CN111802066A - 基于机器视觉的菠萝采摘机及采摘方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于机器视觉的菠萝采摘机及采摘方法，所述菠萝采摘机包括机架、底盘、机器视觉机构、运动机构、气动机构、采摘机构、运输机构和控制箱；所述机架和控制箱设置在底盘上方，所述机器视觉机构、运动机构和运输机构设置在机架上，且底盘、机器视觉机构、运动机构、气动机构和运输机构分别与控制箱连接，所述采摘机构设置在运动机构上，并与气动机构连接；所述运动机构用于控制采摘机构运动，所述气动机构用于控制采摘机构夹紧或放开菠萝，所述运输机构用于运输采摘机构采摘到的菠萝。本发明针对菠萝的种植方式以及其本身除果实外的经济价值，通过精确定位以及采摘机械臂在对菠萝进行高效采摘的同时，还有效地保护了植株的完整。

Description

基于机器视觉的菠萝采摘机及采摘方法

技术领域

本发明涉及一种菠萝采摘机，尤其是一种基于机器视觉的菠萝采摘机及采摘方法，属于菠萝采摘领域。

背景技术

随着农业自动化技术的发展以及农耕设备的普及，各类农作物从播种到培育再到收获的全过程都有农耕设备的参与。同时，由于种植物耕种面积的不断扩大和人工成本的不断升高，自动化农耕设备能极大的提高生产效率和减少人工成本。

在农耕设备研发中，由于菠萝属于热带水果，种植范围基本集中于热带区域且规模较小，所以关于菠萝采摘的研究非常的少。人工采摘菠萝的方法工作效率低且劳动强度大，同时采摘过程存在诸多不便。申请人结合并创新采摘机械手和机器视觉，让采摘更为准确和高效。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于机器视觉的菠萝采摘机及采摘方法，其针对菠萝的种植方式以及其本身除果实外的经济价值，通过精确定位以及采摘机械臂在对菠萝进行高效采摘的同时，还有效地保护了植株的完整。

本发明的第一个目的在于提供一种基于机器视觉的菠萝采摘机。

本发明的第二个目的在于提供一种菠萝采摘方法。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于机器视觉的菠萝采摘机，包括机架、底盘、机器视觉机构、运动机构、气动机构、采摘机构、运输机构和控制箱；

所述机架和控制箱设置在底盘上方，所述机器视觉机构、运动机构和运输机构设置在机架上，且底盘、机器视觉机构、运动机构、气动机构和运输机构分别与控制箱连接，所述采摘机构设置在运动机构上，并与气动机构连接；

所述运动机构用于控制采摘机构运动，所述气动机构用于控制采摘机构夹紧或放开菠萝，所述运输机构用于运输采摘机构采摘到的菠萝。

进一步的，所述采摘机构为采摘机械臂，包括固定架、第一支撑座、第二支撑座、主动齿轮、从动齿轮、转动轴、舵机、气动推杆、第一V形手爪、第二V形手爪和联动部件；

所述固定架设置在运动机构上，所述第一支撑座与固定架固定连接，所述主动齿轮和从动齿轮设置在固定架内，所述舵机固定设置在第一支撑座上，且舵机的输出轴穿过第一支撑座与主动齿轮连接，所述主动齿轮与从动齿轮相啮合；所述转动轴穿过第一支撑座，且转动轴的两端分别与从动齿轮、第二支撑座固定连接；所述气动推杆固定设置第二支撑座上，且气动推杆分别与联动部件、气动机构连接；所述第一V形手爪和第二V形手爪对称设置，且第一V形手爪和第二V形手爪的开口相对，所述联动部件用于控制两个V形手爪撑开或夹紧。

进一步的，所述联动部件包括活塞杆连接块、第一连杆和第二连杆，所述活塞杆连接块与气动推杆固定连接，所述第一连杆、第二连杆的一端分别与活塞杆连接块活动连接，第一连杆的另一端与第一V形手爪固定连接，第二连杆的另一端与第二V形手爪固定连接。

进一步的，所述机器视觉机构包括工业相机、角度调整部件、位置调整块、螺杆、角支撑架和手柄；

所述工业相机与角度调整部件活动连接，所述角度调整部件与位置调整块固定连接，所述位置调整块与螺杆螺纹连接；所述角支撑架固定设置在机架上，所述螺杆的一端固定与角支撑架的一侧固定连接，螺杆的另一端穿过角支撑架的另一侧与手柄螺纹连接。

进一步的，所述运输机构包括水平支撑架、输送电机、卷筒和传送带；

所述水平支撑架固定设置在机架上，所述传送带绕过卷筒，且传送带上等间距设置有多块挡板，所述卷筒为至少两个，一个卷筒设置在水平支撑架靠近采摘机构的一端，并与输送电机的输出轴连接，一个卷筒设置在水平支撑架远离采摘机构的一端。

进一步的，所述运输机构还包括定向轮，所述卷筒为三个，三个卷筒分别为第一卷筒、第二卷筒和第三卷筒；

所述水平支撑架在靠近采摘机构的一端两侧均设有第一轴承座，水平支撑架的中部两侧均设有第二轴承座、第一竖杆和第二竖杆，第一竖杆的上端与第二竖杆的上端之间通过第一横杆连接，所述第一横杆上设有第三轴承座，水平支撑架在远离采摘机构的一端两侧均设有第三竖杆和第四竖杆，第三竖杆的上端与第四竖杆的上端之间通过第二横杆连接，所述第二横杆上设有第四轴承座；其中，第三竖杆和第四竖杆的水平高度高于第一竖杆和第二竖杆的水平高度；

所述第一卷筒设置在水平支撑架靠近采摘机构的一端，第一卷筒的传动轴两端分别与第一轴承座连接，且第一卷筒的传动轴其中一端通过联轴器与输送电机的输出轴连接；所述第二卷筒设置在水平支撑架中部，第二卷筒的传动轴两端分别与第二轴承座连接；所述定向轮设置在水平支撑架中部，并位于第二卷筒的上方，定向轮的传动轴两端分别与第三轴承座连接；所述第三卷筒设置在水平支撑架远离采摘机构的一端，第三卷筒的传动轴两端分别与第四轴承座连接；所述传送带绕过第一卷筒、第二卷筒、第三卷筒和定向轮。

进一步的，所述运动机构包括第一运动电机、第二运动电机、第三运动电机、第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨、第一滑块、第二滑块、第三滑块、第四滑块和同步杆；

所述第一导轨和第二导轨固定设置在机架上，所述第一滑块活动设置在第一导轨上，并固定设置在第一导轨的传动带上，所述第二滑块活动设置在第二导轨上，并固定设置在第一导轨的传动带上，所述同步杆的两端分别设置在第一导轨、第二导轨远离采摘机构的一端，所述第一运动电机设置在第一导轨远离采摘机构的一端，且第一运动电机的输出轴通过联轴器与同步杆连接，第一运动电机用于带动第一导轨的传动带转动，同时带动同步杆使第二导轨的传动带转动；

所述第三导轨固定设置在第一滑块和第二滑块上，且第三导轨的方向与第一导轨、第二导轨的方向垂直，所述第三滑块活动设置在第三导轨上，并固定设置在第三导轨的传动带上，所述第二运动电机设置在第三导轨的一端，第二运动电机用于带动第三导轨的传动带转动；

所述第四导轨固定设置在第三滑块上，且第四导轨的方向与第三导轨的方向垂直，所述第四滑块活动设置在第四导轨上，并固定设置在第四导轨的传动带上，所述第三运动电机设置在第四导轨的一端，第三运动电机用于带动第四导轨的传动带转动；所述采摘机构固定设置在第四滑块上。

进一步的，所述底盘包括底座、底座支架、转向机构和轮架机构，所述机架和控制箱固定设置在底座的上表面，所述底座支架固定设置在底座的下表面，所述转向机构设置在底座下表面的前方，所述轮架机构设置在底座下表面的后方；

所述转向机构包括第一驱动电机、齿轮轴、齿条和转向部件；所述第一驱动电机固定设置在底座支架的内部，所述齿轮轴通过联轴器与第一驱动电机的输出轴连接，所述齿条与齿轮轴相啮合；所述转向部件为两个，两个转向部件对称设置，每个转向部件包括第一连接件、法兰盘、转杆、前轮胎、交叉轴、第三连杆组、第四连杆、第一弹簧、减震辅助件和垫板，所述转杆通过第一连接件与齿条的一端活动连接，且转杆通过法兰盘与前轮胎固定连接，所述交叉轴与转杆活动连接，所述第三连杆组的两根第三连杆的一端、第四连杆的一端分别与交叉轴的两端活动连接，第三连杆组的两根第三连杆的另一端与减震辅助件的顶部活动连接，第四连杆的另一端与减震辅助件的底部活动连接，所述减震辅助件顶部的一侧凸出一部分，所述第一弹簧的两端分别与第四连杆、减震辅助件的凸出部分固定连接，所述垫板设置在减震辅助件的顶部上方，并与底座的下表面固定连接；

所述轮架机构为两个，两个轮架机构对称设置，每个轮架机构包括第二驱动电机、减速箱、后轮胎、支撑板、第五滑块、支撑轴、弹簧轴、第二弹簧和第二连接件；所述第二驱动电机的输出轴通过减速箱与后轮胎连接，所述支撑板固定设置在减速箱的底部下方，所述第五滑块与减速箱的侧面固定连接，所述支撑轴与第五滑块活动连接，且支撑轴的两端分别与第二连接件的下表面、支撑板的上表面固定连接，所述第二弹簧套设在弹簧轴的外部，所述弹簧轴的下端与减速箱的顶部固定连接，弹簧轴的上端与第二连接件活动连接，所述第二连接件与底座的下表面固定连接。

进一步的，所述气动机构包括气泵、油水分离器和电磁阀，所述气泵、油水分离器和电磁阀依次连接。

本发明的第二个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种菠萝采摘方法，基于上述菠萝采摘机实现，其特征在于，所述方法包括：

通过控制底盘的轮架机构，带动菠萝采摘机行驶，从而使机架靠近所要采摘的菠萝；

调整机器视觉机构中的工业相机的位置和角度，采集所要采摘菠萝的图像，并传输给控制箱进行处理，以确定所要采摘菠萝的三维坐标信息；

控制箱根据所要采摘菠萝的三维坐标信息，生成采摘动作指令；

控制箱根据采摘动作指令，控制运动机构将采摘机构移动到准备夹紧菠萝的位置；控制采摘机构的V形手爪夹紧菠萝；控制运动机构将采摘机构移动到运输机构；控制采摘机构的V形手爪撑开，使菠萝落到运输机构的传送带上；控制运输机构的传送带将菠萝运输到指定位置。

本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：

1、本发明设置了机器视觉机构、运动机构、气动机构、采摘机构、运输机构和控制箱，通过控制箱可以对机器视觉机构获取的信息进行处理，准确获得所要采摘菠萝的三维坐标信息；通过运动机构可以控制采摘机构运动，以便采摘机构可以移动到准备夹紧菠萝的位置；通过气动机构可以控制采摘机构夹紧或放开菠萝，利用气压传动，在复杂的农田作业环境中，气动系统对工作环境有更强的适应性且使用寿命较长；通过运输机构可以运输采摘机构采摘到的菠萝，以便工作人员取下采摘到的菠萝。

2、本发明的采摘机构为采摘机械臂，采摘机械臂上设置了主动齿轮、从动齿轮、转动轴、舵机、气动推杆、V形手爪和联动部件，其中联动部件包括活塞杆连接块和连杆，通过气动推杆的伸缩带动连杆转动，从而控制V形手爪开合，完成菠萝的夹紧或放松，采用连杆原理，结构简单容易实现，并提高采摘机械臂寿命，降低了维护成本；通过控制舵机的转动，带动主动齿轮使从动齿轮旋转，从而带动转动轴旋转，使得V形手爪完成扭转动作，使被夹紧的菠萝转动，直至菠萝果茎被扭断，实现对菠萝扭抱式采摘，此过程模拟人工抱扭的方式扭断菠萝的细颈，区别于刀片割断的方式，可以避免采摘过程中由于不确定因素造成的菠萝果实割伤，保证了采摘后菠萝果实的完整性。

3、本发明的机器视觉机构设置了工业相机、角度调整部件、位置调整块、螺杆、角支撑架和手柄，通过角度调整部件可以调节工业相机仰角大小，通过转动手柄，带动螺杆旋转，螺杆相对于位置调整块中的内螺纹旋转时，螺杆与位置调整块在轴向产生相对位移，使位置调整块进行轴向移动，从而使工业相机和角度调整部件轴向移动，实现工业相机的水平位置调整，以便于工业相机处于不同角度情况下对菠萝进行图像采集，采集的图像传输给控制箱进行处理，以确定菠萝的三维坐标信息；菠萝种植间距均匀、行距较大，且果实硕大，不易被叶片遮挡，十分适合机器视觉定位，对所要采摘的菠萝进行机器视觉定位，提高了菠萝采摘的精确度，从而菠萝采摘作业效率大大提升。

4、本发明的运输机构设置了水平支撑架、输送电机、卷筒、定向轮和传送带，其中卷筒为三个，分别为第一卷筒、第二卷筒和第三卷筒，第一卷筒设置在水平支撑架靠近采摘机构的一端，第三卷筒设置在水平支撑架远离采摘机构的一端，第二卷筒和定向轮设置在水平支撑架的中部，传送带绕过三个卷筒和定向轮，其中定向轮对传送带起到定向的作用，使得传送带能够沿倾斜向上的方向转动，第二卷筒和第三卷筒起到拉紧传送带的作用，第三卷筒的水平高度高于另外两个卷筒的水平高度，在传送带将菠萝运输到第三卷筒的上方位置时，能够方便工作人员将菠萝从传送带上取下。

5、本发明的运动机构包括第一运动电机、第二运动电机、第三运动电机、第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨、第一滑块、第二滑块、第三滑块、第四滑块和同步杆，第一运动电机、第一导轨、第二导轨、第一滑块、第二滑块和同步杆构成Y轴运动部件，实现了采摘机构在空间Y轴方向的自由移动；第二运动电机、第三导轨和第三滑块构成X轴运动部件，实现采摘机构在空间X轴方向的自由移动；第三运动电机、第四导轨和第四滑块构成Z轴运动部件，实现采摘机构在空间Z轴方向的自由移动；因此，使得采摘机构可以在三维空间自由运动，在复杂的田间中进行采摘作业会更加灵活。最终采摘机构移动到准备采摘的适合位置；在垂直方向(Z轴方向)为采摘机构添加一个自由度，可以适应不同高度菠萝的收取，在采摘时用模拟人工扭抱的方式避免由于不确定因素造成的果实割伤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明实施例的菠萝采摘机的立体结构示意图。

图2为图1中A处的放大图。

图3为本发明实施例的采摘机构的结构示意图。

图4为本发明实施例的机器视觉机构的结构示意图。

图5为本发明实施例的运输机构的结构示意图。

图6为本发明实施例的底盘的爆炸图。

图7为本发明实施例的菠萝采摘方法的流程图。

其中，1-机架，101-第一水平支撑件，102-第二水平支撑件，2-底盘，201-底座，202-底座支架，203-第一驱动电机，204-齿轮轴，205-齿条，206-梅花联轴器，207-第一连接件，208-法兰盘，209-转杆，210-前轮胎，211-交叉轴，212-第三连杆组，213-第四连杆，214-第一弹簧，215-减震辅助件，216-垫板，217-第二驱动电机，218-减速箱，219-后轮胎，220-支撑板，221-第五滑块，222-支撑轴，223-弹簧轴，224-第二弹簧，225-第二连接件，3-机器视觉机构，301-工业相机，302-角度调整部件，303-位置调整块，304-螺杆，305-角支撑架，306-手柄，307-第一滑杆，308-第二滑杆，4-运动机构，401-第一运动电机，402-第二运动电机，403-第三运动电机，404-第一导轨，405-第二导轨，406-第三导轨，407-第四导轨，408-第一滑块，409-第三滑块，410-同步杆，5-采摘机构，501-固定架，502-第一支撑座，5021-第三水平支撑件，5022-第四水平支撑件，503-第二支撑座，504-主动齿轮，505-从动齿轮，506-转动轴，507-舵机，508-气动推杆，509-第一V形手爪，510-第二V形手爪，511-活塞杆连接块，512-第一连杆，513-第二连杆，6-运输机构，601-支撑架，602-输送电机，603-第一卷筒，604-第二卷筒，605-第三卷筒，606-传送带，607-第一轴承座，608-第二轴承座，609-第一竖杆，610-第二竖杆，611-第一横杆，612-第三轴承座，613-第三竖杆，614-第四竖杆，615-第二横杆，616-第四轴承座，7-控制箱，8-气泵，9-油水分离器，10-电磁阀，11-蓄电池。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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。

实施例：

如图1所示，本实施例提供了一种基于机器视觉的菠萝采摘机，该菠萝采摘机包括机架1、底盘2、机器视觉机构3、运动机构4、气动机构、采摘机构5、运输机构6和控制箱7；机架1和控制箱7设置在底盘2上方，机器视觉机构3、运动机构4和运输机构6设置在机架1上，且底盘2、机器视觉机构3、运动机构4、气动机构和运输机构6分别与控制箱6连接，采摘机构5设置在运动机构4上，并与气动机构连接。

进一步地，机架1为一个长方体框架，其采用型材构成，机架1的中部左前侧和左后侧分别设有第一水平支撑件101，机架1的中部右前侧和右后侧分别设有第二水平支撑件102。

如图1和图2所示，运动机构4用于控制采摘机构5运动，运动机构4具体可以控制采摘机构5沿X轴、Y轴和Z轴方向运动，其设置在机架的中部，包括第一运动电机401、第二运动电机402、第三运动电机403、第一导轨404、第二导轨405、第三导轨406、第四导轨407、第一滑块408、第二滑块、第三滑块409、第四滑块和同步杆410。

第一运动电机401、第一导轨404、第二导轨405、第一滑块408、第二滑块和同步杆410构成Y轴运动部件，第一导轨404和第二导轨405设置在机架1上，具体设置在机架1的中部，其中第一导轨404设置在第一水平支撑件101上，第二导轨405设置在第二水平支撑件102上；第一滑块408活动设置在第一导轨404上，并固定设置在第一导轨404的传动带上，第二滑块活动设置在第二导轨405上，并固定设置在第一导轨405的传动带上；同步杆410的两端分别设置在第一导轨404、第二导轨405远离采摘机构5的一端，第一运动电机401设置在第一导轨404远离采摘机构5的一端，具体通过电机座固定设置在第一导轨404远离采摘机构5的一端，且第一运动电机401的输出轴通过联轴器与同步杆410连接，第一运动电机401用于带动第一导轨404的传动带转动，同时带动同步杆410使第二导轨405的传动带转动。

第二运动电机402、第三导轨406和第三滑块409构成X轴运动部件，第三导轨406固定设置在第一滑块408和第二滑块上，且第三导轨406的方向与第一导轨404、第二导轨405的方向垂直，第三滑块409活动设置在第三导轨406上，并固定设置在第三导轨406的传动带上，第二运动电机402设置在第三导轨406的一端，具体通过电机座固定设置在第三导轨406的右端，第二运动电机402用于带动第三导轨406的传动带转动。

第三运动电机403、第四导轨407和第四滑块构成Z轴运动部件，第四导轨407固定设置在第三滑块409上，且第四导轨407的方向与第三导轨406的方向垂直，第四滑块活动设置在第四导轨407上，并固定设置在第四导轨407的传动带上，第三运动电机403设置在第四导轨407的一端，具体通过电机座固定设置在第四导轨407的下端，第三运动电机403用于带动第四导轨407的传动带转动；采摘机构5固定设置在第四滑块上。

本实施例中，通过控制第一运动电机401转动，带动第一导轨404的传动带转动，同时带动同步杆410使第二导轨405的传动带转动，第一导轨404的传动带和第二导轨405的传动带同步转动，实现了采摘机构5在空间Y轴方向的自由移动；通过控制第二运动电机402转动，带动第三导轨406的传动带转动，实现采摘机构5在空间X轴方向的自由移动；通过控制第三运动电机403转动，带动第四导轨407的传动带转动，实现采摘机构5在空间Z轴方向的自由移动；因此，使得采摘机构5可以在三维空间自由运动，在复杂的田间中进行采摘作业会更加灵活，最终采摘机构5移动到准备采摘的适合位置。

如图1和图3所示，机器视觉机构3设置在机架1的顶部其中一个支架的上表面，具体设置在机架1的顶部前支架的上表面，其包括工业相机301、角度调整部件302、位置调整块303、螺杆304、角支撑架305和手柄306。

工业相机301与角度调整部件302活动连接，角度调整部件302与位置调整块303固定连接，位置调整块303与螺杆304螺纹连接；角支撑架305固定设置在机架1的顶部前支架的上表面，螺杆304的一端固定与角支撑架305的一侧固定连接，螺杆304的另一端穿过角支撑架305的另一侧与手柄306螺纹连接，该手柄306可以是星形手柄，方便工作人员进行调整。

为了使位置调整块能够更稳定地移动，本实施例的机器视觉机构3还可包括第一滑杆307和第二滑杆308，第一滑杆307和第二滑杆308对称设置在螺杆304的两侧，第一滑杆307和第二滑杆308均穿过位置调整块303，第一滑杆307和第二滑杆308的一端与角支撑架305的一侧固定连接，第一滑杆307和第二滑杆308的另一端与角支撑架305的另一侧固定连接。

本实施例中，通过角度调整部件可以调节工业相机301的仰角大小；通过转动手柄306，带动螺杆304旋转，螺杆304相对于位置调整块303中的内螺纹旋转时，螺杆304与位置调整块303在轴向产生相对位移，使位置调整块303在滑杆9的支撑与导向下进行轴向移动，从而使工业相机301和角度调整部件302轴向移动，实现工业相机301的水平位置调整，以便于工业相机301处于不同角度情况下对菠萝进行图像采集，采集的图像传输给控制箱7进行处理，以确定菠萝的位置信息(即三维坐标信息)；菠萝种植间距均匀、行距较大，且果实硕大，不易被叶片遮挡，十分适合机器视觉定位，对所要采摘的菠萝进行机器视觉定位，提高了菠萝采摘的精确度，从而菠萝采摘作业效率大大提升。

如图1、图2和图4所示，采摘机构5为采摘机械臂，其包括固定架501、第一支撑座502、第二支撑座503、主动齿轮504、从动齿轮505、转动轴506、舵机507、气动推杆508、第一V形手爪509、第二V形手爪510和联动部件。

固定架501设置在运动机构4上，具体固定设置在运动机构4的第四滑块上，第一支撑座502与固定架501固定连接，主动齿轮504和从动齿轮505设置在固定架内，舵机507固定设置在第一支撑座502上，具体通过舵盘固定设置在第一支撑座502上，且舵机507的输出轴穿过第一支撑座502与主动齿轮504连接，主动齿轮504与从动齿轮505相啮合；转动轴506穿过第一支撑座502，且转动轴506的两端分别与从动齿轮505、第二支撑座503固定连接；气动推杆508固定设置第二支撑座503上，且气动推杆508分别与联动部件、气动机构连接；第一V形手爪509和第二V形手爪510对称设置，且第一V形手爪509和第二V形手爪510的开口相对。

联动部件用于控制两个V形手爪撑开或夹紧(即开合)，其包括活塞杆连接块511、第一连杆512和第二连杆513，活塞杆连接块511与气动推杆508固定连接，并套于气动推杆508端部，第一连杆512、第二连杆513的一端分别与活塞杆连接块511活动连接，第一连杆512的另一端与第一V形手爪509固定连接，第二连杆513的另一端与第二V形手爪510固定连接；为了使第一连杆512和第二连杆513更稳定地活动，第一支撑座502上设有第三水平支撑件5021和第四水平支撑件5022，第三水平支撑件5021位于第一支撑座502与第一V形手爪509之间，第四水平支撑件5022位于第一支撑座502与第二V形手爪510之间，第一连杆512的中部与第三水平支撑件5021铰接，第二连杆513的中部与第四水平支撑件5022铰接。

本实施例中，通过气动推杆508的伸缩带动第一连杆512、第二连杆513转动，从而控制第一V形手爪509和第二V形手爪510开合，完成菠萝的夹紧或放松，通过控制舵机507的转动，带动主动齿轮504使从动齿轮505旋转，从而带动转动轴506旋转，使得第一V形手爪509和第二V形手爪510完成扭转动作。

气动机构用于控制采摘机构5夹紧或放开菠萝，即控制气动推杆508的伸缩，其包括气泵8、油水分离器9和电磁阀10，气泵8、油水分离器9和电磁阀10依次连接，其中电磁阀10与气动推杆508连接，油水分离器16的作用是分离并排除空气中凝集的水分、油分及灰尘等杂质，使压缩空气得到初步净化，提高气动机构的性能，保障气动推杆508稳定高效工作，还能增加使用寿命；其中，气泵8固定设置在运输机构6的一侧，油水分离器9活动设置在气泵8的外侧，电磁阀10固定设置在机架1中部右前侧的第二支撑件102上。

本实施例中，启动气泵8后，空气被气泵8压缩，输向油水分离器9，气体再经油水分离器9净化，输向电磁阀10，电磁阀10控制气动推杆508向前推出，使第一连杆512和第二连杆513被活塞杆连接块511带动向外转动，利用连杆原理，使第一V形手爪509和第二V形手爪510撑开；通过运动机构4控制采摘机械臂移动到第一V形手爪509和第二V形手爪510准备夹紧菠萝的位置，电磁阀10再控制气动推杆508向后回收，使第一连杆512和第二连杆513被活塞杆连接块511带动向内转动，利用连杆原理，使第一V形手爪509和第二V形手爪510夹紧菠萝，采用连杆原理的结构较为简单、更易实现，无需齿轮传动，并且本实施例的采摘机械臂利用气压传动，在复杂的农田作业环境中，气动机构对工作环境有更强的适应性且使用寿命较长，在繁重的农业菠萝采摘作业中，提高采摘效率，而且与现有技术相比，采用的采摘机械臂成本较低，更适合农民；启动舵机507，舵机507带动主动齿轮503转动，主动齿轮503带动从动齿轮504转动，从动齿轮504带动转动轴30转动，转动轴30带动第二支撑座503转动，进而使第一V形手爪509和第二V形手爪510转动，同时使被夹紧的菠萝转动，直至菠萝果茎被扭断，实现对菠萝扭抱式采摘，此过程模拟人工抱扭的方式扭断菠萝的细颈，区别于刀片割断的方式，可以避免采摘过程中由于不确定因素造成的果实割伤，保证了采摘后菠萝果实的完整性；另外，由于菠萝植株本身具有较高的经济价值，菠萝叶中含丰富的纤维，是一种具有优异天然杀菌特性的纺织材料，以及丰富医学价值，采用模拟人工抱扭的采摘方式可以保全植株、不破坏植株的潜在经济价值。

如图1和图5所示，运输机构6用于运输采摘机构5采摘到的菠萝，其设置在机架1的底部，包括水平支撑架601、输送电机602、第一卷筒603、第二卷筒604、第三卷筒605、定向轮和传送带606。

水平支撑架601的两侧固定设置在机架1底部支架的上表面，且水平支撑架601的一部分向后延伸至机架1外；水平支撑架601在靠近采摘机构5的一端两侧均设有第一轴承座607，水平支撑架的中部两侧均设有第二轴承座608、第一竖杆609和第二竖杆610，第一竖杆609的上端与第二竖杆610的上端之间通过第一横杆611连接，第一横杆611上设有第三轴承座612，第三轴承座具体设置在第一横杆611的下表面，水平支撑架601在远离采摘机构的一端两侧均设有第三竖杆613和第四竖杆614，第三竖杆613的上端与第四竖杆614的上端之间通过第二横杆615连接，第二横杆615上设有第四轴承座616，第四轴承座616具体设置在第二横杆615的上表面；其中，第三竖杆613和第四竖杆614的水平高度高于第一竖杆609和第二竖杆610的水平高度，第四竖杆614可以向下延伸到与机架1底部支架的下表面平齐的位置上，气泵8固定设置在水平支撑架601的中部右侧的第一竖杆609上。

第一卷筒603设置在水平支撑架601靠近采摘机构5的一端，第一卷筒603的传动轴两端分别与第一轴承座607连接，且第一卷筒603的传动轴其中一端通过联轴器与输送电机602的输出轴连接；第二卷筒604设置在水平支撑架601中部，第二卷筒604的传动轴两端分别与第二轴承座608连接；定向轮设置在水平支撑架中部，并位于第二卷筒604的上方，定向轮的传动轴两端分别与第三轴承座612连接；第三卷筒605设置在水平支撑架601远离采摘机构5的一端，第三卷筒605的传动轴两端分别与第四轴承座616连接；传送带606绕过第一卷筒603、第二卷筒604、第三卷筒605和定向轮，且传送带606上等间距设置有多块挡板；其中，定向轮对传送带606起到定向的作用，使得传送带606能够沿倾斜向上的方向转动，由于第三卷筒605的水平高度高于第一卷筒603和第二卷筒604的水平高度，在传送带606将菠萝运输到第三卷筒605的上方位置时，能够方便工作人员将菠萝从传送带606上取下，收集到篮子内，该篮子可以安装在第四竖杆614靠近第三卷筒605的位置上。

本实施例中，通过控制输送电机602转动，带动第一卷筒603转动，从而带动传送带606转动，在传送带606的作用下，第二卷筒604和第三卷筒605也跟着转动，起到拉紧传送带606的作用；采摘机构5将采摘到的菠萝放在传送带606中两块相邻挡板之间的间隔位置，随传送带606一起转动，被运输到第三卷筒605的上方位置。

本领域技术人员可以理解，本实施例的运输机构6也可以只设置在两个卷筒(第一卷筒603和第三卷筒605)，不设置定向轮，水平支撑架601上也不另外设置竖杆，只在第一卷筒603和第三卷筒605的相应位置设置第一轴承座607和第四轴承座616，在传送带606将菠萝运输到第三卷筒605的上方位置时，工作人员可以弯腰或蹲下将菠萝从传送带606上取下。

如图1和图6所示，底盘2包括底座201、底座支架202、转向机构和轮架机构，机架1和控制箱7固定设置在底座的上表面，底座支架202固定设置在底座201的下表面，转向机构设置在底座201下表面的前方，轮架机构设置在底座201下表面的后方。

转向机构包括第一驱动电机203、齿轮轴204、齿条205和转向部件；第一驱动电机203固定设置在底座支架202的内部，齿轮轴204通过梅花联轴器206与第一驱动电机203的输出轴连接，齿条205与齿轮轴204相啮合；转向部件为两个，两个转向部件对称设置，每个转向部件包括第一连接件207、法兰盘208、转杆209、前轮胎210、交叉轴211、第三连杆组212、第四连杆213、第一弹簧214、减震辅助件215和垫板216，转杆209通过第一连接件207与齿条205的一端活动连接，且转杆209通过法兰盘208与前轮胎210固定连接，交叉轴211与转杆209活动连接，第三连杆组212的两根第三连杆的一端、第四连杆213的一端分别与交叉轴211的两端活动连接，第三连杆组212的两根第三连杆的另一端与减震辅助件215的顶部活动连接，第四连杆213的另一端与减震辅助件215的底部活动连接，减震辅助件215顶部的一侧凸出一部分，第一弹簧214的两端分别与第四连杆213、减震辅助件215的凸出部分固定连接，垫板216设置在减震辅助件215的顶部上方，并与底座201的下表面固定连接。

轮架机构为两个，两个轮架机构对称设置，每个轮架机构包括第二驱动电机217、减速箱218、后轮胎219、支撑板220、第五滑块221、支撑轴222、弹簧轴223、第二弹簧224和第二连接件225；第二驱动电机的输出轴通过减速箱218与后轮胎219连接，支撑板220设置在减速箱218的底部下方；第五滑块221和支撑轴222均为两个，第五滑块221与支撑轴222一一对应，两个第五滑块221分别与减速箱218相对的两个侧面固定连接，每个支撑轴222与对应的第五滑块221活动连接，且每个支撑轴222的两端分别与第二连接件225的下表面、支撑板220的上表面固定连接；第二弹簧224套设在弹簧轴223的外部，弹簧轴223的下端与减速箱218的顶部固定连接，弹簧轴223的上端与第二连接件225活动连接，第二连接件225与底座201的下表面固定连接。

本实施例中，通过控制第二驱动电机217转动，带动齿轮轴204转动，进而带动齿条205横向移动，利用平面四杠原理带动前轮胎210做一定角度的偏移，从而完成菠萝采摘机的拐弯，其中利用平面四杠原理带动前轮胎210做一定角度的偏移，具体为：利用平面四杠原理带动转杆209做旋转运动，从而使得通过法兰盘208与转杆209刚性连接的前轮胎210做一定角度的偏移；通过控制第二驱动电机217转动，带动后轮胎219转动，使菠萝采摘机靠近所要采摘的菠萝。

本实施例的菠萝采摘机还可包括蓄电池11，蓄电池11的输出端与工业相机301、控制箱7的电源端电性连接，可以为工业相机301和控制箱7供电，工业相机301的输出端与控制箱7的输入端电性连接，可以将采集的图像传输给控制箱7；控制箱7内部设有单板计算机和七个驱动器，单板计算机通过七个驱动器分别与第一驱动电机203、第二驱动电机217、第一运动电机401、第二运动电机402、第三运动电机403、输送电机602、舵机507电性连接。

本实施例中，单板计算机选用Raspberry pi 3B，它是一款基于ARM的单板计算机，默认运行一款称为Raspbian的操作系统，它是基于Linux内核和Debian操作系统开发的开源操作系统，其功能强大、能够多个组合，可用于开发和部署面向计算机视觉的系统，其装载有Adaboost算法，Adaboost算法应用于菠萝检测中，其基本思想是针对不同的训练集训练同一分类器(弱分类器)，然后把这些不同训练集上的得到的分类器联合起来，构成一个最终的分类器；工业相机301采集图像后传输给单板计算机，结合Opencv图像函数库，装载Adaboost算法离线学习的菠萝识别分类器，识别图像中的菠萝，从而获得菠萝的精确三维坐标信息。

如图1～图7所示，本实施例还提供了一种菠萝采摘方法，该方法基于上述菠萝采摘机实现，包括以下步骤：

S101、通过控制底盘的轮架机构，带动菠萝采摘机行驶，从而使机架靠近所要采摘的菠萝。

具体地，通过控制底盘2上的第二驱动电机217转动，带动后轮胎219转动，使菠萝采摘机靠近所要采摘的菠萝。

S102、调整机器视觉机构中的工业相机的位置和角度，采集所要采摘菠萝的图像，并传输给控制箱进行处理，以确定所要采摘菠萝的三维坐标信息。

其中，调整机器视觉机构3中的工业相机301的位置和角度，具体为：通过转动手柄306，带动螺杆304旋转，螺杆相对于位置调整块303中的内螺纹旋转时，螺杆304与位置调整块303在轴向产生相对位移，使位置调整块303进行轴向移动，从而实现工业相机301的水平位置调整；通过角度调整部件302可以调节工业相机301仰角大小。

其中，控制箱7对采集的图像处理，以确定所要采摘菠萝的三维坐标信息，具体为：控制箱7获取采集的图像后，结合Opencv图像函数库，装载Adaboost算法离线学习的菠萝识别分类器，识别图像中的菠萝，从而获得菠萝的精确三维坐标信息。

S103、控制箱根据所要采摘菠萝的三维坐标信息，生成采摘动作指令。

S104、控制箱根据采摘动作指令，控制采摘机构的V形手爪撑开；控制运动机构将采摘机构移动到准备夹紧菠萝的位置；控制采摘机构的V形手爪夹紧菠萝；控制运动机构将采摘机构移动到运输机构；控制采摘机构的V形手爪撑开，使菠萝落到运输机构的传送带上；控制运输机构的传送带将菠萝运输到指定位置。

其中，控制采摘机构5的V形手爪撑开，具体为：启动气泵8后，空气被气泵8压缩，输向油水分离器9，气体再经油水分离器9净化，输向电磁阀10，电磁阀10控制气动推杆508向前推出，使第一连杆512和第二连杆513被活塞杆连接块511带动向外转动，利用连杆原理，使第一V形手爪509和第二V形手爪510撑开。

其中，控制运动机构4将采摘机构5移动到准备夹紧菠萝的位置，具体为：通过控制第一运动电机401转动，带动第一导轨404的传动带转动，同时带动同步杆410使第二导轨405的传动带转动，第一导轨404的传动带和第二导轨405的传动带同步转动，实现了采摘机构5在空间Y轴方向的自由移动；通过控制第二运动电机402转动，带动第三导轨406的传动带转动，实现采摘机构5在空间X轴方向的自由移动；通过控制第三运动电机403转动，带动第四导轨407的传动带转动，实现采摘机构5在空间Z轴方向的自由移动，最终采摘机构5移动到准备夹紧菠萝的位置。

其中，控制采摘机构的V形手爪夹紧菠萝，具体为：电磁阀10再控制气动推杆508向后回收，使第一连杆512和第二连杆513被活塞杆连接块511带动向内转动，利用连杆原理，使第一V形手爪509和第二V形手爪510夹紧菠萝。

其中，控制运动机构4将采摘机构5移动到运输机构6的传送带606，与上述控制运动机构4将采摘机构5移动到准备夹紧菠萝的位置的原理相同，在此不再赘述。

其中，控制采摘机构5的V形手爪撑开，使菠萝落到运输机构6的传送带606上，与上述控制采摘机构5的V形手爪撑开原理相同，在此不再赘述。

其中，控制运输机构6的传送带606将菠萝运输到指定位置，具体为：通过控制输送电机602转动，带动第一卷筒603转动，从而带动传送带606转动，在传送带606的作用下，第二卷筒604和第三卷筒605也跟着转动，起到拉紧传送带606的作用；采摘机构5将采摘到的菠萝放在传送带606中两块相邻挡板之间的间隔位置，随传送带606一起转动，被运输到第三卷筒605的上方位置。

菠萝被运输到第三卷筒605的上方位置后，工作人员将菠萝从传送带606上取下，收集到篮子内，完成一行菠萝的采摘过程。

S105、通过控制底盘的转向机构，带动菠萝采摘机拐弯，再通过控制底盘的轮架机构，带动菠萝采摘机行驶到另一行进行菠萝采摘。

通过控制底盘的转向机构，带动菠萝采摘机拐弯，具体为：通过控制第二驱动电机217转动，带动齿轮轴204转动，进而带动齿条205横向移动，利用平面四杠原理带动前轮胎210做一定角度的偏移，从而完成菠萝采摘机的拐弯。

驱动底盘2的轮架机构使菠萝采摘机行驶到另一行进行菠萝采摘，与上述驱动底盘2的轮架机构使菠萝采摘机行驶的原理相同，在此不再赘述。

综上所述，本发明设置了机器视觉机构、运动机构、气动机构、采摘机构、运输机构和控制箱，通过控制箱可以对机器视觉机构获取的信息进行处理，准确获得所要采摘菠萝的三维坐标信息；通过运动机构可以控制采摘机构运动，以便采摘机构可以移动到准备夹紧菠萝的位置；通过气动机构可以控制采摘机构夹紧或放开菠萝，利用气压传动，在复杂的农田作业环境中，气动系统对工作环境有更强的适应性且使用寿命较长；通过运输机构可以运输采摘机构采摘到的菠萝，以便工作人员取下采摘到的菠萝。

以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明专利所公开的范围内，根据本发明专利的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都属于本发明专利的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于机器视觉的菠萝采摘机，其特征在于，包括机架、底盘、机器视觉机构、运动机构、气动机构、采摘机构、运输机构和控制箱；

所述机架和控制箱设置在底盘上方，所述机器视觉机构、运动机构和运输机构设置在机架上，且底盘、机器视觉机构、运动机构、气动机构和运输机构分别与控制箱连接，所述采摘机构设置在运动机构上，并与气动机构连接；

所述运动机构用于控制采摘机构运动，所述气动机构用于控制采摘机构夹紧或放开菠萝，所述运输机构用于运输采摘机构采摘到的菠萝。

2.根据权利要求1所述的菠萝采摘机，其特征在于，所述采摘机构为采摘机械臂，包括固定架、第一支撑座、第二支撑座、主动齿轮、从动齿轮、转动轴、舵机、气动推杆、第一V形手爪、第二V形手爪和联动部件；

所述固定架设置在运动机构上，所述第一支撑座与固定架固定连接，所述主动齿轮和从动齿轮设置在固定架内，所述舵机固定设置在第一支撑座上，且舵机的输出轴穿过第一支撑座与主动齿轮连接，所述主动齿轮与从动齿轮相啮合；所述转动轴穿过第一支撑座，且转动轴的两端分别与从动齿轮、第二支撑座固定连接；所述气动推杆固定设置第二支撑座上，且气动推杆分别与联动部件、气动机构连接；所述第一V形手爪和第二V形手爪对称设置，且第一V形手爪和第二V形手爪的开口相对，所述联动部件用于控制两个V形手爪撑开或夹紧。

3.根据权利要求2所述的菠萝采摘机，其特征在于，所述联动部件包括活塞杆连接块、第一连杆和第二连杆，所述活塞杆连接块与气动推杆固定连接，所述第一连杆、第二连杆的一端分别与活塞杆连接块活动连接，第一连杆的另一端与第一V形手爪固定连接，第二连杆的另一端与第二V形手爪固定连接。

4.根据权利要求1所述的菠萝采摘机，其特征在于，所述机器视觉机构包括工业相机、角度调整部件、位置调整块、螺杆、角支撑架和手柄；

所述工业相机与角度调整部件活动连接，所述角度调整部件与位置调整块固定连接，所述位置调整块与螺杆螺纹连接；所述角支撑架固定设置在机架上，所述螺杆的一端固定与角支撑架的一侧固定连接，螺杆的另一端穿过角支撑架的另一侧与手柄螺纹连接。

5.根据权利要求1所述的菠萝采摘机，其特征在于，所述运输机构包括水平支撑架、输送电机、卷筒和传送带；

所述水平支撑架固定设置在机架上，所述传送带绕过卷筒，且传送带上等间距设置有多块挡板，所述卷筒为至少两个，一个卷筒设置在水平支撑架靠近采摘机构的一端，并与输送电机的输出轴连接，一个卷筒设置在水平支撑架远离采摘机构的一端。

6.根据权利要求5所述的菠萝采摘机，其特征在于，所述运输机构还包括定向轮，所述卷筒为三个，三个卷筒分别为第一卷筒、第二卷筒和第三卷筒；

所述水平支撑架在靠近采摘机构的一端两侧均设有第一轴承座，水平支撑架的中部两侧均设有第二轴承座、第一竖杆和第二竖杆，第一竖杆的上端与第二竖杆的上端之间通过第一横杆连接，所述第一横杆上设有第三轴承座，水平支撑架在远离采摘机构的一端两侧均设有第三竖杆和第四竖杆，第三竖杆的上端与第四竖杆的上端之间通过第二横杆连接，所述第二横杆上设有第四轴承座；其中，第三竖杆和第四竖杆的水平高度高于第一竖杆和第二竖杆的水平高度；

所述第一卷筒设置在水平支撑架靠近采摘机构的一端，第一卷筒的传动轴两端分别与第一轴承座连接，且第一卷筒的传动轴其中一端通过联轴器与输送电机的输出轴连接；所述第二卷筒设置在水平支撑架中部，第二卷筒的传动轴两端分别与第二轴承座连接；所述定向轮设置在水平支撑架中部，并位于第二卷筒的上方，定向轮的传动轴两端分别与第三轴承座连接；所述第三卷筒设置在水平支撑架远离采摘机构的一端，第三卷筒的传动轴两端分别与第四轴承座连接；所述传送带绕过第一卷筒、第二卷筒、第三卷筒和定向轮。

7.根据权利要求1所述的菠萝采摘机，其特征在于，所述运动机构包括第一运动电机、第二运动电机、第三运动电机、第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨、第一滑块、第二滑块、第三滑块、第四滑块和同步杆；

所述第一导轨和第二导轨固定设置在机架上，所述第一滑块活动设置在第一导轨上，并固定设置在第一导轨的传动带上，所述第二滑块活动设置在第二导轨上，并固定设置在第一导轨的传动带上，所述同步杆的两端分别设置在第一导轨、第二导轨远离采摘机构的一端，所述第一运动电机设置在第一导轨远离采摘机构的一端，且第一运动电机的输出轴通过联轴器与同步杆连接，第一运动电机用于带动第一导轨的传动带转动，同时带动同步杆使第二导轨的传动带转动；

所述第三导轨固定设置在第一滑块和第二滑块上，且第三导轨的方向与第一导轨、第二导轨的方向垂直，所述第三滑块活动设置在第三导轨上，并固定设置在第三导轨的传动带上，所述第二运动电机设置在第三导轨的一端，第二运动电机用于带动第三导轨的传动带转动；

所述第四导轨固定设置在第三滑块上，且第四导轨的方向与第三导轨的方向垂直，所述第四滑块活动设置在第四导轨上，并固定设置在第四导轨的传动带上，所述第三运动电机设置在第四导轨的一端，第三运动电机用于带动第四导轨的传动带转动；所述采摘机构固定设置在第四滑块上。

8.根据权利要求1-7任一项所述的菠萝采摘机，其特征在于，所述底盘包括底座、底座支架、转向机构和轮架机构，所述机架和控制箱固定设置在底座的上表面，所述底座支架固定设置在底座的下表面，所述转向机构设置在底座下表面的前方，所述轮架机构设置在底座下表面的后方；

所述转向机构包括第一驱动电机、齿轮轴、齿条和转向部件；所述第一驱动电机固定设置在底座支架的内部，所述齿轮轴通过联轴器与第一驱动电机的输出轴连接，所述齿条与齿轮轴相啮合；所述转向部件为两个，两个转向部件对称设置，每个转向部件包括第一连接件、法兰盘、转杆、前轮胎、交叉轴、第三连杆组、第四连杆、第一弹簧、减震辅助件和垫板，所述转杆通过第一连接件与齿条的一端活动连接，且转杆通过法兰盘与前轮胎固定连接，所述交叉轴与转杆活动连接，所述第三连杆组的两根第三连杆的一端、第四连杆的一端分别与交叉轴的两端活动连接，第三连杆组的两根第三连杆的另一端与减震辅助件的顶部活动连接，第四连杆的另一端与减震辅助件的底部活动连接，所述减震辅助件顶部的一侧凸出一部分，所述第一弹簧的两端分别与第四连杆、减震辅助件的凸出部分固定连接，所述垫板设置在减震辅助件的顶部上方，并与底座的下表面固定连接；

所述轮架机构为两个，两个轮架机构对称设置，每个轮架机构包括第二驱动电机、减速箱、后轮胎、支撑板、第五滑块、支撑轴、弹簧轴、第二弹簧和第二连接件；所述第二驱动电机的输出轴通过减速箱与后轮胎连接，所述支撑板固定设置在减速箱的底部下方，所述第五滑块与减速箱的侧面固定连接，所述支撑轴与第五滑块活动连接，且支撑轴的两端分别与第二连接件的下表面、支撑板的上表面固定连接，所述第二弹簧套设在弹簧轴的外部，所述弹簧轴的下端与减速箱的顶部固定连接，弹簧轴的上端与第二连接件活动连接，所述第二连接件与底座的下表面固定连接。

9.根据权利要求1-7任一项所述的菠萝采摘机，其特征在于，所述气动机构包括气泵、油水分离器和电磁阀，所述气泵、油水分离器和电磁阀依次连接。

10.一种菠萝采摘方法，基于权利要求1-9任一项所述菠萝采摘机实现，其特征在于，所述方法包括：

通过控制底盘的轮架机构，带动菠萝采摘机行驶，从而使机架靠近所要采摘的菠萝；

调整机器视觉机构中的工业相机的位置和角度，采集所要采摘菠萝的图像，并传输给控制箱进行处理，以确定所要采摘菠萝的三维坐标信息；

控制箱根据所要采摘菠萝的三维坐标信息，生成采摘动作指令；

控制箱根据采摘动作指令，控制运动机构将采摘机构移动到准备夹紧菠萝的位置；控制采摘机构的V形手爪夹紧菠萝；控制运动机构将采摘机构移动到运输机构；控制采摘机构的V形手爪撑开，使菠萝落到运输机构的传送带上；控制运输机构的传送带将菠萝运输到指定位置。

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