一种基于机器视觉的手提式移动采摘设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于机器视觉的手提式移动采摘设备，其包括一伸缩杆、一设置于伸缩杆顶端的采摘装置，一设置于伸缩杆中部的控制装置；所述的采摘装置，其包括一动力源、一摄像头、一传动机构、一采摘头、以及一采果网袋，所述的动力源为电源，所述电源通过导线与传动机构相连接，所述传动机构与采摘头连接；所述控制装置，其包括一智能图像处理芯片、以及分别与智能图像处理芯片连接的一显示屏，一控制开关，所述智能图像处理芯片通过导线分别与动力源、摄像头、传动机构连接。本实用新型结构精简，质量轻，剪切力度强，效率高，适用于各种复杂的地形进行水果的采摘；通过摄像头与控制装置的配合，避免了由于采摘造成的林木枝叶或果实伤害。
【专利说明】一种基于机器视觉的手提式移动采摘设备
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及农业设备【技术领域】，尤其涉及一种基于机器视觉的手提式移动采摘设备。
【背景技术】
[0002]传统的瓜果采收通常采用人工采摘的方式，劳动者的劳动强度大，工作效率低下，需要耗费大量的时间和体力。研制瓜果采摘机器人可以将大量的劳动力从这些繁杂、单调的工作中解放出来。瓜果采摘机器人属于农业机器人的一种，随着农业装备智能化的发展与相关科学技术的普及，采摘机器人必将拥有更加广阔的前景。
[0003]采摘林木果实，是多年来困扰果农的难题，它客观上成为了制约经济林业发展的一个重要因素。为了解决上述难题，国内外先后出现的采摘机械大致可分为两大类一大型设备和手持设备。大型设备如液压升降采摘设备等，适合在平地的大片果园使用，这种设备投资大，成本高，难以适应各种复杂的地形，在山丘地带则无能为力。手持设备如无动力采果剪、手动拧断式采果剪等，其全靠人力操作、劳动强度大、工作效率低，难以满足果农的需求，此外，因为林木果实所处的位置较高，采摘时，操作者常常很难看清果柄的位置，这无疑将影响工作效率和增加劳动强度，还有，采摘头的剪切力度不过，造成剪切出现难以剪断的问题，降低了采摘速度。
[0004]因此，一种可适用于任何地形，且可清楚、明了的知道待剪切的果实的附近的具体情况，可减少伤害林木枝叶或果实的风险，同时，采摘速度快的采摘装置具有很好的市场前景。
实用新型内容
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种解决上述问题的基于机器视觉的手提式移动米摘设备。
[0006]本实用新型为实现上述目的而采用的技术方案为:
[0007]—种基于机器视觉的手提式移动米摘设备，其包括一伸缩杆、一设置于伸缩杆顶端的采摘装置，一设置于伸缩杆中部的控制装置；所述的采摘装置，其包括一动力源、一摄像头、一传动机构、一采摘头、以及一采果网袋，所述的动力源为电源，所述电源通过导线与传动机构相连接，所述传动机构与采摘头连接；所述控制装置，其包括一智能图像处理芯片、以及分别与智能图像处理芯片连接的一显示屏，以及一控制开关，所述智能图像处理芯片通过导线分别与动力源、摄像头、传动机构连接。
[0008]所述的采摘装置的传动机构，其包括一支架底座，所述支架底座上设有一伸缩杆活动连接的连接环、一用于排出剪切后的残渣的第一定向排渣口、以及一供电线穿出的电线出线口，一波箱上壳、一波箱下壳；所述的连接环上设有多个调节采摘头的角度卡槽；所述波箱上壳与波箱下壳连接，构成一波箱外壳，所述波箱外壳容置于所述支架底座内。
[0009]所述的传动机构，其还包括一设置于波箱外壳内部一电机、一齿轮组、以及一蜗轮组，所述电机与齿轮组连接，所述齿轮组与蜗轮组连接；所述的齿轮组包括相互连接的一主动轮、以及一减速齿轮，所述蜗轮组，其包括相互连接的一蜗杆、一蜗轮、以及一蜗轮凸轮，所述主动轮与电机连接，所述减速齿轮与蜗杆连接，所述的蜗杆，其上下两端分别设有一起到稳定、固定作用的轴承。
[0010]所述的采摘装置的采摘头，其包括一支架上盖、以及一支架下盖，两者配合构成一“V”字形外壳，所述“V”字形外壳，其为一中空结构，其前端设有一 “U”形刀口，所述“U”形刀口的的左臂上设有两片齿形防滑静刀，所述齿形防滑静刀之间夹设有一切割导向片，所述“U”形刀口的右臂上设有一运动功能扇形刀把，所述运动功能扇形刀把的前部设有一主动刀片、以及一固定连接主动刀片与运动功能扇形刀把的动刀压片，所述运动功能扇形刀把上还设有一凸轮传动槽、一释放滑块带动卡槽、以及一支点，所述凸轮传动槽与蜗轮凸轮连接。
[0011]所述“V”字形外壳内还设有依次连接的一蓄能释放滑块、一击发弹簧卡片、一蓄能释放撞击栓，以及一套设在蓄能释放撞击栓上的弹簧；所述蓄能释放滑块，其前端设有一凸块，所述蓄能释放滑块的凸块与释放滑块带动卡槽连接；所述蓄能释放滑块上还设有多个卡位；所述的卡位与击发弹簧卡连接；所述的蓄能释放撞击栓上设有一栓头。
[0012]所述的“V”字形外壳内还设有容置蓄能释放滑块的滑块槽、一容置蓄能释放撞击栓的条形槽、以及用于排放剪切后的残渣的第二定向排渣口，所述的第一定向排渣口与第二定向排洛口相通，构成一排洛口。
[0013]所述支架下盖上设有一摄像头安装座，所述摄像安装座内设置有一摄像头，所述摄像安装座与支架下盖之间的设置角度范围为20°?80°。
[0014]所述支架下盖内还设有一控制电路板、一运动定位控制开关，所述运动定位控制开关与控制电路板连接；所述运动定位控制开关与控制装置连接，所述控制电路板与电机连接；所述支架上盖的前端设有一动刀保护导向圈、以及一接果网袋“U”形圈，所述接果网袋“U”形圈与采果网袋连接。
[0015]所述伸缩杆，其上套设有两个用来保证采摘装置处于当前调节的高度正常工作的固定管套，其顶端设有一与采摘装置的连接环相适配的连接套结构。
[0016]本实用新型的蜗杆的上下端分别设有一轴承，使得本实用新型的手提式移动采摘设备具有更好的稳定性、牢固性，从而使其的使用寿命增长。
[0017]本实用新型的连接环其下方设有角度卡槽，可以通过角度卡槽来调节采摘头的角度，使得本实用新型的手提式移动采摘设备使用更加灵活、方便。
[0018]本实用新型所研发的手提式移动采摘设备，其可适用于任何地形，同时，其结构精简，重量轻，其采用轻质的塑料制备其外壳，所以，其具有设备投资小，成本低，通用各种复杂的地形的特性。
[0019]本实用新型其采用摄像头，以及控制装置，两者结合使用，可达到清楚、明了的了解待采摘果实，以及其附近的环境，避免因为采摘造成的林木枝叶或果实伤害，影响来年的收成以及果实的外观。
[0020]还有，本实用新型采用弹簧使得剪切力度倍增，通过弹簧的瞬间变形所释放的弹力，用于对果实的剪切，使得果实的剪切速度倍增，使得剪切效率更高。
[0021]本实用新型的“U”形刀口左臂上设有两片齿形防滑静刀，所述齿形防滑静刀之间夹设有一切割导向片，通过齿形防滑静刀与切割导向片的结合使用，使得切割更快捷、切割效果更好。
[0022]本实用新型的“U”形刀口的动刀保护圈与切割导向片，其两者结合，形成一 “喇叭形”口，使得导向效果更佳。
[0023]下面结合附图与【具体实施方式】，对本实用新型进一步说明。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为本实用新型的整体结构示意图；
[0025]图2为本实用新型的采摘装置的整体结构示意图；
[0026]图3为本实用新型的采摘装置的采摘头的组装结构示意图；
[0027]图4为本实用新型的采摘装置的采摘头的爆炸结构示意图；
[0028]图5为本实用新型的传动机构的爆炸结构示意图；
[0029]其中:
[0030]1、伸缩杆2、控制装置3、采摘装置
[0031]4、采果网 袋5、支架底座6、波箱上壳
[0032]7、波箱下壳8、电机9、主动轮
[0033]10、减速齿轮11、蜗杆12、蜗轮
[0034]13、蜗轮凸轮14、连接环15、支架上盖
[0035]16、支架下盖17、齿形防滑静刀18、切割导向片
[0036]19、运动功能扇形刀把20、主动刀片21、动刀压片
[0037]22、凸轮传动槽23、释放滑块带动卡槽
[0038]24、蓄能释放滑块 25、击发弹簧卡片 26、蓄能释放撞击栓27、弹簧
28、摄像头安装座29、摄像头
[0039]30、动刀保护导向圈 31、接果网袋“U”形圈
[0040]32、控制电路板33、运动定位控制开关 34、固定管套
[0041]35、第一定向排渣口 36、电线出线口37、角度卡槽
[0042]38、支点40、卡位41、栓头
[0043]42、滑块槽43、条形槽44、第二定向排渣口。
【具体实施方式】
[0044]参见图1~图5，本实用新型提供了一种基于机器视觉的手提式移动采摘设备，其包括一伸缩杆1、一设置于伸缩杆I顶端的采摘装置3，一设置于伸缩杆I中部的控制装置2;所述的采摘装置3，其包括一动力源、一摄像头29、一传动机构、一采摘头、以及一采果网袋4，所述的动力源为电源，所述电源通过导线与传动机构相连接，所述传动机构与采摘头连接；所述控制装置2，其包括一智能图像处理芯片、以及分别与智能图像处理芯片连接的一显示屏，以及一控制开关，所述智能图像处理芯片通过导线分别与动力源、摄像头
29、传动机构连接。
[0045]所述的采摘装置3的传动机构，其包括一支架底座5，所述支架底座5上设有一伸缩杆I活动连接的连接环14、一用于排出剪切后的残渣的第一定向排渣口 35、以及一供电线穿出的电线出线口 36,—波箱上壳6、一波箱下壳7 ;所述的连接环14上设有多个调节采摘头的角度卡槽37;所述波箱上壳6与波箱下壳7连接，构成一波箱外壳，所述波箱外壳容置于所述支架底座5内。
[0046]所述的传动机构,其还包括一设置于波箱外壳内部一电机8、一齿轮组、以及一蜗轮组，所述电机8与齿轮组连接，所述齿轮组与蜗轮组连接；所述的齿轮组包括相互连接的一主动轮9、以及一减速齿轮10，所述蜗轮组，其包括相互连接的一蜗杆11、一蜗轮
12、以及一蜗轮凸轮13，所述主动轮9与电机8连接，所述减速齿轮10与蜗杆11连接，所述的蜗杆U，其上下两端分别设有一起到稳定、固定作用的轴承。
[0047]所述的采摘装置3的采摘头，其包括一支架上盖15、以及一支架下盖16，两者配合构成一“V”字形外壳,所述“V”字形外壳,其为一中空结构，其前端设有一“U”形刀口，所述“U”形刀口的的左臂上设有两片齿形防滑静刀17，所述齿形防滑静刀17之间夹设有一切割导向片18，所述“U”形刀口的右臂上设有一运动功能扇形刀把19，所述运动功能扇形刀把19的前部设有一主动刀片20、以及一固定连接主动刀片20与运动功能扇形刀把19的动刀压片21，所述运动功能扇形刀把19上还设有一凸轮传动槽22、一释放滑块带动卡槽23、以及一支点38，所述凸轮传动槽22与蜗轮凸轮13连接。
[0048]所述“V”字形外壳内还设有依次连接的一蓄能释放滑块24、一击发弹簧卡片25、一蓄能释放撞击栓26,以及一套设在蓄能释放撞击栓26上的弹簧27 ;所述蓄能释放滑块24，其前端设有一凸块，所述蓄能释放滑块24的凸块与释放滑块带动卡槽23连接；所述蓄能释放滑块24上还设有多个卡位40;所述的卡位40与击发弹簧卡连接；所述的蓄能释放撞击栓26上设有一栓头41。
[0049]所述的“V”字形外壳内还设有容置蓄能释放滑块24的滑块槽42、一容置蓄能释放撞击栓26的条形槽43、以及用于排放剪切后的残渣的第二定向排渣口 44，所述的第一定向排渣口 35与第二定向排渣口 44相通，构成一排渣口。
[0050]所述支架下盖16上设有一摄像头安装座28，所述摄像安装座内设置有一摄像头29，所述摄像安装座与支架下盖16之间的设置角度范围为20°?80°。
[0051]所述支架下盖16内还设有一控制电路板32、一运动定位控制开关33，所述运动定位控制开关33与控制电路板32连接；所述运动定位控制开关33与控制装置2连接，所述控制电路板32与电机8连接；所述支架上盖15的前端设有一动刀保护导向圈30、以及一接果网袋“U”形圈31，所述接果网袋“U”形圈31与采果网袋4连接。
[0052]所述伸缩杆I，其上套设有两个用来保证采摘装置3处于当前调节的高度正常工作的固定管套34，其顶端设有一与采摘装置3的连接环14相适配的连接套结构。
[0053]本实用新型的蜗杆11的上下端分别设有一轴承，使得本实用新型的手提式移动采摘设备具有更好的稳定性、牢固性，从而使其的使用寿命增长。
[0054]本实用新型的连接环14其下方设有角度卡槽37，可以通过角度卡槽37来调节采摘头的角度，使得本实用新型的手提式移动采摘设备使用更加灵活、方便。
[0055]本实用新型所研发的手提式移动采摘设备，其可适用于任何地形，同时，其结构精简，重量轻，其采用轻质的塑料制备其外壳，所以，其具有设备投资小，成本低，通用各种复杂的地形的特性。
[0056]本实用新型其采用摄像头29，以及控制装置2，两者结合使用，可达到清楚、明了的了解待采摘果实，以及其附近的环境，避免因为采摘造成的林木枝叶或果实伤害，影响来年的收成以及果实的外观。
[0057]还有，本实用新型采用弹簧27使得剪切力度倍增，通过弹簧27的瞬间变形所释放的弹力，用于对果实的剪切，使得果实的剪切速度倍增，使得剪切效率更高。
[0058]本实用新型的“U”形刀口左臂上设有两片齿形防滑静刀17，所述齿形防滑静刀17之间夹设有一切割导向片18，通过齿形防滑静刀17与切割导向片18的结合使用，使得切割更快捷、切割效果更好。
[0059]本实用新型的“U”形刀口的动刀保护圈与切割导向片18，其两者结合，形成一“喇叭形”口，使得导向效果更佳。
[0060]本实用新型并不限于上述实施方式，采用与本实用新型上述实施例相同或近似的结构，均在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种基于机器视觉的手提式移动米摘设备，其特征在于:其包括一伸缩杆、一设置于伸缩杆顶端的采摘装置，一设置于伸缩杆中部的控制装置；所述的采摘装置，其包括一动力源、一摄像头、一传动机构、一采摘头、以及一采果网袋，所述的动力源为电源，所述电源通过导线与传动机构相连接，所述传动机构与采摘头连接；所述控制装置，其包括一智能图像处理芯片、以及分别与智能图像处理芯片连接的一显示屏，以及一控制开关，所述智能图像处理芯片通过导线分别与动力源、摄像头、传动机构连接。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的手提式移动采摘设备，其特征在于:所述的采摘装置的传动机构，其包括一支架底座，所述支架底座上设有一伸缩杆活动连接的连接环、一用于排出剪切后的残渣的第一定向排渣口、以及一供电线穿出的电线出线口，一波箱上壳、一波箱下壳；所述的连接环上设有多个调节采摘头的角度卡槽；所述波箱上壳与波箱下壳连接，构成一波箱外壳，所述波箱外壳容置于所述支架底座内。
3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的手提式移动采摘设备，其特征在于:所述的传动机构，其还包括一设置于波箱外壳内部一电机、一齿轮组、以及一蜗轮组，所述电机与齿轮组连接，所述齿轮组与蜗轮组连接；所述的齿轮组包括相互连接的一主动轮、以及一减速齿轮，所述蜗轮组，其包括相互连接的一蜗杆、一蜗轮、以及一蜗轮凸轮，所述主动轮与电机连接，所述减速齿轮与蜗杆连接，所述的蜗杆，其上下两端分别设有一起到稳定、固定作用的轴承。
4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的手提式移动采摘设备，其特征在于:所述的采摘装置的采摘头，其包括一支架上盖、以及一支架下盖，两者配合构成一“V”字形外壳，所述“V”字形外壳，其为一中空结构，其前端设有一 “U”形刀口，所述“U”形刀口的的左臂上设有两片齿形防滑静刀，所述齿形防滑静刀之间夹设有一切割导向片，所述“U”形刀口的右臂上设有一运动功能扇形刀把，所述运动功能扇形刀把的前部设有一主动刀片、以及一固定连接主动刀片与运动功 能扇形刀把的动刀压片，所述运动功能扇形刀把上还设有一凸轮传动槽、一释放滑块带动卡槽、以及一支点，所述凸轮传动槽与蜗轮凸轮连接。
5.根据权利要求4所述的基于机器视觉的手提式移动采摘设备，其特征在于:所述“V”字形外壳内还设有依次连接的一蓄能释放滑块、一击发弹簧卡片、一蓄能释放撞击栓，以及一套设在蓄能释放撞击栓上的弹簧；所述蓄能释放滑块，其前端设有一凸块，所述蓄能释放滑块的凸块与释放滑块带动卡槽连接；所述蓄能释放滑块上还设有多个卡位；所述的卡位与击发弹簧卡连接；所述的蓄能释放撞击栓上设有一栓头。
6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的手提式移动采摘设备，其特征在于:所述的“V”字形外壳内还设有容置蓄能释放滑块的滑块槽、一容置蓄能释放撞击栓的条形槽、以及用于排放剪切后的残渣的第二定向排渣口，所述的第一定向排渣口与第二定向排渣口相通，构成一排渣口。
7.根据权利要求6所述的基于机器视觉的手提式移动采摘设备，其特征在于:所述支架下盖上设有一摄像头安装座，所述摄像安装座内设置有一摄像头，所述摄像安装座与支架下盖之间的设置角度范围为20°~80°。
8.根据权利要求7所述的基于机器视觉的手提式移动采摘设备，其特征在于:所述支架下盖内还设有一控制电路板、一运动定位控制开关，所述运动定位控制开关与控制电路板连接；所述运动定位控制开关与控制装置连接，所述控制电路板与电机连接；所述支架上盖的前端设有一动刀保护导向圈、以及一接果网袋“U”形圈，所述接果网袋“U”形圈与采果网袋连接。
9.根据权利要求8 所述的基于机器视觉的手提式移动采摘设备，其特征在于:所述伸缩杆，其上套设有两个用来保证采摘装置处于当前调节的高度正常工作的固定管套，其顶端设有一与采摘装置的连接环相适配的连接套结构。
【文档编号】A01D46/253GK203608576SQ201320685781
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2013年10月31日 优先权日:2013年10月31日
【发明者】詹博锦 申请人:詹博锦