CN207519168U - 一种多功能草莓采摘设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型农业生产用具领域，具体来说是一种多功能草莓采摘设备，采摘设备包括移动装置，在移动装置上设有剪切装置；本实用新型改变了传统草莓采摘设备，本实用新型通过识别定位系统的添加可以自动识别草莓所在位置，同时也能使得本实用新型自动对草莓果梗进行裁剪。

Description

一种多功能草莓采摘设备

技术领域

本实用新型农业生产用具领域，具体来说是一种多功能草莓采摘设备。

背景技术

传统草莓采摘都是采用人工采摘，这样造成人工劳动强度大，而且不方便采摘，当然随着科技的发展，现在草莓采摘有趋向于机械化，机械化的采摘有利于降低人工采摘劳动强度，但是机械采摘也具有相应的弊端，因为草莓是已损坏物品，当机械采摘力较大时草莓外皮容易破损，造成草莓存放日期变短，减少草莓销售利润；所以一种能够采用机械采摘，并且能够减少草莓损坏的机械设备是现在所需要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能够对草莓果梗进行裁切的采摘设备。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种多功能草莓采摘设备，所述采摘设备包括移动装置，在所述移动装置上设有剪切装置；所述移动装置包括用于装载剪切装置的驱动支架，所述驱动支架下端通过驱动部与安放组件相连接；所述安放组件包括安放底板，所述安放底板包括第一安放底板和第二安放底板，所述第一安放底板和第二安放底板平行设置；所述驱动支架包括用于支撑的竖直支撑板，所述竖直支撑板包括第一竖直支撑板和第二竖直支撑板，所述第一竖直支撑板和第二竖直支撑板端通过连接横板相连接；所述竖直支撑板通过驱动部与第一安放底板相连接；所述驱动部包括第一驱动部和第一导向部；所述第一驱动部包括设置在第一安放底板上的驱动齿条，在第一竖直支撑板外侧面上设有与第一安放底板上驱动齿条相适配的驱动齿轮；所述驱动齿轮包括第一驱动齿轮和第二驱动齿轮，所述第一驱动齿轮和第二驱动齿轮平行设置，所述第一驱动齿轮和第二驱动齿轮通过传动齿轮相连接；所述第一驱动齿轮连接有驱动电机；所述第一导向部包括设置在第二竖直支撑板下端的移动滚轮，在所述第二安放底板上设有与移动滚轮相适配的导向凹槽；所述剪切装置通过第二驱动部件与连接横板相连接；所述剪切装置包括推进气缸，推进气缸下端连接有裁切组件；所述第二驱动部件包括设置在连接横板上的T型槽，所述推进气缸通过T型连接板与T型槽相连接，所述T型连接板连接有用于控制剪切装置移动的传送带，所述传送带与T型连接板相连接，所述传送带连接有用于驱动传送带转动的转动电机；所述裁切组件包括第一裁切刀和第二裁切刀，所述第一裁切刀和第二裁切刀相交设置，所述第一裁切刀和第二裁切刀上端通过收缩气缸相连接；所述草莓采摘设备还包括识别定位系统；所述识别定位系统包括检测模块以及用于接收检测模块信号的控制模块，所述控制模块连接有执行模块。

本实用新型的优点在于：

本实用新型改变了传统草莓采摘设备，本实用新型通过识别定位系统的添加可以自动识别草莓所在位置，同时也能使得本实用新型自动对草莓果梗进行裁剪。

附图说明

下面对本实用新型说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型的主视图。

图2为本实用新型的左视图。

图3为本实用新型的剖视图。

图4为本实用新型中连接横板的俯视图。

上述图中的标记均为：

1、安放底板，101、第一安放底板，102、第二安放底板，2、驱动齿条，3、竖直支撑板，301、第一竖直支撑板，302、第二竖直支撑板，4、驱动齿轮，401、第一驱动齿轮，402、传动齿轮，403、第二驱动齿轮，5、连接横板，6、广角相机，7、识别定位控制系统，8、移动滚轮，9、导向凹槽，10、推进气缸，11、收缩气缸，12、第一裁切刀，13、第二裁切刀，14、T型连接板，15、T型槽，16、转动电机，17、传送带，18、驱动电机。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

一种多功能草莓采摘设备，采摘设备包括移动装置，在移动装置上设有剪切装置；移动装置包括用于装载剪切装置的驱动支架，驱动支架下端通过驱动部与安放组件相连接；安放组件包括安放底板1，安放底板1包括第一安放底板101和第二安放底板102，第一安放底板101和第二安放底板102平行设置；驱动支架包括用于支撑的竖直支撑板3，竖直支撑板3包括第一竖直支撑板301和第二竖直支撑板302，第一竖直支撑板301和第二竖直支撑板302端通过连接横板5相连接；竖直支撑板3通过驱动部与第一安放底板101相连接；驱动部包括第一驱动部和第一导向部；第一驱动部包括设置在第一安放底板101上的驱动齿条2，在第一竖直支撑板301外侧面上设有与第一安放底板101上驱动齿条2相适配的驱动齿轮4；驱动齿轮4包括第一驱动齿轮401和第二驱动齿轮403，第一驱动齿轮401和第二驱动齿轮403平行设置，第一驱动齿轮401和第二驱动齿轮403通过传动齿轮402相连接；第一驱动齿轮401连接有驱动电机18；第一导向部包括设置在第二竖直支撑板302下端的移动滚轮8，在第二安放底板102上设有与移动滚轮8相适配的导向凹槽9；剪切装置通过第二驱动部件与连接横板5相连接；剪切装置包括推进气10缸，推进气10缸下端连接有裁切组件；第二驱动部件包括设置在连接横板5上的T型槽15，推进气10缸通过T型连接板14与T型槽15相连接，T型连接板14连接有用于控制剪切装置移动的传送带17，传送带17与T型连接板14相连接，传送带17连接有用于驱动传送带17转动的转动电机16；裁切组件包括第一裁切刀12和第二裁切刀13，第一裁切刀12和第二裁切刀13相交设置，第一裁切刀12和第二裁切刀13上端通过收缩气缸11相连接；草莓采摘设备还包括识别定位系统7；识别定位系统7包括检测模块以及用于接收检测模块信号的控制模块，控制模块连接有执行模块；在本实用新型中设有安放组件，安放组件安放底板1，安放底板1包括第一安放底板101和第二安放底板102，这里第一安放底板101和第二安放底板102在使用时分别安放在田地中一个草莓田垄两侧的沟壑内，是用作轨道，方便驱动支架在安放底板1上进行移动，同时本实用新型中还有一个驱动支架，驱动支架整体呈一个开口向下的“C”字型，也就是上文所指出的第一竖直支撑板301、第二竖直支撑板302以及连接横板5，驱动支架为剪切装置提供了一个安放场所，也方便后期的移动，同时又因为本装置需要移动，所以在本实用新型中设有驱动部，在本实用新型中驱动部包括第一驱动部和第一导向部，第一驱动部的设置目的是实现推动驱动支架在安放底板1上的移动，实现对剪切装置一个方向的调节，第一驱动部包括设置在第一安放底板101上的驱动齿条2，在第一竖直支撑板301外侧设有与齿条相适配的驱动齿轮4，同时为了保证整个装置的稳定性，在本实用新型中驱动齿轮4最少包括两个驱动齿轮4，也就是上文所指出的第一驱动齿轮401和第二驱动齿轮403，同时为了保证两个驱动齿轮4的同步性，在本实用新型中第一驱动齿轮401和第二驱动齿轮403之间通过传动齿轮402进行连接，同时在第一驱动齿轮401或者第二驱动齿轮403选用一个驱动齿轮4连接有一个驱动电机18，这样设置的目的是保证两个驱动齿轮4运动的同步性，并且上文中第一驱动齿轮401和第二驱动齿轮403布置方位和汽车车轮相似，两者前后分布，通过以上叙述我们可以了解到本实用新型为了保证传动的统一，本实用新型采用了一侧传动，在第二安放底板102和第二竖直支撑板302上进行了其他的设计，在本实用新型中的第二竖直支撑板302下端设有移动滚轮8，通过滚轮的设置，使得驱动支架在移动的同时，第二竖直支撑板302和第二安放底板102之间是滚动摩擦，减少整体的摩擦力，同时在本实用新型不管第一竖直支撑板301和第二竖直支撑板302下端和任何物体，在本实用新型中连接横板5是平行设置的，这样可以保证后期零部件的设置，同时作为更大优选，在第二安放底板102上设有导向凹槽9，导向凹槽9沿第二安放底板102长度方向设置，这样设置的目的限制第二竖直支撑板302的移动，避免第二竖直支撑板302移动时出现较大程度的晃动；同时在连接横板5上设有T型槽15，通过T型槽15连接有T型连接板14，T型连接板14连接有推进气10缸，T型连接板14在传送带17的带动下可以在T型槽15中来回移动，同时上述T型槽15设置方向与安放底板1设置方向相垂直，通过T型连接板14在T型槽15内的滑动，可以实现剪切装置在另一个方向的移动，同时推进气10缸的移动可以保证剪切装置上下可以移动，所以本实用新型可以实现对在某一坐标的调节，保证能够移动到田垄的任意一个位置，保证采摘的准确性；而本实用新型不但是简单的机械结构，在本实用新型中还设有调控系统，调控系统的设置可以帮助本实用新型定位草莓位置，实现对草莓果梗的剪切；检测模块在本实用新型中采用广角相机6和前置摄像头，控制模块采用图像处理器和其他一些控制器，控制模块就是用于带动驱动齿轮4运转的驱动电机18、用于控制传送带17启动的转动电机16、用于推动裁切组件下移的推进气10缸和用于控制裁切组件启动的收缩气缸11。

作为优选的，本实用新型中连接横板上设有鼓气设备，鼓气设备包括设置在连接横板上的鼓风机21，鼓风机21出风口处连接有供气管道20，供气管道20连接有喷气嘴19；供气管道20穿过连接横板设置；通过鼓气设备的设置，可以在一定程度保证广角相机拍照时，草莓叶片不会阻挡草莓的拍摄，当本装置移动到每个位置时，鼓气设备启动，鼓风机21启动，鼓风机21吹动的气体通过供气管道20进入喷气嘴19，喷气嘴19喷出的气体可以吹动草莓叶片晃动，进而可以避免广角相机因为叶片的阻挡而造成数据采集的不完整。

本实用新型在使用时：

1、通过PLC控制器控制驱动电机18转动，通过驱动齿轮4与驱动齿条2的相互作用，使得整个装置在安放底板1上能够进行运动，进而带动剪切组件进行移动，当整个装置移动到某一位置后，驱动电机18停止运转，此时驱动支架在一定程度上固定不动；

2、先通过广角相机6初步判断一下果品的分布情况，广角相机6得到的图片会经过图像处理装置进行处理，以该图片为平面坐标系，然后将果品的平面位置的坐标传给PLC控制器，这时图像处理装置将得到的图像的灰度值进行计算，确定将果品和树叶进行分开的二值化的最佳阈值，然后对图像进行二值化，从而将草莓果梗和树叶进行分开，将区域内的草莓果梗按照从左往右、从上往下进行依次标记，然后计算相关的参数，比如草莓果梗的大小和在以该图像为坐标的位置，将相关的位置信息传给PLC控制器；

3、然后分别从标记的顺序依次进行剪切，比如，首先采摘草莓果梗，图像处理装置将从广角相机6中获得的照片处理后的位置信息传给PLC控制器，通过前置摄像头进行定位，使得前置摄像头对准1号草莓果梗的坐标；

4、确定需要剪切草莓果梗的坐标后，通过启动驱动电机18，使得剪切装置可以在一定方向上移动，再通过转动电机16的运转，可以实现剪切组件在另外一个方向的移动，以上两者移动完成后，再开启推进气10缸，实现裁切组件下移，使得裁切组件到达需要剪切草莓果梗的正上方；

5、裁切组件靠近水果时，PLC控制器通过实时的控制，使得裁切组件逐步接近草莓果梗，当草莓果梗在前置摄像头中成像的位置达到一定的大小(需要用户提前预设)，说明此时裁切组件已经到达指定位置，这时启动收缩气缸11，使得第一裁切刀12和第二裁切到相对转动，使得靠近果梗一端两裁切到端部相对运动，进而实现对草莓果梗的裁切，一次操作完成后，一次对草莓果梗的裁切工作完成，后续可以通过相同的方式依次摘取其他的草莓果梗，当广角相机6拍摄的图片中的水果摘取完以后，通过调整驱动支架在安放底板1上位置，然后重新拍照，从而按照上述相同的方式进行果品的采摘，通过广角相机6和前置摄像头相互配合来实现果品的精确采摘，解决了双目相机三维重构的精度和效率的不足，实现了实时处理信息，可以对草莓果梗进行快速裁切的目的。

在本实用新型中广角相机6设置在连接横板5下方，前置摄像头设置在推挤气缸端部或者裁切组件上，这里相应的位置可以根据需要进行设置，同时在本实用新型连接横板5上设有蓄电池，可以为各个动力部件提供动力。

以上识别定位系统7是先相对而言一个公知的技术：例如专利号为“CN201621441645.X公开的一种基于机器视觉的水果采摘机器人，在该专利中就公开有对于果品进行定位的定位系统”、还有就是专利号“CN 201110021767.9公开的一种自主导航的履带式移动水果采摘机器人及水果采摘方法”在该专利中也共开有用于识别定位的控制系统；所以本实用新型所采用的识别定位系统7是公知技术，但是把该技术应用在本实用新型中实现了本实用新型的特有性质，所以该技术在本实用新型中是有新颖性的。

显然本实用新型具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种多功能草莓采摘设备，其特征在于，所述采摘设备包括移动装置，在所述移动装置上设有剪切装置；所述移动装置包括用于装载剪切装置的驱动支架，所述驱动支架下端通过驱动部与安放组件相连接；所述安放组件包括安放底板，所述安放底板包括第一安放底板和第二安放底板，所述第一安放底板和第二安放底板平行设置；所述驱动支架包括用于支撑的竖直支撑板，所述竖直支撑板包括第一竖直支撑板和第二竖直支撑板，所述第一竖直支撑板和第二竖直支撑板端通过连接横板相连接；所述竖直支撑板通过驱动部与第一安放底板相连接；所述驱动部包括第一驱动部和第一导向部；所述第一驱动部包括设置在第一安放底板上的驱动齿条，在第一竖直支撑板外侧面上设有与第一安放底板上驱动齿条相适配的驱动齿轮；所述驱动齿轮包括第一驱动齿轮和第二驱动齿轮，所述第一驱动齿轮和第二驱动齿轮平行设置，所述第一驱动齿轮和第二驱动齿轮通过传动齿轮相连接；所述第一驱动齿轮连接有驱动电机；所述第一导向部包括设置在第二竖直支撑板下端的移动滚轮，在所述第二安放底板上设有与移动滚轮相适配的导向凹槽；所述剪切装置通过第二驱动部件与连接横板相连接；所述剪切装置包括推进气缸，推进气缸下端连接有裁切组件；所述第二驱动部件包括设置在连接横板上的T型槽，所述推进气缸通过T型连接板与T型槽相连接，所述T型连接板连接有用于控制剪切装置移动的传送带，所述传送带与T型连接板相连接，所述传送带连接有用于驱动传送带转动的转动电机；所述裁切组件包括第一裁切刀和第二裁切刀，所述第一裁切刀和第二裁切刀相交设置，所述第一裁切刀和第二裁切刀上端通过收缩气缸相连接；所述连接横板上设有鼓气设备，所述鼓气设备包括设置在连接横板上的鼓风机，鼓风机出风口处连接有供气管道，供气管道连接有喷气嘴；所述供气管道穿过连接横板设置。

2.根据权利要求1所述的一种多功能草莓采摘设备，其特征在于，所述草莓采摘设备还包括识别定位系统；所述识别定位系统包括检测模块以及用于接收检测模块信号的控制模块，所述控制模块连接有执行模块。