一种基于物联网的智能农业采摘设备

1.本发明涉及农业采摘设备技术领域，具体涉及一种基于物联网的智能农业采摘设备。


背景技术：

2.随着物联网技术的不断发展，智能农业成为了现代化农业的重要发展方向。而智能农业采摘设备是智能农业的重要组成部分，旨在提高农业采摘效率、降低劳动强度、节约成本，同时保证农产品质量，但是，现有的采摘设备在采用机械爪对果实(苹果、梨、西红柿等类球形)进行旋拧采摘时，受不同果形的影响，机械爪的夹持部在对果实夹持摘取时，存在将果实夹伤、压溃的情况，降低果实的价值，此外，当对不同大小的果实抓取时，加持部与果实的表面接触面积不一，导致抓取过程中稳定性较差的问题。
3.因此，有必要提供一种基于物联网的智能农业采摘设备，以解决上述背景技术中提到的问题。


技术实现要素：

4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种基于物联网的智能农业采摘设备，包括：
5.移动车体；
6.收集装置，安装于所述移动车体的上端；
7.机械臂组件，其设置有两组，分别位于所述收集装置的前端两侧面，各所述机械臂组件的输出端均安装有采摘组件，所述采摘组件内设置有辅助组件；以及
8.传感装置，其固设在所述收集装置的前部上端。
9.作为本发明的一种优选技术方案，各所述机械臂组件包括：
10.机械臂，其为六轴结构，所述机械臂大臂端安装在所述移动车体的侧面，所述机械臂的小臂端端部固设有伺服电机，所述伺服电机的周侧位于所述小臂端端部均布有多个喷头。
11.作为本发明的一种优选技术方案，所述采摘组件包括：
12.基板，固设在所述伺服电机的输出端；
13.方板，间隔设置在所述基板的下方，所述方板与基板之间通过多个连杆一固定连接，所述基板与所述方板之间同轴竖直向下固设有伸缩杆，所述伸缩杆的滑杆穿过所述方板设置，所述滑杆的下端固设有铰接盘；
14.多个卡臂，对应固定卡设在所述方板各边中部倾斜向下；
15.夹板，其为弧形板结构对应铰接在各所述卡臂的下端，所述夹板和所述铰接盘之间通过连杆二铰接相连；以及
16.导向防脱机构，其铰接在各所述夹板的下端部。
17.作为本发明的一种优选技术方案，所述夹板的内弧面开设有槽体，各所述夹板的
内侧均设置有柔性夹垫，所述柔性夹垫与所述槽体的内壁之间沿槽体延伸方向设有多个弹性板，所述弹性板一端与所述柔性夹垫粘接，另一端与所述槽体内壁铰接；
18.其中，位于最下端的所述弹性板与所述夹板固连。
19.作为本发明的一种优选技术方案，所述弹性板自所述夹板的下端部向上尺寸逐渐变大。
20.作为本发明的一种优选技术方案，所述导向防脱机构包括：
21.弧形导杆，其一端铰接在所述夹板的下端部，所述弧形导杆的另一端中部铰接有支撑辊，所述弧形导杆与夹板的的铰接处设置有扭簧，使其具有向外转动的趋势。
22.作为本发明的一种优选技术方案，所述辅助组件包括：
23.弹性支撑杆，竖直固设在所述方板的下端中部，所述弹性支撑杆的下端同轴固设有连接盘，所述连接盘下端球铰接有吸盘外壳，所述吸盘外壳的下端面设置有吸附面，所述吸附面上开设有多个吸孔。
24.作为本发明的一种优选技术方案，所述吸盘外壳的上端球铰接位置周侧开设有环腔结构，所述环腔底部与所述连接盘底部之间设置有多个缓冲弹簧。
25.作为本发明的一种优选技术方案，各所述夹板内设置压力传感单元，能够对各柔性夹垫的夹紧力进行监测。
26.与现有技术相比，本发明提供了一种基于物联网的智能农业采摘设备，具有以下有益效果：
27.本发明中，通过在移动车体的两侧设置机械臂组件和采摘组件，能够同时对车体两侧的果实进行采摘，并在采摘组件的内辅助组件，采摘时，先通过辅助组件对果实进行吸紧，然后随着伸缩杆的收缩，夹板对果实进行夹紧，同时伸缩杆收缩带动辅助组件内移，将果实牵引至夹板内，提高摘取时的准确性，避免夹紧不到位对果实表面造成损伤。
28.并在夹板的内侧设置柔性夹垫以及多个弹性板，通过弹性板偏转带动柔性夹垫的形变，使其与果实外表面完全贴合，提高摘取组件对果实旋拧时的稳定性。
附图说明
29.图1为一种基于物联网的智能农业采摘设备整体结构示意图；
30.图2为一种基于物联网的智能农业采摘设备机械臂组件结构示意图；
31.图3为一种基于物联网的智能农业采摘设备采摘组件结构示意图；
32.图4为一种基于物联网的智能农业采摘设备辅助组件结构示意图；
33.图中：1、移动车体；2、收集装置；3、机械臂组件；31、机械臂；32、伺服电机；33、喷头；4、采摘组件；41、基板；42、伸缩杆；43、连杆一；44、方板；45、卡臂；46、夹板；47、铰接盘；48、连杆二；49、导向防脱机构；461、柔性夹垫；462、弹性板；491、弧形导杆；492、支撑辊；5、传感装置；6、辅助组件；61、弹性支撑杆；62、连接盘；63、吸盘外壳；64、吸附面；65、缓冲弹簧；631、环腔。
具体实施方式
34.请参阅图1-4，本发明提供一种基于物联网的智能农业采摘设备，包括：
35.移动车体1；
36.收集装置2，安装于所述移动车体1的上端；
37.机械臂组件3，其设置有两组，分别位于所述收集装置2的前端两侧面，各所述机械臂组件3的输出端均安装有采摘组件4，所述采摘组件4内设置有辅助组件6；以及
38.传感装置5，其固设在所述收集装置2的前部上端。
39.需要解释的是，进行果实采摘时，通过传感装置5对移动车体1两侧的果树上的果实进行扫描检测，然后由两组机械臂组件3控制采摘组件4对车体两侧的成熟果实进行采摘。
40.本实施例中，各所述机械臂组件3包括：
41.机械臂31，其为六轴结构，所述机械臂31大臂端安装在所述移动车体1的侧面，所述机械臂31的小臂端端部固设有伺服电机32，所述伺服电机32的周侧位于所述小臂端端部均布有多个喷头33。
42.需要解释的是，当机械臂组件3移动至待摘取的果实位置处时，通过喷头33吹气将果实周侧的叶子吹离，方便对果实的摘取。
43.本实施例中，所述采摘组件4包括：
44.基板41，固设在所述伺服电机32的输出端；
45.方板44，间隔设置在所述基板41的下方，所述方板44与基板41之间通过多个连杆一43固定连接，所述基板41与所述方板44之间同轴竖直向下固设有伸缩杆42，所述伸缩杆42的滑杆穿过所述方板44设置，所述滑杆的下端固设有铰接盘47；
46.多个卡臂45，对应固定卡设在所述方板44各边中部倾斜向下；
47.夹板46，其为弧形板结构对应铰接在各所述卡臂45的下端，所述夹板46和所述铰接盘47之间通过连杆二48铰接相连；以及
48.导向防脱机构49，其铰接在各所述夹板46的下端部。
49.需要解释的是，初始状态时伸缩杆42处于极限伸出状态，此时各夹板46为最大张开角度，当机械臂组件3控制采摘组件4移动至果实周侧时，伸缩杆42收缩，各夹板46向内偏转对果实夹紧，然后伺服电机32启动带动采摘组件4和果实同步转动将果实旋转拧下，完成摘取。
50.本实施例中，所述夹板46的内弧面开设有槽体，各所述夹板46的内侧均设置有柔性夹垫461，所述柔性夹垫461与所述槽体的内壁之间沿槽体延伸方向设有多个弹性板462，所述弹性板462一端与所述柔性夹垫461粘接，另一端与所述槽体内壁铰接；
51.其中，位于最下端的所述弹性板462与所述夹板46固连。
52.需要解释的是，柔性夹垫461具有较高的变形能力，能够进行一定程度的拉伸，当摘取的果实表面不平，导致各夹板46的受力不均时，此时，受压力较大处的弹性板462会发生微偏转使柔性夹垫461被拉伸，使柔性夹垫461与果实的外表面完全贴合，增加其旋拧时的稳定性，保证果实旋拧摘取时的完整。
53.作为较佳实施例，所述柔性夹垫461的内弧面上开设有防滑纹，提高旋拧采摘时的稳定性。
54.本实施例中，所述弹性板462自所述夹板46的下端部向上尺寸逐渐变大。通过不同尺寸弹性板462的设置，使得上方的弹性板462的弹性避让量大于下方，随着夹紧动作的进行，果实被逐渐限制在夹板46内侧，提高果实夹取时的稳定性。
55.本实施例中，所述导向防脱机构49包括：
56.弧形导杆491，其一端铰接在所述夹板46的下端部，所述弧形导杆491的另一端中部铰接有支撑辊492，所述弧形导杆491与夹板46的的铰接处设置有扭簧(图中未示出)，使其具有向外转动的趋势。
57.需要解释的是，当对果实夹紧时，随时果实被限制在夹板46内侧，此时，各支撑辊492会对果实的底部进行弹性支撑，进一步提高摘取的稳定性，同时支撑辊492能够对果实表面进行滚动导向，避免果实被压伤。
58.本实施例中，所述辅助组件6包括：
59.弹性支撑杆61，竖直固设在所述方板44的下端中部，所述弹性支撑杆61的下端同轴固设有连接盘62，所述连接盘62下端球铰接有吸盘外壳63，所述吸盘外壳63的下端面设置有吸附面64，所述吸附面64上开设有多个吸孔。
60.需要解释的是，通过外设气泵与吸盘外壳63内部连通，能够使得吸附面64产生吸力对果实进行吸附。
61.当对果实进行摘取时，将采摘组件4移动至果实周侧，然后启动外设气泵对果实表面进行吸紧，随着伸缩杆42的收缩，果实被逐渐夹紧，此时辅助组件6向内侧移动将果实牵引至夹板46内，提高摘取时的准确性，避免夹紧不到位(夹偏或部分夹紧)对果实表面造成损伤。
62.本实施例中，所述吸盘外壳63的上端球铰接位置周侧开设有环腔631结构，所述环腔631底部与所述连接盘62底部之间设置有多个缓冲弹簧65。
63.需要解释的是，环腔631的上端与连接盘62的底面平齐，二者在水面上存在一定距离，也就是说，当吸盘外壳63各处受力不均时，其能够向任意方向进行转动避让，提高对果实的夹持面积以及摘取稳定性。
64.本实施例中，各所述夹板46内设置压力传感单元，能够对各柔性夹垫461的夹紧力进行监测。方便对不同种类的果实夹紧时设置对应的夹紧力。
65.具体实施时，当进行果实采摘时，通过传感装置对移动车体两侧的果树上的果实进行扫描检测，然后由两组机械臂组件控制采摘组件对车体两侧的成熟果实进行采摘，此中，通过辅助组件对果实吸紧，并随着夹紧动作的进行，由辅助组件将果实牵引至采摘组件的内部，提高对果实摘取时的准确性和稳定性。
66.以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于物联网的智能农业采摘设备，其特征在于：包括：移动车体(1)；收集装置(2)，安装于所述移动车体(1)的上端；机械臂组件(3)，其设置有两组，分别位于所述收集装置(2)的前端两侧面，各所述机械臂组件(3)的输出端均安装有采摘组件(4)，所述采摘组件(4)内设置有辅助组件(6)；以及传感装置(5)，其固设在所述收集装置(2)的前部上端。2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智能农业采摘设备，其特征在于：各所述机械臂组件(3)包括：机械臂(31)，其为六轴结构，所述机械臂(31)大臂端安装在所述移动车体(1)的侧面，所述机械臂(31)的小臂端端部固设有伺服电机(32)，所述伺服电机(32)的周侧位于所述小臂端端部均布有多个喷头(33)。3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智能农业采摘设备，其特征在于：所述采摘组件(4)包括：基板(41)，固设在所述伺服电机(32)的输出端；方板(44)，间隔设置在所述基板(41)的下方，所述方板(44)与基板(41)之间通过多个连杆一(43)固定连接，所述基板(41)与所述方板(44)之间同轴竖直向下固设有伸缩杆(42)，所述伸缩杆(42)的滑杆穿过所述方板(44)设置，所述滑杆的下端固设有铰接盘(47)；多个卡臂(45)，对应固定卡设在所述方板(44)各边中部倾斜向下；夹板(46)，其为弧形板结构对应铰接在各所述卡臂(45)的下端，所述夹板(46)和所述铰接盘(47)之间通过连杆二(48)铰接相连；以及导向防脱机构(49)，其铰接在各所述夹板(46)的下端部。4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智能农业采摘设备，其特征在于：所述夹板(46)的内弧面开设有槽体，各所述夹板(46)的内侧均设置有柔性夹垫(461)，所述柔性夹垫(461)与所述槽体的内壁之间沿槽体延伸方向设有多个弹性板(462)，所述弹性板(462)一端与所述柔性夹垫(461)粘接，另一端与所述槽体内壁铰接；其中，位于最下端的所述弹性板(462)与所述夹板(46)固连。5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的智能农业采摘设备，其特征在于：所述弹性板(462)自所述夹板(46)的下端部向上尺寸逐渐变大。6.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智能农业采摘设备，其特征在于：所述导向防脱机构(49)包括：弧形导杆(491)，其一端铰接在所述夹板(46)的下端部，所述弧形导杆(491)的另一端中部铰接有支撑辊(492)，所述弧形导杆(491)与夹板(46)的的铰接处设置有扭簧，使其具有向外转动的趋势。7.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智能农业采摘设备，其特征在于：所述辅助组件(6)包括：弹性支撑杆(61)，竖直固设在所述方板(44)的下端中部，所述弹性支撑杆(61)的下端同轴固设有连接盘(62)，所述连接盘(62)下端球铰接有吸盘外壳(63)，所述吸盘外壳(63)的下端面设置有吸附面(64)，所述吸附面(64)上开设有多个吸孔。8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的智能农业采摘设备，其特征在于：所述吸盘
外壳(63)的上端球铰接位置周侧开设有环腔(631)结构，所述环腔(631)底部与所述连接盘(62)底部之间设置有多个缓冲弹簧(65)。9.根据权利要求6所述的一种基于物联网的智能农业采摘设备，其特征在于：各所述夹板(46)内设置压力传感单元，能够对各柔性夹垫(461)的夹紧力进行监测。

技术总结
本发明公开了一种基于物联网的智能农业采摘设备，包括移动车体；收集装置，安装于所述移动车体的上端；机械臂组件，其设置有两组，分别位于所述收集装置的前端两侧面，各所述机械臂组件的输出端均安装有采摘组件，所述采摘组件内设置有辅助组件；以及传感装置，其固设在所述收集装置的前部上端。所述收集装置的前部上端。所述收集装置的前部上端。


技术研发人员：周雅 武红玉 焦晓波 黄楠楠 王乾 宋毅帆
受保护的技术使用者：许昌学院
技术研发日：2023.08.10
技术公布日：2023/10/15