所述第一臂体的顶端设置有所述第一采摘手，所述第二臂体的顶端设置有所述第二采摘手，且所述第一采摘手和所述第二采摘手的手掌相对。
所述采摘臂体还包括用于驱动所述第二臂体的底端向所述第一臂体的底端靠近和远离的驱动机构。
优选地，所述采摘臂体还连接有驱动机构，所述驱动机构包括驱动架和设置在所述驱动架上的驱动组件，所述第一臂体的底端固定在所述驱动架上，所述第二臂体的底端与所述驱动架滑动配合，所述驱动组件用于驱动所述第二臂体的底端向所述第一臂体的底端靠近和远离。
优选地，所述驱动组件包括与所述第二臂体的底端固定连接的齿条、与所述齿条相适配的齿轮和用于驱动所述齿轮的电机。
相比于背景技术介绍内容，上述自动采摘机的控制系统，包括采集单元、处理单元和执行单元；采集单元，至少用于获取待采摘果实的实时位置信息和自动采摘机的采摘手的实时采摘位置信息；处理单元，至少用于对实时位置信息和实时采摘位置信息进行处理，并判断实时位置信息是否与实时采摘位置信息相对应：如果是，则向执行单元发送采摘指令，如果否，则无操作；执行单元，至少用于根据采摘指令，控制采摘手执行采摘动作。通过上述自动采摘机的控制系统，在采摘果实时，当果实位于采摘位置时，能够快速识别并自动抓取果实，大大提升了果实摘取的便捷性和工作效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的自动采摘机的控制系统的应用结构示意图；
图2为本发明实施例提供的驱动组件的结构示意图。
上图1和图2中，
第一臂体1、第二臂体2、第一采摘手3、第二采摘手4、第一半球形腔体5、第一切削刃6、第二半球形腔体7、第二切削刃8、驱动架9、驱动组件10、齿条11、齿轮12、伸缩机构13。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种自动采摘机的控制系统，解决自动采摘机的采摘不方便的问题。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明提供的技术方案，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1和图2所示，本发明实施例提供的一种自动采摘机的控制系统，包括采集单元、处理单元和执行单元；
采集单元，至少用于获取待采摘果实的实时位置信息和自动采摘机的采摘手的实时采摘位置信息；
处理单元，至少用于对实时位置信息和实时采摘位置信息进行处理，并判断实时位置信息是否与实时采摘位置信息相对应：如果是，则向执行单元发送采摘指令，如果否，则无操作；
执行单元，至少用于根据采摘指令，控制采摘手执行采摘动作。
通过上述自动采摘机的控制系统，在采摘果实时，当果实位于采摘位置时，能够快速识别并自动抓取果实，大大提升了果实摘取的便捷性和工作效率。
此外，一般来说，采摘手的始端还连接有伸缩机构，且采摘手包括第一采摘手和第二采摘手，当第一采摘手和第二采摘手扣合至预设压力时，果实抓取完成；
采集单元，还用于获取左采摘手和右采摘手的扣合压力；
处理单元，还用于判断扣合压力是否达到预设压力，若是，则向执行单元发送回缩指令；若否，则无操作；
执行单元，还用于根据回缩指令，控制伸缩机构回缩至预设位置。
通过上述设置，使得采摘手在采摘抓取果实完毕后，能够自动回缩至低位，进一步提升了果实摘取的自动化程度。
这里需要说明的是，本领域技术人员都应该能够理解的是，在实际应用过程中，上述采集单元具体在实际应用过程中可以是在对应位置设置对应的传感器来实现，通过人工手动将采摘手一动至果实的正下方，通过位置传感器检测果实的高度位置，通过图像传感器检测是否为果实的图像，当图像传感器检测到为果实时，且位置传感器检测到果实处于采摘位置高度时，执行单元可以驱动采摘手执行采摘动作，通过压力传感器检测第一采摘手和第二采摘手扣合的压力值，当扣合压力值达到预设范围内后，则表明果实上方的果梗以切断，执行单元可以控制回缩机构将采摘手回缩至低位；处理单元通过单片机类的控制器即可实现相应的功能；执行单元通过对应的电路控制对应的驱动机构来实现动作的执行。
另外，第一采摘手3的手掌位置设置有第一半球形腔体5，第一采摘手3的末端设置有第一切削刃6，第二采摘手4的手掌位置设置有第二半球形腔体7，第二采摘手4的末端设置有第二切削刃8；当第一半球形腔体5与第二半球形腔体6扣合构成容纳果实的果实腔体，第一切削刃6与第二切削刃8相抵。通过上述第一采摘手和第二采摘手的结构，使得在采摘果实时，当控制系统的采集单元检测到果实位于第一采摘手和第二采摘手之间的位置时，执行单元驱动对应的驱动机构可以使第一切削刃和第二切削刃刚好抵接切断果实正上方的果梗，使果实落入果实腔体，再利用伸缩机构收缩至较低位置即可取下果实，操作简单方便，且无需采摘者高空作业，避免了高空作业带来的安全隐患。此外，通过第一半球形腔体和第二半球形腔体对接构成果实腔体对果实具有保护作用，防止掉落地上而摔伤不易保存。并且为了进一步保证进入果实容纳腔的果实免受损伤，对应第一半球形腔体和第二半球形腔体内侧表面均设置有柔性层，该柔性层的固定方式可以采用粘结的固定方式，又或是本领域技术人员常用的其他固定方式，比如熔接的方式固定等。另外需要说明的是，该柔性层可以是柔性橡胶层，又或者是本领域技术人员常用的其他柔性材质层，比如海绵体层等。
更进一步的实施方案中，上述第一采摘手3和第二采摘手4的外轮廓均为半球形，第一半球形腔体5和第二半球形腔体7均为半椭球形腔体，且第一采摘手3和第二采摘手4的纵剖面均为月牙形。当然可以理解的是，上述仅仅是对第一采摘手和第二采摘手的结构形式的举例而已，实际应用过程中，还可以根据实际需求选择对应的其他结构形式，比如菱形的结构等，只要能够实现扣合构成果实的容纳腔即可。
在一些更加具体的实施方案中，上述伸缩机构13可以包括液压缸和用于驱动液压缸的伸缩杆的油泵。执行单元通过控制电路控制电磁阀的开闭来控制油泵的油路来实现液压缸的伸缩杆的伸缩动作。当然可以理解的是，上述仅仅是本发明实施例对于伸缩机构的举例，还可以是本领域技术人员常用的其他类型的伸缩机构，比如电机驱动丝杠的伸缩机构等。
更进一步的实施方案，伸缩机构与采摘手之间还设置有采摘臂，采摘臂体包括相互交叉铰接的第一臂体1和第二臂体2，第一臂体1的顶端设置有第一采摘手3，第二臂体2的顶端设置有第二采摘手4，且第一采摘手3和第二采摘手4的手掌相对。采摘臂体还包括用于驱动第二臂体2的底端向第一臂体1的底端靠近和远离的驱动机构。通过执行单元，控制驱动机构驱动运动，实现采摘手执行采摘动作。并且采摘臂体还连接有驱动机构，驱动机构包括驱动架9和设置在驱动架9上的驱动组件10，第一臂体1的底端固定在驱动架9上，第二臂体2的底端与驱动架9滑动配合，驱动组件10用于驱动第二臂体2的底端向第一臂体1的底端靠近和远离。通过驱动机构驱动使得采摘臂的自动化程度更高。
另外，上述驱动组件10的具体形式可以包括与第二臂体2的底端固定连接的齿条11、与齿条11相适配的齿轮12和用于驱动齿轮12的电机。通过电机驱动齿轮转动，进而带动齿条水平运动，由于齿条与第二臂体的底端固定，进而使得第二臂体的底端相对驱动架滑动，也即可以实现相对第一臂体的底端靠近和远离的运动。当然可以理解的是，上述齿轮和齿条的运动形式仅仅是本发明实施例的优选举例而已，还可以是本领域技术人员常用的其他结构形式，比如第一臂体和第二臂体之间设置有撑开弹簧，第二臂体连接以后拉绳，通过拉动拉绳能够带动第二臂体的底端向第一臂体的底端运动，进而实现第一采摘手和第二采摘手的扣合动作。
以上对本发明所提供的自动采摘机的控制系统进行了详细介绍。需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，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，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种自动采摘机的控制系统，其特征在于，包括采集单元、处理单元和执行单元；
所述采集单元，至少用于获取待采摘果实的实时位置信息和自动采摘机的采摘手的实时采摘位置信息；
所述处理单元，至少用于对所述实时位置信息和所述实时采摘位置信息进行处理，并判断所述实时位置信息是否与所述实时采摘位置信息相对应：如果是，则向所述执行单元发送采摘指令，如果否，则无操作；
所述执行单元，至少用于根据所述采摘指令，控制所述采摘手执行采摘动作。
2.如权利要求1所述的自动采摘机的控制系统，其特征在于，所述采摘手的始端还连接有伸缩机构，且所述采摘手包括第一采摘手和第二采摘手，当所述第一采摘手和所述第二采摘手扣合至预设压力时，所述果实抓取完成；
所述采集单元，还用于获取所述左采摘手和所述右采摘手的扣合压力；
所述处理单元，还用于判断所述扣合压力是否达到所述预设压力，若是，则向所述执行单元发送回缩指令；若否，则无操作；
所述执行单元，还用于根据所述回缩指令，控制所述伸缩机构回缩至预设位置。
3.如权利要求2所述的自动采摘机的控制系统，其特征在于，所述第一采摘手(3)的手掌位置设置有第一半球形腔体(5)，所述第一采摘手(3)的末端设置有第一切削刃(6)，所述第二采摘手(4)的手掌位置设置有第二半球形腔体(7)，所述第二采摘手(4)的末端设置有第二切削刃(8)；
当所述第一半球形腔体(5)与所述第二半球形腔体(6)扣合构成容纳果实的果实腔体，所述第一切削刃(6)与所述第二切削刃(8)相抵。
4.如权利要求3所述的自动采摘机的控制系统，其特征在于，所述第一采摘手(3)和所述第二采摘手(4)的外轮廓均为半球形，所述第一半球形腔体(5)和所述第二半球形腔体(7)均为半椭球形腔体，且所述第一采摘手(3)和所述第二采摘手(4)的纵剖面均为月牙形。
5.如权利要求1-4任一项所述的自动采摘机的控制系统，其特征在于，所述伸缩机构(13)包括液压缸和用于驱动所述液压缸的伸缩杆的油泵。
6.如权利要求3所述的自动采摘机的控制系统，其特征在于，所述伸缩机构与所述采摘手之间还设置有采摘臂，所述采摘臂体包括相互交叉铰接的第一臂体(1)和第二臂体(2)，所述第一臂体(1)的顶端设置有所述第一采摘手(3)，所述第二臂体(2)的顶端设置有所述第二采摘手(4)，且所述第一采摘手(3)和所述第二采摘手(4)的手掌相对；
所述采摘臂体还包括用于驱动所述第二臂体(2)的底端向所述第一臂体(1)的底端靠近和远离的驱动机构。
7.如权利要求6所述的自动采摘机的控制系统，其特征在于，所述采摘臂体还连接有驱动机构，所述驱动机构包括驱动架(9)和设置在所述驱动架(9)上的驱动组件(10)，所述第一臂体(1)的底端固定在所述驱动架(9)上，所述第二臂体(2)的底端与所述驱动架(9)滑动配合，所述驱动组件(10)用于驱动所述第二臂体(2)的底端向所述第一臂体(1)的底端靠近和远离。
8.如权利要求7所述的自动采摘机的控制系统，其特征在于，所述驱动组件(10)包括与所述第二臂体(2)的底端固定连接的齿条(11)、与所述齿条(11)相适配的齿轮(12)和用于驱动所述齿轮(12)的电机。
CN201810394181.9A 2018-04-27 2018-04-27 一种自动采摘机的控制系统 Active CN108575319B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810394181.9A CN108575319B (zh) 2018-04-27 2018-04-27 一种自动采摘机的控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810394181.9A CN108575319B (zh) 2018-04-27 2018-04-27 一种自动采摘机的控制系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108575319A true CN108575319A (zh) 2018-09-28
CN108575319B CN108575319B (zh) 2020-11-13

Family

ID=63610377

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810394181.9A Active CN108575319B (zh) 2018-04-27 2018-04-27 一种自动采摘机的控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108575319B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109220225A (zh) * 2018-10-22 2019-01-18 湖北理工学院 一种全自动水果采摘装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204697535U (zh) * 2015-03-17 2015-10-14 江西科技学院 一种苹果采摘机
CN105210559A (zh) * 2015-01-24 2016-01-06 无锡桑尼安科技有限公司 智能化果树采摘系统
CN205005499U (zh) * 2015-09-10 2016-02-03 卢海东 一种便于搬运的林业用的取果装置
WO2017042789A1 (en) * 2016-07-20 2017-03-16 Universidad Tecnológica De Panamá Harvesting and lawn care robot
CN206879491U (zh) * 2017-04-26 2018-01-16 广西职业技术学院 橘子采摘机的自动采摘机构

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105210559A (zh) * 2015-01-24 2016-01-06 无锡桑尼安科技有限公司 智能化果树采摘系统
CN204697535U (zh) * 2015-03-17 2015-10-14 江西科技学院 一种苹果采摘机
CN205005499U (zh) * 2015-09-10 2016-02-03 卢海东 一种便于搬运的林业用的取果装置
WO2017042789A1 (en) * 2016-07-20 2017-03-16 Universidad Tecnológica De Panamá Harvesting and lawn care robot
CN206879491U (zh) * 2017-04-26 2018-01-16 广西职业技术学院 橘子采摘机的自动采摘机构

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109220225A (zh) * 2018-10-22 2019-01-18 湖北理工学院 一种全自动水果采摘装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN108575319B (zh) 2020-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3203828A1 (en) Automated harvesting apparatus
CN101669423B (zh) 一种水果采摘机器人的末端执行器
CN101273688A (zh) 柑橘采摘机器人的柔性采摘装置和方法
CN205671007U (zh) 可伸缩苹果采摘装置
CN108575319A (zh) 一种自动采摘机的控制系统
CN108638024A (zh) 一种用于手套箱中的手臂机器人及手套箱
CN106962304A (zh) 一种水下海珍品采捕装置
CN108271524A (zh) 吸抓协同水果采摘机械手
CN108029345A (zh) 一种单手持握折叠摘果器
CN108312168B (zh) 欠驱动水果采摘机械手
CN109121707A (zh) 一种多角度水果采摘器
CN109566099A (zh) 一种采摘机器人
CN109121711B (zh) 一种自清洁果实采收手套
US20150257335A1 (en) Self-Cleaning Rake
CN208113371U (zh) 一种小型果树采摘装置
CN110122435A (zh) 一种鱼类捕捉工具及应用该鱼类捕捉工具的捕鱼装置
KR20120091967A (ko) 매실 수확기
CN208462404U (zh) 一种伸缩式旋转刀头摘果器
CN207692417U (zh) 旋转式林木用种子采集装置
CN208095243U (zh) 一种采摘臂
CN208462410U (zh) 一种自动采摘机
EP2689652A1 (en) System for picking olives and other fruits
CN208370594U (zh) 一种动物排泄物清除装置
CN208523259U (zh) 多种水果采集辅助装置
CN109451987A (zh) 一种苹果采摘用手持可伸缩苹果采摘器

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant