[發(fā)明專利]一種香蕉采摘裝置及采摘方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310391093.0
• 申請日: 2013-08-30
• 公開（公告）號: CN103444359A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王紅軍;黃國鋼;唐之富;趙潤茂;熊俊濤;鄒海鑫;鄒湘軍;林桂潮;李漢偉
• 申請（專利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: A01D46/00
• 分類號: A01D46/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 楊曉松

1.一種香蕉采摘裝置，包括機(jī)架、設(shè)于機(jī)架頂部且用于對果柄進(jìn)行切斷的切割刀具、設(shè)于機(jī)架前端且對果柄進(jìn)行夾緊的夾持手，所述夾持手包括夾持桿，夾持桿一端鉸接于機(jī)架上，另一端設(shè)有夾持器，其特征在于：還包括滑塊以及驅(qū)動組件，所述滑塊滑動連接于夾持桿上，所述驅(qū)動組件包括帶動夾持手張開或夾緊的夾持手張合驅(qū)動機(jī)構(gòu)，夾持手張合驅(qū)動機(jī)構(gòu)與所述滑塊鉸接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述香蕉采摘裝置，其特征在于：所述夾持手張合驅(qū)動機(jī)構(gòu)輸出端與張合控制件連接，張合控制件與所述滑塊鉸接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述香蕉采摘裝置，其特征在于：還包括用于將夾持手與切割刀具升高或降低的剪叉式升降機(jī)構(gòu)以及行走小車，所述剪叉式升降機(jī)構(gòu)安裝于所述行走小車上，行走小車與剪叉式升降機(jī)構(gòu)之間設(shè)置有能帶動夾持手與切割刀具轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述香蕉采摘裝置，其特征在于：所述行走小車上設(shè)有作業(yè)時，用于使行走小車處于水平狀態(tài)的液壓支撐腳。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述香蕉采摘裝置，其特征在于：所述驅(qū)動組件還包括控制切割刀具移動的切割進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)、控制夾持手移動的夾持手進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)、用于驅(qū)動剪叉式升降機(jī)構(gòu)升降的升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)、驅(qū)動切割刀具轉(zhuǎn)動的切割電機(jī)以及驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)電機(jī)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述香蕉采摘裝置，其特征在于：還包括控制系統(tǒng)、計(jì)量液壓泵、兩軸傾角傳感器以及用于采集所述兩軸傾角傳感器數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集器，所述控制系統(tǒng)由主控制器、嵌入式處理器組成，所述主控制器、驅(qū)動組件、數(shù)據(jù)采集器和計(jì)量液壓泵分別與嵌入式處理器連接，兩軸傾角傳感器與數(shù)據(jù)采集器連接，計(jì)量液壓泵與液壓支撐腳連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述香蕉采摘裝置，其特征在于：所述夾持手張合驅(qū)動機(jī)構(gòu)、切割進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)、夾持手進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)以及升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)為液壓缸或絲杠傳動機(jī)構(gòu)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述香蕉采摘裝置，其特征在于：所述主控制器為DSP控制器或PLC控制器。

9.一種基于權(quán)利要求6所述香蕉采摘裝置的香蕉采摘方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：驅(qū)使行走小車到所需采摘香蕉的香蕉樹下；

步驟二：行走小車上的液壓支撐腳將行走小車水平撐起，使行走小車處于水平狀態(tài)；

步驟三：剪叉式升降機(jī)構(gòu)將切割刀具以及夾持手升高至香蕉果串旁；

步驟四：夾持手伸出并夾住香蕉果串頂部的果柄；

步驟五：切割刀具向果柄方向移動，對果柄進(jìn)行切斷；

步驟六：切斷后，切割刀具復(fù)位，剪叉式升降機(jī)構(gòu)下降；

步驟七：剪叉式升降機(jī)構(gòu)降下后，夾持手復(fù)位，取下香蕉，并且液壓支撐腳復(fù)位，完成采摘。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述香蕉采摘方法，其特征在于：步驟二具體為：啟動控制系統(tǒng)，雙軸傾角傳感器測量X、Y兩軸與水平面的傾斜角度，并將測量數(shù)值通過數(shù)據(jù)采集器發(fā)送到嵌入式處理器中，嵌入式處理器根據(jù)兩軸的傾斜角度進(jìn)行小車位姿反解，并計(jì)算出各液壓支撐腳應(yīng)補(bǔ)償位移量，最終控制系統(tǒng)中的主控制器根據(jù)補(bǔ)償位移量控制各液壓支撐腳進(jìn)行伸縮，使行走小車處于水平面上；

步驟三具體為：回轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動，從而使夾持手以及切割刀具轉(zhuǎn)動至適合采摘的角度，回轉(zhuǎn)電機(jī)停轉(zhuǎn)；此時，控制系統(tǒng)驅(qū)使升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)推動剪叉式升降機(jī)構(gòu)上升，夾持手與切割刀具上升到目標(biāo)位置后，升降驅(qū)動機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動，并保持該目標(biāo)位置；

步驟四具體為：夾持手向前移動，當(dāng)夾持器距離香蕉果柄在預(yù)設(shè)目標(biāo)距離時，夾持手進(jìn)給驅(qū)動機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動；夾持手張合驅(qū)動機(jī)構(gòu)帶動滑塊沿夾持桿向前滑動，使夾持器在前期快速合攏，當(dāng)接近果柄時，減速合攏，并最終緊緊夾持住果柄，夾緊后，夾持手張合驅(qū)動機(jī)構(gòu)停止向前運(yùn)動，并保持夾持力。