[發明專利]一種水果測產裝置及方法

在審

• 申請號: 201710529128.0
• 申請日: 2017-07-01
• 公開（公告）號: CN107152963A
• 公開（公告）日: 2017-09-12
• 發明（設計）人: 馬興灶;吳子杰;楊航;曾志豪;肖永倫;楊楚欣
• 申請（專利權）人: 嶺南師范學院
• 主分類號: G01G19/52
• 分類號: G01G19/52
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司44102
• 代理人: 張月光,林偉斌

技術領域

本發明涉及農業機械技術領域，更具體地，涉及一種水果測產裝置及方法。

背景技術

隨著我國人口老齡化和農業勞動力的減少，農業生產成本顯著提高，采摘任務日益繁重，傳統的人工采摘方式已經無法滿足實際生產需求，水果采摘趨向機械化、智能化發展。而如何在采摘過程中，直接獲得水果產量，減少人工稱重等繁瑣的環節，是水果采摘機械研究的關鍵技術之一。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種水果測產裝置及方法,該方法能夠在水果采摘過程實時計重。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：一種水果測產裝置，包括：控制系統、動力裝置、機械爪、水果，所述的控制系統控制動力裝置運轉，所述的動力裝置驅動機械爪的開合，所述的機械爪抓取水果，所述的水果測產裝置還包括壓力傳感器，所述的壓力傳感器安裝在機械爪上，所述的控制系統檢測并記錄壓力傳感器上的壓力值。該裝置可以實現采摘過程中實時測量記錄水果重量。

進一步地，所述的機械爪包括兩個爪體，兩個爪體分別夾持水果兩側，所述的壓力傳感器分別安裝在機械爪的兩個爪體上。方便采摘與測量。

進一步地，所述的控制系統根據檢測的壓力值計算水果重量。

進一步地，所述的控制系統為單片機控制系統。

進一步地，所述的水果測產裝置還包括暫存筐，所述的暫存筐存儲剛摘下的水果。方便采摘。

進一步地，所述的水果包括菠蘿、蘋果、雪梨。

進一步地，所述的動力裝置為電機。

一種水果測產方法，其特征在于包括如下步驟：

S1：通過預實驗獲得機械爪采摘時的預夾緊力F_m以及水果與機械爪之間的摩擦系數μ,當采摘水果時，2f＝2F_mμ≥mg，其中m為單個水果的質量，f為水果與機械爪間的摩擦力。

S2：當機械爪夾持水果移動到指定的暫存筐時，電機驅動機械爪緩慢松開水果，此時控制系統不斷檢測記錄壓力傳感器的壓力F_N的變化曲線。

S3：當2f＝2F_Nμ≤mg時，水果將從機械爪間掉落，此時壓力值F_N迅速下降為0，通過對壓力傳感器壓力過程變化曲線進行數據處理，確定水果掉落臨界狀態F_N的值。

S4：由2f＝2F_Nμ＝mg，即可得到單個水果重量

進一步地，所述的S4后還包括步驟S5，步驟S5為：重復S2-S4過程，得到水果總產量。

與現有技術相比，有益效果是：實現了水果采摘過程實時計重，測算出水果產量，減少人工稱重等繁瑣的環節，具有結構簡單、方便快捷等優點。

附圖說明

圖1是本發明整體結構示意圖。

圖2是本發明水果受力示意圖。

圖3是水果測產方法流程圖。

具體實施方式

附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產品的尺寸；對于本領域技術人員來說，附圖中某些公知結構及其說明可能省略是可以理解的。附圖中描述位置關系僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制。

如圖1-3所示，一種水果測產裝置，包括：控制系統1、動力裝置5、機械爪3、水果2，所述的控制系統1控制動力裝置5運轉，所述的動力裝置5驅動機械爪3的開合，所述的機械爪3抓取水果，其特征在于，所述的水果測產裝置還包括壓力傳感器4，所述的壓力傳感器4安裝在機械爪3上，所述的控制系統1檢測并記錄壓力傳感器4上的壓力值。

進一步地，所述的機械爪3包括兩個爪體，兩個爪體分別夾持水果2兩側，所述的壓力傳感器4分別安裝在機械爪3的兩個爪體上。

進一步地，所述的控制系統1根據檢測的壓力值計算水果2重量。

進一步地，所述的控制系統1為單片機控制系統。

進一步地，所述的水果測產裝置還包括暫存筐，所述的暫存筐存儲剛摘下的水果。

進一步地，所述的水果2包括菠蘿、蘋果、雪梨。

進一步地，所述的動力裝置5為電機。

一種水果測產方法，其特征在于包括如下步驟：

S1：通過預實驗獲得機械爪采摘時的預夾緊力F_m以及水果與機械爪之間的摩擦系數μ,當采摘水果時，2f＝2F_mμ≥mg。