一种菠萝采摘装置的制作方法

本发明涉及农业设备领域，具体地说是一种菠萝采摘装置。

背景技术：

菠萝作为经济水果，由于其采摘工作季节性强，收获时间短，并且因为我国在菠萝采摘方面自动化采摘程度低，因此在收获的季节往往需要耗费大量的人力去采摘。在工人采摘菠萝的过程中，由于菠萝的外表面有大量的芒刺，并且菠萝植株的叶子不但坚硬，而且还很锋利，很容易割伤工人，给菠萝采摘的工作增加了不少的难度。因此，自动化的菠萝采摘显得尤为必要。菠萝植株由于生长差异会存在一定的高度差别，且菠萝的大小也有较为显著的差别，自动化采摘过程中，如何保证对准菠萝的梗部采摘是解决菠萝自动化采摘的关键。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种菠萝采摘装置，该装置采用摄像头结合红外线传感器，摄像头用于捕捉菠萝的图像，以确定菠萝的位置；红外线传感器用于检测摘取工位是否存在菠萝；摄像头与红外线传感器结合，提高菠萝采摘的精确度，保证菠萝采摘质量。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种菠萝采摘装置，包括：摘取机构：包括采摘部件和带动采摘部件在初始工位和摘取工位之间往复运动的推动部件；调整机构：用于调整摘取机构，使摘取工位正对菠萝；摄像头：摄像方向为采摘装置的行进方向，用于捕捉菠萝的位置；红外线传感器：正对摘取工位，用于感应摘取工位是否存在菠萝。

优选地，采摘部件为推板，推板在摘取工位推动菠萝直至菠萝与菠萝植株分离。

优选地，推板上与菠萝接触的面设有若干防滑块，防滑块与菠萝接触的面为与菠萝形状对应的圆弧面。

优选地，推动部件包括第二电机、电机滑台和滑块，滑块与推板固定连接，滑块带动推板沿着电机滑台在初始工位和摘取工位之间往复运动。

优选地，摘取机构还包括阻挡条，阻挡条设在摘取工位处；摘取时，阻挡条正对菠萝的梗部。在掰断时利用推板和阻挡条对菠萝形成力偶，进行掰断。

优选地，阻挡条正对摘取工位的一侧设有柔软的缓震材料制成的保护套。在掰断过程中对幼苗进行保护。

优选地，调整机构包括同步带、第一电机、限位光轴和箱式滑块；箱式滑块安装在限位光轴上，限位光轴与同步带同向平行设置，第一电机带动同步带运动；同步带与摘取机构接触，摘取机构与箱式滑块连接，同步带运动带动摘取机构在限位光轴上移动进而调整摘取机构，使摘取工位正对菠萝。

优选地，第一电机为带编码器的步进电机。

本发明的原理是：摄像头可以捕捉视野内的菠萝，并将菠萝的位置信息反馈至第一电机，第一电机带动同步带运动，进而带动摘取机构在限位光轴上移动，调整摘取机构的摘取工位正对菠萝，红外线传感器用于检测摘取工位是否存在菠萝，当检测到菠萝的存在即将信息反馈至推动部件，使推动部件带动采摘部件从初始工位移动到摘取工位；摄像头与红外线传感器结合，提高菠萝采摘的精确度，保证菠萝采摘质量。

总的说来，本发明具有如下优点：

1.利用摄像头代替人工识别菠萝的位置，利用红外线传感器检测摘取工位是否存在菠萝，自动化程度高，摄像头与红外线传感器结合，提高菠萝采摘的精确度，保证菠萝采摘质量。

2.利用掰断的方式采摘菠萝，在采摘过程中避免损伤菠萝植株上的幼苗。

3.防滑块的设置可以在采摘过程中保护菠萝，保证菠萝的采摘质量。

4.本装置可以与其他装置灵活拆卸、组装得到多样化的采摘设备，比如，装载在行走装置上以实现采摘设备的自动行进采摘等、装载收集装置实现采摘收集一体化。

附图说明

图1为本装置的结构示意图。

图中的标号和对应的零部件名称为：1.同步带，2.防滑块，3.推板，4.摄像头，5.箱式滑块，6.第一电机，7.光轴，8.框架，9.电机滑台，10.第二电机，11.红外线传感器，12.阻挡条，13.滑块。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本发明做进一步详细的说明，但本发明的实施方式不限于此。

一种菠萝采摘装置，包括摄像头、红外线传感器，摘取机构和调整机构。

摘取机构包括推板、推动部件、防滑块、阻挡条和框架。推动部件包括第二电机、电机滑台和滑块，滑块与推板固定连接，滑块带动推板沿着电机滑台在初始工位和摘取工位之间往复运动。防滑块设在推板与菠萝接触的面上，防滑块与菠萝接触的面为与菠萝形状对应的圆弧面。阻挡条设在摘取工位处对应的框架上，阻挡条正对摘取工位的一侧设有柔软的缓震材料制成的保护套。摘取时，阻挡条正对菠萝的梗部。电机滑台设在框架的中部，初始工位、摘取工位和收集工位对应框架内的三个位置。

调整机构包括同步带、第一电机、限位光轴和箱式滑块；第一电机为带编码器的步进电机，防止丢步，提高摘取装置移动的精确性。箱式滑块安装在限位光轴上，限位光轴与同步带同向水平平行设置在框架的上方，第一电机带动同步带运动；同步带与摘取机构的框架顶面接触，摘取机构的框架与箱式滑块连接，同步带运动带动摘取机构在限位光轴上移动进而调整摘取机构，使摘取工位正对菠萝。

摄像头正对摘取工位安装在框架上，摄像头在视野中捕捉到菠萝之后，摄像头反馈的菠萝位置信息先是传输给微型电脑处理，确定出前方最近的菠萝的位置，再反馈信息给单片机，然后通过单片机控制第一电机转动带动同步带运动，进而带动摘取机构运动以使摘取工位正对菠萝。

红外线传感器安装在框架上且正对摘取工位，当红外传感器检测到菠萝存在信息后会反馈给第二电机，第二电机驱动滑块带动推板从初始工位移动到摘取工位。

当菠萝被推板推动到阻挡条处，在阻挡条阻挡下，推板和阻挡条分别对菠萝和茎施加两个不同方向的力，由于菠萝和茎连接的脆性，在阻挡条的阻挡下，推动过程中菠萝开始以阻挡条为支点旋转，菠萝的梗部慢慢被掰开，直到菠萝的梗部被掰断，菠萝掉入阻挡条后方的收集工位。菠萝掰断后，推板回到初始工位。

除了上述实施例提及的方式外，电机滑台和第二电机还可以替换为气缸，利用气缸带动推板往返运动推动菠萝实现掰断过程；或者设置电动推杆带动推板直线移动以实现掰断过程。这些变换方式均在本发明的保护范围内。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种菠萝采摘装置包括：摘取机构、调整机构、用于捕捉菠萝位置的摄像头和正对摘取工位并用于感应摘取工位是否存在菠萝的红外线传感器。摘取机构包括采摘部件和带动采摘部件在初始工位和摘取工位之间往复运动的推动部件。调整机构：用于调整摘取机构，使摘取工位正对菠萝。利用摄像头代替人工识别菠萝的位置，利用红外线传感器检测摘取工位是否存在菠萝，自动化程度高，摄像头与红外线传感器结合，提高菠萝采摘的精确度，保证菠萝采摘质量。

技术研发人员：彭绍湖;黎子良;叶土仙;李创锌;黄春茂;刘长红
受保护的技术使用者：广州大学
技术研发日：2019.03.11
技术公布日：2019.05.24