CN115669370A - 一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置 - Google Patents
一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115669370A CN115669370A CN202211455185.6A CN202211455185A CN115669370A CN 115669370 A CN115669370 A CN 115669370A CN 202211455185 A CN202211455185 A CN 202211455185A CN 115669370 A CN115669370 A CN 115669370A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- picking
- ball
- handle
- claw
- microprocessor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 235000013399 edible fruits Nutrition 0.000 title claims abstract description 41
- 210000000078 claw Anatomy 0.000 claims abstract description 64
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims description 12
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 claims description 4
- 230000035800 maturation Effects 0.000 abstract description 4
- 210000001258 synovial membrane Anatomy 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000011664 nicotinic acid Substances 0.000 description 2
- 230000005070 ripening Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000009194 climbing Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Harvesting Machines For Specific Crops (AREA)
Abstract
本发明涉及一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置，尤其适用于成熟周期长的果品采摘。其组成包括：控制系统和机械系统；控制系统包括：微处理器、压力传感器、驱动机构；压力传感器安装在采摘爪与切柄刀具之间，用于测量切柄工作时的压力，并将测得的压力信号输送到微处理器并通过驱动机构控制采摘爪的开合；机械系统包括：仿形手柄、伸缩机构、球窝关节、采摘机构、切柄刀具；球窝关节一端与伸缩杆连接，另一端通过电动推杆与采摘机构连接。本发明可实现采摘机构的多角度调节，保证采摘机构竖直朝向需采摘的林果，便于切柄刀具切割果柄，提高采摘效率和采摘质量，可广泛应用于林果采摘领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置，尤其适用于成熟周期长、果实品质要求高的悬垂类林果无损切柄采摘。
背景技术
随着人们生活水平的提高，人们对于水果的需求促进了林果产业的发展，但是果农仍使用传统的人工攀登方法进行采摘；而现代农业的发展趋向于现代化、机械化和科技化，现代科技逐渐代替了原始的劳动力，这不仅可以缓解劳动者的工作强度，而且可以节约时间和经济成本。但现有的机械收获方式多采用振动式的一次性收获方式，不适合成熟周期长、果实品质要求高的水果；经过研究表明果柄分离力会随着果实成熟不断降低，且成熟度越高果柄分离力越小。设计一种可采摘不同成熟度果实的无损切柄采摘装置对成熟周期长、经济价值高、品质要求高的林果采收具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足提供了一种可采摘不同成熟度林果的无损切柄采摘装置，用于解决成熟周期长、果实品质要求高的悬垂类林果采摘问题；不仅能保证水果的品质，而且减轻了劳动强度，提高采摘效率。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
本发明其特点在于：包括控制系统和机械系统；所述控制系统包括：微处理器、压力传感器、驱动机构；所述压力传感器用于测量剪切果柄时的压力，并将压力信号输送到微处理器通过电动推杆控制采摘爪的开合；所述机械系统包括：仿形手柄、伸缩机构、球窝关节、采摘机构、切柄刀具；所述球窝关节安装在第二伸缩杆的上端，通过调节角度控制采摘爪的方向；
上述的仿形手柄上设有控制按钮和外部设备连接口，微处理器置于仿形手柄内部通过电线与压力传感器连接；
上述的伸缩机构由电机、第一伸缩杆、第二伸缩杆组成，第二伸缩杆沿着第一伸缩杆内表面做线性运动；所述的电机与控制按钮电线连接，电机壳体末端与仿形手柄连接，电机壳体上端与第一伸缩杆连接，通过电机转动带动伸缩杆伸缩；
上述的球窝关节是一种仿生关节结构由球窝腔、球窝滑膜、球头构件组成；所述球窝腔安装在第二伸缩杆上端，球头构件与球窝腔半球面接触，所述球窝滑膜是一种柔性油膜材料，置于球窝腔和球头的接触面以减轻接触面的摩擦；所述球窝关节的外侧安装电动推杆，电动推杆的末端通过螺栓与球窝腔连接，电动推杆的上端通过螺栓与球头构件连接，通过电动推杆的伸缩实现球窝关节的多角度调节，保证安装在球窝关节上方的采摘机构竖直朝向需采摘的林果；
上述的采摘机构由电动推杆、爪腕、爪式底座、采摘爪第一关节、采摘爪第二关节、切柄刀具组成；所述的电动推杆安装在球头构件上端，电动推杆的上端与爪腕连接，所述爪腕安装在爪式底座下部与采摘爪第一关节连接；采摘爪沿固定销和爪腕槽口接触面做线性运动；所述的切柄刀具与采摘爪第二关节连接；
上述的压力传感器安装在切柄刀具和采摘爪连接处，壳体固定于采摘爪第二关节上接触面，压力膜片与切柄刀具表面接触；
本发明与现有技术相比适用于成熟周期长的悬垂类林果无损切柄采摘，通过球窝关节的多角度调节保证采摘机构竖直朝向需采摘的林果，通过压力传感器实时监控采摘过程中剪切力的大小来实现对成熟水果的无损切柄采摘。
附图说明
图1为本发明提供的采摘装置整体结构示意图；
图2为本发明采摘机构组件局部放大示意图；
图3为本发明提供的压力传感器局部放大示意图；
图4为本发明提供的球窝关节和伸缩杆局部放大示意图；
图5为本发明提供的采摘装置工作流程图。
图示中：1为仿形手柄，2为伸缩机构，3为驱动机构，4为采摘机构，5为压力传感器，6为切柄刀具，7为球窝关节，8为电机，201为第一伸缩杆，202为第二伸缩杆，301为爪腕电动推杆，302为采摘爪电动推杆，303为球窝关节电动推杆，401为爪腕，402为爪式底座，403为采摘爪第一关节，404为采摘爪第二关节，701为球窝腔，702为球窝滑膜，703为球头构件，704为球窝关节螺栓，705为伸缩杆螺栓。
具体实施方式
下面将结合本发明的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1～5所示，本发明所述的一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置，包括：仿形手柄1、伸缩机构2、驱动机构3、采摘机构4、压力传感器5、切柄刀具6、球窝关节7、电机8。
所述的仿形手柄1上设有控制按钮和外部设备连接口，外部设备连接口可与其他设备进行数据传输；伸缩机构2由电机8、第一伸缩杆201、第二伸缩杆202组成，伸缩杆用空心六棱柱制作而成，以便第二伸缩杆202沿着第一伸缩杆201内表面做线性运动，电机8与控制按钮电线连接，电机8壳体末端与仿形手柄1连接，电机8壳体上端与第一伸缩杆201使用螺栓连接，第二伸缩杆202通过电机转动带动伸缩杆伸缩。
所述的驱动机构3包括：爪腕电动推杆301，采摘爪电动推杆302，球窝关节电动推杆303；爪腕电动推杆301安装在球头构件703的上端控制采摘爪第一关节403运动；采摘爪电动推杆302安装在采摘爪第一关节403外侧，采摘爪第一关节403上端与采摘爪第二关节404连接；球窝关节电动推杆303安装在球窝关节7的外侧，通过控制球窝关节电动推杆303的伸缩可实现球窝关节7的多角度调节。
所述的采摘机构4包括：采摘爪电动推杆302，爪腕401，爪式底座402，采摘爪第一关节403，采摘爪第二关节404，压力传感器5，切柄刀具6；电动推杆302下端安装在采摘爪第一关节403外侧，电动推杆302上端与采摘爪第二关节404连接，爪腕401安装在爪式底座402下部与采摘爪第一关节403连接，采摘爪第一关节403沿采摘爪固定销和爪腕401槽口接触面做线性运动，所述的切柄刀具6与采摘爪第二关节404连接，爪式底座402和采摘爪第一关节403、采摘爪第二关节404内表面设有柔性缓冲垫用来减轻采摘工作时对于果品的损伤，切柄刀具6使用顶角为120度的等腰三角形切柄刀，在采摘装置工作过程中实现无损切割果柄的功能。
所述3个压力传感器5分别安装在采摘爪第二关节404和切柄刀具6的连接处，压力传感器5的外壳体固定在采摘爪第二关节404上端面，压力膜片与切柄刀具6面接触，压力传感器5将测得的压力信号输送到微处理器，微处理器对接收到的压力信号进行实时监控并输出不同的结果控制采摘爪电动推杆302的伸缩从而控制采摘爪的开合，压力传感器5通过电线与微处理器连接，微处理器安装在仿形手柄1内部，微处理器通过伸缩机构2内的电线与采摘机构4处的电动推杆302连接。
所述的伸缩机构2由安装在第一伸缩杆201下端的电机8带动其伸缩；球窝关节7是一种仿生关节结构由球窝腔701、球窝滑膜702、球头构件703组成；球窝腔701与第二伸缩杆202使用伸缩杆螺栓705固定，球头构件703与球窝腔701接触面为球面接触，球窝滑膜702是一种柔性油膜材料，球窝滑膜702置于球窝腔701和球头构件703的接触面以减轻接触面的摩擦，球窝关节7的外侧安装电动推杆303，电动推杆303的末端通过螺栓与球窝腔701连接，电动推杆303的上端通过螺栓与球头构件703连接，通过电动推杆303的伸缩可实现球窝关节7的多角度调节，保证安装在球窝关节7上方的采摘机构4竖直朝向需采摘的水果，提高采摘效率和采摘质量，降低水果损失率。
Claims (6)
1.一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置，其特征在于：包括控制系统和机械系统；所述的控制系统包括：微处理器、压力传感器、驱动机构；压力传感器用于测量切柄工作时的压力，并将测得的压力信号输送到微处理器，微处理器收到信号后控制采摘爪的开合；所述的机械系统包括：仿形手柄、伸缩机构、球窝关节、采摘机构、切柄刀具；球窝关节固定于第二伸缩杆上端，另一端通过电动推杆与采摘机构连接。
2.根据权利要求1所述的一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置，其特征在于：所述3个压力传感器分别安装在采摘爪和切柄刀具的连接处，压力传感器将测得的压力信号输送到微处理器，微处理器对接收的压力信号进行判断并输出不同的结果，通过电动推杆的伸缩控制采摘爪的开合；压力传感器通过电线与微处理器连接，微处理器安装在仿形手柄内部，仿形手柄上设有控制按钮和外部设备连接口，微处理器通过伸缩杆内部的电线与采摘机构上的电动推杆连接。
3.根据权利要求1所述的一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置，其特征在于：所述的伸缩机构由电机、第一伸缩杆、第二伸缩杆组成，第二伸缩杆沿着第一伸缩杆内表面做线性运动；电机壳体末端与仿形手柄连接，电机壳体上端与第一伸缩杆使用螺栓连接，第二伸缩杆通过电机转动带动伸缩杆伸缩。
4.根据权利要求1所述的一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置，其特征在于：所述的球窝关节由球窝腔、球窝滑膜、球头构件组成；球窝腔与第二伸缩杆上端使用螺栓连接，球窝关节的外侧安装电动推杆可控制球窝关节实现多角度调节，球头构件与采摘机构主电动推杆使用螺栓固定。
5.根据权利要求1所述的一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置，其特征在于：所述的采摘机构由电动推杆、爪腕、爪式底座、采摘爪、切柄刀具组成，采摘爪和爪式底座均采用仿形结构，爪式底座和采摘爪内表面设有柔性缓冲垫。
6.根据权利要求1所述的一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置，其特征在于：所述的切柄刀具安装在采摘爪第二关节上端，在切柄刀具和采摘爪第二关节连接处设有压力传感器，切柄刀具采用顶角为120度的等腰三角形结构，可实现果实的无损切柄采摘。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211455185.6A CN115669370A (zh) | 2022-11-21 | 2022-11-21 | 一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202211455185.6A CN115669370A (zh) | 2022-11-21 | 2022-11-21 | 一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115669370A true CN115669370A (zh) | 2023-02-03 |
Family
ID=85054728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202211455185.6A Pending CN115669370A (zh) | 2022-11-21 | 2022-11-21 | 一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN115669370A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108076831A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-29 | 重庆大学 | 一种自适应双筛选液控采摘装置 |
| CN108496552A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-07 | 武汉理工大学 | 基于图像识别的高效水果采摘装置 |
| CN209359048U (zh) * | 2018-11-14 | 2019-09-10 | 塔里木大学 | 水果采摘辅助装置 |
| CN113414771A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-09-21 | 东北林业大学 | 一种三爪气动无损采摘机械手 |
| CN114097425A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-01 | 南通科技职业学院 | 一种便携式可伸缩高处果实采摘装置及其方法 |
-
2022
- 2022-11-21 CN CN202211455185.6A patent/CN115669370A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108076831A (zh) * | 2017-12-29 | 2018-05-29 | 重庆大学 | 一种自适应双筛选液控采摘装置 |
| CN108496552A (zh) * | 2018-03-29 | 2018-09-07 | 武汉理工大学 | 基于图像识别的高效水果采摘装置 |
| CN209359048U (zh) * | 2018-11-14 | 2019-09-10 | 塔里木大学 | 水果采摘辅助装置 |
| CN113414771A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-09-21 | 东北林业大学 | 一种三爪气动无损采摘机械手 |
| CN114097425A (zh) * | 2021-12-02 | 2022-03-01 | 南通科技职业学院 | 一种便携式可伸缩高处果实采摘装置及其方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109105001B (zh) | 一种香梨采摘机器人末端执行器及采摘方法 | |
| CN111543258B (zh) | 一种蘑菇采摘用防损伤仿生机械手 | |
| CN107615989B (zh) | 一种吸附式草莓自动采摘设备 | |
| CN108513807B (zh) | 一种环状双刀具半自动樱桃采摘机 | |
| CN108934448B (zh) | 一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机 | |
| CN110235607B (zh) | 一种果梗夹切式采摘机器人末端执行器 | |
| CN111983168A (zh) | 一种水质监测浮标 | |
| CN109041807A (zh) | 利用机器人采摘的大棚水果采摘方法 | |
| CN206601116U (zh) | 一种果实生长监测传感器 | |
| CN109496563A (zh) | 一种水果采摘机器人 | |
| CN111165171B (zh) | 一种具有触觉感知功能的结球类蔬菜采摘系统 | |
| CN115669370A (zh) | 一种可采摘不同成熟度悬垂类林果的无损切柄采摘装置 | |
| CN108522016B (zh) | 菠萝辅助采摘装置 | |
| CN109089648A (zh) | 利用机器人采摘的温室大棚 | |
| CN110731189A (zh) | 远程果树修剪系统 | |
| CN111264171A (zh) | 作物茎秆多功能往复式切割试验装置 | |
| CN110537420A (zh) | 一种椰子采摘装置 | |
| CN207730636U (zh) | 一种便携式果柄生物力学特性测试装置 | |
| CN108064561B (zh) | 一种苹果自动化采摘装置和方法 | |
| CN210298605U (zh) | 一种果梗夹切式采摘机器人末端执行器 | |
| CN214070718U (zh) | 一种基于视觉控制的红花拉拔采收试验台 | |
| CN210694996U (zh) | 一种一果一动的智能可控采摘剪 | |
| CN208691779U (zh) | 一种炮台式高空摘果机 | |
| CN208353975U (zh) | 一种新型水果采摘器 | |
| CN208001563U (zh) | 柔性草莓采摘器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |