CN110744570A - 一种菠萝采摘机及其采摘方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种菠萝采摘机，包括机架、连接于所述机架上的采摘爪手、与所述机架连接的移动装置、连接于所述机架上的菠萝存储装置、连接于所述机架上的监测装置、以及连接于所述机架上的控制装置；所述控制装置与各装置以及所述采摘爪手控制连接，所述监测装置与所述控制装置通信连接，并提供了对菠萝的采摘方法。本发明行走平稳，有利于在坑坑洼洼的菠萝田地里行走，运动灵活，方便采摘工作，采摘效率高，不易对水果造成损伤，全程可实现自动化操作，极大地提高了工作效率，降低了操作者的劳动强度，避免菠萝采摘过程对操作者造成人身损伤。
Description
技术领域
本发明涉及农业机械领域，具体而言，涉及一种菠萝采摘机及其采摘方法。
背景技术
菠萝作为常见的水果之一，吸引了许多消费者的喜爱。菠萝植株的叶片呈螺旋形排列，簇生于莲上，菠萝成熟时，叶片变为革质，呈剑状，有些菠萝品种的叶片边缘还会长出剌来，易扎伤果农的手和身体。
经过海量检索，发现现有技术中的菠萝采摘机如公开号为CN109804776A公开的一种菠萝采摘机，该采摘机通过掰断菠萝梗部的方式使菠萝与菠萝植株分离以实现菠萝的采摘，在采摘过程中减少对幼苗的损伤。在采摘过程中，行走装置、摘取装置、提升装置、收集装置和摄像头均持续运行，菠萝采摘和收集效率大大提高。或如公开号为CN208258432U公开的一种便携式菠萝采摘机，设备结构简单，方便携带，适用于各品种的菠萝采摘。或如公开号为CN106973625A公开的一种自动式菠萝采收机，具有结构灵活、安装方便的特点，能满足田间不同地段菠萝的机械化采收，并能自动显示采收菠萝的重量，大大减轻了劳动强度，提高了菠萝采收的效率，有利于促进热带水果菠萝产业的机械化及自动化发展水平。
综上所述，现有技术中的菠萝采摘机，要么结构复杂过于笨重，不能方便调节其结构以适应不同的尺寸的菠萝种植地；要么其只适用于人工采摘，容易危害到果农；要么结构过于固定，不能进行功能拓展以及智能化程度低，对果实损害大，采摘效率低。
发明内容
本发明提出了一种菠萝采摘机及其采摘方法以解决所述问题，
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种菠萝采摘机，包括机架、连接于所述机架上的采摘爪手、与所述机架连接的移动装置、连接于所述机架上的菠萝存储装置、连接于所述机架上的监测装置、以及连接于所述机架上的控制装置；所述控制装置与各装置以及所述采摘爪手控制连接，所述监测装置与所述控制装置通信连接；其中，
所述采摘爪手，被构造成用于对菠萝植株进行采摘作业；
所述移动装置，被构造成用于带动所述菠萝采摘机在菠萝种植地中移动；
所述菠萝存储装置，被构造成用于存储被剪切果柄后的菠萝果实；
所述监测装置，被构造成用于监控所述菠萝采摘机在菠萝种植地的位置、监控并分类未采摘的菠萝植株和采摘的菠萝植株；
所述控制装置，被构造成用于对各装置进行调控。
可选地，所述采摘爪手包括从下至上依次连接的剪切部、夹持部、移动部；其中，
所述剪切部，被构造成用于对菠萝植株的果柄进行剪切；
所述夹持部，被构造成用于对菠萝果实进行夹持；
所述移动部，被构造成用于带动所述采摘爪手在所述机架上移动。
可选地，所述菠萝存储装置由两个且分别设置于机架沿菠萝采摘机前进方向的两侧。
可选地，所述监测装置包括图像采集模块，所述图像采集模块用于采集在所述菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息、待处理的至少一颗菠萝植株相对于采摘爪手的位置信息、以及所述作业区间内的至少一个采摘爪手将菠萝果实分拣至菠萝存储装置时的图像。
可选地，所述控制装置，用于根据在所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息控制所述采摘爪手完成在所述作业区间内的至少一颗菠萝植株的采摘作业。
一种菠萝采摘机的采摘方法，包括以下步骤：
步骤一，采集在菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息；
步骤二，根据所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息规划所述采摘爪手的运动轨迹；
步骤三，根据所述运动轨迹控制所述采摘爪手对所述作业区间内的至少一颗菠萝植株进行采摘；
步骤四，根据所述菠萝存储装置的位置信息控制所述采摘爪手使所述作业区间内的至少一个菠萝果实分拣至所述菠萝存储装置；
步骤五，基于所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息将被失去菠萝果实的至少一颗菠萝植株标记为已完成且不再控制所述采摘爪手采摘所述标记为已完成的至少一颗菠萝植株；
步骤六，采集待处理的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息，根据所述待处理的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息规划所述采摘爪手的最短运动轨迹；
步骤七，根据所述采摘爪手的最短运动轨迹控制采摘爪手移动，以使与被标记为已完成的菠萝植株相邻的菠萝植株位于所述采摘爪手的作业区间内，且被标记为已完成的菠萝植株位于所述采摘爪手的作业区间外。
可选地，在采集在菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息之前，该方法还包括：采集待处理的至少一颗菠萝植株相对菠萝采摘机的位置信息；
根据所述待处理的至少一颗菠萝植株相对菠萝采摘机的位置信息控制菠萝采摘机停止移动以使所述待处理的至少一颗菠萝植株中按菠萝采摘机前进方向的第一颗菠萝植株或最后一颗菠萝植株位于所述菠萝采摘机的作业区间内。
本发明所取得的有益技术效果是：
1、通过宽度和高度可伸缩调节的机架，以及履带式的移动装置，实现该菠萝采摘机能适应各种复杂地形和尺寸不一的菠萝种植地的功能。
2、通过菠萝固定夹与采摘剪子的配合使用，使得对菠萝果实实现精准采摘。
3、通过控制装置，使得果农不需要进入菠萝田地，减少了菠萝刺对果农的危害，极大程度上解放了劳动力。
4、通过菠萝存储装置，实现菠萝快速收集和运输的功能。
5、采摘菠萝时如同玩娃娃机抓娃娃一般，不需要过多自由度的机械手来实现，从结构上实现简化，且操作简单，容易上手。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1是本发明实施例之一中一种菠萝采摘机的结构示意图；
图2是本发明实施例之一中一种菠萝采摘机的结构示意图；
图3是本发明实施例之一中一种菠萝采摘机的结构示意图；
图4是本发明实施例之一中一种菠萝采摘机的结构示意图；
图5是本发明实施例之一中一种菠萝采摘机的采摘爪手结构示意图；
图6是本发明实施例之一中通过监测装置将菠萝种植地规划成各区间的示意图；
图7是本发明实施例之一中菠萝采摘方法的流程示意图。
图中：采摘爪手1、采摘剪子1-1、拉绳1-2、复位弹簧1-3、卷绕电机1-4、菠萝固定夹1-5、菠萝固定电机1-6、机架2、同步带3、移动装置4、菠萝存储装置5、齿条6、齿轮移动装置7、行走摄像头8、光轴9、采摘摄像头10、控制装置11。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统、方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统、方法、特征和优点都包括在本说明书内、包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
本发明为一种菠萝采摘机及其采摘方法，根据附图说明所示讲述以下实施例：
实施例一：
一种菠萝采摘机，包括机架2、连接于所述机架2上的采摘爪手1、与所述机架2连接的移动装置4、连接于所述机架2上的菠萝存储装置5、连接于所述机架2上的监测装置、以及连接于所述机架2上的控制装置11；所述控制装置11与各装置以及所述采摘爪手1控制连接，所述监测装置与所述控制装置11通信连接；其中，所述采摘爪手1，被构造成用于对菠萝植株进行采摘作业；所述移动装置4，被构造成用于带动所述菠萝采摘机在菠萝种植地中移动；所述菠萝存储装置5，被构造成用于存储被剪切果柄后的菠萝果实；所述监测装置，被构造成用于监控所述菠萝采摘机在菠萝种植地的位置、监控并分类未采摘的菠萝植株和采摘的菠萝植株；所述控制装置11，被构造成用于对各装置进行调控。
一种菠萝采摘机的采摘方法，包括以下步骤：
步骤一，采集在菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息；
步骤二，根据所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息规划所述采摘爪手的运动轨迹；
步骤三，根据所述运动轨迹控制所述采摘爪手对所述作业区间内的至少一颗菠萝植株进行采摘；
步骤四，根据所述菠萝存储装置的位置信息控制所述采摘爪手使所述作业区间内的至少一个菠萝果实分拣至所述菠萝存储装置；
步骤五，基于所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息将被失去菠萝果实的至少一颗菠萝植株标记为已完成且不再控制所述采摘爪手采摘所述标记为已完成的至少一颗菠萝植株；
步骤六，采集待处理的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息，根据所述待处理的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息规划所述采摘爪手的最短运动轨迹；
步骤七，根据所述采摘爪手的最短运动轨迹控制采摘爪手移动，以使与被标记为已完成的菠萝植株相邻的菠萝植株位于所述采摘爪手的作业区间内，且被标记为已完成的菠萝植株位于所述采摘爪手的作业区间外。
在采集在菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息之前，该方法还包括：采集待处理的至少一颗菠萝植株相对菠萝采摘机的位置信息；
根据所述待处理的至少一颗菠萝植株相对菠萝采摘机的位置信息控制菠萝采摘机停止移动以使所述待处理的至少一颗菠萝植株中按菠萝采摘机前进方向的第一颗菠萝植株或最后一颗菠萝植株位于所述菠萝采摘机的作业区间内。
可选地，所述采摘爪手1包括从下至上依次连接的剪切部、夹持部、移动部；其中，所述剪切部，被构造成用于对菠萝植株的果柄进行剪切；所述夹持部，被构造成用于对菠萝果实进行夹持；所述移动部，被构造成用于带动所述采摘爪手1在所述机架2上移动。
所述菠萝存储装置5由两个且分别设置于机架2沿菠萝采摘机前进方向的两侧。
所述监测装置包括图像采集模块，所述图像采集模块用于采集在所述菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手1的位置信息、待处理的至少一颗菠萝植株相对于采摘爪手1的位置信息、以及所述作业区间内的至少一个采摘爪手1将菠萝果实分拣至菠萝存储装置5时的图像。
所述控制装置11，用于根据在所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手1的位置信息控制所述采摘爪手1完成在所述作业区间内的至少一颗菠萝植株的采摘作业。
实施例二：
一种菠萝采摘机，包括机架2、连接于所述机架2上的采摘爪手1、与所述机架2连接的移动装置4、连接于所述机架2上的菠萝存储装置5、连接于所述机架2上的监测装置、以及连接于所述机架2上的控制装置11；所述控制装置11与各装置以及所述采摘爪手1控制连接，所述监测装置与所述控制装置11通信连接；其中，
所述机架2，被构造成龙门结构，亦即是一横梁加两竖直框架，两竖直框架底部连接所述移动装置4，所述横梁下方即为菠萝采摘机的作业区间；
所述采摘爪手1，被构造成用于对菠萝植株进行采摘作业；
所述移动装置4，被构造成用于带动所述菠萝采摘机在菠萝种植地中移动；所述移动装置4采用履带式移动装置，行走平稳，有利于在坑坑洼洼的菠萝田地里行走，运动灵活。
所述菠萝存储装置5，被构造成用于存储被剪切果柄后的菠萝果实；所述菠萝存储装置5的底部还设置有电源以及所述控制装置11，同时，所述控制装置11还带有通信模块，通过该通信模块可以实现远程控制以及远程监控。所述电源通过线路与各装置以及模块电连接，以对各装置与模块提供能源。
所述监测装置，被构造成用于监控所述菠萝采摘机在菠萝种植地的位置、监控并分类未采摘的菠萝植株和采摘的菠萝植株；
所述控制装置11，被构造成用于对各装置进行调控。
可选地，所述采摘爪手1包括从下至上依次连接的剪切部、夹持部、移动部；其中，
所述剪切部，被构造成用于对菠萝植株的果柄进行剪切；所述剪切部包括用于剪切果柄的采摘剪子1-1、用于带动所述采摘剪子1-1实现剪切动作的拉绳1-2、用于带动所述采摘剪子1-1在剪切后进行复位的复位弹簧1-3、用于带动所述拉绳1-2移动进而带动带动所述采摘剪子1-1实现剪切动作的卷绕电机1-4，整体结构如图2所示。所述复位弹簧可以为扭簧，所述采摘剪子为铰接的两个一端具有刀刃的刀柄，其中一个刀柄远离刀刃的一端上连接有所述拉绳，所述拉绳的另一端连接所述卷绕电机的输出端，通过所述卷绕电机的转动使得所述拉绳缠绕上所述卷绕电机的输出端，进而带动所述拉绳绷紧而拉动刀柄，使其完成剪切动作，在完成剪切后，所述卷绕电机反转复位，所述采摘剪子的铰接处安装有所述复位弹簧，在剪切完成后使得采摘剪子恢复为准备进行剪切的状态，方便进行下一次剪切。
所述夹持部，被构造成用于对菠萝果实进行夹持；具体为，所述夹持部位菠萝固定夹1-5，通过左右两个弧形片对菠萝进行夹持，其通过菠萝固定电机1-6完成夹持与松开的动作。
所述移动部，被构造成用于带动所述采摘爪手1在所述机架2上移动。具体的，所述移动部包括齿条6、齿轮移动装置7、光轴9、以及同步带3，同步带与同步带轮啮合连接，齿条与齿轮移动装置啮合连接，齿轮移动装置滑动连接于光轴上，并通过同步带带动齿轮移动装置沿光轴长度方向移动。菠萝采摘机的整体运动确定采摘爪手的Y轴坐标，同步带与同步带轮的啮合运动确定采摘爪手的X轴坐标，齿条与齿轮移动装置的啮合运动确定采摘爪手的Z轴坐标。各装置的运动均通过电机的合理设置来实现运动，在此不再赘述。
可选地，所述菠萝存储装置5由两个且分别设置于机架2沿菠萝采摘机前进方向的两侧。所述菠萝存储装置为一个开口向上的箱体，方便所述采摘爪手讲采摘后的菠萝果实放置到所述菠萝存储装置中。
可选地，所述监测装置包括图像采集模块，所述图像采集模块用于采集在所述菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手1的位置信息、待处理的至少一颗菠萝植株相对于采摘爪手1的位置信息、以及所述作业区间内的至少一个采摘爪手1将菠萝果实分拣至菠萝存储装置5时的图像。
可选地，所述控制装置11，用于根据在所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手1的位置信息控制所述采摘爪手1完成在所述作业区间内的至少一颗菠萝植株的采摘作业。
一种菠萝采摘机的采摘方法，包括以下步骤：
步骤一，采集在菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息；
步骤二，根据所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息规划所述采摘爪手的运动轨迹；
步骤三，根据所述运动轨迹控制所述采摘爪手对所述作业区间内的至少一颗菠萝植株进行采摘；
步骤四，根据所述菠萝存储装置的位置信息控制所述采摘爪手使所述作业区间内的至少一个菠萝果实分拣至所述菠萝存储装置；
步骤五，基于所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息将被失去菠萝果实的至少一颗菠萝植株标记为已完成且不再控制所述采摘爪手采摘所述标记为已完成的至少一颗菠萝植株；
步骤六，采集待处理的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息，根据所述待处理的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息规划所述采摘爪手的最短运动轨迹；
步骤七，根据所述采摘爪手的最短运动轨迹控制采摘爪手移动，以使与被标记为已完成的菠萝植株相邻的菠萝植株位于所述采摘爪手的作业区间内，且被标记为已完成的菠萝植株位于所述采摘爪手的作业区间外。
可选地，在采集在菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息之前，该方法还包括：采集待处理的至少一颗菠萝植株相对菠萝采摘机的位置信息；
根据所述待处理的至少一颗菠萝植株相对菠萝采摘机的位置信息控制菠萝采摘机停止移动以使所述待处理的至少一颗菠萝植株中按菠萝采摘机前进方向的第一颗菠萝植株或最后一颗菠萝植株位于所述菠萝采摘机的作业区间内。
实施例三：
一种菠萝采摘机，包括机架2、连接于所述机架2上的采摘爪手1、与所述机架2连接的移动装置4、连接于所述机架2上的菠萝存储装置5、连接于所述机架2上的监测装置、以及连接于所述机架2上的控制装置11；所述控制装置11与各装置以及所述采摘爪手1控制连接，所述监测装置与所述控制装置11通信连接；其中，
所述机架2，被构造成龙门结构，亦即是一横梁加两竖直框架，两竖直框架底部连接所述移动装置4，所述横梁下方即为菠萝采摘机的作业区间；所述机架为宽度和高度可伸缩调节的机架，其竖直框架与横梁均使用大口径方管，并通过小口径方管焊接而成的直角架插入大口径方管中，在大口径方管上开有若干个定位孔，配合紧固件可以实现不同尺寸的调节。
所述采摘爪手1，被构造成用于对菠萝植株进行采摘作业；
所述移动装置4，被构造成用于带动所述菠萝采摘机在菠萝种植地中移动；所述移动装置4采用履带式移动装置，行走平稳，有利于在坑坑洼洼的菠萝田地里行走，运动灵活。
所述菠萝存储装置5，被构造成用于存储被剪切果柄后的菠萝果实；所述菠萝存储装置5的底部还设置有电源以及所述控制装置11，同时，所述控制装置11还带有通信模块，通过该通信模块可以实现远程控制以及远程监控。所述电源通过线路与各装置以及模块电连接，以对各装置与模块提供能源。
所述监测装置，被构造成用于监控所述菠萝采摘机在菠萝种植地的位置、监控并分类未采摘的菠萝植株和采摘的菠萝植株；
所述控制装置11，被构造成用于对各装置进行调控。
可选地，所述采摘爪手1包括从下至上依次连接的剪切部、夹持部、移动部；其中，
所述剪切部，被构造成用于对菠萝植株的果柄进行剪切；所述剪切部包括用于剪切果柄的采摘剪子1-1、用于带动所述采摘剪子1-1实现剪切动作的拉绳1-2、用于带动所述采摘剪子1-1在剪切后进行复位的复位弹簧1-3、用于带动所述拉绳1-2移动进而带动带动所述采摘剪子1-1实现剪切动作的卷绕电机1-4，整体结构如图2所示。所述复位弹簧可以为扭簧，所述采摘剪子为铰接的两个一端具有刀刃的刀柄，其中一个刀柄远离刀刃的一端上连接有所述拉绳，所述拉绳的另一端连接所述卷绕电机的输出端，通过所述卷绕电机的转动使得所述拉绳缠绕上所述卷绕电机的输出端，进而带动所述拉绳绷紧而拉动刀柄，使其完成剪切动作，在完成剪切后，所述卷绕电机反转复位，所述采摘剪子的铰接处安装有所述复位弹簧，在剪切完成后使得采摘剪子恢复为准备进行剪切的状态，方便进行下一次剪切。
所述夹持部，被构造成用于对菠萝果实进行夹持；具体为，所述夹持部位菠萝固定夹1-5，通过左右两个弧形片对菠萝进行夹持，其通过电机完成夹持与松开的动作。
所述移动部，被构造成用于带动所述采摘爪手1在所述机架2上移动。具体的，所述移动部包括齿条6、齿轮移动装置7、光轴9、以及同步带3，同步带与同步带轮啮合连接，齿条与齿轮移动装置啮合连接，齿轮移动装置滑动连接于光轴上，并通过同步带带动齿轮移动装置沿光轴长度方向移动。菠萝采摘机的整体运动确定采摘爪手的Y轴坐标，同步带与同步带轮的啮合运动确定采摘爪手的X轴坐标，齿条与齿轮移动装置的啮合运动确定采摘爪手的Z轴坐标。各装置的运动均通过电机的合理设置来实现运动，在此不再赘述。为了配合所述机架可调节的功能，所述同步带还连接有过渡同步带轮，用以在调节所述机架的尺寸时保证所述同步带处于绷紧状态。所述过渡同步带轮连接于所述机架上。为了配合所述菠萝存储装置，所述移动部还包括带动所述采摘爪手转动的转动部，该转动部的结构可以使用齿轮啮合转动结构，也可以采用同步带带轮啮合转动结构等，均通过电机带动实现转动，其具体结构为常见结构，在此不一一赘述。
可选地，所述菠萝存储装置5由两个且分别设置于机架2沿菠萝采摘机前进方向的两侧。所述菠萝存储装置为一个开口向上的箱体，方便所述采摘爪手讲采摘后的菠萝果实放置到所述菠萝存储装置中。
可选地，所述监测装置包括图像采集模块，所述图像采集模块用于采集在所述菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手1的位置信息、待处理的至少一颗菠萝植株相对于采摘爪手1的位置信息、以及所述作业区间内的至少一个采摘爪手1将菠萝果实分拣至菠萝存储装置5时的图像。所述图像采集模块包括行走摄像头8和采摘摄像头10，所述行走摄像头安装于所述机架的顶部，用于采集菠萝采摘机周边情况，所述采摘摄像头10安装于所述采摘爪手上，用于采集菠萝植株以及作业区间内的情况。
所述监测装置还包括设置于均布于菠萝种植地上的监控摄像头，所述监控摄像头通过监控菠萝种植地上的菠萝植株分布，并将整个菠萝种植地分隔成若干个待作业区间以及至少一个作业区间，菠萝采摘机进入菠萝种植地后的地方为作业区间，通过监控摄像头以及行走摄像头配合，将已完成作业的作业区间标记为已完成作业区间，并不再驱使菠萝采摘机进入已完成作业区间。
可选地，所述控制装置11，用于根据在所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手1的位置信息控制所述采摘爪手1完成在所述作业区间内的至少一颗菠萝植株的采摘作业。
一种菠萝采摘机的采摘方法，包括以下步骤：
步骤一，采集在菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息；
步骤二，根据所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息规划所述采摘爪手的运动轨迹；
步骤三，根据所述运动轨迹控制所述采摘爪手对所述作业区间内的至少一颗菠萝植株进行采摘；
步骤四，根据所述菠萝存储装置的位置信息控制所述采摘爪手使所述作业区间内的至少一个菠萝果实分拣至所述菠萝存储装置；
步骤五，基于所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息将被失去菠萝果实的至少一颗菠萝植株标记为已完成且不再控制所述采摘爪手采摘所述标记为已完成的至少一颗菠萝植株；
步骤六，采集待处理的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息，根据所述待处理的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息规划所述采摘爪手的最短运动轨迹；
步骤七，根据所述采摘爪手的最短运动轨迹控制采摘爪手移动，以使与被标记为已完成的菠萝植株相邻的菠萝植株位于所述采摘爪手的作业区间内，且被标记为已完成的菠萝植株位于所述采摘爪手的作业区间外。
可选地，在采集在菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息之前，该方法还包括：采集待处理的至少一颗菠萝植株相对菠萝采摘机的位置信息；
根据所述待处理的至少一颗菠萝植株相对菠萝采摘机的位置信息控制菠萝采摘机停止移动以使所述待处理的至少一颗菠萝植株中按菠萝采摘机前进方向的第一颗菠萝植株或最后一颗菠萝植株位于所述菠萝采摘机的作业区间内。
所述采摘方法具体操作步骤如下：
步骤一
确定菠萝的采摘路线后，控制终端与娃娃机式菠萝采摘机建立无线网络连接，通过行走摄像头8观察，并控制该娃娃机式菠萝采摘机移动到起点位置，采用履带式的移动装置4，通过控制系统11能够实现采摘机前进、后退及转向等操作；
步骤二
wifi远程监视采摘摄像头10采集获取水果视频和行走摄像头8采集获取行走路径视频并传送给控制终端；控制终端根据接收到的视频，发出命令，通过wifi视频远程监控遥控模块11控制采摘机行走和采摘爪手1的动作，齿轮移动装置7通过齿轮齿条6的啮合运动，驱动机构调整采摘爪手1至适合的位置。其中娃娃机式菠萝采摘机的整体运动确定爪手的Y轴坐标，同步带与同步带轮的啮合运动确定爪手的X轴坐标，齿条与齿轮移动装置的啮合运动确定爪手的Z轴坐标。
步骤三
菠萝固定电机1-5转动带动菠萝固定夹1-4将菠萝夹住固定，拉绳9连接在卷绕电机1-4上。卷绕电机1-4卷绕拉绳1-2时，拉绳1-2向卷绕电机1-4上的卷绕器收缩，从而带动采摘剪子1-1转动，刀口合拢剪切果柄，利用采摘剪子1-1的转动，实现对水果的切断采摘。
其中，wifi视频远程监控遥控模块分别与履带式移动装置、机械臂齿条驱动机构、菠萝固定电机和卷绕电机通信连接。
步骤四
成功采摘到菠萝果实后，按照原先编辑好的程序路径，机械臂自动运动到就近的菠萝存储装置5里，菠萝固定电机1-6反转带动齿轮反转松开菠萝固定夹1-5，菠萝固定夹1-5复位，所述摘果剪子1-1上装接有复位弹簧1-3，当摘果剪子1-1受拉绳1-2牵引转动时，复位弹簧1-3被拉伸产生回弹力，当卷绕电机1-4反转时，摘果剪子1-1受到复位弹簧1-3的回弹力而自动复位。期间，菠萝果实成功被放进菠萝存储装置5里，完成果实存储工作。最后，机械臂回到初始位置，等待下一个工作循环。
步骤五
控制采摘机向前移动一段距离，对下一个菠萝进行采摘工作，如此循环，直至采摘工作完成。
综上所述,本发明提供了一种菠萝采摘机及其采摘方法，集菠萝的采摘、存储和运输等功能于一身。通过履带式的行走机构和宽度和高度可伸缩的车架，实现了该菠萝采摘机能适应各种复杂地形和尺寸不一菠萝田地的功能。通过wifi远程控制装置，使得果农不需要进入菠萝田地，减少了菠萝刺对果农的危害，极大程度上解放了劳动力。通过菠萝存储装置，实现菠萝快速收集和运输的功能。本发明行走平稳，有利于在坑坑洼洼的菠萝田地里行走，运动灵活，方便采摘工作，采摘效率高，不易对水果造成损伤，全程可实现自动化操作，极大地提高了工作效率，降低了操作者的劳动强度，避免菠萝采摘过程对操作者造成人身损伤。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置,例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以下权利要求(包括所有等同物)旨在限定本发明的精神和范围。以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。
Claims (7)
1.一种菠萝采摘机，其特征在于，包括机架、连接于所述机架上的采摘爪手、与所述机架连接的移动装置、连接于所述机架上的菠萝存储装置、连接于所述机架上的监测装置、以及连接于所述机架上的控制装置；所述控制装置与各装置以及所述采摘爪手控制连接，所述监测装置与所述控制装置通信连接；其中，
所述采摘爪手，被构造成用于对菠萝植株进行采摘作业；
所述移动装置，被构造成用于带动所述菠萝采摘机在菠萝种植地中移动；
所述菠萝存储装置，被构造成用于存储被剪切果柄后的菠萝果实；
所述监测装置，被构造成用于监控所述菠萝采摘机在菠萝种植地的位置、监控并分类未采摘的菠萝植株和采摘的菠萝植株；
所述控制装置，被构造成用于对各装置进行调控。
2.如权利要求1所述的一种菠萝采摘机，其特征在于，
所述采摘爪手包括从下至上依次连接的剪切部、夹持部、移动部；其中，
所述剪切部，被构造成用于对菠萝植株的果柄进行剪切；
所述夹持部，被构造成用于对菠萝果实进行夹持；
所述移动部，被构造成用于带动所述采摘爪手在所述机架上移动。
3.如前述权利要求之一所述的一种菠萝采摘机，其特征在于，所述菠萝存储装置由两个且分别设置于机架沿菠萝采摘机前进方向的两侧。
4.如前述权利要求之一所述的一种菠萝采摘机，其特征在于，所述监测装置包括图像采集模块，所述图像采集模块用于采集在所述菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息、待处理的至少一颗菠萝植株相对于采摘爪手的位置信息、以及所述作业区间内的至少一个采摘爪手将菠萝果实分拣至菠萝存储装置时的图像。
5.如前述权利要求之一所述的一种菠萝采摘机，其特征在于，所述控制装置，用于根据在所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息控制所述采摘爪手完成在所述作业区间内的至少一颗菠萝植株的采摘作业。
6.一种菠萝采摘机的采摘方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，采集在菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息；
步骤二，根据所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息规划所述采摘爪手的运动轨迹；
步骤三，根据所述运动轨迹控制所述采摘爪手对所述作业区间内的至少一颗菠萝植株进行采摘；
步骤四，根据所述菠萝存储装置的位置信息控制所述采摘爪手使所述作业区间内的至少一个菠萝果实分拣至所述菠萝存储装置；
步骤五，基于所述作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息将被失去菠萝果实的至少一颗菠萝植株标记为已完成且不再控制所述采摘爪手采摘所述标记为已完成的至少一颗菠萝植株；
步骤六，采集待处理的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息，根据所述待处理的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息规划所述采摘爪手的最短运动轨迹；
步骤七，根据所述采摘爪手的最短运动轨迹控制采摘爪手移动，以使与被标记为已完成的菠萝植株相邻的菠萝植株位于所述采摘爪手的作业区间内，且被标记为已完成的菠萝植株位于所述采摘爪手的作业区间外。
7.如权利要求6所述的一种菠萝采摘机的采摘方法，其特征在于，在采集在菠萝采摘机的作业区间内的至少一颗菠萝植株相对所述采摘爪手的位置信息之前，该方法还包括：采集待处理的至少一颗菠萝植株相对菠萝采摘机的位置信息；
根据所述待处理的至少一颗菠萝植株相对菠萝采摘机的位置信息控制菠萝采摘机停止移动以使所述待处理的至少一颗菠萝植株中按菠萝采摘机前进方向的第一颗菠萝植株或最后一颗菠萝植株位于所述菠萝采摘机的作业区间内。
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