CN111011004A - 采摘设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种采摘设备，其包括采摘机器人，所述采摘机器人包括机架、第一履带行走装置、采摘装置、识别定位装置、防漏果装置和控制器，第一履带行走装置安装于机架的下方；采摘装置包括柔性机械臂和机械手，柔性机械臂的第一端固定于机架，柔性机械臂的第二端为自由端，机械手固定于柔性机械臂的自由端；识别定位装置安装于机架或柔性机械臂的自由端；防漏果装置安装于机架或柔性机械臂。涉及农业设备领域，其有益效果为：采摘作业效率高；防止果实遗漏；防止采摘、转运过程果实的破坏，保证果实的完整性；通过第一履带行走装置的设置，保证采摘机器人能够在多种作业环境下的行走，扩大了采摘设备的适用范围。

Description

采摘设备

技术领域

本发明涉及农业设备领域，尤其涉及一种采摘设备。

背景技术

目前，农业机器人的研究已成为各国科研的重点。随着新农村计划下农业生产模式的变革及信息技术等新技术的应用,农业机器人将越来越多地应用于农业生产中。在农业生产中广泛使用农业机器人，将会极大地改变传统农业的劳作模式，降低了对大量人类劳动力的依赖，实现从传统农业向现代农业的转变。水果采摘是生产过程中最为耗时耗力的环节，解决水果采摘的问题就颇为重要。

目前的采摘通过手工或者机器人进行。手工采摘耗时耗力，容易遗漏，采摘时还容易磕碰水果。采摘水果的机器人，如申请号为“201510406163.4”的“一种蔬果采摘机器人及其控制方法”公开的一种蔬果采摘机器人及其控制方法，该采摘机器人包括，包括行走机构，所述行走机构上设置有底座，底座的前后两端均设置有储物篮，底座上设置有执行机构、识别系统、第一驱动机构、第二驱动机构和控制器，控制器通过导线分别连接有识别系统、第一驱动机构和第二驱动机。其可以完成基本的采摘作业，然而，其存在机械手动作不灵活（导致采摘效率低）、容易遗漏的问题。

因此，需要一种采摘设备，以解决或至少减轻上述问题的发生。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，即为了克服采摘效率低、容易遗漏果实的问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种采摘设备，包括采摘机器人，所述采摘机器人包括机架、第一履带行走装置、采摘装置、识别定位装置、防漏果装置和控制器，其中：

所述第一履带行走装置安装于所述机架的下方；

所述采摘装置包括柔性机械臂和机械手，所述柔性机械臂的第一端固定于所述机架，所述柔性机械臂的第二端为自由端，所述机械手固定于所述柔性机械臂的自由端；

所述识别定位装置安装于所述机架或所述柔性机械臂的自由端，所述识别定位装置配置为识别果实并且对识别的果实进行定位，所述柔性机械臂的第二端配置为伸向定位的果实，所述机械手配置为抓取定位的果实；

所述防漏果装置安装于所述机架或所述柔性机械臂，所述防漏果装置配置为：当所述识别定位装置在时间T内未检测到果实扰动枝、叶中的至少一者以使得枝叶后的果实暴露于所述识别定位装置；

所述第一履带行走装置的控制端、所述采摘装置的控制端、所述识别定位装置的信号输出端和所述防漏果装置的控制端均与所述控制器信号连接。

进一步的，所述采摘装置还包括与所述控制器信号连接的压力传感器，所述压力传感器布置在所述机械手的内表面，用于检测所述机械手对果实的压力；并且/或者，

所述识别定位装置基于采集果实的颜色判断果实的成熟度；所述柔性机械臂配置为所述柔性机械臂的自由端伸向成熟度大于预设值的果实。

进一步的，所述柔性机械臂为至少两个，所述至少两个柔性机械臂伸向不同的果实；并且/或者，所述采摘机器人还包括安装于所述机架的照明装置。

进一步的，所述防漏果装置为鼓风机，其中：

所述鼓风机安装于柔性机械臂的自由端；或者，

所述鼓风机安装于所述机架，所述鼓风机的出风口连通至固定于所述柔性机械臂的软管。

进一步的，所述防漏果装置包括防漏果动力单元和拨杆，所述防漏果动力单元安装于所述机架，在所述防漏果动力单元的驱动下所述拨杆的第一端可转动地安装于所述机架，所述拨杆的第二端向远离所述机架的方向延伸。

进一步的，所述机械手包括连接件和至少两个可相对张开/收拢的抓取件，所述抓取件安装于所述连接件；

所述采摘装置还包括剪切机构，所述剪切机构安装于所述连接件，用于切断由所述机械手抓取到的果实的果梗，所述剪切机构包括连接杆、剪刀和剪切驱动单元，所述连接杆为C形，所述连接杆的第一端固定于所述连接件，所述连接杆的中部将所述抓取件包围在内，所述剪刀包括刀刃部和驱动部，所述刀刃部与所述驱动部的连接处铰接于所述连接杆的第二端，所述剪切驱动单元安装于所述连接杆，在所述剪切驱动的单元的驱动下两个剪刀能够彼此靠近和远离。

进一步的，所述采摘机器人还包括安装于所述机架的临时存储箱；

所述采摘设备还包括运输车，所述运输车包括车架、第二履带行走装置和车厢，在所述第二履带行走装置的驱动下所述车架行走，所述车厢固定于所述车架；

所述采摘设备还包括果实转运装置，所述临时存储箱与所述车厢之间通过所述果实转运装置连接，用于将所述临时存储箱内的果实转运至所述车厢。

进一步的，所述果实转运装置包括第一高度调节机构和第二高度调节机构中的至少一者，所述第一高度调节机构的控制端与所述第二高度调节机构的控制端均与所述控制器信号连接，其中：

在所述第一高度调节机构的驱动下所述临时存储箱的离地高度可调节；

在所述第二高度调节机构的驱动下所述车厢的离地高度可调节。

进一步的，所述果实转运装置包括连接管和反向吹气机构，其中：

所述临时存储箱与所述车厢之间通过所述连接管连接；

所述反向吹气机构包括防磕碰鼓风机、风管和喷头，所述喷头为多个，所述防磕碰鼓风机的进风口通过所述风管连通至所述喷头，所述连接管的上方和侧方中的至少一者中安装有所述喷头，所述喷头位于所述连接管内，并且所述喷头的喷射方向与自所述车厢向所述临时存储箱的所述连接管的延伸方向之间的夹角为锐角，所述防磕碰鼓风机安装于所述机架或所述车架。

进一步的，所述果实转运装置包括传送带，其中：

所述传送带布置在所述临时存储箱与所述车厢之间；

所述传送带沿长度方向设置有多个凸起部，每个所述凸起部均设置有容置槽。

本发明的有益效果在于：

通过第一履带行走装置的设置，保证采摘机器人能够在多种作业环境下的行走，扩大了采摘设备的适用范围；

采用柔性机械臂，活动灵活，适合枝叶较多的场合，提高了采摘效率，可穿过枝叶识别覆盖在枝叶下的果实，避免或至少减少遗漏的果实，减少了损失；

识别定位装置识别果实并且对识别的果实进行定位，然后驱动柔性机械臂的自由端向该果实移动（识别定位装置还可配置为：如果检测到柔性机械臂的自由端与果实之间有枝叶等遮挡物体，驱动柔性机械臂侧向弯曲以绕过遮挡物体，从而保证柔性机械臂的顺利行进；进一步还可配置为能够识别枝和叶，如果检测到遮挡物体为枝，驱动柔性机械臂侧向弯曲以绕过遮挡物体，如果检测到遮挡物体为叶，驱动柔性机械臂穿过该叶，以保证柔性机械臂以最短的路径进行行进，保证采摘效率，具体地，识别定位装置对枝叶的识别可基于图像传感器进行，更具体地，如基于图像的颜色，枝通常为褐色，又如基于图像的反光强弱，枝表面通常粗糙，反光性较差，叶通常光滑，反光性好，当然本领域技术人员可知的是，还可通过其他的图像识别模式进行枝叶的判断，不再一一列举），当柔性机械臂的第二端伸到机械手可以抓取果实的位置（确定该位置的一种方法为：对比对柔性机械手的第二端的实时位置、该果实的定位），机械手打开并抓取该果实，然后机械手收拢抓住果实，最后通过柔性机械臂的收缩和/或旋转，从而将果实从果梗上扯断/拧断，最终完成果实的采摘，采摘效率高，不遗漏或尽可能少地遗漏；

通过防漏果装置的设置，当识别定位装置在时间T内未检测到果实，扰动枝、叶中的至少一者以使得枝叶后的果实暴露于所述识别定位装置，从而将隐藏在枝叶后的果实暴露，进一步避免遗漏或至少减少遗漏；

通过控制器的设置，可通信连接至智能移动终端（如手机、平板电脑等），也可连接至上位机（如台式电脑），从而对第一履带行走装置、采摘装置、识别定位装置和防漏果装置的工作状态进行监控和控制，便于采摘作业的统筹管理。

附图说明

图1为采摘设备一实施例的结构示意图；

图2为采摘机器人一实施例的结构示意图；

图3为防漏果装置一实施例的结构示意图；

图4为采摘装置一实施例的结构示意图，其中，机械手为收拢状态；

图5为摘装置一实施例的结构示意图，其中，机械手为张开状态（抓取果实状态）；

图6为剪切机构一实施例的结构示意图；

图7为第一调节机构一实施例的结构示意图；

图8为果实转运装置一实施例的结构示意图；

图9为图8中区域Z的局部放大图；

图10为果实转运装置又一实施例的结构示意图。

其中：

100、采摘机器人；110、第一履带行走装置；120、采摘装置；121、柔性机械臂；122、机械手；1221、连接件；1222、抓取件；123、压力传感器；124、剪切机构；1241、剪刀；12411、刀刃部；12412、驱动部；124121、驱动滑槽；124122、驱动滑块；1242、剪切驱动单元；1243、连接杆；130、机架；140、识别定位装置；150、防漏果装置；151、软管；1521、防漏果动力单元；1522、拨杆；1523、减速机；160、临时存储箱；170、第一高度调节机构；171、液压顶杆；1711、液压缸；1712、顶杆；172、导向柱；

200、果实转运装置；

210、连接管；220、反向吹气机构；221、防磕碰鼓风机；222、风管；223、喷头；

230、传送带；231、凸起部；232、容置槽；

300、运输车；310、车架；320、第二履带行走装置；330、车厢；

410、果实；420、果梗。

具体实施方式

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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。

本发明实施例公开了一种采摘设备，参见图1和图2，其包括采摘机器人100，所述采摘机器人包括机架130、第一履带行走装置110、采摘装置120、识别定位装置140、防漏果装置150和控制器，其中：

所述第一履带行走装置安装于所述机架的下方；

所述采摘装置包括柔性机械臂121和机械手122，所述柔性机械臂的第一端固定于所述机架，所述柔性机械臂的第二端为自由端，所述机械手固定于所述柔性机械臂的自由端；

所述识别定位装置安装于所述机架或所述柔性机械臂的自由端，所述识别定位装置配置为识别果实410并且对识别的果实进行定位，所述柔性机械臂的第二端配置为伸向定位的果实，所述机械手配置为抓取定位的果实；

所述防漏果装置安装于所述机架或所述柔性机械臂，所述防漏果装置配置为：当所述识别定位装置在时间T内未检测到果实，扰动枝、叶中的至少一者以使得枝叶后的果实暴露于所述识别定位装置；

所述第一履带行走装置的控制端、所述采摘装置的控制端、所述识别定位装置的信号输出端和所述防漏果装置的控制端均与所述控制器信号连接。

通过第一履带行走装置的设置，保证采摘机器人能够在多种作业环境下的行走，扩大了采摘设备的适用范围；

采用柔性机械臂，活动灵活，适合枝叶较多的场合，提高了采摘效率，可穿过枝叶识别覆盖在枝叶下的果实，避免或至少减少遗漏的果实，减少了损失；

识别定位装置识别果实并且对识别的果实进行定位（将果实定位成空间坐标），然后驱动柔性机械臂的自由端向该果实移动（识别定位装置还可配置为：如果检测到柔性机械臂的自由端与果实之间有枝叶等遮挡物体，驱动柔性机械臂侧向弯曲以绕过遮挡物体，从而保证柔性机械臂的顺利行进；进一步还可配置为能够识别枝和叶，如果检测到遮挡物体为枝，驱动柔性机械臂侧向弯曲以绕过遮挡物体，如果检测到遮挡物体为叶，驱动柔性机械臂穿过该叶，以保证柔性机械臂以最短的路径进行行进，保证采摘效率，具体地，识别定位装置对枝叶的识别可基于图像传感器进行，更具体地，如基于图像的颜色，枝通常为褐色，又如基于图像的反光强弱，枝表面通常粗糙，反光性较差，叶通常光滑，反光性好，当然本领域技术人员可知的是，还可通过其他的图像识别模式进行枝叶的判断，不再一一列举），并实时检测柔性机械臂的自由端的当前位置，将柔性机械臂的当前位置与定位的空间坐标进行实时对比，当该二者位于预设的偏差范围内，即为柔性机械臂的自由端到达定位的空间坐标，此时柔性机械臂停止驱动，当柔性机械臂的第二端伸到机械手可以抓取果实的位置（确定该位置的一种方法为：对比对柔性机械手的第二端的实时位置、该果实的定位），机械手打开并抓取该果实，然后机械手收拢抓住果实，最后通过柔性机械臂的收缩和/或旋转，从而将果实从果梗420上扯断/拧断，最终完成果实的采摘，采摘效率高，不遗漏或尽可能少地遗漏；

上述的检测到遮挡物体的一种方法为，通过识别定位装置（识别采用摄像头，定位采用基于摄像头采集到的图像的三维地图构建并且获取果实在构建的三维地图中的位置）：摄像头获取的图像与预存储的果实图像进行对比，通过形状、颜色中的至少一者来比对上述二图像，如果一致，则获取的图像为果实的图像，当不一致，获取的图像为遮挡物体的图像，由此进行判断。

通过防漏果装置的设置，当识别定位装置在时间T内未检测到果实，扰动枝、叶中的至少一者以使得枝叶后的果实暴露于所述识别定位装置，从而将隐藏在枝叶后的果实暴露，进一步避免遗漏或至少减少遗漏；

通过控制器的设置，可通信连接至智能移动终端（如手机、平板电脑等），也可连接至上位机（如台式电脑），从而对第一履带行走装置、采摘装置、识别定位装置和防漏果装置的工作状态进行监控和控制，便于采摘作业的统筹管理。

另外，需要说明的是，第一履带行走装置可为两个履带，即左右两侧各一个，与目前的挖掘机、坦克的履带结构相同，地形适应能力强，但是转弯的局限性较大，因此适合转弯少、单行距离长的蔬果采摘，出于申请文件的描述简便考虑，不再就其细节结构做展开说明。

发明人发现，当采摘环境需要采摘机器人频繁转弯时，采用上一结构第一履带行装置转弯不便，此时，通过将第一履带行走装置设置为前后左右四个履带的结构，大大缩小转弯半径，该结构兼顾通过性和灵活性，能够适应更多的采摘环境。

需要说明的是，通常来说柔性机械臂包括杆件柔性（link flexibility）和关节柔性（joint flexibility）两种形式。它们均为机器人系统引入了额外的自由度，使得原来有限自由度的刚性机器人变成了具有无限自由度的柔性机器人。大大提高了采摘作业效率和对枝叶的避让，避免磕碰，保证较长的使用寿命。柔性机械臂的技术已经被广泛被应用，其具体结构多种，如申请号为“201811641632.0”的发明专利申请公开的“一种柔性机械臂”。其为多关节柔性机械臂，对应每个关节均安装有至少一个动力单元（驱动部134）和一个与之相传动连接的传动机构（传动部136），从而实现每个关节的自由活动，每个动力单元均与控制器信号连接，从而可实现柔性机械臂的各种相应动作。

采摘装置还包括与控制器信号连接的压力传感器123，压力传感器布置在所述机械手的内表面，用于检测所述机械手对果实的压力；并且/或者，

所述识别定位装置基于采集果实的颜色判断果实的成熟度；所述柔性机械臂配置为所述柔性机械臂的自由端伸向成熟度大于预设值的果实。

通过压力传感器，能够检测机械手对果实的压力，然后将该检测到的压力与预设的、存储在控制器中的预设压力范围进行对比，当该检测到的压力小于该预设压力范围的最小值时，机械手夹紧，直至位于该预设压力范围；当检测到的压力大于该预设压力范围时，机械手缓慢释放，直至检测到的压力位于该预设压力范围内。从而使得对果实的压力实时检测、实时对比、实时控制，以防止压力过小或过大，过小时，可能会造成夹持不紧果实脱出机械手，过大时可能会对果实造成破坏。此处，需要说明的是，可根据果实的软硬程度不同来灵活设置该预设压力范围，如番茄较软，苹果较硬，采摘苹果时的预设压力范围的最小值也应大于采摘番茄时的预设压力范围的最大值。

柔性机械臂为至少两个，至少两个柔性机械臂伸向不同的果实。通过该设置，大大提高了采摘的作业效率。并且通过控制器对柔性机械臂的控制，使得不同的柔性机械臂伸向不同的果实（由识别定位装置所确定的位置不同，果实即不同），避免了不同的柔性机械臂伸向同一个果实而造成的柔性机械臂交叉、碰撞的作业安全问题、重复动作而造成作业效率低下的问题。采摘机器人还可以在机架上安装照明装置，当采摘环境光线不好时，照明装置工作，为采摘机器人的行走、识别定位装置的识别和定位做好准备。

另外，防漏果装置为鼓风机，其中：

所述鼓风机安装于柔性机械臂的自由端，此时，要求鼓风机具有体积小、重量轻特点，对应地，适合植株小（尤其是）草本植物，；或者，

所述鼓风机安装于所述机架，所述鼓风机的出风口连通至固定于所述柔性机械臂的软管151，此时，鼓风机可采用较大的型号，以提供较大的风力，因此，适合应用在苹果、梨、桃等长在木本植物上的果实的采摘。

鼓风机工作将风（直接或通过软管间接）吹到枝叶，从而扰动枝叶，将由枝叶覆盖的果实暴露，进一步避免或至少减少了果实的遗漏。进一步，针对不同的植株种类（草本和木本）进行鼓风机型号的安装位置的选择，从而能够扩大本发明实施例的适用范围。

需要说明的是，防漏果装置的一种具体结构，参见图3，其包括防漏果动力单元1521和拨杆1522，所述防漏果动力单元安装于所述机架，在所述防漏果动力单元的驱动下所述拨杆的第一端可转动地安装于所述机架，所述拨杆的第二端向远离所述机架的方向延伸。此处的防漏果动力单元可以为电机。防漏果动力单元直接或通过传动机构间接驱动拨杆转动，从而拨杆第二端将枝叶拨开，使得枝叶后的果实处于识别定位装置能够检测到的状态，进一步避免了果实的遗漏。具体地，以防漏果动力单元为电机为例进行说明其驱动拨杆的方式：第一种、电机的动力输出轴通过联轴器驱动拨杆的第一端转动；第二种、电机的动力输出轴与拨杆的第一端之间还传动连接（如通过联轴器连接）有减速机1523，通过减速机的设置，可大大减小拨杆的转动速度，使得拨杆缓慢转动，避免转动过快摇晃枝叶上的果实，造成果实坠地，尤其是，果实的成熟期果梗连接处已经不牢、果实个体已经长成，进一步增大了果实坠地的可能，通过减小拨杆的转动速度，可避免或至少减小果实坠地的发生。

需要说明的是，所述机械手的一种具体实施方式参见图4和图5，其包括连接件1221和至少两个可相对张开/收拢的抓取件1222，所述抓取件安装于所述连接件，本领域技术人员可知的是，机械手还可采用其他的具体结构，出于描述简便，不再一一列举。

所述采摘装置还包括剪切机构124，所述剪切机构安装于所述连接件，用于切断由所述机械手抓取到的果实的果梗，所述剪切机构包括连接杆1243、剪刀1241和剪切驱动单元1242，所述连接杆为C形，所述连接杆的第一端固定于所述连接件，所述连接杆的中部将所述抓取件包围在内，所述剪刀包括刀刃部12411和驱动部12412，所述刀刃部与所述驱动部的连接处铰接于所述连接杆的第二端，所述剪切驱动单元安装于所述连接杆，在所述剪切驱动的单元的驱动下两个剪刀能够彼此靠近和远离。机械手抓住果实后使用剪切机构将果梗剪断，避免柔性机械臂收缩、旋转而直接拉扯、拧果梗时造成的对果实的破坏，尤其是果梗断裂瞬间在枝的弹性恢复力作用下果实有较大速度，在该速度下果实会与机械手发生碰撞，该碰撞对果实造成破坏，通过剪切机构将果梗剪断则可完全避免该碰撞的发生。上面陈述了剪切机构的一种具体结构形式，本领域技术人员可知的是，其还可为其他的结构形式，为了描述简便，不再一一列举。

另外，上述的剪切驱动单元的一种具体结构为，参见图6，其为气压顶杆，并且由于两个驱动部均为转动，因此，在一个驱动部上设置驱动滑槽124121，该驱动滑槽上可滑动地安装有驱动滑块124122，气压顶杆的一个作用端抵接在两个驱动部没有设置驱动滑槽的那个，气压顶杆的另一个作用端铰接于驱动滑块。该结构使得剪切驱动单元的结构简单、传动方式高效。

进一步需要说明的是，所述采摘机器人还包括安装于所述机架的临时存储箱160。由机械手采摘的果实可放置在临时存储箱内，以起到临时存储的目的。

另外，所述采摘设备还可包括运输车300，参见图1，所述运输车包括车架310、第二履带行走装置320和车厢330，在所述第二履带行走装置的驱动下所述车架行走，所述车厢固定于所述车架；

所述采摘设备还包括果实转运装置200，所述临时存储箱与所述车厢之间通过所述果实转运装置连接，用于将所述临时存储箱内的果实转运至所述车厢。

临时存储箱内的果实可通过果实转运装置转运至车厢，从而使得采摘机器人可无间断持续作业，避免临时存储箱满了后需要将果实倒出而造成的采摘作业中断的发生，进一步提高了采摘的作业效率。第二履带行走装置的设置同第一履带行走装置，此处为描述简便，不再做重复说明。

进一步需要说明的是，所述果实转运装置包括第一高度调节机构170和第二高度调节机构中的至少一者，所述第一高度调节机构的控制端与所述第二高度调节机构的控制端均与所述控制器信号连接，其中：

在所述第一高度调节机构的驱动下所述临时存储箱的离地高度可调节；

在所述第二高度调节机构的驱动下所述车厢的离地高度可调节。通过调节临时存储箱、车厢中的至少一者的离地高度，使得该二者之间的相对高度可调节，从而使得临时存储箱与车厢之间保持一相对适宜的高度差，在该相对适宜的高度差下，自重状态下临时存储箱内的果实能够沿果实转运装置滚落至车厢，并且滚动速度（可通过设置速度检测传感器检测果实的滚动速度，然后与预存储在控制器中的预设滚落速度范围进行比较，当小于该预设滚落速度范围的最小值，可适当增大临时存储箱与车厢的高度差，即进行升高临时存储箱和降低车厢高度中的至少一者，直至位于该预设滚落速度范围内）不宜过大（过大时会造成果实滚落速度过快，造成果实之间、果实与车厢的内壁之间和果实与果实转运装置之间的磕碰），也不宜过小（过小会造成果实滚落困难，从而转运太慢或者转运失败）。从而兼顾了果实无磕碰和果实的转运效率。

需要说明的是，第一高度调节机构和第二高度调节机构的具体结构可以根据实际需要进行灵活选用线性传动方式（如滚珠丝杠、液压顶杆等），该二者可相同，也可不同。为了对其工作过程进一步作详细说明，以第一高度调节机构采用液压顶杆的情形为例。具体，参见图7，第一高度调节机构包括液压顶杆171，液压顶杆的液压缸1711固定于机架，液压顶杆的顶杆1712向上布置并且从下方抵住临时存储箱，液压顶杆的控制端（液压泵）与控制器信号连接，控制器通过判断果实在果实转运装置的滚动速度来驱动液压顶杆伸长或收缩，第二高度调节机构采用相同的工作方式，从而调节临时存储箱与车厢的相对高度差。需要说明的是液压顶杆可以为一个，也可以为多个。为一个时，在机架上固定导向柱172，临时存储箱沿导向柱的长度方向可滑动地安装，从而临时存储箱运动稳定。为多个时，每个液压顶杆的控制端连接至控制器的方式相互独立，即分别信号连接至控制器，从而可通过控制不同的液压顶杆的伸缩长度差来达到使临时存储箱倾斜的目的，从而可进一步满足果实转运时的高效和不被破坏的要求。

另外，所述果实转运装置的一种具体结构，参见图8和图9，其包括连接管210和反向吹气机构220，其中：

所述临时存储箱与所述车厢之间通过所述连接管连接；

所述反向吹气机构包括防磕碰鼓风机221、风管222和喷头223，所述喷头为多个，所述防磕碰鼓风机的进风口通过所述风管连通至所述喷头，所述连接管的上方和侧方中的至少一者中安装有所述喷头，所述喷头位于所述连接管内，并且所述喷头的喷射方向与自所述车厢向所述临时存储箱的所述连接管的延伸方向之间的夹角为锐角，所述防磕碰鼓风机安装于所述机架或所述车架。

防磕碰鼓风机工作，风依次经风管、喷头吹出，并且风的吹出方向与果实的转运方向（连接管内自临时存储箱向车厢的方向）之间的夹角为锐角，使得风对果实有两个作用效果，该两个作用效果中的一者（图9中的F₁）为垂直于果实的转运方向向下，在该作用力下，果实被压紧在连接管，避免连接管受采摘机器人、运输车的振动而造成的在连接管内的无规律横向滚动（该滚动会碰撞连接管的侧壁，势必会刮擦、碰撞果实，造成对果实的破坏）；该两个作用效果的另一者（图9中的F₂）为向果实施加与果实的转运方向相反的力，在该力的作用下果实的滚落速度得到有效减小，减小了对果实的碰撞，保证了采摘、转运过程果实的完整性。

另外，所述果实转运装置的又一具体结构包括传送带230，参见图10，其中：

所述传送带布置在所述临时存储箱与所述车厢之间；

所述传送带沿长度方向设置有多个凸起部231，每个所述凸起部均设置有容置槽232。转运过程中，果实滚落至容置槽中，不会受传送带倾斜、振动而滚出容置槽，从而避免果实在传送带上随意滚动，利于保证果实的完整、不被破坏。进一步需要说明的是，凸起部在背离传送带的转动方向（图10中的箭头方向）的侧面设置有倒角，以利于果实滚落至凸起部，最终进入容置槽。

还有，采摘设备所采用的能源可为电能，对应地，采摘机器人和运输车上均携带有电池，进一步地，为了保证续航，采摘机器人和运输车上还可安装太阳能电池板，以将太阳能转化为电能并存储在电池中。对应地，各动作部件可采用电机进行驱动。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种采摘设备，其特征在于，包括采摘机器人，所述采摘机器人包括机架、第一履带行走装置、采摘装置、识别定位装置、防漏果装置和控制器，其中：

所述第一履带行走装置安装于所述机架的下方；

所述采摘装置包括柔性机械臂和机械手，所述柔性机械臂的第一端固定于所述机架，所述柔性机械臂的第二端为自由端，所述机械手固定于所述柔性机械臂的自由端；

所述识别定位装置安装于所述机架或所述柔性机械臂的自由端，所述识别定位装置配置为识别果实并且对识别的果实进行定位，所述柔性机械臂的第二端配置为伸向定位的果实，所述机械手配置为抓取定位的果实；

所述防漏果装置安装于所述机架或所述柔性机械臂，所述防漏果装置配置为：当所述识别定位装置在时间T内未检测到果实，扰动枝、叶中的至少一者以使得枝叶后的果实暴露于所述识别定位装置；

所述第一履带行走装置的控制端、所述采摘装置的控制端、所述识别定位装置的信号输出端和所述防漏果装置的控制端均与所述控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的采摘设备，其特征在于，所述采摘装置还包括与所述控制器信号连接的压力传感器，所述压力传感器布置在所述机械手的内表面，用于检测所述机械手对果实的压力；并且/或者，

所述识别定位装置基于采集果实的颜色判断果实的成熟度；所述柔性机械臂配置为所述柔性机械臂的自由端伸向成熟度大于预设值的果实。

3.根据权利要求1所述的采摘设备，其特征在于，所述柔性机械臂为至少两个，所述至少两个柔性机械臂伸向不同的果实；并且/或者，所述采摘机器人还包括安装于所述机架的照明装置。

4.根据权力要求1所述的采摘设备，其特征在于，所述防漏果装置为鼓风机，其中：

所述鼓风机安装于柔性机械臂的自由端；或者，

所述鼓风机安装于所述机架，所述鼓风机的出风口连通至固定于所述柔性机械臂的软管。

5.根据权利要求1所述的采摘设备，其特征在于，所述防漏果装置包括防漏果动力单元和拨杆，所述防漏果动力单元安装于所述机架，在所述防漏果动力单元的驱动下所述拨杆的第一端可转动地安装于所述机架，所述拨杆的第二端向远离所述机架的方向延伸。

6.根据权利要求1所述的采摘设备，其特征在于，所述机械手包括连接件和至少两个可相对张开/收拢的抓取件，所述抓取件安装于所述连接件；

所述采摘装置还包括剪切机构，所述剪切机构安装于所述连接件，用于切断由所述机械手抓取到的果实的果梗，所述剪切机构包括连接杆、剪刀和剪切驱动单元，所述连接杆为C形，所述连接杆的第一端固定于所述连接件，所述连接杆的中部将所述抓取件包围在内，所述剪刀包括刀刃部和驱动部，所述刀刃部与所述驱动部的连接处铰接于所述连接杆的第二端，所述剪切驱动单元安装于所述连接杆，在所述剪切驱动的单元的驱动下两个剪刀能够彼此靠近和远离。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的采摘设备，其特征在于，所述采摘机器人还包括安装于所述机架的临时存储箱；

所述采摘设备还包括运输车，所述运输车包括车架、第二履带行走装置和车厢，在所述第二履带行走装置的驱动下所述车架行走，所述车厢固定于所述车架；

所述采摘设备还包括果实转运装置，所述临时存储箱与所述车厢之间通过所述果实转运装置连接，用于将所述临时存储箱内的果实转运至所述车厢。

8.根据权利要求7所述的采摘设备，其特征在于，所述果实转运装置包括第一高度调节机构和第二高度调节机构中的至少一者，所述第一高度调节机构的控制端和所述第二高度调节机构的控制端均与所述控制器信号连接，其中：

在所述第一高度调节机构的驱动下所述临时存储箱的离地高度可调节；

在所述第二高度调节机构的驱动下所述车厢的离地高度可调节。

9.根据权利要求8所述的采摘设备，其特征在于，所述果实转运装置包括连接管和反向吹气机构，其中：

所述临时存储箱与所述车厢之间通过所述连接管连接；

所述反向吹气机构包括防磕碰鼓风机、风管和喷头，所述喷头为多个，所述防磕碰鼓风机的进风口通过所述风管连通至所述喷头，所述连接管的上方和侧方中的至少一者中安装有所述喷头，所述喷头位于所述连接管内，并且所述喷头的喷射方向与自所述车厢向所述临时存储箱的所述连接管的延伸方向之间的夹角为锐角，所述防磕碰鼓风机安装于所述机架或所述车架。

10.根据权利要求8所述的采摘设备，其特征在于，所述果实转运装置包括传送带，其中：

所述传送带布置在所述临时存储箱与所述车厢之间；

所述传送带沿长度方向设置有多个凸起部，每个所述凸起部均设置有容置槽。

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