[发明专利]一种水果采摘飞行器

说明书

本发明涉及一种水果采摘飞行器，包括飞行器机架、视觉系统、采摘剪切系统、控制系统及电源系统；视觉系统与采摘剪切系统均由控制系统控制；控制系统包括视觉信息处理系统、采摘控制系统和飞行控制系统；视觉系统包括左镜头、右镜头、左传感器及右传感器，视觉系统用于识别水果和定位采摘点。本发明将水果采摘器与飞行器相结合，实现水果采摘技术的自动化，飞行器在空中飞行自由度大，克服了轮式或履带式小车装载的机械臂式水果采摘器效率低的缺点；本发明不仅降低了果农的劳动强度、提高劳动生产率、降低生产成本、保证果实及时采收、保证果品质量，而且对于促进我国农业科技进步，加速农业现代化进程有着重大的推动作用。

技术领域

本发明涉及农业设备技术领域，具体涉及一种水果采摘飞行器。

背景技术

水果采摘作业是水果生产中最耗时、最费力的环节，其收获又属于劳动密集型作业，水果收获期间需投入的劳力约占整个生产过程的50％。正是由于采摘作业的复杂性，因此其自动化程度较低，往往都是通过人工进行采摘，经常需要借助梯子登高，长时间作业不仅劳动强度大而且具有一定的危险性，也产生了大量的人工成本。进入21世纪以来，我国人口面临老龄化问题日趋严重，而且随着工业的迅速发展，农业劳动力逐渐向工业及其他行业转移，农业劳动力短缺严重且成本逐渐提高。

在采摘作业时实现自动化，不仅可以降低劳动强度，节省有限的劳动力资源，同时也能节省人工成本，提高劳动生产率。目前，大部分水果采摘自动化都是通过轮式或履带式的小车装载机械手臂实现的，而很多果树是种植在坡地上的，造成采摘作业机构的移动受限，难以适应各种复杂的地形，大大降低了采摘效率。

当水果所处的位置较高，采摘时，操作者常常很难看清果柄的位置，这无疑将影响工作效率和增加劳动强度；很多水果都结得很紧密，茎比较硬，采摘头的剪切力度不够，造成剪切出现难以剪断的问题，降低了采摘速度，同时，一方面容易扯断树枝，影响树木生成，更影响以后的水果产量，另一方面还容易损伤水果、扯坏水果与果枝的连接处，造成水果无法长时间收藏保存。

如中国专利申请201110021767.9公开了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，包括机械执行系统和控制系统，机械执行系统包括智能移动平台、水果采摘机械臂和两指式采摘机械手，智能移动平台包括两个履带总成、实验设备固定机架、支撑立柱、横梁、减速机等。控制系统包括工控机、运动控制卡、数据采集卡、图像采集卡、编码器、GPS、单目摄像机组件、双目摄像机、激光测距传感器、控制电路等。该发明尽管实现了水果采摘的自动化、无人化，但难以适应各种复杂的地形，应用范围受限，不适用高枝水果的采摘，同时不具有对水果成熟度的分析处理。

如中国专利申请201521027847.5公开了一种水果采摘机器人，包括：机械手机构、摄像机机构、水果箱、丝杠导轨机构、机器人车轮、机器人车盘机构及控制箱；机器人车轮装于机器人车盘机构的下部；两套机械手机构分别通过丝杠导轨机构装于机器人车盘机构的上部两侧；摄像机机构装于机器人车盘机构上部中间位置；水果箱装于机器人车盘机构的后部靠近机械手机构的位置；控制箱装于机器人车盘机构上部前端；机械手机构、摄像机机构、丝杠导轨机构、机器人车轮及控制箱通过线路连接成控制回路。该发明不适用高枝采摘作业，采摘作业环境受限，不适用于地形复杂或果树不规则种植的采摘作业，不具有自导航和对水果成熟度的分析功能，无法实现自动化、无人化作业，采摘效率低。