【技术实现步骤摘要】
本技术涉及农业设备的，更具体涉及一种苹果采摘装置。
技术介绍
1、我国为加快先进农技研发推广，重点加大了对大型智能农机装备、适用于丘陵山区的小型机械、园艺机械等研发投入。机械化采收是农林也现代化发展的关键之一，目前对于农作物中的水稻、小麦、油菜籽的收割，已经实现了机械自动化收割，减轻了收割压力，加快了农业发展。
2、但是，对于水果果实的采摘，目前我们还是采用传统的人工采摘方式。采摘是水果生产链条中耗时耗力的一个环节，在果农的经营成本中，雇佣采摘工人的费用占据了较大的一部分。人工采摘，效率较低，耗时较长，且判断成熟度采摘的精准度有待提高。随着我国人口老龄化发展趋势严峻，农业发展同样面临作业人员老龄化的问题，农业劳动力缺失，导致雇佣农业作业人员的成本逐渐增高的问题，机械化采摘是解决这一问题的好办法。
3、在我国西北地区、西南地区、东南地区的苹果种植区，多呈现丘陵沟壑、崎岖不平、种植碎片化现象，苹果采摘、运输困难。
4、现有公开的一些专利技术中，有针对苹果采摘而提出的方案，一般由一个视觉系统、一个多自由度的采摘机械手、采摘机械手底部的行走机构组成，在行车机构上放置一个收集框。通过视觉系统获取苹果位置后，采摘机械手移动到苹果处，摘取苹果，一般采用从苹果两侧向中间并拢抓取苹果并采摘，然后放置收集框中。由于采摘机械手是从两侧向中间并拢抓取苹果，如果一个爪先接触到苹果或者苹果的果柄与树枝连接不牢时，苹果容易在抓取时掉落致使机械手采摘失败。采摘机械手每次都是要从采摘位置采摘后，移动至收集框位置放置采摘到的苹果
5、因此，需要设计出一种能够代替人力对苹果进行有序采摘，采摘时尽量减少果实跌落，并且采摘效率能够有效提高的设备，以减轻繁重的人力劳动。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本技术提供了一种苹果采摘装置，可实现自动化采摘，采摘路径有序，采摘时减少苹果掉落的情况，且单个采摘过程的路径短，且能够实现多个位置处的苹果采摘，大大提高了采摘速度。
2、根据本技术的一个方面，提供了一种苹果采摘装置，包括可移动的车辆、安装于车辆上的采摘机构，所述采摘机构包括竖直安装于车辆的竖直滑台模组、至少一组安装于竖直滑台模组的采摘单元，采摘单元包括横架、水平传送带装置和至少一个可伸缩的采摘臂，采摘臂的顶端设有可张开或并拢的采摘爪，横架呈水平设置且一端可上下移动安装于竖直滑台模组，横架内设有水平滑台模组，采摘臂呈倾斜设置且可左右移动安装于水平滑台模组，采摘臂倾斜向上伸出、采摘爪托举采摘苹果，水平传送带装置安装于横架的前侧下部，且水平传送带装置能够接住采摘臂回缩后掉落的苹果，采摘臂配置有机器视觉系统以分析待采摘苹果成熟度和位置。由此，沿着竖直滑台模组可实现采摘爪在y方向上的移动，沿着横架上的水平滑台模组可实现采摘爪在x方向上的移动，倾斜设置的可伸缩的采摘爪实现了z方向上的移动，采摘爪能够移动到所需采摘位置；采摘时，车辆至苹果树的行道中，采摘臂在y方向上采用从下往上移动采摘的方式，y方向上位置不动，机器视觉系统获取图像并分析是否有待采摘的成熟苹果，若有，分析待采摘苹果的位置并比较获取x方向上位移最短的苹果坐标值，计算得到x方向上采摘爪要移动的距离和z方向上采摘臂伸出的距离，采摘臂沿水平滑台模组移动后伸出采摘爪，采摘爪倾斜向上伸出从待采摘苹果的下方托举苹果并拢，可减少采摘时掉落的情况，采摘臂回缩摘得苹果；采摘臂复位后，苹果置于水平传送带装置上方，采摘爪张开松开采摘的苹果，苹果落下至水平传送带装置上，由水平传送带装置继续完成苹果输送工作。采摘爪为近距离采摘，其采摘至放下的路径短，大大减少采摘爪的移动路径，加快了采摘效率；当同一高度y值处的苹果采摘完成后，再向上移动横架，移动距离以y方向上距离最近的苹果为目标，可实现y方向上遵循只对距离最近的苹果采摘，减少遗漏，利用该装置采摘能有序进行。
3、在一些实施方式中，采摘臂包括大臂、安装于大臂的同步带线性模组和小臂，同步带线性模组设有滑块，小臂的末端安装于滑块，采摘爪安装于小臂的顶端，小臂能够相对于大臂伸出或回缩，机器视觉系统安装于大臂的顶部。由此，利用同步带线性模组、滑块使小臂的伸出或回缩的稳定性更好，且传动精度更高、速度更快，实现对目标苹果的高精准、高效率的采摘。
4、在一些实施方式中，水平传送带装置的外侧设有多个均匀分布的照明装置。由此，提供了充足的照明环境，以提高夜间作业时机器视觉系统的精准度，实现夜间也能进行采摘工作。
5、在一些实施方式中，采摘机构设有三组采摘单元，三组所述采摘单元由下至上安装于竖直滑台模组以便进行低中高三个位置的采摘。由此，为了提高采摘效率，将采摘进行高度上的区域划分，同侧具有三个采摘单元，能够同时进行高中低三个区域内的材质，各采摘单元的横架都是从其负责的区域中的最低位置开始的，然后逐渐向上移动。
6、在一些实施方式中，苹果采摘装置还包括输送机构，所述输送机构包括竖直传送带装置、主传送带装置和辅助传送带装置，竖直传送带装置呈竖直安装于车辆且位于竖直滑台模组的侧边，每组采摘单元的水平传送带装置靠竖直传送带装置的一侧均设有转换衔接口，转换衔接口位于竖直传送带装置的前侧，三个转换衔接口呈上中下错位设置，竖直传送带装置相应设有三条传送格栅带，每条传送格栅带上均匀分布有多个格栅，三条传送格栅带分别对应一个转换衔接口，主传送带装置位于竖直传送带装置的另一侧、且贴近竖直传送带装置以接住竖直传送带装置上的苹果，主传送带装置的一端延伸至辅助传送带装置的上方，辅助传送带装置的一端下方放置有收集框。由此，苹果经水平传送带装置输送至侧边的转换衔接口，依次经竖直传送带装置、主传送带装置、辅助传送带装置输送，最后被收集到收集框中；高中低三行采摘单元均配置转换衔接口，竖直传送带装置在竖直方向上有三条传送格栅带，分别对应三个转换衔接口，这样，可错位有序的将采摘下来的苹果顺利转移到竖直传送带装置上。
7、在一些实施方式中，位于主传送带装置一侧的竖直传送带装置上部设有橡胶封闭罩，橡胶封闭罩的下部延伸至主传送带装置上方，橡胶封闭罩的末端设有导向斜坡，导向斜坡上方的橡胶封闭罩上设有排出口。由此，在苹果被竖直传送带装置输送至顶部位置时，因苹果自重需要进行方向翻转，橡胶封闭罩与竖直传送带装置之间形成有限的空间，通过该橡胶封闭罩可避免苹果滚落或脱离竖直传送带装置，有利于减速滑落并保护苹果，确保苹果能在翻转后，依然在竖直传送带装置上，继续向下输送，苹果至导向斜坡处，从排出口滚出来，经导向斜坡过渡至主传送带装置上。
8、在一些实施方式中，主传送带装置的两侧均设置有采摘机构，每组采摘机构均具有竖直滑台模组和采摘单元，采摘单元位于竖直滑台模组上远离主传送带装置的一侧，每个竖直滑台模组的侧边分本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种苹果采摘装置，包括可移动的车辆(1)、安装于车辆(1)上的采摘机构，其特征在于，所述采摘机构包括竖直安装于车辆(1)的竖直滑台模组(2)、至少一组安装于竖直滑台模组(2)的采摘单元(3)，所述采摘单元(3)包括横架(31)、水平传送带装置(32)和至少一个可伸缩的采摘臂(33)，所述采摘臂(33)的顶端设有可张开或并拢的采摘爪(34)，所述横架(31)呈水平设置且一端可上下移动安装于竖直滑台模组(2)，所述横架(31)内设有水平滑台模组(36)，所述采摘臂(33)呈倾斜设置且可左右移动安装于水平滑台模组(36)，所述采摘臂(33)倾斜向上伸出、所述采摘爪(34)托举采摘苹果，所述水平传送带装置(32)安装于横架(31)的前侧下部，且所述水平传送带装置(32)能够接住采摘臂(33)回缩后掉落的苹果，所述采摘臂(33)配置有机器视觉系统(35)以分析待采摘苹果成熟度和位置。
2.根据权利要求1所述的苹果采摘装置，其特征在于，所述采摘臂(33)包括大臂(333)、安装于大臂(333)的同步带线性模组(332)和小臂(331)，所述同步带线性模组(332)设有滑块(3
3.根据权利要求2所述的苹果采摘装置，其特征在于，所述水平传送带装置(32)的外侧设有多个均匀分布的照明装置(37)。
4.根据权利要求3所述的苹果采摘装置，其特征在于，所述采摘机构设有三组采摘单元(3)，三组所述采摘单元(3)由下至上安装于竖直滑台模组(2)以便进行低中高三个位置的采摘。
5.根据权利要求4所述的苹果采摘装置，其特征在于，还包括输送机构，所述输送机构包括竖直传送带装置(4)、主传送带装置(5)和辅助传送带装置(6)，所述竖直传送带装置(4)呈竖直安装于车辆(1)且位于竖直滑台模组(2)的侧边，每组所述采摘单元(3)的水平传送带装置(32)靠竖直传送带装置(4)的一侧均设有转换衔接口(321)，所述转换衔接口(321)位于竖直传送带装置(4)的前侧，三个所述转换衔接口(321)呈上中下错位设置，所述竖直传送带装置(4)相应设有三条传送格栅带(41)，每条所述传送格栅带(41)上均匀分布有多个格栅，三条所述传送格栅带(41)分别对应一个转换衔接口(321)，所述主传送带装置(5)位于竖直传送带装置(4)的另一侧、且贴近竖直传送带装置(4)以接住竖直传送带装置(4)上的苹果，所述主传送带装置(5)的一端延伸至辅助传送带装置(6)的上方，所述辅助传送带装置(6)的一端下方放置有收集框(7)。
6.根据权利要求5所述的苹果采摘装置，其特征在于，位于所述主传送带装置(5)一侧的所述竖直传送带装置(4)上部设有橡胶封闭罩(42)，所述橡胶封闭罩(42)的下部延伸至主传送带装置(5)上方，所述橡胶封闭罩(42)的末端设有导向斜坡(421)，所述导向斜坡(421)上方的橡胶封闭罩(42)上设有排出口(422。
7.根据权利要求6所述的苹果采摘装置，其特征在于，所述主传送带装置(5)的两侧均设置有采摘机构，每组所述采摘机构均具有竖直滑台模组(2)和采摘单元(3)，所述采摘单元(3)位于竖直滑台模组(2)上远离主传送带装置(5)的一侧，每个所述竖直滑台模组(2)的侧边分别设有独立的竖直传送带装置(4)，两个所述竖直传送带装置(4)靠主传送带装置(5)一侧的运行方向均为向下运行。
8.根据权利要求7所述的苹果采摘装置，其特征在于，所述辅助传送带装置(6)设有两组，两组所述辅助传送带装置(6)排成一字型对齐设置，且两组所述辅助传送带装置(6)的连接处位于主传送带装置(5)的中间位置下方，两组所述辅助传送带装置(6)的运行方向相反将苹果往两侧外端运送，所述收集框(7)配置有两个且分别位于辅助传送带装置(6)的外端下方。
9.根据权利要求1至8任意一项所述的苹果采摘装置，其特征在于，每组所述横架(31)配置有两个采摘臂(33)，两个所述采摘臂(33)分离设置且启始位置分别为靠竖直滑台模组(2)的一端以及横架(31)的中间位置，两个所述采摘臂(33)各自负责水平方向上一半的位移范围。
...【技术特征摘要】
1.一种苹果采摘装置，包括可移动的车辆(1)、安装于车辆(1)上的采摘机构，其特征在于，所述采摘机构包括竖直安装于车辆(1)的竖直滑台模组(2)、至少一组安装于竖直滑台模组(2)的采摘单元(3)，所述采摘单元(3)包括横架(31)、水平传送带装置(32)和至少一个可伸缩的采摘臂(33)，所述采摘臂(33)的顶端设有可张开或并拢的采摘爪(34)，所述横架(31)呈水平设置且一端可上下移动安装于竖直滑台模组(2)，所述横架(31)内设有水平滑台模组(36)，所述采摘臂(33)呈倾斜设置且可左右移动安装于水平滑台模组(36)，所述采摘臂(33)倾斜向上伸出、所述采摘爪(34)托举采摘苹果，所述水平传送带装置(32)安装于横架(31)的前侧下部，且所述水平传送带装置(32)能够接住采摘臂(33)回缩后掉落的苹果，所述采摘臂(33)配置有机器视觉系统(35)以分析待采摘苹果成熟度和位置。
2.根据权利要求1所述的苹果采摘装置，其特征在于，所述采摘臂(33)包括大臂(333)、安装于大臂(333)的同步带线性模组(332)和小臂(331)，所述同步带线性模组(332)设有滑块(3322)，所述小臂(331)的末端安装于滑块(3322)，所述采摘爪(34)安装于小臂(331)的顶端，所述小臂(331)能够相对于大臂(333)伸出或回缩，所述机器视觉系统(35)安装于大臂(333)的顶部。
3.根据权利要求2所述的苹果采摘装置，其特征在于，所述水平传送带装置(32)的外侧设有多个均匀分布的照明装置(37)。
4.根据权利要求3所述的苹果采摘装置，其特征在于，所述采摘机构设有三组采摘单元(3)，三组所述采摘单元(3)由下至上安装于竖直滑台模组(2)以便进行低中高三个位置的采摘。
5.根据权利要求4所述的苹果采摘装置，其特征在于，还包括输送机构，所述输送机构包括竖直传送带装置(4)、主传送带装置(5)和辅助传送带装置(6)，所述竖直传送带装置(4)呈竖直安装于车辆(1)且位于竖直滑台模组(2)的侧边，每组所述采摘单元(3)的水平传送带装置(32)靠竖直传送带装置(4)的一侧均设有转换衔接口(3...
【专利技术属性】
技术研发人员：殷筱正，郑鹏程，陈炎冬，张亚勤，于莲双，刘洁，庄传泰，
申请(专利权)人：无锡太湖学院，
类型：新型
国别省市：
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