[发明专利]一种水果采摘机器人及其采摘方法

说明书

本发明涉及水果采摘技术，具体涉及一种水果采摘机器人及其采摘方法，以解决现有的机器人结构复杂、控制难度大、水果采摘成本高、实用性差和很难实际应用的问题。本发明所采用的技术方案为：一种水果采摘机器人，包括行走单元、设置在行走单元上的调节单元、设置在调节单元上的传送单元、设置在传送单元前端的采摘单元；传送单元包括两个倾斜向上的倾斜筒、可在倾斜筒内伸缩的两个伸缩杆、设置在两个倾斜筒前端之间的水果减速转向杆以及设置在两个伸缩杆前端的采摘器；两个伸缩杆平行且设置有间隙；倾斜向下设置的水果减速转向杆的后端设置在倾斜筒的前端；本发明还提供了一种水果采摘方法。

技术领域

本发明涉及水果采摘技术，具体涉及一种水果采摘机器人及其采摘方法。

背景技术

水果种植业的迅速发展提升了果园机械的市场需求。采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的30％以上。目前，水果采摘大部分以人工采摘为主，采摘作业比较复杂，大量的水果采摘不仅存在劳动强度大、作业范围广，而且触碰力度控制要求高，主要表现为在水果采摘时，水果容易碰伤。

还有一少部分水果采摘使用机器人采摘，替代了采摘人员的劳动。但现有的机器人采摘设备结构复杂，其采摘操控动作通过多自由度关节的机械臂实现，控制难度高，且机器人采摘水果的成本甚至远远超过了人工采摘水果成本，不能适应中小型水果采摘场地采摘水果。

发明内容

本发明在于解决现有水果采摘机器人存在结构复杂、控制难度大、水果采摘成本高、实用性差和很难实际应用的技术问题，而提供一种水果采摘机器人及其采摘方法。

本发明所采用的技术方案为：一种水果采摘机器人，包括行走单元、设置在行走单元上的调节单元、设置在调节单元上的传送单元、设置在传送单元前端的采摘单元；所述调节单元用于调节传送单元的旋转角度和升降高度；所述采摘单元用于采摘和收集水果；

所述传送单元包括两个倾斜向上的倾斜筒、可在倾斜筒内伸缩的两个伸缩杆、设置在两个倾斜筒前端之间的水果减速转向杆以及设置在两个伸缩杆前端的采摘器；

两个伸缩杆平行且设置有间隙；

所述水果减速转向杆倾斜向下设置，所述水果减速转向杆的后端设置在倾斜筒的前端；所述水果减速转向杆的前端低于相应位置处的两个伸缩杆的高度。

进一步地，所述两个伸缩杆的间隙以及倾斜筒的倾斜角度设定条件是：水果可在两个伸缩杆之间受重力作用而滚动；

所述水果减速转向杆的倾斜角度设定条件是：两个伸缩杆之间受重力作用而滚动的水果被水果减速转向杆抬升、减速并在水果减速转向杆后端失去平衡，从其中一个伸缩杆外侧掉落。以上倾斜角度的设定，由于水果的大小、形状、表面粗糙度等条件不同，均需并容易通过试验具体确定。

进一步地，所述调节单元包括设置在行走单元上的高度调节组件、设置在倾斜筒底部的可旋转圆盘和设置在倾斜筒上部的三目识别定位系统；所述可旋转圆盘底部设置在高度调节组件的伸缩杆顶端，所述可旋转圆盘可带动传送单元和三目识别定位系统在水平方向上同步转动。

进一步地，所述采摘单元包括采摘器和采摘篮，所述采摘器设置在两个伸缩杆的前端，所述采摘篮设置在水果减速转向杆的后端正下方，且设置在高度调节组件的伸缩杆上。

进一步地，所述采摘器可为自动控制采摘器，通过远距离对钢丝绳的手动牵拉实现采摘器剪切控制，完成水果采摘动作。

进一步地，所述高度调节组件为液压调节组件或电动调节组件；所述伸缩杆采用液压驱动或电动驱动方式在倾斜筒内进行伸缩；所述三目识别定位系统的摄像头与采摘器平齐；所述行走单元为履带式移动平台；所述采摘篮设有可拆卸式缓冲漏网。