一种气吸式落地红枣捡拾系统、控制方法及应用与流程

    专利2022-07-08  72


    本发明属于果园收获设备技术领域,尤其涉及一种气吸式落地红枣捡拾系统、控制方法及应用。



    背景技术:

    目前红枣采收主要采用先机械振落,再人工捡拾的半自动化方式。存在的主要问题如下:(1)红枣属于鲜食品种果实,采摘季较短,果实表面极易受机械损伤和果实相互间磕碰损伤,而导致酒化作用加速果实的腐烂;(2)经调研,采收期落地红枣占红枣总产量的30%-60%,采收阶段劳动力占整个红枣过程劳动力的35%-45%;(3)在红枣收获期间,部分红枣已成熟掉落地表,如采用采收机械进地工作,会对已落到地表的红枣进行碾压,会对红枣造成比较大的损伤和浪费。经文献检索,目前国内的气吸式红枣收获机分别有:(1)塔里木大学设计的捡拾机,该机工作效率高,结构简单,但吸枣管易堵塞,对风机性能要求高。(2)北京意美德通科技有限公司设计制造的机器,其不足是:需两个人配合使用,效率低。收获箱内没有完全分离的杂质会进入风机,缩短风机使用寿命。由于收集箱需密封,倒出红枣较繁琐。(3)陕西省农业机械研究所研制的红枣收获机,但捡拾过程需人工扶持吸枣管,捡拾效率低。

    目前国外一些主要的林果生产国已基本实现了机械化采收,在降低林果生产成本的同时,也使收获效率提高了5-10倍,所以针对我国农村劳动力大量外出务工的情况,迫切需要设计出高效可靠的果实采收装置以尽可能弥补当前果实收集时劳动力不足的情况。

    通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:传统的针对落地红枣的处理方法是人为将红枣吸拾口对准红枣,并且没有防堵塞设施,使得人工资源浪费严重,且极易损坏设备;并且由于传统的落地红枣的装置的动力来源仅为人力驱动,一旦设备自身的重量较大时,就使得人工去推动变得异常困难。

    解决以上问题及缺陷的难度为:落地红枣的特点在于红枣的采摘时间短,果实易损伤,红枣与树叶等杂质混杂,落地红枣位置随机分布的。这就需要在短时间内人为的去田间寻找红枣地位置,并且分离红枣和树叶,使得捡拾红枣的劳动强度较大,而且传统的落地红枣的机械设备质量较大,仅靠人为去推动设置在田间形走,会加重农民的劳动负担;

    落地红枣这样的特质就要求吸拾装备不仅可以高效便捷的寻找到落地红枣的位置,而且还需要在不会对红枣造成损伤的前提下,分离出红枣和树叶等杂质,同时满足这些要求是比较困难的。

    解决以上问题及缺陷的意义为:本发明可以实现落地红枣的位置全自动寻找,无损伤、高效快速的捡拾红枣并分离杂质,不仅能够提高落地红枣的收集效率,降低农民劳动强度,还不会在收集过程中对红枣造成损伤。实现了在目前农村青壮劳动力短缺的情况及时有效的对落地红枣进行收集,不仅可以解决由于落地红枣收集不及时造成的浪费问题,还可以增加农民的经济收益,提高种植红枣的积极性,推动红枣产业发展。



    技术实现要素:

    针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种气吸式落地红枣捡拾系统、控制方法及应用。

    本发明是这样实现的,一种气吸式落地红枣捡拾系统,所述气吸式落地红枣捡拾系统包括:

    机械臂装置,用于利用摄像头的图像识别技术来根据落地红枣的具体位置来自适应的调节吸拾口的位置及方向,使红枣吸拾装置对红枣进行收集和传递;

    红枣吸拾装置,用于将掉落在地表的红枣进行捡拾收集并传递;

    红枣分离装置,用于将红枣吸拾装置收集的红枣及树叶等杂质进行分离;

    控制驱动装置,用于对所述的机械臂装置、红枣吸拾装置和红枣分离装置及来提供底盘支撑并且利用控制电路来控制驱动电机带动三者进行移动。

    进一步,所述机械臂装置包括摄像头、红枣吸拾口、吸拾软管接口、伺服电机、机械臂连接杆;

    摄像头提供给1080p高清垂直视频;红枣吸拾口为吸头底部向开口方向两侧扩展,开口部分呈现梯形,整体呈簸箕状;吸拾软管接口位于红枣吸拾口的后侧,用于将吸拾软管与红枣吸拾防堵塞管道连接到一起;伺服电机为三台空心杯无刷电机,机械臂连接杆采用空心连杆连接,摄像头安装于红枣分离箱上方,用于对地面的红枣进行拍照,并进行图像识别,控制伺服电机和机械臂连接杆运动,使红枣吸拾口对准掉落于地面的红枣。

    进一步,所述红枣吸拾装置包括波纹形包塑软管、红枣吸拾防堵塞管道、红枣高压离心风机;

    波纹形包塑软管用于连接吸拾软管接口和红枣吸拾防堵塞管道;红枣吸拾防堵塞管道采用加粗弯头处管道直径的方法。

    进一步,所述红枣分离装置包括红枣收集框、红枣分离挡板、红枣分离风机、红枣分离观察窗、红枣分离斜板、汽油机、杂质排出口;

    红枣收集框采用铝合金方框结构,红枣分离挡板采用整块的铝合金结构,依据红枣的直径分别为2-4cm的区间范围内,在红枣分离挡板和红枣分离斜板的交界处设置5.5cm的间隙,使全部红枣从此处掉落入红枣收集框;红枣分离风机的动力来源于汽油机,利用分离风机的风力将所吸拾进来的红枣和树叶杂质沿着红枣分离斜板的方向进行风选,红枣分离观察窗采用玻璃制作,用于观察红枣和树叶杂质进行分离的过程,红枣分离斜板采用铝合金侧板制作,其底部与红枣分离挡板平齐,其上部向风机一侧倾斜,与水平呈30°倾角,隔板顶部与红枣分离箱顶部形成一条缝隙,杂质排出口用于将树叶等杂质进行清理。

    进一步,所述控制驱动装置包括小车底盘、蓄电池、驱动电机、小车手扶推杆;

    小车底盘全部采用冷弯矩形空心型钢焊接而成,其型号边长与宽分别为a=50mm,b=25mm,壁厚t=1.2mm,理论重量为1.388kg/m,小车底盘由矩形空心钢焊接成皿字形,作用在于承托蓄电池和固定驱动电机以及安装车轮;驱动电机采用agv小车驱动电机,蓄电池采用铅酸蓄电池;小车手扶推杆采用铝合金秆制成。

    本发明的另一目的在于提供一种实施所述气吸式落地红枣捡拾系统的控制方法,所述控制方法包括:

    步骤一,通过利用图像识别技术使得机械臂模块可以自动地将红枣吸拾口对准地面上的落地红枣,找到落地红枣的位置,并使红枣进入吸拾模块;

    步骤二,通过开启红枣高压离心风机从而产生负压,使得地面上的红枣由于内外压差的关系被吸拾进来,通过吸拾软管和防堵塞弯管进入红枣分离模块。

    步骤三,通过开启分离模块的风机产生风力,使得一起被吸拾进来的红枣和树叶等杂质可以被风选,由于重力的不同,红枣会落入到红枣分离挡板上,红枣分离挡板与红枣分离斜板的交界处依据红枣直径大小设有空隙,使得红枣掉落到红枣收集框当中,而树叶杂质会被风沿着红枣分离斜板的方向吹入到杂质收集框中,完成红枣分离的工作。

    步骤四,通过驱动电机来带动整个装置的运动,使得整个气吸式落地红枣捡拾机在整个田地间进行工作,使得红枣的收集更全面和彻底。

    进一步,所述控制方法通过摄像头的图像识别技术来获取到落地红枣的具体位置,自适应调节三台伺服电机驱动机械臂连接杆将红枣吸拾口对准落地红枣的位置,将落地红枣吸拾起来。

    当红枣吸拾口对准落地红枣的位置后,红枣将从吸拾软管接口的位置进入红枣吸拾装置,在经过橡胶软管和红枣吸拾防堵塞管道之后,进入红枣分离装置。

    进一步,所述控制方法当红枣吸拾装置将落地红枣和树叶等杂质吸拾起来之后,经由红枣吸拾防堵塞管道进入红枣分离装置;红枣分离装置的工作流程为:首先借助于汽油机来使红枣高压离心风机启动,将红枣分离装置内部的空气抽离,使其变成负压状态,利用内外的空气压差将红枣及树叶杂质吸收进来,并启动红枣分离风机对红枣和杂质来进行风选,之后红枣由于重力作用掉落在红枣隔离挡板上面,红枣分离挡板为一块平板,在最后与红枣分离斜板交界处设置红枣直径大小的空隙,用于将红枣掉落入红枣收集框当中;设置了红枣分离斜板使树叶等杂质沿着红枣分离斜板的方向使杂质掉落到杂质收集箱中,将落地红枣筛选到一侧,树叶等杂质筛选到另一侧,将落地红枣较为干净地筛选到红枣收集框当中,而树叶杂质借助于杂质排出口进行清理,设置了红枣分离观察窗,从而清楚直观地对红枣的筛选分离过程进行观察。

    进一步,所述控制方法的驱动装置是借助于蓄电池和四台驱动电机,由蓄电池提供动力来源,带动驱动电机运行,使整个气吸式红枣捡拾装置可以根据机械臂装置的摄像头确定的落地红枣位置来自动的抵达,当电源没电时可以利用小车手扶推杆,来人来操纵小车的前进及方向,对落地红枣进行捡拾和分离。

    本发明的另一目的在于提供一种果园收获设备,所述果园收获设备安装有所述气吸式落地红枣捡拾系统。

    结合上述的所有技术方案,本发明所具备的优点及积极效果为:本发明的主要目的在于针对上述背景技术当中所描述的不足之处,提供一种针对落地红枣的气吸式捡拾装置,该装置的自动化程度高,仅需要一人进行操作即可完成整个的工作流程;并且其结构简单,特有的防堵塞弯管装置有效的防止了吸枣管的堵塞情况出现;且风机与杂质之间借助筛网,阻隔杂质进入风机,对风机进行有效的保护;同时红枣收集箱位于机器侧边,便于枣农对所收集的红枣进行统一整理;并且采用四轮驱动电机去控制整个气吸式落地红枣装置的形走,使得人力资源得到了极大的节省,枣农仅需要关注红枣收集框是否装满并及时收集红枣即可;通过上述的种种机械设计细节,可以在满足对落地红枣进行气吸式高效捡拾的基础上,提高机械的使用简便程度,便于枣农快速掌握,且利用气吸式捡拾原理,有效的减少了红枣的破损,提高红枣的品质。

    实验结果表明:本发明设计的气吸式落地红枣捡拾机的生产率为153.5kg/h,拾净率为92.0%,含杂率为4.8%,满足了技术要求,并且吸拾的落地红枣表面无损伤,技术指标也达到了要求,可用于落地红枣的捡拾当中。本发明采用图像识别、负压捡拾、气流清选、电机驱动的原理,可以实现针对掉落在地面上的红枣进行捡拾并且分离干净杂质的功能。结构设计合理,功能部件简单,易于加工生产,且操作方便,有利于推广应用。

    本发明实现了针对落地红枣的捡拾并分离杂质的功能,实现了自动吸拾落地红枣,主动形走的功能,可以减少农民收集红枣的劳动强度和人工成本,并且吸拾和分离过程均采用气流作用,极大的减小了可能对红枣造成损伤的概率。

    附图说明

    为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。

    图1是本发明实施例提供的气吸式落地红枣捡拾系统的控制方法流程图。

    图2是本发明实施例提供的气吸式落地红枣捡拾系统的结构示意图。

    图3是本发明实施例提供的气吸式落地红枣捡拾装置的机械臂模块局部图。

    图4是本发明实施例提供的气吸式落地红枣捡拾装置的分离模块局部图。

    图5是本发明实施例提供的气吸式落地红枣捡拾装置的驱动模块局部图。

    图6是本发明实施例提供的气吸式落地红枣捡拾装置的工作状态图。

    图中:1、机械臂装置;2、红枣吸拾装置;3、红枣分离装置;4、控制驱动装置;5、摄像头;6、红枣吸拾口;7、吸拾软管接口;8、伺服电机(3台);9、机械臂连接杆;10、红枣收集框;11、红枣分离挡板;12、红枣分离风机;13、红枣吸拾软管;14、红枣吸拾防堵塞管道;15、红枣分离观察窗;16、红枣分离斜板;17、红枣高压离心风机;18、汽油机;19、汽油机机架;20、杂质排出口;21、小车底盘;22、蓄电池;23、驱动电机(4台);24、小车手扶推杆。

    具体实施方式

    为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。

    针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种气吸式落地红枣捡拾系统、控制方法及应用,下面结合附图对本发明作详细的描述。

    如图1所示,本发明提供的气吸式落地红枣捡拾系统的控制方法包括以下步骤:

    s101:通过摄像头的图像识别技术来驱动机械臂装置的机械臂伺服电机来将红枣吸拾口对准掉落在地面上的红枣;

    s102:通过红枣吸拾装置的红枣高压离心风机来使红枣分离箱内部变真空,从而利用内外大气压力差来将掉落在地面上的红枣吸拾进红枣分离装置中;

    s103:通过红枣分离装置的红枣分离风机来吹动吸拾进来的红枣和树叶等杂质,使红枣和树叶等杂质可以沿着红枣分离挡板和红枣分离斜板的方向运动,使红枣可以沿着红枣分离挡板末尾的空隙掉落到红枣收集框当中,并将树叶等杂质利用杂质排出口清理干净;

    s104:通过控制驱动装置的蓄电池来为驱动电机提供动力来源,并且通过控制四个车轮的四个驱动电机来实现整个气吸式红枣捡拾装置的自动行走。

    本发明提供的气吸式落地红枣捡拾系统的控制方法业内的普通技术人员还可以采用其他的步骤实施,图1的本发明提供的气吸式落地红枣捡拾系统的控制方法仅仅是一个具体实施例而已。

    下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的描述。

    图2-图6所示,本发明实施例提供的气吸式落地红枣捡拾装置的机械臂装置1,包括摄像头5、红枣吸拾口6、吸拾软管接口7、伺服电机8、机械臂连接杆9;所述的摄像头5为罗技(logitech)streamcam摄像头,可以提供给1080p高清垂直视频;所述红枣吸拾口6为吸头底部向开口方向两侧扩展,开口部分呈现梯形,整体呈簸箕状。该设计可使集中的气流分散到地面上,可使吸头口部的气流涉及更大的地面,若吸头向前运动,吸头底部的平面部分有利于红枣顺利进入;所述的吸拾软管接口7位于红枣吸拾口6的后侧,用于将吸拾软管与红枣吸拾防堵塞管道14连接到一起;所述的伺服电机8为三台空心杯无刷电机,其特点在于突出的节能特性、灵敏方便的控制特性和稳定的运行特性,技术先进性十分明显;所述的机械臂连接杆9采用空心连杆连接,在保障要求的前提下减轻自重;所属的摄像头5安装于红枣分离箱上方,用于对地面的红枣进行拍照,并进行图像识别,进而控制伺服电机8和机械臂连接杆9运动,使红枣吸拾口6对准掉落于地面的红枣。

    本发明实施例中的红枣吸拾装置2,包括波纹形包塑软管13、红枣吸拾防堵塞管道14、红枣高压离心风机17;所述的波纹形包塑软管13用于连接吸拾软管接口7和红枣吸拾防堵塞管道14;所述的红枣吸拾防堵塞管道14采用加粗弯头处管道直径的方法,防止物料堵塞;所述的红枣高压离心风机17采用9—19—4a型,配用电机功率2.2kw,风量1264m3/h,风压3597pa。

    本发明实施例中的红枣分离装置3,包括红枣收集框10、红枣分离挡板11、红枣分离风机12、红枣分离观察窗15、红枣分离斜板16、汽油机18、杂质排出口20;所述的红枣收集框10采用铝合金方框结构,不仅质量轻,而且还可以与红枣分离箱的收集框放置口紧密贴合,保证了红枣高压离心风机17工作时可以将红枣分离箱内部抽离为真空状态;所述的红枣分离挡板11采用整块的铝合金结构,依据红枣的直径分别为2—4cm的区间范围内,在红枣分离挡板11和红枣分离斜板16的交界处设置5.5cm的间隙,从而可以使全部红枣从此处掉落入红枣收集框10;所述的红枣分离风机12采用4—72—3.2a—1型,其全风压为1312pa,风量为1488m3/h,功率为1.23kw,转速为299r/min,其动力来源于汽油机18,利用分离风机的风力将所吸拾进来的红枣和树叶等杂质沿着红枣分离斜板的方向进行风选,从而分离干净红枣;所述的红枣分离观察窗15采用玻璃制作,用于观察红枣和树叶等杂质进行分离的过程,从而调节风机的大小;所述的红枣分离斜板16采用铝合金侧板制作,其底部与红枣分离挡板11平齐,其上部向风机一侧倾斜,与水平呈30°倾角,隔板顶部与红枣分离箱顶部形成一条狭窄缝隙,其尺寸刚好能够使杂物通过,其目的在于阻止红枣运动,同时引导树叶等杂质通过分离挡板顶部缝隙进入到杂物箱中,而红枣则掉落到红枣收集框10当中;所述的杂质排出口20用于将树叶等杂质进行清理。

    本发明实施例中的控制驱动装置4,包括小车底盘21、蓄电池22、驱动电机23、小车手扶推杆24;所述的小车底盘21全部采用冷弯矩形空心型钢焊接而成,其型号边长与宽分别为a=50mm,b=25mm,壁厚t=1.2mm,理论重量为1.388kg/m。小车底盘由矩形空心钢焊接成“皿”字形,其作用主要在于承托蓄电池22和固定驱动电机23以及安装车轮;所述的驱动电机23采用agv(automatedguidedvehicle)小车常用驱动电机,并且依据整车自重等参数来进行选择;蓄电池22采用铅酸蓄电池tpg12—15012v100ah;小车手扶推杆24采用铝合金秆制成。

    下面结合实验对本发明的技术效果作详细的描述。

    为了验证本发明所设计的气吸式红枣捡拾机的有效性,在陕西省榆林市佳县的红枣种植园进行实验,试验果园的种植模式和枣树的主要树形特征见表1。

    表1田间试验枣树的参数

    根据试验需要,所用到的主要仪器及工具见表2。

    表2试验所用仪器

    试验方法按照gb/t5667—2008《农用机械生产试验方法》,并参照gb/t5262—2008《农业机械试验条件测定方法的一般规定》来进行,结合气吸式落地红枣捡拾机的工作原理、结构特点以及作业方式。选择拾净率、生产率、含杂率等作为试验指标。实地测试结果如下表3所示。

    表3气吸式落地红枣捡拾机实地测试结果

    实验结果表明:本发明设计的气吸式落地红枣捡拾机的生产率为153.5kg/h,拾净率为92.0%,含杂率为4.8%,满足了技术要求,并且吸拾的落地红枣表面无损伤,技术指标也达到了要求,可用于落地红枣的捡拾当中。本发明采用图像识别、负压捡拾、气流清选、电机驱动的原理,可以实现针对掉落在地面上的红枣进行捡拾并且分离干净杂质的功能。结构设计合理,功能部件简单,易于加工生产,且操作方便,有利于推广应用。

    本发明实现了针对落地红枣的捡拾并分离杂质的功能,实现了自动吸拾落地红枣,主动形走的功能,可以减少农民收集红枣的劳动强度和人工成本,并且吸拾和分离过程均采用气流作用,极大的减小了可能对红枣造成损伤的概率。

    在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

    以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,都应涵盖在本发明的保护范围之内。


    技术特征:

    1.一种气吸式落地红枣捡拾系统,其特征在于,所述气吸式落地红枣捡拾系统包括:

    机械臂装置,用于利用摄像头的图像识别技术来根据落地红枣的具体位置来自适应的调节吸拾口的位置及方向,使红枣吸拾装置对红枣进行收集和传递;

    红枣吸拾装置,用于将掉落在地表的红枣进行捡拾收集并传递;

    红枣分离装置,用于将红枣吸拾装置收集的红枣及树叶等杂质进行分离;

    控制驱动装置,用于对所述的机械臂装置、红枣吸拾装置和红枣分离装置及来提供底盘支撑并且利用控制电路来控制驱动电机带动三者进行移动。

    2.如权利要求1所述的气吸式落地红枣捡拾系统,其特征在于,所述机械臂装置包括摄像头、红枣吸拾口、吸拾软管接口、伺服电机、机械臂连接杆;

    摄像头提供给1080p高清垂直视频;红枣吸拾口为吸头底部向开口方向两侧扩展,开口部分呈现梯形,整体呈簸箕状;吸拾软管接口位于红枣吸拾口的后侧,用于将吸拾软管与红枣吸拾防堵塞管道连接到一起;伺服电机为三台空心杯无刷电机,机械臂连接杆采用空心连杆连接,摄像头安装于红枣分离箱上方,用于对地面的红枣进行拍照,并进行图像识别,控制伺服电机和机械臂连接杆运动,使红枣吸拾口对准掉落于地面的红枣。

    3.如权利要求1所述的气吸式落地红枣捡拾系统,其特征在于,所述红枣吸拾装置包括波纹形包塑软管、红枣吸拾防堵塞管道、红枣高压离心风机;

    波纹形包塑软管用于连接吸拾软管接口和红枣吸拾防堵塞管道;红枣吸拾防堵塞管道采用加粗弯头处管道直径的方法。红枣高压离心风机的动力来源于汽油机,使得红枣分离箱内部的空气被抽离,从而成为真空状态,借助于红枣吸拾口处的大气压力,将红枣吸拾进红枣分离装置中。

    4.如权利要求1所述的气吸式落地红枣捡拾系统,其特征在于,所述红枣分离装置包括红枣收集框、红枣分离挡板、红枣分离风机、红枣分离观察窗、红枣分离斜板、汽油机、杂质排出口;

    红枣收集框采用铝合金方框结构,红枣分离挡板采用整块的铝合金结构,依据红枣的直径分布在2-4cm的区间范围内,在红枣分离挡板和红枣分离斜板的交界处设置5.5cm的间隙,使全部红枣从空隙落入红枣收集框;红枣分离风机的动力来源于汽油机,利用分离风机的风力将所吸拾进来的红枣和树叶杂质沿着红枣分离斜板的方向进行风选,红枣分离观察窗采用玻璃制作,用于观察红枣和树叶杂质进行分离的过程,红枣分离斜板采用铝合金侧板制作,其底部与红枣分离挡板平齐,其上部向风机一侧倾斜,与水平呈30°倾角,隔板顶部与红枣分离箱顶部形成一条狭窄缝隙,杂质排出口用于将树叶等杂质进行清理。

    5.如权利要求1所述的气吸式落地红枣捡拾系统,其特征在于,所述控制驱动装置包括小车底盘、蓄电池、驱动电机、小车手扶推杆;

    小车底盘全部采用冷弯矩形空心型钢焊接而成,其型号边长与宽分别为a=50mm,b=25mm,壁厚t=1.2mm,理论重量为1.388kg/m,小车底盘由矩形空心钢焊接成皿字形,作用在于承托蓄电池和固定驱动电机以及安装车轮;驱动电机采用agv小车驱动电机,蓄电池采用铅酸蓄电池;小车手扶推杆采用铝合金杆制成。

    6.一种实施权利要求1~5任意一项所述气吸式落地红枣捡拾系统的控制方法,其特征在于,所述控制方法包括:

    步骤一,通过利用图像识别技术使得机械臂模块可以自动地将红枣吸拾口对准地面上的落地红枣,找到落地红枣的位置,并使红枣进入吸拾模块;

    步骤二,通过开启红枣高压离心风机从而产生负压,使得地面上的红枣由于内外压差的关系被吸拾进来,通过吸拾软管和防堵塞弯管进入红枣分离模块;

    步骤三,通过开启分离模块的风机产生风力,使得一起被吸拾进来的红枣和树叶杂质被风选,由于重力的不同,红枣会落入到红枣分离挡板上,红枣分离挡板与红枣分离斜板的交界处依据红枣直径大小设有空隙,使得红枣掉落到红枣收集框当中,而树叶杂质会被风沿着红枣分离斜板的方向吹入到杂质收集框中,完成红枣分离的工作;

    步骤四,通过驱动电机来带动整个装置的运动,使得整个气吸式落地红枣捡拾机在整个田地间进行工作,使得红枣的收集更全面和彻底。

    7.如权利要求6所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法通过摄像头的图像识别技术来获取到落地红枣的具体位置,自适应调节三台伺服电机驱动机械臂连接杆将红枣吸拾口对准落地红枣的位置,将落地红枣吸拾起来;

    当红枣吸拾口对准落地红枣的位置后,红枣将从吸拾软管接口的位置进入红枣吸拾装置,在经过橡胶软管和红枣吸拾防堵塞管道后,进入红枣分离装置。

    8.如权利要求7所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法当红枣吸拾装置将落地红枣和树叶等杂质吸拾起来之后,经由红枣吸拾防堵塞管道进入红枣分离装置;红枣分离装置的工作流程为:首先借助于汽油机来使红枣高压离心风机启动,将红枣分离装置内部的空气抽离,使其变成负压状态,利用内外的空气压差将红枣及树叶杂质吸收进来,并启动红枣分离风机对红枣和杂质来进行风选,之后红枣由于重力作用掉落在红枣隔离挡板上面,红枣分离挡板为一块平板,在最后与红枣分离斜板交界处设置红枣直径大小的空隙,用于将红枣掉落入红枣收集框当中;设置了红枣分离斜板使树叶等杂质沿着红枣分离斜板的方向使杂质掉落到杂质收集箱中,将落地红枣筛选到一侧,树叶等杂质筛选到另一侧,将落地红枣较为干净地筛选到红枣收集框当中,而树叶杂质借助于杂质排出口进行清理,设置了红枣分离观察窗,从而清楚直观地对红枣的筛选分离过程进行观察。

    9.如权利要求8所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法的驱动装置是借助于蓄电池和四台驱动电机,由蓄电池提供动力来源,带动驱动电机运行,使整个气吸式红枣捡拾装置可以根据机械臂装置的摄像头确定的落地红枣位置来自动的抵达,并且利用小车手扶推杆,作为当电源没电时由人来操纵小车的前进及其方向,对落地红枣进行捡拾和分离。

    10.一种果园收获设备,其特征在于,所述果园收获设备安装有权利要求1~5任意一项所述气吸式落地红枣捡拾系统。

    技术总结
    本发明属于果园收获设备技术领域,公开了一种气吸式落地红枣捡拾系统、控制方法及应用,用于通过高压离心风机产生负压从而将落地红枣吸拾起来的红枣吸拾模块;用于通过摄像头图像识别技术从而驱动机械臂装置自动选择落地红枣的位置,并将红枣吸拾口对准落地红枣的机械臂模块;用于通过红枣分离风机的风力以及带有末尾空隙的隔离板以及斜边挡板将所吸拾起来的落地红枣和树叶等杂质进行分离的红枣分离模块;用于通过底部电机驱动小车从而将全部机械装置带动并在田间形走的控制驱动模块。本发明实现了针对落地红枣的自动吸拾并剔除杂质,减少了田间捡拾红枣的劳动强度,不会对红枣造成损伤,同时可以极大地降低红枣采收过程中的人工成本。

    技术研发人员:魏娟;原晨康;景卜卜;侯效东;常嘉乾
    受保护的技术使用者:西安科技大学
    技术研发日:2020.11.10
    技术公布日:2021.03.12

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