[發(fā)明專利]單籬架葡萄園自動化采摘噴藥方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810481920.8
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108811764B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王云;王子睿;洪凡;宋玉庚
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: A01D46/28
• 分類號: A01D46/28;A01G17/06;A01M7/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.單籬架葡萄園自動化采摘噴藥方法，其特征在于：采用的采摘噴藥裝置包括葡萄架、運送架、采摘車和運送車；所述的葡萄架包括采摘吊軌組和葡萄框架；所述的葡萄框架包括采摘橫梁和n根葡萄支架，2≤n≤50；n根葡萄支架沿垂直葡萄地壟向的方向依次等間隔排列設(shè)置，且頂端均與采摘橫梁固定；所述的葡萄框架共有m個，3≤m≤20；m個葡萄框架沿葡萄地的壟向依次等距排列設(shè)置；采摘吊軌組由兩根沿葡萄地壟向設(shè)置的采摘吊軌組成；兩根采摘吊軌均與采摘橫梁固定；采摘吊軌組共有n-1個；同一葡萄框架內(nèi)任意兩根相鄰葡萄支架之間均有一個采摘吊軌組；n-1個采摘吊軌組對應(yīng)n-1個采摘通道；

所述的運送架包括運送框架、固定梁、運送軌道和限位器；所述的運送框架包括運送橫梁和n根運送支架；n根運送支架的頂端均與運送橫梁固定；其中一個位于最外端的葡萄框架為兩用葡萄框架；固定梁的一端與運送橫梁固定,另一端與兩用葡萄框架內(nèi)采摘橫梁固定；兩根沿垂直葡萄地壟向的方向設(shè)置的運送軌道均與固定梁固定；

所述的限位器共有n-1個；n-1個限位器中的每個限位器均與其中一根運送軌道固定；同一運送框架內(nèi)任意兩根相鄰的運送支架之間均有一個限位器；所述的限位器包括限位架、第一限位塊和第二限位塊；第一限位塊及第二限位塊均與限位架構(gòu)成滑動副；第一限位塊由第一電動推桿驅(qū)動；第二限位塊由第二電動推桿驅(qū)動；第一限位塊的內(nèi)側(cè)面與第二限位塊的內(nèi)側(cè)面相對且間隔設(shè)置；第一限位塊的內(nèi)側(cè)面及第二限位塊的內(nèi)側(cè)面上均嵌有壓力傳感器；

所述的運送車包括運送車基座、滑動組件、運送吊軌、運送轉(zhuǎn)軸、運送車驅(qū)動件和主動滾子；運送車基座頂部的四個角上設(shè)置有滑動組件；滑動組件包括U形架和從動滾子；從動滾子的內(nèi)端支承在U形架上；其中兩個滑動組件上的從動滾子與其中一根運送軌道滾動接觸；另兩個滑動組件上的從動滾子與另一根運送軌道滾動接觸；運送轉(zhuǎn)軸支承在運送車基座的頂部；運送轉(zhuǎn)軸的兩端與兩個主動滾子分別固定；兩個主動滾子與兩根運送軌道分別滾動接觸；運送轉(zhuǎn)軸由運送車驅(qū)動件驅(qū)動；兩根運送吊軌均與運送車基座的底部固定；運送吊軌的橫截面與采摘吊軌的橫截面相同；運送吊軌與采摘吊軌等高設(shè)置；

所述的采摘車包括采摘驅(qū)動機構(gòu)、采摘手臂、托架、葡萄籃和藥箱；所述的采摘驅(qū)動機構(gòu)包括小車基座、滑臺組件、行進轉(zhuǎn)軸、主動輪、從動輪、行進驅(qū)動件、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件和升降驅(qū)動件；墊板與小車基座構(gòu)成轉(zhuǎn)動副，并由旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件驅(qū)動；所述的滑臺組件包括滑塊、上頂板、下底板和光軸；兩根光軸的頂端均與上頂板固定，底端均與下底板固定；滑臺組件內(nèi)的滑塊的兩側(cè)均固定有安裝支架座；上頂板與墊板固定；滑塊與兩根光軸構(gòu)成滑動副，并由升降驅(qū)動件驅(qū)動；

所述的行進轉(zhuǎn)軸支承在小車基座的底部，并由行進驅(qū)動件驅(qū)動；兩個主動輪與行進轉(zhuǎn)軸的兩端分別固定；兩個從動輪同軸設(shè)置，且均支承在小車基座的底部；兩個主動輪與兩個從動輪分別在行進轉(zhuǎn)軸的軸線方向上對齊；

所述的托架包括葡萄籃托盤、藥箱托盤和固定架；藥箱托盤及兩個葡萄籃托盤均固定在固定架上；藥箱托盤位于兩個葡萄籃托盤之間；固定架的頂部與滑臺組件內(nèi)的下底板固定；兩個葡萄籃托盤上均放置有葡萄籃；藥箱托盤上放置有藥箱；

所述的采摘手臂包括舵盤、舵機、機械臂第一電機、機械臂第二電機、機械臂第三電機、第一肢節(jié)、第二肢節(jié)和末端執(zhí)行組件；第一肢節(jié)的一端與舵盤鉸接；第一肢節(jié)由機械臂第一電機驅(qū)動；第一肢節(jié)的另一端與第二肢節(jié)的一端鉸接，第二肢節(jié)由機械臂第二電機驅(qū)動；

所述的末端執(zhí)行組件包括機械爪、剪斷件、攝像頭、農(nóng)藥噴嘴和支座；支座與第二肢節(jié)遠(yuǎn)離第一肢節(jié)的那端鉸接；支座由機械臂第三電機驅(qū)動；兩個攝像頭均固定在支座上；農(nóng)藥噴嘴固定在支座上；農(nóng)藥噴嘴上設(shè)置有水管接口；

所述的機械爪包括爪體和張合驅(qū)動件；爪體包括爪架和爪勾；爪架呈半圓環(huán)形；爪架與兩根爪勾的頂端固定；爪體共有兩個；兩個爪體的爪架內(nèi)端均與支座鉸接；兩個爪體由張合驅(qū)動件驅(qū)動；剪斷件包括定刀、動刀和剪斷驅(qū)動件；定刀的內(nèi)端與支座固定；動刀的內(nèi)端與定刀的內(nèi)端鉸接；動刀靠近定刀的那側(cè)設(shè)置有刃口；動刀由剪斷驅(qū)動件驅(qū)動；

所述的采摘手臂共有兩個；兩個采摘手臂內(nèi)的舵盤與兩個安裝支架座分別構(gòu)成轉(zhuǎn)動副；兩個舵盤由兩個舵機分別驅(qū)動；

該單籬架葡萄園自動化采摘噴藥方法包括采摘方法和噴藥方法；

采摘方法具體如下：步驟一、運送車驅(qū)動件的運送車電機轉(zhuǎn)動，使得兩根運送吊軌與第一個采摘通道內(nèi)的兩根采摘吊軌分別對接；將1賦值給i；

步驟二、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件驅(qū)動滑塊到達上極限位置，行進驅(qū)動件驅(qū)動采摘車到達第i個采摘通道內(nèi)的兩根采摘吊軌上；

步驟三、驅(qū)動滑塊向下滑動，兩個攝像頭持續(xù)拍攝；若其中一個攝像頭的拍攝范圍內(nèi)出現(xiàn)葡萄串后，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件停止運動，與該攝像頭對應(yīng)的采摘手臂作為工作采摘手臂；工作采摘手臂上的機械臂第一電機、機械臂第二電機、機械臂第三電機轉(zhuǎn)動，使得葡萄串的果柄處于定刀與動刀之間；并進入步驟四；

若滑塊到達下極限位置，則進入步驟九；

步驟四、工作采摘手臂上爪體驅(qū)動件驅(qū)動兩個爪體合緊；爪體上的爪勾勾住葡萄串；

步驟五、工作采摘手臂上剪斷驅(qū)動件運動，使得定刀與動刀合緊，剪斷連接葡萄串的果柄；

步驟六、工作采摘手臂上剪斷驅(qū)動件驅(qū)動動刀復(fù)位；工作采摘手臂上的機械臂第一電機、機械臂第二電機、機械臂第三電機轉(zhuǎn)動，使得被機械爪夾住的葡萄串進入工作采摘手臂對應(yīng)的葡萄籃；

步驟七、工作采摘手臂上爪體驅(qū)動件驅(qū)動兩個爪體張開；機械爪松開的葡萄串；之后，工作采摘手臂上的機械臂第一電機、機械臂第二電機、機械臂第三電機轉(zhuǎn)動，使得工作采摘手臂復(fù)位；進入步驟八；

步驟八、執(zhí)行步驟三至七；

步驟九、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件驅(qū)動滑塊到達上極限位置；若采摘車與第i個采摘通道內(nèi)采摘吊軌遠(yuǎn)離運送架那端的端面距離小于a，則行進驅(qū)動件驅(qū)動采摘車到達兩根運送吊軌上，并執(zhí)行步驟十；否則，行進驅(qū)動件驅(qū)動采摘車沿采摘吊軌上向遠(yuǎn)離運送架的方向行進a距離，并執(zhí)行步驟三至八；0.2m≤a≤1m；

步驟十、若i小于2，則運送車驅(qū)動件運動，使得兩根運送吊軌與第i+1個采摘通道內(nèi)的兩根采摘吊軌分別對接；之后，將i增大1，并執(zhí)行步驟二至九；若i等于2，則采摘結(jié)束；

噴藥方法具體如下：步驟一、運送車驅(qū)動件運動，使得兩根運送吊軌與第一個采摘通道內(nèi)的兩根采摘吊軌分別對接；將賦值給i；

步驟二、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件驅(qū)動滑塊到達上極限位置，行進驅(qū)動件運動，使得采摘車到達第i個采摘通道內(nèi)的兩根采摘吊軌上；

步驟三、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件驅(qū)動滑塊向下滑動，水泵啟動，農(nóng)藥噴嘴中噴出農(nóng)藥，直到滑塊到達下極限位置；

步驟四、旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件驅(qū)動滑塊到達上極限位置；若采摘車與第i個采摘通道內(nèi)采摘吊軌遠(yuǎn)離運送架那端的端面距離小于b，則行進驅(qū)動件運動，使得采摘車到達兩根運送吊軌上，并執(zhí)行步驟五；否則，行進驅(qū)動件運動，使得采摘車沿采摘吊軌上向遠(yuǎn)離運送架的方向行進b距離，并執(zhí)行步驟二和三，0.3m≤b≤1.5m；

步驟五、若i小于2，則運送車驅(qū)動件的運送車電機轉(zhuǎn)動，使得兩根運送吊軌與第i+1個采摘通道內(nèi)的兩根采摘吊軌分別對接；之后，將i增大1，并執(zhí)行步驟二至四；若i等于2，則噴藥結(jié)束。