[發明專利]一種吸附式草莓自動采摘設備

有效

• 申請號: 201710945227.7
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107615989B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 谷新運;陳禮鵬;朱琳;穆龍濤
• 申請（專利權）人: 阜陽市勝源農業科技有限公司
• 主分類號: A01D46/00
• 分類號: A01D46/00
• 代理公司: 合肥三川專利代理事務所(普通合伙) 34150
• 代理人: 潘光亮

本發明提供了一種吸附式草莓自動采摘設備，涉及農業采摘機器人領域，是由橡膠皮碗、下切割刀片、上切割刀片、果柄缺口、吸附管道、視覺單元、補光單元、安裝盤、檢測門機構、抽風機、收納箱、升降機構、旋轉機構和移動平臺組成的，所述的檢測門機構包括檢測門、微型傳感器、小連桿和電磁閥，本發明利用負壓吸附原理，通過多傳感器信息融合實時獲取、感知工作環境及草莓信息，確保在不損傷嫁草莓的前提下，完成對準果實、靠近果實、吸附切割和檢測落果工作過程，實現草莓的全程自動化收獲作業，解決了草莓采摘易損傷和單顆草莓采摘效率低的技術難題。

技術領域

本發明涉及農業采摘機器人領域，具體地，涉及一種吸附式草莓自動采摘設備。

背景技術

我國草莓種植面積廣大，居世界第1位。草莓味道鮮美，營養豐富，深受人們喜愛，有較高的經濟價值。目前草莓的收獲完全依靠人工采摘，在我國草莓的人工收獲作業量大，勞動強度高，效率低，隨著我國城鎮化進程和人口的老齡化，農村勞動力不足現象日趨明顯，研究并推廣草莓自動化收獲技術，成為現階段亟待解決的問題。

目前對于草莓采摘機器人的研究中，草莓采摘方法主要為機器視覺檢測成熟果實、分割出單顆成熟果實并予以定位、再由末端執行器切斷或熱斷果梗、夾持果實或果梗將其放入收納容器內的方法。

草莓每年到了收獲季節，采摘工需要每隔一段時間就要對成熟草莓進行彎腰采摘，直至草莓生長期末，選擇性的果實采摘是農業上最為耗時費力的作業環節，另外實現草莓自動化采摘還有兩大難點，一是草莓柔軟多汁，夾持容易受傷；二是草莓果實多為簇狀分布，常常是幾顆成熟果實聚集在一起。單顆草莓采摘增加了機械手的采摘次數和采摘難度，降低了作業效率，因此需要一種吸附式草莓自動采摘設備，而目前這種吸附式草莓自動采摘設備市場上是沒有的。

發明內容

針對上述現有技術中的缺陷，本發明提供一種吸附式草莓自動采摘設備，克服現有草莓手工采摘效率低、機械化程度低的缺陷，利用負壓吸附原理實現多顆草莓同時采摘，效率高，解決了草莓采摘易損傷和單顆草莓采摘效率低的技術難題。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種吸附式草莓自動采摘設備，是由橡膠皮碗、下切割刀片、上切割刀片、果柄缺口、吸附管道、視覺單元、補光單元、安裝盤、檢測門機構、抽風機、收納箱、升降機構、旋轉機構和移動平臺組成的，所述的檢測門機構包括檢測門、微型傳感器、小連桿和電磁閥，其特征是：所述橡膠皮碗安裝于吸附管道前端，所述下切割刀片和上切割刀片平行設置于吸附管道前端，所述果柄缺口設置于橡膠皮碗上部，位于上切割刀片上方，所述視覺單元安裝于安裝盤上部，所述補光單元成圓周分布于安裝盤上，所述安裝盤安裝于吸附管道上，所述檢測門機構安裝于吸附管道底部，所述抽風機安裝于吸附管道左端，所述收納箱設置于吸附管道下部，正對檢測門機構，所述升降機構上端與抽風機連接，下端與旋轉機構連接，所述旋轉機構與移動平臺連接；所述檢測門安裝于吸附管道上，并且檢測門底部通過小連桿與電磁閥連接，所述電磁閥設置于吸附管道底部，所述微型傳感器安裝于檢測門上表面。

優選地，所述下切割刀片和上切割刀片上下間隙距離為3mm。

優選地，所述果柄缺口寬度為30mm。

更優選地，所述收納箱內表面和吸附管道內表面都附有10mm的軟硅膠材料。

本發明一種吸附式草莓自動采摘設備的工作過程包括對準果實、靠近果實、吸附切割和檢測落果，其詳細工作過程為：視覺單元拍攝草莓圖像，獲取草莓空間三維坐標，移動平臺、旋轉機構和升降機構控制吸附管道運動，使橡膠皮碗正對草莓，完成對準果實過程；移動平臺前進使橡膠皮碗包裹草莓，完成靠近果實過程；抽風機開始工作，吸附管道內形成負壓，吸附力促使草莓向吸附管道內運動，下切割刀片和上切割刀片切斷草莓果梗，完成吸附切割過程；負壓產生的吸附力使草莓在吸附管道內向左運動，當檢測門機構的微信傳感器檢測到有草莓時，電磁閥控制檢測門打開，草莓滑落到收納箱中，完成檢測落果過程。