CN109348863A - 一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人，包括底座，所述底座的底部固定安装有移动轮，所述底座的右侧固定连接有推动把手，所述底座的顶部固定连接有果实堆放壳，所述果实堆放壳内壁的底部通过缓冲弹簧固定连接有托举板，所述果实堆放壳内壁左侧的顶部开设有通过口，所述果实堆放壳左侧且位于通过口的下方固定连接有引料壳，所述引料壳顶部的左侧固定连接有挡料板。本发明结构简单，实现了半自动化的摘果工作，并可以对果实进行同步收集，避免了传统采摘机器人在对果实摘取后，果实摔落在地而造成的表面磨损，降低了坏果率，减少了给果农带来的经济损失，可满足大规模果园的果实采摘使用。

Description

一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，具体为一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人。

背景技术

机器人是自动控制机器的俗称，自动控制机器包括一切模拟人类行为或思想与模拟其他生物的机械（如机器狗，机器猫等），狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议，有些电脑程序甚至也被称为机器人，在当代工业中，机器人指能自动执行任务的人造机器装置，用以取代或协助人类工作，理想中的高仿真机器人是高级整合控制论、机械电子、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物，目前科学界正在向此方向研究开发，目前在果树种植中，对于部分较为发达的地区已尝试采取机器人来对果树上的果实进行采摘，传统的果树种植用采摘机器人大多无法同步收集果实，往往仅是代替人力对果实进行摘取，然而采摘后的果实直接摔落在地面之上，极其容易造成表面破损，从而提高了坏果率，给果农造成了大量的经济损失，无法满足大规模果园的果实采摘使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人，具备可同步收集果实的优点，解决了传统的果树种植用采摘机器人大多无法同步收集果实的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人，包括底座，其特征在于：所述底座的底部固定安装有移动轮，所述底座的右侧固定连接有推动把手，所述底座的顶部固定连接有果实堆放壳；

所述果实堆放壳内壁的底部通过缓冲弹簧固定连接有托举板，所述果实堆放壳内壁左侧的顶部开设有通过口，所述果实堆放壳左侧且位于通过口的下方固定连接有引料壳，所述引料壳顶部的左侧固定连接有挡料板，所述挡料板的内侧固定连接有防碰垫；

所述果实堆放壳的顶部固定连接有支撑垫块，所述支撑垫块顶部的中点处固定连接有伸缩柱，所述伸缩柱的顶部通过连接板固定连接有采摘环套，所述采摘环套的底部通过保护弹簧固定连接有保护垫；

所述支撑垫块顶部的右侧固定安装有PLC控制器，所述支撑垫块的左侧固定连接有支撑板，所述支撑板的顶部通过支撑弹簧固定连接有缓冲垫；

所述果实堆放壳内壁右侧且位于托举板的上方开设有取料口，所述果实堆放壳右侧且位于取料口的上方通过转轴活动连接有箱门，所述箱门左侧的底部通过卡块与果实堆放壳的右侧相互卡接，所述PLC控制器与伸缩柱电性连接。

优选的，所述引料壳与挡料板为一体成型结构。

优选的，所述果实堆放壳内壁的顶部对称设置有报警传感器，所述支撑垫块的右侧固定安装有与报警传感器相适配的报警器。

优选的，所述支撑垫块左侧且对应支撑板的底部固定连接有加强筋，所述加强筋靠近支撑板的一侧与支撑板固定连接。

优选的，所述缓冲垫的右侧固定连接有固定块，所述固定块的底部固定连接有橡胶凸起。

优选的，所述箱门的右侧固定连接有球形把手，所述球形把手的表面开设有防滑纹。

优选的，所述通过口安装有缓冲板，所述缓冲板左侧固定安装第二缓冲垫，所述缓冲板可旋转地安装在所述通过口的顶部，所述缓冲板的下部安装有第一铁磁性部件，所述通过口的下部安装有第二铁磁性部件，所述第一铁磁性部件和第二铁磁性部件之间具有一定的磁吸力；在果实通过所述通过口时，首先接触所述缓冲板并通过所述第二缓冲垫缓冲部分冲击力，随后在果实的冲击力的作用下所述第一铁磁性部件和第二铁磁性部件分开，所述缓冲板打开所述通过口，果实落入所述果实堆放壳中。

优选的，所述缓冲板通过转轴安装在所述通过口的顶部。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过PLC控制器对伸缩柱进行驱动，利用推动把手将采摘环套移动至待摘取的果实上方，伸缩柱下压，在保护弹簧和保护垫的保护下，通过一定的冲击力将果实打至引料壳中，果实先经缓冲弹簧和托举板进行一定缓冲，对果实形成保护，之后经引料壳滚落至果实堆放壳中以形成收集，本发明结构简单，实现了半自动化的摘果工作，并可以对果实进行同步收集，避免了传统采摘机器人在对果实摘取后，果实摔落在地而造成的表面磨损，降低了坏果率，减少了给果农带来的经济损失，可满足大规模果园的果实采摘使用。

2、本发明通过设置报警传感器和报警器，可实时检测果实堆放壳中的果实的存储高度，当果实的存储高度大于预设阈值时，报警传感器会发出报警信号，从而引起报警器发出警报，果农可在此时将果实堆放壳中的水果取出，通过设置加强筋，加固了支撑板与支撑垫块之间连接的固定程度，防止支撑板长期承受较大的冲击力，而从支撑垫块之上脱落，通过设置固定块和橡胶凸起，防止被摘落的果实落在托举板的右侧，而造成果实无法落入到引料壳中，通过设置球形把手和防滑纹，方便了使用者对箱门进行开启，防滑纹起到一定的防滑效果。

3、本发明在通过口安装有缓冲板，缓冲板左侧固定安装第二缓冲垫，缓冲板可旋转地安装在通过口的顶部，缓冲板的下部安装有第一铁磁性部件，通过口的下部安装有第二铁磁性部件，第一铁磁性部件和第二铁磁性部件之间具有一定的磁吸力，在果实通过通过口时，首先接触缓冲板并通过第二缓冲垫缓冲部分冲击力，随后在果实的冲击力的作用下第一铁磁性部件和第二铁磁性部件分开，缓冲板打开通过口，果实落入果实堆放壳中。

附图说明

图1为本发明主视图的结构剖面图；

图2为本发明图1中A-A的局部放大图；

图3为本发明图1中B-B的局部放大图。

图中：1底座、2移动轮、3推动把手、4果实堆放壳、5缓冲弹簧、6托举板、7通过口、8引料壳、9挡料板、10防碰垫、11支撑垫块、12伸缩柱、13连接板、14采摘环套、15保护弹簧、16保护垫、17 PLC控制器、18支撑板、19支撑弹簧、20缓冲垫、21取料口、22转轴、23箱门、24卡块、25报警传感器、26报警器、27加强筋、28固定块、29橡胶凸起、30球形把手、31防滑纹。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人，包括底座1，底座1的底部固定安装有移动轮2，底座1的右侧固定连接有推动把手3，底座1的顶部固定连接有果实堆放壳4，果实堆放壳4内壁的底部通过缓冲弹簧5固定连接有托举板6，果实堆放壳4内壁左侧的顶部开设有通过口7，果实堆放壳4左侧且位于通过口7的下方固定连接有引料壳8，引料壳8顶部的左侧固定连接有挡料板9，引料壳8与挡料板9为一体成型结构，挡料板9的内侧固定连接有防碰垫10，果实堆放壳4的顶部固定连接有支撑垫块11，果实堆放壳4内壁的顶部对称设置有报警传感器25，支撑垫块11的右侧固定安装有与报警传感器25相适配的报警器26，支撑垫块11顶部的中点处固定连接有伸缩柱12，伸缩柱12的顶部通过连接板13固定连接有采摘环套14，采摘环套14的底部通过保护弹簧15固定连接有保护垫16，支撑垫块11顶部的右侧固定安装有PLC控制器17，支撑垫块11的左侧固定连接有支撑板18，支撑垫块11左侧且对应支撑板18的底部固定连接有加强筋27，加强筋27靠近支撑板18的一侧与支撑板18固定连接，支撑板18的顶部通过支撑弹簧19固定连接有缓冲垫20，缓冲垫20的右侧固定连接有固定块28，固定块28的底部固定连接有橡胶凸起29，果实堆放壳4内壁右侧且位于托举板6的上方开设有取料口21，果实堆放壳4右侧且位于取料口21的上方通过转轴22活动连接有箱门23，箱门23的右侧固定连接有球形把手30，球形把手30的表面开设有防滑纹31，箱门23左侧的底部通过卡块24与果实堆放壳4的右侧相互卡接，PLC控制器17与伸缩柱12电性连接，PLC控制器17具体采用6ES7216-2AD23-0XB8型号的PLC，用于对伸缩柱12进行驱动控制，通过设置报警传感器25和报警器26，可实时检测果实堆放壳4中的果实的存储高度，当果实的存储高度大于预设阈值时，报警传感器25会发出报警信号，从而引起报警器26发出警报，果农可在此时将果实堆放壳4中的水果取出，通过设置加强筋27，加固了支撑板18与支撑垫块11之间连接的固定程度，防止支撑板18长期承受较大的冲击力，而从支撑垫块11之上脱落，通过设置固定块28和橡胶凸起29，防止被摘落的果实落在托举板6的右侧，而造成果实无法落入到引料壳8中，通过设置球形把手30和防滑纹31，方便了使用者对箱门23进行开启，防滑纹31起到一定的防滑效果，通过PLC控制器17对伸缩柱12进行驱动，利用推动把手3将采摘环套14移动至待摘取的果实上方，伸缩柱12下压，在保护弹簧15和保护垫16的保护下，通过一定的冲击力将果实打至引料壳8中，果实先经支撑弹簧19和缓冲垫20进行一定缓冲，对果实形成保护，之后经引料壳8滚落至果实堆放壳4中以形成收集，结构简单，实现了半自动化的摘果工作，并可以对果实进行同步收集，避免了传统采摘机器人在对果实摘取后，果实摔落在地而造成的表面磨损，降低了坏果率，减少了给果农带来的经济损失，可满足大规模果园的果实采摘使用。

使用时，利用推动把手3将采摘环套14移动至待摘取的果实上方，PLC控制器17对伸缩柱12进行驱动，伸缩柱12下压，在保护弹簧15和保护垫16的保护下，通过一定的冲击力将果实打至引料壳8中，果实先经支撑弹簧19和缓冲垫20进行一定缓冲，对果实形成保护，之后经引料壳8滚落至果实堆放壳4中以形成收集。

进一步地，发明人在使用过程中发现，在果实直接通过通过口7时，其在引料壳8中由于重力作用会积累较大的冲击力，该冲击力会导致果实落入果实堆放壳4时，对果实堆放壳4内部收集的果实产生损坏，如此会导致果实摔落而造成的表面磨损，降低了果实的品质。为了解决上述课题，发明人在通过口7安装左侧固定第二缓冲垫的缓冲板，缓冲板可旋转地安装在通过口7的顶部，缓冲板的下部安装有第一铁磁性部件，通过口7的下部安装有第二铁磁性部件，第一铁磁性部件和第二铁磁性部件之间具有一定的磁吸力，在磁吸力的作用下，缓冲板能够密封通过口7，由于该磁吸力较小，在一定的冲击力之下两铁磁性部件即可分开。在果实通过通过口7时，首先接触缓冲板并通过第二缓冲垫缓冲部分冲击力，随后在果实的冲击力的作用下第一铁磁性部件和第二铁磁性部件分开，缓冲板打开通过口7，果实落入果实堆放壳4中，在上述过程中，果实在引料壳8中积累的冲击力依次被第二缓冲垫缓冲、并克服两铁磁性部件之间的磁吸力以及缓冲板的重力，因此当其通过通过口7时，速度几乎降低为零，其落入果实堆放壳4时，产生的冲击有限，基本上不会对存储果实造成损伤。作为优选，缓冲板通过转轴安装在通过口7的顶部。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人，包括底座（1），其特征在于：所述底座（1）的底部固定安装有移动轮（2），所述底座（1）的右侧固定连接有推动把手（3），所述底座（1）的顶部固定连接有果实堆放壳（4）；

所述果实堆放壳（4）内壁的底部通过缓冲弹簧（5）固定连接有托举板（6），所述果实堆放壳（4）内壁左侧的顶部开设有通过口（7），所述果实堆放壳（4）左侧且位于通过口（7）的下方固定连接有引料壳（8），所述引料壳（8）顶部的左侧固定连接有挡料板（9），所述挡料板（9）的内侧固定连接有防碰垫（10）；

所述果实堆放壳（4）的顶部固定连接有支撑垫块（11），所述支撑垫块（11）顶部的中点处固定连接有伸缩柱（12），所述伸缩柱（12）的顶部通过连接板（13）固定连接有采摘环套（14），所述采摘环套（14）的底部通过保护弹簧（15）固定连接有保护垫（16）；

所述支撑垫块（11）顶部的右侧固定安装有PLC控制器（17），所述支撑垫块（11）的左侧固定连接有支撑板（18），所述支撑板（18）的顶部通过支撑弹簧（19）固定连接有缓冲垫（20）；

所述果实堆放壳（4）内壁右侧且位于托举板（6）的上方开设有取料口（21），所述果实堆放壳（4）右侧且位于取料口（21）的上方通过转轴（22）活动连接有箱门（23），所述箱门（23）左侧的底部通过卡块（24）与果实堆放壳（4）的右侧相互卡接，所述PLC控制器（17）与伸缩柱（12）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人，其特征在于：所述引料壳（8）与挡料板（9）为一体成型结构。

3.根据权利要求1所述的一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人，其特征在于：所述果实堆放壳（4）内壁的顶部对称设置有报警传感器（25），所述支撑垫块（11）的右侧固定安装有与报警传感器（25）相适配的报警器（26）。

4.根据权利要求1所述的一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人，其特征在于：所述支撑垫块（11）左侧且对应支撑板（18）的底部固定连接有加强筋（27），所述加强筋（27）靠近支撑板（18）的一侧与支撑板（18）固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人，其特征在于：所述缓冲垫（20）的右侧固定连接有固定块（28），所述固定块（28）的底部固定连接有橡胶凸起（29）。

6.根据权利要求1所述的一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人，其特征在于：所述箱门（23）的右侧固定连接有球形把手（30），所述球形把手（30）的表面开设有防滑纹（31）。

7.根据权利要求1所述的一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人，其特征在于：所述通过口（7）安装有缓冲板，所述缓冲板左侧固定安装第二缓冲垫，所述缓冲板可旋转地安装在所述通过口（7）的顶部，所述缓冲板的下部安装有第一铁磁性部件，所述通过口（7）的下部安装有第二铁磁性部件，所述第一铁磁性部件和第二铁磁性部件之间具有一定的磁吸力；

在果实通过所述通过口（7）时，首先接触所述缓冲板并通过所述第二缓冲垫缓冲部分冲击力，随后在果实的冲击力的作用下所述第一铁磁性部件和第二铁磁性部件分开，所述缓冲板打开所述通过口（7），果实落入所述果实堆放壳（4）中。

8.根据权利要求7所述的一种果树种植用可同步收集果实的采摘机器人，其特征在于：所述缓冲板通过转轴安装在所述通过口（7）的顶部。