[实用新型]一种用于番茄采摘的系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于番茄采摘的系统。

背景技术

我国于20世纪50年代以后开始大面积种植番茄，目前种植面积正呈上升趋势。采摘作业是番茄生产链中最耗时、最费力的一个环节，采摘收获约占整个生产作业量40%。目前，我国对番茄的采摘作业依然靠人工进行，不仅劳动强度大而且极易造成其不同程度的损伤，而且随着人口老龄化和农业劳动力的减少，研究开发采摘机器人对于解放农业劳动力，提高番茄的集约化生产水平，具有重要的意义。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种用于采摘机器人的番茄采摘的系统，可实现对番茄的自动摘取。

为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：一种用于番茄采摘的系统，其特征在于：包括对番茄进行数据采集的数据采集单元，所述的数据采集单元采集的信号输送至控制单元，控制单元输出信号控制执行单元对番茄进行采摘，所述的控制单元包括PC机和ARM9。

本实用新型的有益效果在于：当采用上述操作以后，数据单元对番茄进行采集后，输送给控制单元，这样经过控制单元对数据进行分析，从而控制执行单元对番茄进行摘取。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型所采取的方案如图1所示，一种用于番茄采摘的系统，包括对番茄进行数据采集的数据采集单元10，所述的数据采集单元10采集的信号输送至控制单元20，控制单元20输出信号控制执行单元30对番茄进行采摘，所述的控制单元20包括PC机和ARM9。具体实施时ARM9可选用S3C2440A处理器，PC机和ARM9构成的控制单元20，其使得整个控制系统在操作时的功耗低，可集成度高，便携性好，可实现番茄采摘机器人在非结构化环境下对番茄的采摘。所述的数据采集单元10采集的信号包括番茄的颜色、形状、大小和位置信号。由于番茄果实的特殊性，因此通过对番茄的颜色、形状、大小和位置信号进行采集，信号输送至控制单元20，控制单元20自动对信号进行数据分析，判断西红柿是否成熟，西红柿的大小是否符合要求，当判断西红柿符合采摘要求后，控制单元20就可以根据采集的位置信号和形状信号，控制执行机构对番茄进行准确的摘取，从而实行番茄自动化的采摘，该部分操作主要由PC机完成。具体操作时控制单元还包括D/A转换电路、A/D转换电路、驱动放大电路等部件。

具体的为，所述的执行单元30包括移动车体和移动车体上设置的采摘机构，所述的采摘机构包括采摘组件和驱动采摘组件对番茄进行采摘的驱动组件，所述的采摘组件由对番茄进行托握的机械手和机械手上方设置的对果蒂进行截断的机械剪刀组件。所述数据采集单元10还包括对构成执行单元30的机械剪刀组件和/或机械手的位置信号以及机械手对番茄的夹紧度进行数据采集。具体操作时，驱动组件由各伺服电机构成，通过控制单元20控制各伺服电机的运转，实现对机械剪刀组件和机械手的控制，实现对番茄的摘取。由于番茄采摘为连续性工作，因此在每一次摘取过程中需要对机械手和机械剪切组件的初始位置信号进行采集，这样控制单元20就可根据每一次采摘时执行单元30初始状态和所要到达到终点状态，经过逆运动学求解得到移动车体和机械手的运动状态量，这些状态量包括构成机械手和机械剪切组件的各关节的角度、角速度、角加速度、位移、速度、加速度等，然再在物理极限和避障线性不等式约束的约束下，寻找出能够使执行单元30从初始状态转移到终点状态、且机械臂运动时间最短的控制解，从而控制执行单元30进行相应的动作，保证番茄摘取操作准确、快速的进行，提高工作效率。

另外，由于番茄的硬度有限，机械手对番茄夹持的过紧，就会使番茄损坏，无法长时间的储藏，因此本实用新型具体操作时，可在机械手上设置一力觉传感器，这样就可对机械手对番茄的夹紧度进行数据采集，反馈给控制单元20，已对机械手的操作进行有效可靠的调整。总之，本实用新型，可有效控制番茄采摘机械人对番茄进行采摘。