[實用新型]一種用于番茄采摘的系統

有效

• 申請號: 201220479840.7
• 申請日: 2012-09-20
• 公開（公告）號: CN202818997U
• 公開（公告）日: 2013-03-27
• 發明（設計）人: 王俊;紀平;劉偉
• 申請（專利權）人: 王俊
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 合肥誠興知識產權代理有限公司 34109
• 代理人: 湯茂盛

技術領域

本實用新型涉及一種用于番茄采摘的系統。

背景技術

我國于20世紀50年代以后開始大面積種植番茄，目前種植面積正呈上升趨勢。采摘作業是番茄生產鏈中最耗時、最費力的一個環節，采摘收獲約占整個生產作業量40%。目前，我國對番茄的采摘作業依然靠人工進行，不僅勞動強度大而且極易造成其不同程度的損傷，而且隨著人口老齡化和農業勞動力的減少，研究開發采摘機器人對于解放農業勞動力，提高番茄的集約化生產水平，具有重要的意義。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種用于采摘機器人的番茄采摘的系統，可實現對番茄的自動摘取。

為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：一種用于番茄采摘的系統，其特征在于：包括對番茄進行數據采集的數據采集單元，所述的數據采集單元采集的信號輸送至控制單元，控制單元輸出信號控制執行單元對番茄進行采摘，所述的控制單元包括PC機和ARM9。

本實用新型的有益效果在于：當采用上述操作以后，數據單元對番茄進行采集后，輸送給控制單元，這樣經過控制單元對數據進行分析，從而控制執行單元對番茄進行摘取。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式

本實用新型所采取的方案如圖1所示，一種用于番茄采摘的系統，包括對番茄進行數據采集的數據采集單元10，所述的數據采集單元10采集的信號輸送至控制單元20，控制單元20輸出信號控制執行單元30對番茄進行采摘，所述的控制單元20包括PC機和ARM9。具體實施時ARM9可選用S3C2440A處理器，PC機和ARM9構成的控制單元20，其使得整個控制系統在操作時的功耗低，可集成度高，便攜性好，可實現番茄采摘機器人在非結構化環境下對番茄的采摘。所述的數據采集單元10采集的信號包括番茄的顏色、形狀、大小和位置信號。由于番茄果實的特殊性，因此通過對番茄的顏色、形狀、大小和位置信號進行采集，信號輸送至控制單元20，控制單元20自動對信號進行數據分析，判斷西紅柿是否成熟，西紅柿的大小是否符合要求，當判斷西紅柿符合采摘要求后，控制單元20就可以根據采集的位置信號和形狀信號，控制執行機構對番茄進行準確的摘取，從而實行番茄自動化的采摘，該部分操作主要由PC機完成。具體操作時控制單元還包括D/A轉換電路、A/D轉換電路、驅動放大電路等部件。

具體的為，所述的執行單元30包括移動車體和移動車體上設置的采摘機構，所述的采摘機構包括采摘組件和驅動采摘組件對番茄進行采摘的驅動組件，所述的采摘組件由對番茄進行托握的機械手和機械手上方設置的對果蒂進行截斷的機械剪刀組件。所述數據采集單元10還包括對構成執行單元30的機械剪刀組件和/或機械手的位置信號以及機械手對番茄的夾緊度進行數據采集。具體操作時，驅動組件由各伺服電機構成，通過控制單元20控制各伺服電機的運轉，實現對機械剪刀組件和機械手的控制，實現對番茄的摘取。由于番茄采摘為連續性工作，因此在每一次摘取過程中需要對機械手和機械剪切組件的初始位置信號進行采集，這樣控制單元20就可根據每一次采摘時執行單元30初始狀態和所要到達到終點狀態，經過逆運動學求解得到移動車體和機械手的運動狀態量，這些狀態量包括構成機械手和機械剪切組件的各關節的角度、角速度、角加速度、位移、速度、加速度等，然再在物理極限和避障線性不等式約束的約束下，尋找出能夠使執行單元30從初始狀態轉移到終點狀態、且機械臂運動時間最短的控制解，從而控制執行單元30進行相應的動作，保證番茄摘取操作準確、快速的進行，提高工作效率。

另外，由于番茄的硬度有限，機械手對番茄夾持的過緊，就會使番茄損壞，無法長時間的儲藏，因此本實用新型具體操作時，可在機械手上設置一力覺傳感器，這樣就可對機械手對番茄的夾緊度進行數據采集，反饋給控制單元20，已對機械手的操作進行有效可靠的調整。總之，本實用新型，可有效控制番茄采摘機械人對番茄進行采摘。