智能核桃采摘车

本发明涉及一种智能可调频的核桃振动采摘装置，可对核桃进行自动化振动采摘，同时减小了对核桃树的损伤。

背景技术：

在我国大部分地区核桃成熟的季节在8、9月份，现采摘核桃方法有人工采摘和机械采摘两种方法，其中人工采摘是在果实成熟时，用竹竿或弹性的长木杆敲击核桃所在的枝条或直接击落果实，人工采摘不仅效率低下，敲击过程中还可能损伤其枝芽而影响来年产量；机械采摘一般为人工手持式振动采摘，虽然提高了一定的效率，但长期机器产生的振动对人体有一定的影响，而且长时间不适宜的振动频率要么无法将成熟的核桃全部振落，要么就会对核桃树造成一定的损害。

技术实现要素：

本发明的目的在于研发能够实现智能可调频的核桃振动采摘的装置，在核桃采摘前实现小车自动定位，在采摘过程中根据核桃掉落情况而自动调节振动频率，不仅解决了核桃采摘效率低下的问题，同时也解决了长时间不恰当频率机械振动对人体和核桃树的损伤的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种智能核桃采摘车，其特征在于：包括机械臂系统、振动系统、滑轨系统、多功能摄像头、自动定位小车；机械爪通过振动系统与伸缩杆连接，机械臂系统通过伸缩杆、横向滑轨与滑轨系统连接，滑轨系统通过两个纵向滑轨与自动定位小车固接；

上述的机械臂系统与滑轨系统连接，所述的机械臂系统由接触反馈开关、机械爪、振动系统和伸缩杆构成，所述的接触反馈开关设置在机械爪上，当接触反馈开关与核桃树标记处接触时进行反馈；所述的振动系统由电机、短杆和长杆构成，所述的电机设置在伸缩杆顶端的壳体上，所述的短杆一端与电机铰接，另一端与长杆的一端铰接，所述的长杆的另一端与机械爪铰接，电机用不同功率进行工作时，带动短杆转动，再带动长杆运动，从而带动机械爪在伸缩杆的前端做左右往复运动；所述的伸缩杆与振动系统连接；

上述的滑轨系统设置在自动定位小车上，所述的滑轨系统由横向滑轨，两个竖向滑轨和两个纵向滑轨构成，所述的横向滑轨的滑台与伸缩杆的尾端固接，带动机械臂系统的左右移动，横向滑轨的两端分别固定在两个竖向滑轨的滑台上，带动横向滑轨上下移动，从而带动机械臂系统的上下移动，所述的两个纵向滑轨的底端与自动定位小车固接，两个纵向滑轨的滑台分别与两个竖向滑轨的一端连接，带动两个竖向滑轨前后移动，从而带动机械臂系统前后移动；

上述的多功能摄像头设置在自动定位小车上，当小车开始工作时，多功能摄像头开始捕捉核桃树树干标记处，捕捉完成后小车进行自动定位并对准，机械臂系统开始工作，起初以最佳频率进行振动，多功能摄像头开始实时捕捉掉落核桃，当没有核桃掉落时增加振动频率，直至有核桃掉落，并保持该频率振动一段时间，当没有核桃掉落时，继续增加振动频率，重复上一步骤，直至振动频率增加到所限定的最大值，停止机械臂系统振动，结束一棵核桃树的核桃采摘。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

本发明将机械臂系统与自动定位小车相结合，研发了一种智能核桃采摘车，不仅解决了采摘核桃效率低下的问题，同时也解决了手持式核桃振动采摘装置长时间不恰当频率的机械振动对人体和核桃树损伤的问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为机械臂系统的结构示意图；

图3为振动系统的结构示意图；

图4为滑轨系统的结构示意图；

图示中1为接触反馈开关，2为机械爪，3为振动系统，4为伸缩杆，5为滑轨系统，6为多功能摄像头，7为自动定位小车，301为电机，302为短杆，303为长杆，501为横向滑轨，502为竖向滑轨，503为纵向滑轨，504为纵向滑轨，505为竖向滑轨。

具体实施方式：

参照附图1-4，本实例为一种智能核桃采摘车，包括机械臂系统、振动系统3、滑轨系统5、多功能摄像头6、自动定位小车7；机械爪2通过振动系统3与伸缩杆4连接，机械臂系统通过伸缩杆4、横向滑轨501与滑轨系统5连接，滑轨系统5通过纵向滑轨503、纵向滑轨504与自动定位小车7固接。

所述的机械臂系统与滑轨系统5连接，所述的机械臂系统由接触反馈开关1、机械爪2、振动系统3和伸缩杆4构成，所述的接触反馈开关1设置在机械爪2上，当接触反馈开关2与核桃树标记处接触时进行反馈，实现机械爪2后退一厘米，然后进行夹紧树干行为的功能；所述的振动系统3由电机301、短杆302和长杆303构成，所述的电机301设置在伸缩杆4顶端的壳体上，所述的短杆302一端与电机301铰接，另一端与长杆303的一端铰接，所述的长杆303的另一端与机械爪2铰接，电机301用不同功率进行工作时，带动短杆302转动，同时带动长杆303运动，再带动机械爪2在伸缩杆4的前端做左右往复运动，实现机械爪2进行不同频率左右振动的功能；所述的伸缩杆4与振动系统3连接，从而实现机械臂系统的前后收缩功能。

所述的滑轨系统5设置在自动定位小车7上，所述的滑轨系统5由横向滑轨501，竖向滑轨502，纵向滑轨503，纵向滑轨504，竖向滑轨505构成，所述的横向滑轨501的滑台与伸缩杆4的尾端固接，带动机械臂系统的左右移动，横向滑轨501的两端分别固定在竖向滑轨502和竖向滑轨505的滑台上，带动横向滑轨501上下移动，从而带动机械臂系统的上下移动，所述的纵向滑轨503、纵向滑轨504的底端与自动定位小车7固接，纵向滑轨503、纵向滑轨504的滑台分别与竖向滑轨502的一端、竖向滑轨505的一端连接，带动竖向滑轨502、竖向滑轨505前后移动，从而带动机械臂系统前后移动，实现了机械臂系统在定位核桃树标记处可多自由度进行调整的功能，同时具有可将机械臂系统收入自动定位小车7车内的功能。

所述的多功能摄像头6设置在自动定位小车7上，当小车开始工作时，多功能摄像头6开始捕捉核桃树树干标记处，捕捉完成后小车进行自动定位并对准，机械臂系统开始工作，起初以最佳频率进行振动，多功能摄像头6开始实时捕捉掉落核桃，当没有核桃掉落时增加振动频率，直至有核桃掉落，并保持该频率振动一段时间，当没有核桃掉落时，继续增加振动频率，重复上一步骤，直至振动频率增加到所限定的最大值，停止机械臂系统振动，结束一棵核桃树的核桃采摘。

技术特征：

1.一种智能核桃采摘车，其特征在于：包括机械臂系统、振动系统、滑轨系统、多功能摄像头、自动定位小车；机械爪通过振动系统与伸缩杆连接，机械臂系统通过伸缩杆、横向滑轨与滑轨系统连接，滑轨系统通过两个纵向滑轨与自动定位小车固接。

2.根据权利要求1所述的一种智能核桃采摘车，其特征在于：所述的机械臂系统与滑轨系统连接，所述的机械臂系统由接触反馈开关、机械爪、振动系统和伸缩杆构成，所述的接触反馈开关设置在机械爪上；所述的振动系统由电机、短杆和长杆构成，所述的电机设置在伸缩杆顶端的壳体上，所述的短杆一端与电机铰接，另一端与长杆的一端铰接，所述的长杆的另一端与机械爪铰接；所述的伸缩杆与振动系统连接。

3.根据权利要求1所述的一种智能核桃采摘车，其特征在于：所述的滑轨系统设置在自动定位小车上，所述的滑轨系统由横向滑轨，两个竖向滑轨和两个纵向滑轨构成，所述的横向滑轨的滑台与伸缩杆的尾端固接，横向滑轨的两端分别固定在两个竖向滑轨的滑台上，所述的两个纵向滑轨的底端与自动定位小车固接，两个纵向滑轨的滑台分别与两个竖向滑轨的一端连接。

4.根据权利要求1所述的一种智能核桃采摘车，其特征在于：所述的多功能摄像头设置在自动定位小车上。

技术总结
本发明涉及一种智能可调频的核桃振动采摘装置，可对核桃进行自动化振动采摘，同时减小了对核桃树的损伤。其特征在于：包括机械臂系统、振动系统、滑轨系统、多功能摄像头、自动定位小车；机械爪通过振动系统与伸缩杆连接，机械臂系统通过伸缩杆、横向滑轨与滑轨系统连接，滑轨系统通过两个纵向滑轨与自动定位小车固接。本发明与现有技术相比，将机械臂系统与自动定位小车相结合，研发了一种智能核桃采摘车，不仅解决了采摘核桃效率低下的问题，同时也解决了手持式核桃振动采摘装置长时间不恰当频率的机械振动对人体和核桃树损伤的问题。

技术研发人员：孙兴冻;汪杰;徐克;许良元;蒋锐;方梁菲;徐海明;雒有宝;景文康;周超飞;彭双发;蒋珂;沈弘劲
受保护的技术使用者：安徽农业大学
技术研发日：2021.06.23
技术公布日：2021.08.17