CN108855969A - 一种用于y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置及流程 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置及流程。该装置由机器人末端执行器、收集索道、轨道分选筛、输送带和收纳箱组成。基于采摘机器人Y形夹指末端执行器在采摘果实的过程中完成果实大小的测量；果实落入收集索道后置入轨道分选筛，再由主控计算机控制沿轨道移动至相应输送带；打开分选筛的侧门，果实落入输送带传递至收纳箱。本发明用于Y形夹指采摘机器人，使得采摘机器人在果实采摘过程中同时完成果实大小的分选，从而提升采摘机器人的功能性，并简化后续果实商品化的流程。

Description

一种用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置及 流程

技术领域

本发明涉及智能农业机器人技术领域，特别是涉及采摘机器人果实自动分选及作业流程。

背景技术

在水果种植生产商品化过程中，果实采摘、分选是其重要环节，将直接影响其市场价格和经济效益。目前不管是果实采摘还是果实分选，基本还是手工作业，费时费力、劳动强度高；虽然果实的分选现已有相关设备售卖，但全部属于采摘后期分选，且价格高昂。果实大小分选是果实分选中的最基本步骤。考虑到采摘机器人工作过程中果实采收、果实输送等各个现有流程，在此基础上附加果实大小的自动分选功能，使得机器人采收、大小分选一体化，无疑将会进一步提升采摘机器人的实用性。

发明内容

本发明的目的是：提供一种用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置，在采摘机器人工作过程中实现果实大小的自动分选，在提升功能的同时简化后续果实商品化流程。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置，该装置包括：

主控计算机：用于对果实大小分选流程的控制；

末端执行器：用于果实大小的测定；

收集索道：用于果实流向轨道分选筛的入向通道；

轨道分选筛：用于果实落入不同轨道前的承纳；

输送带：用于果实与收纳箱间的输送；

收纳箱：用于不同大小果实的收纳。

其中末端执行器为Y形夹指结构，执行器两夹指侧装有压力传感器；当末端执行器抓取果实过程中压力传感器测值超过一定阈值时，末端执行器停止动作，而后由末端执行器电机转动圈数与Y形夹指夹角间的线性关系首先确定夹指夹取果实后的夹角角度，再基于余弦定理来获取果实的直径大小。

其中轨道分选筛为梯柱漏斗型单轨道分选筛，侧门在分选筛运动至相应输送带上方时由主控计算机控制开合，将其所盛果实落入输送带。

其中轨道分选筛为了更为精确的停于各个输送带正上方，各个输送带正上方轨道上相应位置装有位置传感器，其分选筛执行电机为伺服电机。

其中轨道分选筛轨道为两侧半圆中间直线的运动场跑道形状，上有两只轨道分选筛，其中一只停于收集索道下，当其运载果实到输送带时，另一只接替停于收集索道下，以此循环。

用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置的作业流程，包括以下步骤：

步骤1：主控计算机对果实识别定位后，控制末端执行器接近果实，进入夹指；

步骤2：主控计算机控制末端执行器夹指闭合，当夹指侧装的压力传感器到达设定阈值时，夹指停止动作，主控计算机根据末端执行器电机转动圈数与Y形夹指夹角间的线性关系首先确定夹指夹取果实的夹角角度，再基于余弦定理来获取果实的直径大小；

步骤3：主控计算机控制末端执行器移至收集索道，打开夹指，果实经收集索道落入轨道分选筛；

步骤:4：主控计算机根据步骤2测定的果实大小进行分级，并根据级别控制轨道分选筛移至相应输送带，同时另一轨道分选筛移至收集索道下；

步骤5：到达相应输送带后，主控计算机控制轨道分选筛的侧门打开，果实落入输送带，传送至收纳箱，同时主控计算机控制轨道分选筛侧门闭合并移至轨道另一侧等待另一分选筛离开收集索道；

步骤6:在上一果实落入收集索道的同时，主控计算机控制末端执行器重复执行步骤1-步骤5。

本发明的有益效果为：能够实现果实采收过程中的大小自动分选，其特点在于不同于独立的果实分选设备，而是采摘机器人在采收流程中的功能叠加，原有硬件改动小，而进一步增强了实用性。

附图说明

图1为用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置结构图；

图中：1、主控计算机；2、输送带；3、收纳箱；4、末端执行器；5、收集索道；6、轨道分选筛；7、轨道。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的描述。

如图1所示，本发明的用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置包括主控计算机1，末端执行器4，收集索道5，轨道分选筛6，输送带2和收纳箱3。其中主控计算机1用于对果实大小分选流程的控制；末端执行器4用于果实大小的测定；收集索道5用于果实流向轨道分选筛的入向通道；轨道分选筛6用于果实落入不同轨道前的承纳；输送带2用于果实与收纳箱间的输送；收纳箱3用于不同大小果实的收纳。

主控计算机1对果实识别定位后，控制Y形夹指末端执行器4接近果实，进入夹指；主控计算机1控制末端执行器夹指闭合，当夹指侧装的压力传感器到达设定阈值时，夹指停止动作，主控计算机1根据末端执行器4电机转动圈数与Y形夹指夹角间的线性关系首先确定夹指夹取果实后的夹角角度，再基于余弦定理来获取果实的直径大小；主控计算机1控制末端执行器4移至收集索道5，打开夹指，果实经收集索道5落入梯柱漏斗状的轨道分选筛6(轨道分选筛6由伺服电机驱动)；主控计算机1根据测定的果实大小进行分级，并根据级别控制轨道分选筛6移至相应输送带2，同时另一轨道分选筛移至收集索道下；到达相应输送带的位置传感器后，主控计算机1控制轨道分选筛6的侧门打开，果实落入输送带，传送至收纳箱3，同时主控计算机1控制轨道分选筛侧门闭合并移至轨道另一侧等待另一分选筛离开收集索道；在上一果实落入收集索道5的同时，主控计算机1控制末端执行器4重复执行上述过程。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置，其特征在于，所述装置包括主控计算机、末端执行器、收集索道、轨道分选筛、输送带、收纳箱：

所述主控计算机：用于对果实大小分选流程的控制；

所述末端执行器：用于果实大小的测定；

所述收集索道：用于果实流向轨道分选筛的入向通道；

所述轨道分选筛：用于果实落入不同轨道前的承纳；

所述输送带：用于果实与收纳箱间的输送；

所述收纳箱：用于不同大小果实的收纳。

2.如权利要求1所述的用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置，其特征在于，所述末端执行器为Y形夹指结构，执行器两夹指侧装有压力传感器；当末端执行器抓取果实过程中压力传感器测值超过一定阈值时，末端执行器停止动作，而后由末端执行器电机转动圈数与Y形夹指夹角间的线性关系首先确定夹指夹取果实后的夹角角度，再基于余弦定理来获取果实的直径大小。

3.如权利要求1所述的用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置，其特征在于，所述轨道分选筛为梯柱漏斗型单轨道分选筛，侧门在分选筛运动至相应输送带上方时由主控计算机控制开合，将其所盛果实落入输送带。

4.如权利要求1所述的用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置，其特征在于，所述轨道分选筛为了更为精确的停于各个输送带正上方，各个输送带正上方轨道上相应位置装有位置传感器，其分选筛执行电机为伺服电机。

5.如权利要求1所述的用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置，其特征在于，所述轨道分选筛轨道为两侧半圆中间直线的运动场跑道形状，上有两只轨道分选筛，其中一只停于收集索道下，当其运载果实到输送带时，另一只接替停于收集索道下，以此循环。

6.一种用于Y形夹指采摘机器人的果实大小自动分选装置的作业流程，包括以下步骤：

步骤1：主控计算机对果实识别定位后，控制末端执行器接近果实，进入夹指；

步骤2：主控计算机控制末端执行器夹指闭合，当夹指侧装的压力传感器到达设定阈值时，夹指停止动作，主控计算机根据末端执行器电机转动圈数与Y形夹指夹角间的线性关系首先确定夹指夹取果实后的夹角角度，再基于余弦定理来获取果实的直径大小；

步骤3：主控计算机控制末端执行器移至收集索道，打开夹指，果实经收集索道落入轨道分选筛；

步骤:4：主控计算机根据步骤2测定的果实大小进行分级，并根据级别控制轨道分选筛移至相应输送带，同时另一轨道分选筛移至收集索道下；

步骤5：到达相应输送带后，主控计算机控制轨道分选筛的侧门打开，果实落入输送带，传送至收纳箱，同时主控计算机控制轨道分选筛侧门闭合并移至轨道另一侧等待另一分选筛离开收集索道；

步骤6:在上一果实落入收集索道的同时，主控计算机控制末端执行器重复执行步骤1-步骤5。