CN211812107U - 一种用于水果分拣的自动跟随小车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于水果分拣的自动跟随小车，包括车体系统、智能分拣装置、自动跟随装置，车体系统包括车身、主动轮、直流电机、电源、步进电机、转向轮、车头，智能分拣装置包括逆变器、摄像头、分拣拨片、舵机、漏斗槽、分拣管、收集箱、传送带、STM32单片机A、树莓派，自动跟随装置包括UWB定位模块、启停按钮、STM32单片机B、变压器、驱动器。本实用新型提供的一种用于水果分拣的自动跟随小车，自动化及智能化程度高，占地面积小，转向灵活，行动方便，适用于不同类型的果园，解决了当前水果生产中运输与分拣作业劳动强度大、分拣标准不统一的问题。

Description

一种用于水果分拣的自动跟随小车

技术领域

本实用新型涉及一种自动跟随小车，具体涉及一种用于水果分拣的自动跟随小车。

背景技术

在当前的经济社会，农业经济效益的高低很大程度上取决于农产品质量的好坏，水果市场也是如此，优质等级的水果可以更快的进入市场，相应的销售效率会更高，同时将水果进行分拣后销售可以针对水果的优劣等级采用不同的保护及运输方式将水果对外销售，这样可以保持水果的新鲜程度。

目前已有的水果分拣作业多数以人力为主，分拣效率低，劳动强度大，随着工作时间的递增，分拣工作人员会出现视觉疲劳，分拣出错的概率也会变大，并且人工分拣会出现分拣标准不统一的问题。而现有的水果分拣设备在对水果进行分拣的过程中容易对水果表面造成损伤，影响水果出售，并且设备体积大、占地面积广、适用场合单一，多用于大型果园，同时设备价格昂贵，果户难以引进。

另一方面，水果搬运作业的劳动强度大、作业频次高，合理地使用自动化搬运工具可以提高水果生产效率，减轻搬运人员的劳动强度。目前自动化搬运工具需要专用轨道，多用于大型温室内的水果运输，轻便的自动化搬运工具较少。

针对上述问题，急需一种小型、平价、适用性强、工作效率高，可以实现水果分拣搬运的自动化装置。

实用新型内容

基于目前水果分拣及搬运作业存在的一系列问题，本实用新型的目的在于提供一种用于水果分拣的自动跟随小车，可以有效解决水果分拣人工作业困难、采摘过程水果搬运不便的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供以下技术方案：一种用于水果分拣的自动跟随小车，其特征在于：包括车体系统，智能分拣装置，自动跟随装置；

所述车体系统包括车身、主动轮、直流电机、电源、步进电机、转向轮、车头，两个主动轮对称分布且安装于车身底部远离车头的位置，直流电机与主动轮相连，电源安装在车身底部，两个转向轮对称分布且安装于车身底部靠近车头的位置，步进电机与转向轮相连。

所述智能分拣装置包括逆变器、摄像头、分拣拨片、舵机、漏斗槽、分拣管、收集箱、传送带、STM32单片机A、树莓派，逆变器位于车头底部，传送带安装在车身的顶部，摄像头安装于传送带上方且靠近车头，两个分拣拨片均位于传送带的同一侧，分拣拨片与舵机相连，舵机固定在车身上，两个漏斗槽通过螺钉固定在传送带另一侧的车身上，漏斗槽的下端与分拣管的上端相连，分拣管的下端位于收集箱内部，STM32单片机A与树莓派相连，且均位于车头内部。智能分拣装置主要运用计算机视觉技术，当水果放在传送带起点时，位于传送带上方的摄像头会实时获取水果的图片信息，位于车头内部的树莓派会根据图片中水果的颜色、大小等信息评判出水果的优劣等级，再通过STM32单片机A控制舵机，舵机带动拨片将传送带上的水果拨进不同的收集箱。

所述自动跟随装置包括UWB定位模块、启停按钮、STM32单片机B、变压器、驱动器，两个UWB定位模块位于传送带的前端且分布在传送带的两侧，通过连接线与STM32单片机B相连，STM32单片机B与驱动器相连，STM32单片机B、变压器、驱动器均位于车头内部，启停按钮安装在车头外侧。自动跟随装置主要利用UWB技术，UWB定位模块可以确定采摘人员的相对位置，进而通过STM32单片机B控制小车前行的距离和转向的角度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型可以自动跟随水果采摘人员，实时存运水果，大大减轻了工作人员的劳动强度；

(2)本实用新型对于水果的分拣标准规范统一，并且分拣效率高；

(3)本实用新型的体积较小，小车转向灵活，行动方便；

(4)本实用新型的价格适中，部件可以灵活拆卸，维修方便；

(5)本实用新型可以实现水果的分拣和搬运两大过程，可用于大、中、小型果园，无需铺设专用轨道，适用性强；

(6)本实用新型增加了起到缓冲作用的分拣管，并且收集箱的内部增设了柔性缓冲物质，可以减少分拣操作对水果表面造成的损伤。

附图说明

图1是本实用新型整体结构示意图；

图2是本实用新型结构的左视图；

图3是本实用新型车头内部结构示意图；

图中标号名称：1-车体系统、101-车身、102-主动轮、103-直流电机、104-电源、105-步进电机、106-转向轮、107-车头、2-智能分拣装置、201-逆变器、202-摄像头、203-分拣拨片、204-舵机、205-漏斗槽、206-分拣管、207-收集箱、208-传送带、209-STM32单片机A、210-树莓派、3-自动跟随装置、301-UWB定位模块、302-启停按钮、303-STM32单片机B、304-变压器、305-驱动器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：请参阅图1-图3，本实用新型提供一种技术方案：

一种用于水果分拣的自动跟随小车，其特征在于：包括车体系统1，智能分拣装置2，自动跟随装置3。

所述车体系统1包括车身101、主动轮102、直流电机103、电源104、步进电机105、转向轮106、车头107，两个主动轮102对称分布且安装于车身101底部远离车头107的位置，直流电机103与主动轮102相连，电源104安装在车身101底部，两个转向轮106对称分布且安装于车身101底部靠近车头107的位置，步进电机105与转向轮106相连。

所述智能分拣装置2包括逆变器201、摄像头202、分拣拨片203、舵机204、漏斗槽205、分拣管206、收集箱207、传送带208、STM32单片机A209、树莓派210，逆变器201位于车头107底部，传送带208安装在车身101的顶部，摄像头202安装于传送带208上方且靠近车头107，两个分拣拨片203均位于传送带208的同一侧，分拣拨片203与舵机204相连，舵机204固定在车身101上，两个漏斗槽205通过螺钉固定在传送带208另一侧的车身101上，漏斗槽205的下端与分拣管206的上端相连，分拣管206的下端位于收集箱207内部，STM32单片机A209与树莓派210相连，且均位于车头107内部。智能分拣装置2主要运用计算机视觉技术，当水果放在传送带208起点时，位于传送带208上方的摄像头202会实时获取水果的图片信息，位于车头107内部的树莓派210会根据图片中水果的颜色、大小等信息评判出水果的优劣等级，再通过STM32单片机A209控制舵机204，舵机204带动分拣拨片203将传送带208上的水果拨进不同的收集箱207。

所述自动跟随装置3包括UWB定位模块301、启停按钮302、STM32单片机B303、变压器304、驱动器305，两个UWB定位模块301位于传送带208的前端且分布在传送带208的两侧，通过连接线与STM32单片机B303相连，STM32单片机B303与驱动器305相连，STM32单片机B303、变压器304、驱动器305均位于车头107内部，启停按钮302安装在车头107外侧。自动跟随装置3主要利用UWB技术，UWB定位模块301可以确定采摘人员的相对位置，进而通过STM32单片机B303控制小车前行的距离和转向的角度。

在果园工作人员采摘水果时，通过按车头107侧部的启停按钮302就可以启动或暂停小车的运行，位于车头107内部的变压器304与启停按钮302相连接，变压器304将48V的电源电压转变为24V的电机额定电压。在小车运行过程中，UWB定位模块301将获取车体与采摘人员的距离和角度信息，并将此信息传递给STM32单片机B303，STM32单片机B303对与它相连的驱动器305下达相应的指令，从而驱动车体的前行和转向，其中步进电机105是车体转向的执行机构，直流电机103是小车前行的主要执行机构，电源104则为车体所有工作提供动力。

逆变器201将电源104的48V直流电升为220V交流电，为传送带208提供动力，当工作人员将水果放在传送带208最前端时，传送带208将水果由前往后依次经过摄像头202和分拣拨片203，摄像头202用于获取传送带208上水果的图片信息，并将信息传递给位于车头107内部的树莓派210，树莓派210能够根据摄像头202拍摄的照片分析判断出水果的优劣等级，然后为STM32单片机A209下达指令，STM32单片机A209控制舵机204工作，舵机204带动分拣拨片203旋转，在目标水果经过时，分拣拨片203将水果拨进对应的漏斗槽205，漏斗槽205可以增大分拣管206上端水果的入口，分拣管206则起到了缓冲的作用，水果经过分拣管206进入收集箱207，收集箱207内部有柔性缓冲物质，减少了分拣过程对水果表面造成的损伤。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下，可对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.一种用于水果分拣的自动跟随小车，其特征在于：包括车体系统(1)，智能分拣装置(2)，自动跟随装置(3)；

所述车体系统(1)包括车身(101)、主动轮(102)、直流电机(103)、电源(104)、步进电机(105)、转向轮(106)、车头(107)，两个主动轮(102)对称分布且安装于车身(101)底部远离车头(107)的位置，直流电机(103)与主动轮(102)相连，电源(104)安装在车身(101)底部，两个转向轮(106)对称分布且安装于车身(101)底部靠近车头(107)的位置，步进电机(105)与转向轮(106)相连；

所述智能分拣装置(2)包括逆变器(201)、摄像头(202)、分拣拨片(203)、舵机(204)、漏斗槽(205)、分拣管(206)、收集箱(207)、传送带(208)、STM32单片机A(209)、树莓派(210)，逆变器(201)位于车头(107)底部，传送带(208)安装在车身(101)的顶部，摄像头(202)安装于传送带(208)上方且靠近车头(107)，两个分拣拨片(203)均位于传送带(208)的同一侧，分拣拨片(203)与舵机(204)相连，舵机(204)固定在车身(101)上，两个漏斗槽(205)通过螺钉固定在传送带(208)另一侧的车身(101)上，漏斗槽(205)的下端与分拣管(206)的上端相连，分拣管(206)的下端位于收集箱(207)内部，STM32单片机A(209)与树莓派(210)相连，且均位于车头(107)内部；

所述自动跟随装置(3)包括UWB定位模块(301)、启停按钮(302)、STM32单片机B(303)、变压器(304)、驱动器(305)，两个UWB定位模块(301)位于传送带(208)的前端且分布在传送带(208)的两侧，通过连接线与STM32单片机B(303)相连，STM32单片机B(303)与驱动器(305)相连，STM32单片机B(303)、变压器(304)、驱动器(305)均位于车头(107)内部，启停按钮(302)安装在车头(107)外侧。

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