一种串番茄自动集果装置及方法与流程

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1.本发明涉及农业机械技术领域，尤其是指一种串番茄自动集果装置及方法。

背景技术：

2.为保证采摘品质，对串番茄(圣女果)进行采摘时，要求成串采摘。对于串番茄(圣女果)这种果蔬来说，其生长环境较为复杂，自然生长状态随机且多样，作物枝条(藤蔓)、真叶、支架等与果蔬的空间布局复杂，其形状也复杂多样，种植结出来的果实串和果实数量多，每一株全年可结果很多串，一般每串有多颗番茄果实，这就使得串番茄的采摘需耗费较长的时间和较大的劳动力，为提高采摘效率和节约劳动力，可使用采摘机器人来完成采摘作业。
3.但是，现有的采摘机器人仅能实现番茄串的自动采摘，无法对采摘后的番茄串进行自动收集和有序放置，番茄串的收集和放置通常还是以人工来实现，需耗费大量的劳动力和较长的时间，无法满足采摘需求。

技术实现要素：

4.为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中在对串番茄完成采摘后，无法对采摘后的番茄串进行自动收集和有序放置的缺陷。
5.为解决上述技术问题，本发明提供了一种串番茄自动集果装置，包括，
6.机架；
7.输送机，所述输送机包括输送主体和支腿，所述输送主体可摆动的连接在所述支腿上，所述支腿可滑移地连接在所述机架上；
8.收集框，所述收集框连接在所述机架上，并由直线电机驱动进行直线运动；
9.光电传感器，所述光电传感器连接在所述输送机上，所述光电传感器用于检测是否有番茄串落在输送主体上，并将检测结果传输给控制器；
10.其中，所述控制器用于根据所述光电传感器的检测结果控制直线电机动作，从而由直线电机驱动所述收集框做直线运动。
11.在本发明的一个实施例中，所述输送主体包括架体，所述架体上连接有带传动装置，所述带传动装置包括输送带，所述输送带由第一电机驱动输送，所述第一电机连接在所述架体上。
12.在本发明的一个实施例中，所述输送主体的输出端设置有导引板，所述导引板位于所述收集框的上方，且所述导引板可翻转地连接在所述架体上。
13.在本发明的一个实施例中，所述导引板和所述架体相铰接，所述导引板和所述架体之间还连接有复位弹簧。
14.在本发明的一个实施例中，所述支腿通过转角板和所述架体相连接，所述转角板的一端连接在所述架体上，另一端和所述支腿相铰接。
15.在本发明的一个实施例中，串番茄自动集果装置还包括锁紧螺栓，所述转角板上
设置有弧形槽，所述锁紧螺栓穿过所述弧形槽后与所述支腿相连接。
16.在本发明的一个实施例中，所述支腿均通过调节螺栓和底座相连接，所述底座可滑移地连接在所述机架上。
17.在本发明的一个实施例中，所述机架上设置有导轨，所述底座上连接有滑块，所述滑块可滑移地连接在所述导轨上。
18.在本发明的一个实施例中，所述输送带两侧的架体上均连接有挡板，所述挡板呈倾斜设置。
19.一种串番茄自动集果方法，包括，
20.步骤1)，将采摘后的番茄串置于输送主体上，由输送主体向着收集框方向输送番茄串，此时收集框处于初始位置；
21.当光电传感器检测到有番茄串落在输送主体上，控制器控制直线电机延迟启动，直至番茄串落至收集框中，延迟启动结束，直线电机驱动收集框移动设定距离；
22.步骤2)，返回步骤1)，进行下一番茄串的码放，直至在收集框中完成一排番茄串的码放；
23.步骤3)，待收集框中完成一排番茄串的码放后，由直线电机驱动收集框返回初始位置，并返回步骤1)，直至收集框内完成多排番茄串的码放。
24.本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
25.本发明所述的串番茄自动集果装置及方法，可以自动实现番茄串的自动收集和有序码放，减少了人工收集的环节，节约了大量的劳动力和时间，降低了人工成本，提高了收集效率和质量。
附图说明
26.为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明。
27.图1是本发明的串番茄自动集果装置的三维结构示意图；
28.图2是图1中a处的局部放大示意图；
29.图3是图1所示的自动集果装置的正视图；
30.图4是图1所示的自动集果装置的侧视图；
31.图5是图1中输送机的结构示意图；
32.说明书附图标记说明：1、机架；2、输送机；21、输送主体；211、架体；212、输送带；213、第一电机；214、电控箱；215、导引板；216、复位弹簧；217、吊环；218、u型螺栓；219、转角板；2191、弧形槽；22、支腿；221、锁紧螺栓；23、底座；24、调节螺栓；3、光电传感器；4、收集框；5、直线电机；6、滑块；7、导轨；8、固定环；9、挡板；10、固定座；11、番茄串；12、采摘机械臂。
具体实施方式
33.下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
34.参照图1-图3所示，本实施例公开了一种串番茄自动集果装置，包括机架1、输送机
2、收集框4、光电传感器3和控制器；
35.输送机2包括输送主体21和支腿22，输送主体21可摆动的连接在支腿22上，以便于调节输送主体21的角度，支腿22可滑移地连接在机架1上，以便于调节输送主体21的水平距离；
36.收集框4连接在机架1上，并由直线电机5驱动进行直线运动；
37.光电传感器3连接在输送机2上，光电传感器3用于检测是否有番茄串11落在输送主体21上，并将检测结果传输给控制器；
38.其中，控制器用于根据光电传感器3的检测结果控制直线电机5动作，从而由直线电机5驱动收集框4做直线运动，当光电传感器3检测到有有番茄串11落在输送主体21上时，控制器控制直线电机5延迟启动。
39.在其中一个实施方式中，如图1和图5所示，输送主体21包括架体211，架体211上连接有带传动装置，带传动装置包括输送带212，输送带212由第一电机213驱动输送，第一电机213连接在架体211上。
40.架体211上还可以安装电控箱214，由电控箱214控制第一电机213的启停和速度，从而调整输送带212的带速，以适应快速采摘时或者速度较慢的情况、或者需要对输送带212带速需要调整的环境条件。
41.可以理解地，带传动装置还包括主动带轮和被动带轮，主动带轮和被动带轮之间连接输送带212，由第一电机213驱动主动带轮旋转，从而实现输送带212的运转；主动带轮和被动带轮也连接在架体211上。
42.其中，输送主体21呈倾斜设置；倾斜角度可以为30
°
～60
°
，以减少输送主体21和掉落的番茄串11之间产生的碰撞冲击力。
43.在其中一个实施方式中，架体211包括型材，输送带212的两侧均设置有型材，可为输送带212提供左右两侧限位遮挡。
44.在其中一个实施方式中，如图4所示，输送主体21的输出端设置有导引板215，导引板215位于收集框4的上方，且导引板215可翻转地连接在架体211上。
45.进一步地，导引板215和架体211相铰接，导引板215和架体211之间还连接有复位弹簧216。
46.其中，导引板215起到导引作用，当番茄串11从输送主体21输出时，先落至导引板215上，从而使得导引板215向下翻转倾斜，并经由导引板215落至收集框4中，之后，导引板215在复位弹簧216的作用下复位；
47.通过导引板215的设计，可以有效减小番茄串11与收集筐之间的冲击碰撞。
48.在其中一个实施方式中，导引板215上连接有吊环217，复位弹簧216的一端钩挂在吊环217上，另一端连接在架体211上。
49.在其中一个实施方式中，架体211上连接有u型螺栓218，导引板215两侧均设置有铰接孔，u型螺栓218的两端分别穿设在对应的铰接孔中，以实现铰接连接。
50.在其中一个实施方式中，支腿22通过转角板219和架体211相连接，转角板219的一端连接在架体211上，另一端和支腿22相铰接。
51.进一步地，转角板219上设置有弧形槽2191，锁紧螺栓221穿过弧形槽2191后与支腿22通过螺纹相连接。
52.调整输送主体21的倾斜角度时，摆转架体211，此时，锁紧螺栓221可沿弧形凹槽移动，摆转到位后，拧紧锁紧螺栓221，使得支腿22和架体211完全锁紧固定，以防止架体211在后续输送过程中发生摆动。
53.在其中一个实施方式中，支腿22均通过调节螺栓24和底座23相连接，底座23可滑移地连接在机架1上。
54.例如，调节螺栓24的一端固定在底座23上，另一端伸入支腿22的螺纹孔中实现螺纹连接。
55.调节螺栓24用于调节支腿22的高度，从而实现输送主体21高度的调整。调整时，只需调整调节螺栓24相对支腿22的旋合深度，就可以实现支腿22高度的调节。
56.在其中一个实施方式中，机架1上设置有导轨7，底座23上连接有滑块6，滑块6可滑移地连接在导轨7上。
57.进一步地，导轨7上可拆卸地连接有固定环8，当滑块6滑移至设定位置后，由固定环8对滑块6进行阻挡限位，使得输送机2的位置得以固定，防止其再发生移动。
58.在其中一个实施方式中，架体211上连接有多个支腿22，以保证输送主体21的稳定性。
59.在其中一个实施方式中，输送带212两侧的架体211上均连接有挡板9，挡板9呈倾斜设置。
60.挡板9可以对刚完成采摘的番茄串11进行位置限定，使之能够稳定地落在输送带212上，避免倾斜的番茄串11落至输送带212外部，同时也使得番茄串11能以一个合适的姿态落在输送带212上，从而更利于后续番茄串11能够码放整齐。
61.进一步地，挡板9的倾斜角度为30
°
～60
°
。
62.在其中一个实施方式中，收集框4放置在固定座10上，固定座10由直线电机5驱动进行运动。
63.本实施例还公开了一种利用上述集果装置进行自动集果的方法，包括以下步骤：
64.步骤1)，将采摘后的番茄串11置于输送主体21的输送带212上，由输送带212向着收集框4方向输送番茄串11，此时收集框4处于初始位置；
65.当光电传感器3检测到有番茄串11落在输送带212上，控制器控制直线电机5延迟启动，直至番茄串11落至收集框4中，延迟启动结束，直线电机5驱动收集框4移动设定距离；可以理解地，当光电传感器3没有检测到有番茄串11落在输送带212上时，控制器无需动作；
66.此处，延迟启动的目的在于待番茄串11落至收集框4中之后，再让直线电机5启动，从而将收集框4移动设定距离，这样就可以使得下一番茄串11和该番茄串11可以相邻码放；
67.上述延迟启动的时间为：番茄串11落在输送带212上直至落至收集框4中所需的时间，该时间可以事先实现根据输送带212的传动速度、收集框4的位置等计算得到，也可以通过测试得到；例如，延迟启动时间为500ms。
68.上述设定距离不小于一串番茄串11的宽度，优选的，该设定距离等于一串番茄串11的宽度。
69.步骤2)，返回步骤1)，进行下一个番茄串11的码放，直至在收集框4中完成一排番茄串的码放；
70.步骤3)，待收集框4中完成一排番茄串的码放后，由直线电机5驱动收集框4返回初
始位置，并返回步骤1)，进行下一排(上面一排)番茄串的码放，直至收集框4内完成多排番茄串的码放。
71.收集框中需码放几排番茄串视为满框，可以根据实际需求设定。
72.待一个收集框满框后，更换空的收集框并重复上述步骤进行下一批番茄串的收集即可。
73.上述控制器可以远程设置，控制器和直线电机5之间可以采用有线或无线通信方式。
74.在进行步骤1)之前，需将自动集果装置的机架1安装在采摘车上，并将输送机2的带速调整至合适带速，使输送机2保持正常工作状态。
75.在其中一个实施方式中，在进行步骤1)之前，还需进行试运行，试运行之前，将输送主体21的角度和高度调整至合适的位置，输送主体21的倾斜角度通过转角板219调整，并做好标记，输送主体21的高度调整至设定高度。试运行时，先启动输送机2开始运转，并根据实际工作条件调整输送带212的带速；再取一串番茄置于输送机2的输送主体21上，测试光电传感器3是否有信号、光电传感器3检测到番茄串11时，直线电机5是否会带动收集筐前进设定距离，测试若干次后，若一切正常，则将收集框4回复至初始位置。
76.番茄串生长在藤蔓下部，藤蔓不断向上生长，果实主要在下部，采摘也集中在下部，每采摘完一茬，就将藤蔓往下放一段，以便于保持结果位置的稳定。采摘机器人的采摘机械臂12采摘完番茄串之后，需要将番茄串放置在收集筐4中，此时只需将采摘后的番茄串放置于上述集果装置的输送带212上，就可以对采摘后的番茄串进行自动、有序的码放收集，且可以有效减少收集时番茄串易受撞击而出现果粒掉落的现象，保证收集质量。
77.上述串番茄自动集果装置及方法，可以自动实现番茄串的自动收集和有序码放，减少了人工收集的环节，节约了大量的劳动力和时间，降低了人工成本，提高了收集效率和质量。
78.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：

1.一种串番茄自动集果装置，其特征在于：包括，机架；输送机，所述输送机包括输送主体和支腿，所述输送主体可摆动的连接在所述支腿上，所述支腿可滑移地连接在所述机架上；收集框，所述收集框连接在所述机架上，并由直线电机驱动进行直线运动；光电传感器，所述光电传感器连接在所述输送机上，所述光电传感器用于检测是否有番茄串落在输送主体上，并将检测结果传输给控制器；其中，所述控制器用于根据所述光电传感器的检测结果控制直线电机动作，从而由直线电机驱动所述收集框做直线运动。2.根据权利要求1所述的串番茄自动集果装置，其特征在于：所述输送主体包括架体，所述架体上连接有带传动装置，所述带传动装置包括输送带，所述输送带由第一电机驱动输送，所述第一电机连接在所述架体上。3.根据权利要求2所述的串番茄自动集果装置，其特征在于：所述输送主体的输出端设置有导引板，所述导引板位于所述收集框的上方，且所述导引板可翻转地连接在所述架体上。4.根据权利要求3所述的串番茄自动集果装置，其特征在于：所述导引板和所述架体相铰接，所述导引板和所述架体之间还连接有复位弹簧。5.根据权利要求2所述的串番茄自动集果装置，其特征在于：所述支腿通过转角板和所述架体相连接，所述转角板的一端连接在所述架体上，另一端和所述支腿相铰接。6.根据权利要求5所述的串番茄自动集果装置，其特征在于：还包括锁紧螺栓，所述转角板上设置有弧形槽，所述锁紧螺栓穿过所述弧形槽后与所述支腿相连接。7.根据权利要求2所述的串番茄自动集果装置，其特征在于：所述支腿均通过调节螺栓和底座相连接，所述底座可滑移地连接在所述机架上。8.根据权利要求7所述的串番茄自动集果装置，其特征在于：所述机架上设置有导轨，所述底座上连接有滑块，所述滑块可滑移地连接在所述导轨上。9.根据权利要求2所述的串番茄自动集果装置，其特征在于：所述输送带两侧的架体上均连接有挡板，所述挡板呈倾斜设置。10.一种串番茄自动集果方法，其特征在于：包括，步骤1)，将采摘后的番茄串置于输送主体上，由输送主体向着收集框方向输送番茄串，此时收集框处于初始位置；当光电传感器检测到有番茄串落在输送主体上，控制器控制直线电机延迟启动，直至番茄串落至收集框中，延迟启动结束，直线电机驱动收集框移动设定距离；步骤2)，返回步骤1)，进行下一番茄串的码放，直至在收集框中完成一排番茄串的码放；步骤3)，待收集框中完成一排番茄串的码放后，由直线电机驱动收集框返回初始位置，并返回步骤1)，直至收集框内完成多排番茄串的码放。

技术总结

本发明涉及一种串番茄自动集果装置及方法，该装置包括机架、输送机、收集框、和光电传感器，输送机包括输送主体和支腿，输送主体可摆动的连接在支腿上，支腿可滑移地连接在机架上；收集框连接在所述机架上，并由直线电机驱动进行直线运动；光电传感器连接在输送机上，光电传感器用于检测是否有番茄串落在输送主体上，并将检测结果传输给控制器；控制器用于根据光电传感器的检测结果控制直线电机动作，从而由直线电机驱动所述收集框做直线运动。本发明还公开了一种串番茄自动集果方法。本发明可以自动实现番茄串的自动收集和有序码放，节约了大量的劳动力和时间，降低了人工成本，提高了收集效率和质量。高了收集效率和质量。高了收集效率和质量。