DE202022106792U1

DE202022106792U1 - Ein Baumklettersystem für die Kokosnussernte

Info

Publication number: DE202022106792U1
Application number: DE202022106792.9U
Authority: DE
Original assignee: KRamakrishnan College Of Engineering; K Ramakrishnan College of Engineering
Current assignee: KRamakrishnan College Of Engineering; K Ramakrishnan College of Engineering
Priority date: 2022-12-05
Filing date: 2022-12-05
Publication date: 2023-01-19
Anticipated expiration: 2032-12-06

Abstract

Ein Baumklettersystem zum Ernten der Kokosnüsse und zum sicheren Transport zum Boden, wobei das System 200 umfasst:
eine Klettereinheit, die betriebsmäßig mit einer Stromquelle verbunden ist, um die vertikale Bewegung des ringförmigen Rahmens 204 durch die Spureinstellung zu aktivieren, wobei der ringförmige Rahmen durch Festklemmen des Nietmechanismus lösbar um den Baumdurchmesser verriegelt ist;
einen Scanner 206, der so konfiguriert ist, dass er die vordefinierten Informationen von einer Kokospalme in einem bestimmten Radius identifiziert, wobei der Scanner an der Oberseite des ringförmigen Rahmens angebracht ist;
ein motorisierter Roboterarm 202 ist so konfiguriert, dass er die Kokosnüsse durch die Ausführung des Pflückmechanismus erntet;
eine Steuereinheit, die durch eine Energiequelle betreibbar ist, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie die Spur 220-Einstellung und den motorisierten Roboterarm zum Klettern über den Baum und zum Ernten der gereiften Kokosnuss durch Vergleichen der gescannten Informationen mit den vordefinierten Daten betreibt; und,
eine Schaufel 208 ist über die Steuereinheit mit einem Seilmechanismus verbunden, um die geernteten Kokosnüsse sicher zur Bodenoberfläche zu befördern.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Erntesysteme. Genauer gesagt, die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Baumklettersystem für die Ernte der Kokosnüsse in den landwirtschaftlichen Anwendungen ohne Schäden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Kokosnüsse werden in unterschiedlichen Zeitabständen im Jahr von einem Baum geerntet. Die Häufigkeit ist von Ort zu Ort unterschiedlich. An der Westküste werden die Nüsse im Allgemeinen sechs bis zwölf Mal im Jahr geerntet. In einem gut gepflegten Garten werden regelmäßig Trauben produziert, und die Ernte erfolgt einmal im Monat, wenn die Nüsse reif sind. Auf den armen Böden des Laterit-Typs kann es sein, dass es nur sechs Ernten gibt. Es ist eine gute Praxis, Kokosnüsse erst zu ernten, wenn sie voll ausgereift sind, es sei denn, für spezielle Märkte werden weniger reife Nüsse benötigt. Zarte Kokosnüsse werden je nach Bedarf geerntet.
Die Kokosnüsse werden etwa zwölf Monate nach dem Öffnen des Blütenstandes oder der Blütentrauben reif. Bei einem regelmäßig und stark tragenden Baum erscheinen und reifen die Trauben normalerweise in Abständen von etwa dreißig Tagen und es kann jeden Monat geerntet werden. Wenn der Abstand zwischen zwei Ernten groß ist, werden manchmal zwei oder drei Trauben (zwölf, elf und zehn Monate alt) von einem Baum auf einmal geerntet.
Die Schalen der voll ausgereiften Nüsse trocknen innerhalb kurzer Zeit nach der Ernte aus, und die trockenen Schalen werden im Allgemeinen nicht für die Herstellung von Kokosfasern verwendet, da sie im Vergleich zu den Fasern aus weniger ausgereiften oder grünen Nüssen, d.h. Nüssen, die elf und zehn Monate alt sind, minderwertige Fasern liefern. Die Ernte von Nüssen, die weniger als elf Monate alt sind, hat sich für die Herstellung von Kopra und Öl als definitiv unwirtschaftlich erwiesen, da die weniger reifen Nüsse einen erheblichen Verlust an Qualität und Quantität dieser Erzeugnisse aufweisen. Nüsse, die erst elf Monate alt sind, liefern Fasern von guter Qualität und können in den Gebieten geerntet werden, in denen grüne Schalen für die Herstellung von Kokosfasern benötigt werden. Der geringfügige Rückgang der Kopra- und Ölmenge wird durch die zusätzlichen Einnahmen aus den Fasern leicht kompensiert.
Die Ernte der Kokosnüsse erfolgt in der Regel durch Erklimmen des Baumes mit Hilfe eines Seils, das um die Füße oder Knöchel des Kletterers gelegt wird, oder über eine Leiter. Oben angekommen, klopft der Kletterer mit seinem Erntemesser auf die Nuss in der untersten Traube, um ihre Reife zu prüfen. Wenn er zufrieden ist, schneidet er die Traube am Stielansatz ab, wenn sie zu Boden fällt.
Viele Landwirte leiden darunter, dass sie wegen der Kletter- und Schneidearbeiten nicht die richtige Qualität der Kokosnüsse ernten können. Es besteht daher die Notwendigkeit, ein Baumklettersystem für die Kokosnussernte zu einem erschwinglichen Preis einzuführen. Das Gerät klettert automatisch über den Baum und erntet auch die reifen Kokosnüsse sicher und ohne Beschädigungen.
GEGENSTÄNDE DER ERFINDUNG
Das Hauptziel der Erfindung ist es, ein System zum Klettern auf Bäume und zur Ernte der reifen Kokosnuss in der Landwirtschaft bereitzustellen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein System zum Überklettern des Baumes ohne menschliches Zutun zu entwickeln.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, das System zur Erkennung des Reifegrades von Kokosnüssen sowie deren Qualität und Quantität zu verbessern, um den Gewinn der Landwirte zu steigern.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Schaufelmechanismus für den sicheren Transport der Kokosnüsse von der Höhe zur Bodenoberfläche zu entwickeln.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, den Schädlingsbefall an den Ästen und Blättern des Baumes zu erkennen, um die Ertragsrate zu verbessern.
Diese und andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Figuren leicht ersichtlich.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Baumklettersystem für die Kokosnussernte bereit. Das Baumklettersystem für die Kokosnussernte umfasst eine Klettereinheit, die funktionell mit einer Stromversorgung verbunden ist. Die Klettereinheit umfasst einen ringförmigen Rahmen mit einem Nietmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er sich beim Betrieb des Systems nach oben und unten bewegt. Das Baumklettersystem umfasst einen Scanner zur Erkennung von Größe, Farbe und Menge der reifen Kokosnüsse zum Zwecke der Ernte und zur Vermeidung von Ausschuss. Das Baumklettersystem umfasst eine Steuereinheit, die die gescannten Informationen mit den vordefinierten Details vergleicht. Das Baumklettersystem umfasst einen motorisierten Roboterarm, der von der Steuereinheit gesteuert wird, um die reifen Kokosnüsse vom Baum zu pflücken.
In einer Ausführungsform ist der Nietmechanismus so konfiguriert, dass er den ringförmigen Rahmen zum Klettern um den Baum fixiert.
In einer Ausführungsform bewegt sich der ringförmige Rahmen mit Hilfe der Energieversorgung durch die Kenntnis der Steuereinheit auf und ab. Die Steuereinheit aktiviert die vertikale Bewegung sowie die Geschwindigkeit und das Drehmoment je nach Struktur und Durchmesser.
In einer Ausführungsform dient der Scanner dazu, die Farbe, Größe und Anzahl der reifen Kokosnüsse zu identifizieren, um sie ordnungsgemäß ernten zu können.
In einer Ausführungsform steuert die Steuereinheit die Bewegung des ringförmigen Rahmens in vertikaler Richtung, vergleicht die gescannten Informationen mit vordefinierten Details, aktiviert die Steuerung des motorisierten Roboterarms und steuert die Bewegung der Schaufel von oben nach unten.
In einer Ausführungsform ist der motorisierte Roboterarm so konfiguriert, dass er die gewünschte Kokosnuss vom Baum pflückt und die geerntete Kokosnuss in einem Eimer aufbewahrt, um Schäden zu vermeiden.
In einer Ausführungsform ist die Schaufel funktionell mit dem ringförmigen Rahmen verbunden, um die geerntete Kokosnuss von oben auf die Bodenoberfläche zu laden und zu entladen.
Diese und andere Aspekte der hierin beschriebenen Ausführungsformen werden besser gewürdigt und verstanden, wenn sie in Verbindung mit der folgenden Beschreibung und den beigefügten Figuren betrachtet werden. Es sollte jedoch verstanden werden, dass die folgenden Beschreibungen, während sie bevorzugte Ausführungsformen und zahlreiche spezifische Details davon angeben, zur Veranschaulichung und nicht zur Einschränkung gegeben werden. Viele Änderungen und Modifikationen können im Rahmen der hierin beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden, ohne vom Geist dieser Ausführungsformen abzuweichen, und die hierin beschriebenen Ausführungsformen schließen alle derartigen Modifikationen ein.
Figurenliste
Die anderen Gegenstände, Merkmale und Vorteile ergeben sich für den Fachmann aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und den beigefügten Figuren, in denen:

1 die isometrische Ansicht des Baumklettersystems für die Kokosnussernte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
2 die Draufsicht auf das Baumklettersystem für die Kokosnussernte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Obwohl die spezifischen Merkmale der vorliegenden Erfindung in einigen Figuren dargestellt sind und in anderen nicht. Dies geschieht nur der Einfachheit halber, da jedes Merkmal mit jedem oder allen anderen Merkmalen gemäß der vorliegenden Erfindung kombiniert werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die verschiedenen Ausführungsformen und die anderen Weiterentwicklungen und Merkmale werden in der folgenden detaillierten Beschreibung unter Bezugnahme auf die nicht einschränkenden Details dargestellt. Auf die Darstellung von Verarbeitungstechniken bekannter Komponenten wird verzichtet, um die hierin beschriebenen Ausführungsformen nicht unnötig zu verschleiern. Die hier verwendeten Beispiele sollen das Verständnis dafür erleichtern, wie die hier beschriebenen Ausführungsformen umgesetzt werden können, und es dem Fachmann ermöglichen, die hier beschriebenen Ausführungsformen umzusetzen. Dementsprechend sollten die Beispiele nicht als Einschränkung des Umfangs der Ausführungsformen hierin ausgelegt werden.
Die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein Baumklettersystem 200 zur beschädigungsfreien Ernte von Kokosnüssen auf dem landwirtschaftlichen Feld bereit. Das System umfasst eine Klettereinheit, einen Scanner 206, eine Steuereinheit, einen Roboterarm 202 und einen Eimer 208.
In einer Ausführungsform ist die Klettereinheit so konfiguriert, dass die Bewegung des ringförmigen Rahmens 204 in vertikaler Richtung durch die Energiequelle aktiviert wird. Der Nietmechanismus 214 ist lösbar mit dem ringförmigen Rahmen 204 verbunden, um über den Baum zu klettern. Die Schiene 220 ist so konfiguriert, dass sie die Abmessung des ringförmigen Rahmens 204 für die richtige vibrationsfreie Bewegung zur Ernte der reifen Kokosnüsse einstellt.
In einer Ausführungsform ist der Scanner 206 für die Erfassung von Informationen wie Größe, Farbe, Menge und dergleichen vorgesehen. Der Scanner identifiziert verschiedene Parameter und sendet sie an die Steuereinheit, um die Informationen mit den vordefinierten Details zu vergleichen.
In einer Ausführungsform ist die Steuereinheit so konfiguriert, dass sie: die vertikale Bewegung des ringförmigen Rahmens zu steuern, um über den Baum zu klettern und die gewünschte Kokosnuss zu ernten; den Scanner 206 zu aktivieren, um mehrere Parameter über den Baum und die Kokosnüsse zu erfassen; die gescannten Informationen mit vordefinierten Details zu vergleichen, um die genaue Qualität zu ernten; den motorisierten Roboterarm 202 zu aktivieren, um den Erntevorgang zu erleichtern; den Pflückmechanismus 212 zu steuern, um die Kokosnuss zu halten und über dem Eimer 208 zu platzieren; und die Bewegung des Eimers durch das Seil in Auf- und Abwärtsrichtung zu regeln.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der motorisierte Roboterarm 202 von der Steuereinheit gesteuert, um die Bewegungen in drei verschiedene Richtungen einzustellen und die reifen Kokosnüsse zu ernten. Die geerntete Kokosnuss wird in einem Eimer 208 aufbewahrt und über das Seil 216 sicher abgelegt. Die Bewegung des Eimers wird von der Steuereinheit über die vordefinierten Informationen gesteuert.
1 zeigt die isometrische Ansicht des Baumklettersystems für die Kokosnussernte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der ringförmige Rahmen 204 ist mit einer Stromquelle verbunden. Innerhalb des ringförmigen Rahmens ist eine Schiene 220 zum Erklimmen des Baumes vorgesehen. Mit Hilfe der Schiene kann der Durchmesser der Baumkletterstruktur für die Ernte eingestellt werden. Die Einstellung der Schiene steuert die Bewegung des ringförmigen Rahmens in vertikaler Richtung durch das Signal der Steuereinheit. Ein Nietmechanismus 214 ist so konfiguriert, dass er den ringförmigen Rahmen nach dem Einsetzen um den Baum verriegelt. Der ringförmige Rahmen bewegt sich durch die Steuerung der Steuereinheit in Aufwärtsrichtung. Nach Erreichen einer bestimmten vorgegebenen Höhe von der Bodenoberfläche wird die Bewegung des ringförmigen Rahmens 204 durch die Schiene blockiert.
2 zeigt die Draufsicht auf das Baumklettersystem für die Kokosnussernte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Scanner 206 ist so konfiguriert, dass er Farbe, Größe und Menge der Kokosnüsse anhand der gescannten Informationen identifiziert und zum Vergleich an die Steuereinheit sendet. Anhand der vordefinierten Programme gibt die Steuereinheit dem Roboterarm 202 den Auftrag zur Ernte.
Die Steuereinheit ist mit einer Stromquelle verbunden, um die Anweisungen zur Ernte der Kokosnuss zu geben.
Ein motorisierter Roboterarm ist abnehmbar mit dem ringförmigen Rahmen 204 verbunden, wobei die Armbewegung durch die Steuereinheit über die vordefinierten Informationen gesteuert wird. Der Pflückmechanismus 212 ist an der Kante des Roboterarms vorgesehen, um die Kokosnüsse sicher zu ernten. Die geerntete Kokosnuss wird in einem Eimer 208 aufbewahrt, damit sie sicher landen kann. Das Pflücken und Lagern der Kokosnüsse wird von der Steuereinheit gesteuert. Der Eimer bewegt sich über die Seilsteuerung in Auf- und Abwärtsrichtung, um ein sicheres Be- und Entladen zu ermöglichen. Der Nietmechanismus 214 wird nur verriegelt, wenn die Schiene in der richtigen Position ist. Die Geschwindigkeit des ringförmigen Rahmens in vertikaler Richtung wird durch einige Parameter wie Baumdurchmesser, Stärke, Oberflächenrauhigkeit und Banderolierungsverhältnis gesteuert.
Der Scanner 206 erkennt die Farbe der Kokosnuss, Größe, Anzahl, Reifegrad und Position. Der motorisierte Roboterarm 202 pflückt die Kokosnüsse einzeln und ohne Schneidevorrichtung.
Die mehreren Schaufeln können in den ringförmigen Rahmen 204 eingebaut werden, um einen kontinuierlichen Transport von oben zur Bodenoberfläche zu ermöglichen.
Die Klettereinheit wird an der unteren Wurzel der Kokospalme angebracht, um das Erntesystem zu aktivieren. Der Scanner 206 sammelt die Informationen in mehreren Richtungen und sendet sie auch an die Steuereinheit.
Die Position des Roboterarms ist im Betrieb einstellbar, um die Kokosnüsse effektiv zu ernten. Die Wicklungen des Seils 216 sind zunächst im Inneren des ringförmigen Rahmens untergebracht, um die Bewegung der Schaufel einzustellen. In einer Ausführungsform kann die Größe der Kokospalme je nach Art der Kokosnuss und den Umgebungsbedingungen variiert werden. Die Schiene 220 wird durch die Informationen der Steuereinheit für das Erklimmen von Bäumen mit niedrigen, mittleren und hohen Dimensionen eingestellt. Die Steuereinheit erkennt auch die Umweltbedingungen und Klimaveränderungen, um die Ernte in falschen Situationen zu vermeiden. Der Scanner 206 ermittelt auch den Schädlingsbefall an den Zweigen und Blättern des Baumes, um die Ertragsrate zu verbessern.
Es wird darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Beispiele der vorliegenden Erfindung nur zur Veranschaulichung dienen. Obwohl die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einem spezifischen Beispiel davon beschrieben wurde, können zahlreiche Modifikationen möglich sein, ohne wesentlich von den Lehren und Vorteilen des hier beschriebenen Gegenstandes abzuweichen. Andere Ersetzungen, Modifikationen und Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Lösung abzuweichen. Alle in dieser Beschreibung (einschließlich aller begleitenden Ansprüche, Zusammenfassungen und Figuren) offenbarten Merkmale und/oder alle Schritte eines Verfahrens oder Prozesses können in jeder beliebigen Kombination kombiniert werden, mit Ausnahme von Kombinationen, bei denen sich zumindest einige dieser Merkmale und/oder Schritte gegenseitig ausschließen.
Obwohl die Ausführungsformen hierin mit verschiedenen spezifischen Ausführungsformen beschrieben werden, wird es für eine Person, die in der Technik erfahren ist, offensichtlich sein, die Ausführungsformen hierin mit Änderungen zu praktizieren.
Bezugszeichenliste

200: Baumklettersystem
202: Roboterarm
204: Ringförmiger Rahmen
206: Scanner
208: Eimer
210: Steuergerät
212: Zupfmechanismus
214: Nietmechanismus
216: Seil
218: Stromquelle
220: Spur

Claims

Ein Baumklettersystem zum Ernten der Kokosnüsse und zum sicheren Transport zum Boden, wobei das System 200 umfasst: eine Klettereinheit, die betriebsmäßig mit einer Stromquelle verbunden ist, um die vertikale Bewegung des ringförmigen Rahmens 204 durch die Spureinstellung zu aktivieren, wobei der ringförmige Rahmen durch Festklemmen des Nietmechanismus lösbar um den Baumdurchmesser verriegelt ist; einen Scanner 206, der so konfiguriert ist, dass er die vordefinierten Informationen von einer Kokospalme in einem bestimmten Radius identifiziert, wobei der Scanner an der Oberseite des ringförmigen Rahmens angebracht ist; ein motorisierter Roboterarm 202 ist so konfiguriert, dass er die Kokosnüsse durch die Ausführung des Pflückmechanismus erntet; eine Steuereinheit, die durch eine Energiequelle betreibbar ist, wobei die Steuereinheit so konfiguriert ist, dass sie die Spur 220-Einstellung und den motorisierten Roboterarm zum Klettern über den Baum und zum Ernten der gereiften Kokosnuss durch Vergleichen der gescannten Informationen mit den vordefinierten Daten betreibt; und, eine Schaufel 208 ist über die Steuereinheit mit einem Seilmechanismus verbunden, um die geernteten Kokosnüsse sicher zur Bodenoberfläche zu befördern.
System nach Anspruch 1, bei dem der ringförmige Rahmen auf einer Seite mit einem Nietmechanismus 214 abnehmbar befestigt ist und auf einer anderen Seite an einem drehbaren Gelenk zum Einsetzen der Kletterstruktur um den Baum herum befestigt ist.
System nach Anspruch 1, wobei der motorisierte Roboterarm 202 so konfiguriert ist, dass er den Pflückwinkel der Kokosnüsse vom Baum einstellt.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit die Bewegungen der Raupe 220 zum Überklettern des Baumes steuert, um die reifen Kokosnüsse zu ernten.
System nach Anspruch 1, wobei der Scanner 206 die gescannten Informationen an die Steuereinheit weitergibt, um die Informationen mit den vorbestimmten Daten zu vergleichen und die gewünschte Art von Kokosnüssen zum Ernten auszuwählen.
System nach Anspruch 1, wobei der Roboterarm 202 in drei Dimensionen frei drehbar ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit die Bewegung der Schiene in vertikaler Richtung steuert und den Rupfmechanismus 212 durch Vergleich der vordefinierten Informationen mit den gescannten Daten aktiviert.