CN109123717A - 一种激光打标采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及果实采摘领域，且为一种激光打标采摘装置，包括车身、检测装置、除草装置、采摘装置、喷涂装置；通过在机械臂上设置圆弧形滑轨，将激光喷头设置在滑轨中，从而使得在采摘的同时对果物进行激光打标，采摘装置对果物进行抓取定位，定位、打标和采摘在同时进行，不需要在采摘后在设置打标装置对果物进行打标，且两个半圆弧轨道之间的距离可以调节，从而调剂喷头和果物之间的距离，实现了各个距离的激光打标，喷头可随着滑块在滑轨上来回移动，两个喷头对果物的整个中间区域进行了覆盖，实现了果物的大范围激光喷涂。

Description

一种激光打标采摘装置

技术领域

本发明涉及果实采摘领域，具体为一种激光打标采摘装置。

背景技术

激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一，激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射，使表层材料气化或发生颜色变化的化学反应，从而留下永久性标记的一种打标方法，目前由于食品安全的问题，如何对食品进行追踪成为研究的热点，常用的在水果表面设置标签的方式是在表面粘贴标签和进行喷涂，但无论是贴标签还是喷涂都会使粘接剂中的有害物质进入果物内部，因此，目前用激光打标技术来在水果表面留下标记是现有技术中一种常见的选择，申请号为ZL2015106117826.7的发明专利申请公开了一种适用于不同瓜果的间歇式激光标刻装置与方法，其主要包括间隙式运动的传送带和传送带上的定位孔，瓜果放置在定位孔上向前运动，瓜果底部被激光刻标后喷洒保鲜液，可实现全自动化工作，刻标效率高；申请号为ZL2014207295714的实用新型专利申请公开了一种在水果表皮上采用激光雕印图案的装置，包括供料机构、基座、载物座和输送带，在基座上设置左右激光喷头，输送装置将果物运输至激光喷头处，定位孔接受到红外线信号后，输送装置停止输送，基座2进行雕印作业；可以看到现有技术中的果实雕印装置都是将果实采摘后集体装载于运输装置上，用固定的激光喷头对运输的果实进行雕印，但这种雕印方式需要在将果实采摘后在设置雕印装置和运输装置进行雕印，结构复杂，且雕印喷头设置位置固定，只能简单的对果物的某一部分区域进行雕印，即雕印图案比较简单，不能在果物上雕刻比较复杂的图案。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种激光打标采摘装置，可以在采摘果物的同时对果物进行激光打标，且打标喷头可在一定的范围内移动，加大了打标的区域范围，可雕刻出更加复杂的图案。

一种激光打标采摘装置，包括车身、检测装置、除草装置、采摘装置、喷涂装置；车身的底部设置有前后行走轮，行走轮通过升降气缸与车身底部连接，车身底盘中央设置有检测装置，检测装置对地面的凹凸不平处进行检测，车身上部设置有信号接收装置和激光发生器，信号接收装置接收从检测装置检测到的信号，若检测到地面有凸起的障碍物可能损伤底盘时，传送指令使升降气缸启动将行走轮架抬起使车身升高，车身的前部设置有除草装置，除草装置包括与车身连接的连杆、电机以及电机驱动的除草刀盘。

进一步地，采摘装置包括电机Ⅰ、立柱、采摘大臂、电机Ⅱ、采摘小臂、电机Ⅲ、机械手装置Ⅰ、机械手装置Ⅱ、剪切装置、电机Ⅰ设置在车体上，电机Ⅰ与立柱连接，电机Ⅰ带动立柱转动，立柱与采摘大臂铰接，立柱上设置有电机Ⅱ，电机Ⅱ带动采摘大臂转动，采摘大臂通过第一铰支架与采摘小臂连接，电机Ⅲ设置在采摘大臂上，电机Ⅲ带动采摘小臂转动，采摘大臂和采摘小臂之间互相铰接，采摘小臂的末端设置有机械手装置Ⅰ，机械手装置Ⅰ包括连接块Ⅰ、气缸Ⅰ、连接板Ⅰ、推杆Ⅰ、机械手大臂、机械手小臂、固定杆，连接块Ⅰ为空心状，气缸Ⅰ设置在空心连接块Ⅰ内，气缸Ⅰ通过推杆Ⅰ与连接板Ⅰ连接，连接板Ⅰ与两个机械手大臂通过销钉连接，机械手大臂与机械手小臂通过销钉连接，两个固定杆的一端连接在连接块上，另一端连接在大臂上，在气缸Ⅰ的作用下，推杆Ⅰ推动连接板Ⅰ左右运动，从而带动机械手臂的张开与闭合，完成对果物的抓取与放开。

进一步地，剪切装置包括连接杆、滑轨Ⅰ、刀片、步进电机Ⅰ、连接杆包括垂直于采摘小臂的连接杆Ⅰ和平行于采摘小臂连接杆Ⅱ，连接杆Ⅰ的一端与采摘小臂连接，另一端与连接杆Ⅱ连接，连接杆Ⅱ的另一端与滑轨连接，刀片设置在滑轨中，通过步进电机Ⅰ带动刀片移动，完成对果物根部的切割。

进一步地，采摘装置Ⅰ通过连接装置和喷涂装置连接，连接装置包括垂直于连接块的连接板Ⅰ、平行于连接块Ⅰ的电动伸缩杆和垂直于连接块的连接板Ⅱ，连接板Ⅰ的一端与连接块Ⅰ连接，另一端与电动伸缩杆连接，电动伸缩杆的另一端与连接板Ⅱ连接，连接板Ⅱ的另一端与连接块Ⅱ连接，连接块Ⅱ为空心状，气缸Ⅱ设置在连接块Ⅱ内，气缸Ⅱ通过推杆Ⅱ连接，推杆Ⅱ的另一端连接有连接板Ⅱ，连接板Ⅱ与两个半圆弧滑轨铰接，半圆弧滑轨的位置在果物的中央，两个半圆弧滑轨将果物环抱住，每个半圆弧滑轨上均设置有滑块，滑块由步进电机Ⅱ驱动在滑轨上来回移动，滑块上设置有激光喷头，激光喷头与激光发生器连接，随着滑块在半圆弧轨道上移动，每个半圆弧轨道上的喷头均对所对应的果物区域进行喷涂，气缸Ⅱ推动推杆Ⅱ带动连接板Ⅱ左右移动，使得两个半圆弧滑道张开与闭合，从而调节滑道与果物之间的距离，调节电动伸缩杆可调节采摘装置与喷涂装置之间的距离。

进一步地，两个半圆弧轨道完全闭合时的半径大于果物的最大半径。

进一步地，采摘大臂上缠绕有供液管，供液管的一端设置有喷头，另一端连接在保鲜液箱中，保鲜液箱中设置有泵，通过泵将保鲜液从液箱中抽出通过供液管从喷头中喷出。

进一步地，车身上设置有收集箱，采摘装置将果物采摘后放入收集箱。

与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：

本发明通过在机械臂上设置圆弧形滑轨，将激光喷头设置在滑轨中，从而使得在采摘的同时对果物进行激光打标，采摘装置对果物进行抓取定位，定位、打标和采摘在同时进行，不需要在采摘后在设置打标装置对果物进行打标，且两个半圆弧轨道之间的距离可以调节，从而调剂喷头和果物之间的距离，实现了各个距离的激光打标，喷头可随着滑块在滑轨上来回移动，两个喷头对果物的整个中间区域进行了覆盖，实现了果物的大范围激光喷涂。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明滑轨示意图。

图中：1车身、2检测装置、3升降气缸、4行走轮、5连杆、6除草刀盘、7信号接收装置、8激光发生器、9电机Ⅰ、10立柱、11采摘大臂、12采摘小臂、13连接块Ⅰ、14气缸Ⅰ、15连接板Ⅰ、16固定杆、17滑轨、18刀片、19电动伸缩杆、20连接块Ⅱ、21气缸Ⅱ、22连接板Ⅱ、23半圆弧滑轨、24激光喷头、25保鲜液喷头、26-药液管、27-药液箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-2所示，一种激光打标采摘装置，包括车身1、检测装置2、除草装置、采摘装置、喷涂装置；车身的底部设置有前后行走轮4，行走轮4通过升降气缸3与车身底部连接，车身底盘中央设置有检测装置2，检测装置2对地面的凹凸不平处进行检测，车身上部设置有信号接收装置7和激光发生器8，信号接收装置7接收从检测装置2检测到的信号，若检测到地面有凸起的障碍物可能损伤底盘时，传送指令使升降气缸3启动将行走轮架抬起使车身升高，车身1的前部设置有除草装置，除草装置包括与车身连接的连杆5、电机以及电机驱动的除草刀盘6，采摘装置包括电机Ⅰ9、立柱10、采摘大臂11、电机Ⅱ、采摘小臂12、电机Ⅲ、机械手装置Ⅰ、剪切装置、电机Ⅰ9设置在车体1上，电机Ⅰ9与立柱10连接，电机Ⅰ9带动立柱10转动，立柱10与采摘大臂11铰接，立柱上设置有电机Ⅱ，电机Ⅱ带动采摘大臂11转动，采摘大臂11通过第一铰支架与采摘小臂12连接，电机Ⅲ设置在采摘大臂11上，电机Ⅲ带动采摘小臂12转动，采摘大臂11和采摘小臂12之间互相铰接，采摘小臂12的末端设置有机械手装置Ⅰ，机械手装置Ⅰ包括连接块Ⅰ13、气缸Ⅰ14、连接板Ⅰ15、推杆Ⅰ、机械手大臂、机械手小臂、固定杆16，连接块Ⅰ13为空心状，气缸Ⅰ14设置在空心连接块Ⅰ13内，气缸Ⅰ14通过推杆Ⅰ与连接板Ⅰ15连接，连接板Ⅰ15与两个机械手大臂通过销钉连接，机械手大臂与机械手小臂通过销钉连接，两个固定杆16的一端连接在连接板Ⅰ15上，另一端连接在大臂上，在气缸Ⅰ14的作用下，推杆Ⅰ推动连接板Ⅰ15左右运动，从而带动机械手臂的张开与闭合，完成对果物的抓取与放开，剪切装置包括连接杆、滑轨17、刀片18、步进电机、连接杆包括垂直于采摘小臂的连接杆Ⅰ和平行于采摘小臂连接杆Ⅱ，连接杆Ⅰ的一端与采摘小臂连接，另一端与连接杆Ⅱ连接，连接杆Ⅱ的另一端与滑轨17连接，刀片设置在滑轨中，通过步进电机Ⅰ带动刀片18移动，完成对果物根部的切割，采摘装置Ⅰ通过连接装置和喷涂装置连接，连接装置包括垂直于连接块的连接板Ⅰ、平行于连接块Ⅰ的电动伸缩杆19和垂直于连接块的连接板Ⅱ，连接板Ⅰ的一端与连接块Ⅰ连接，另一端与电动伸缩杆19连接，电动伸缩杆19的另一端与连接板Ⅱ连接，连接板Ⅱ的另一端与连接块Ⅱ20连接，连接块Ⅱ20为空心状，气缸Ⅱ21设置在连接块Ⅱ20内，气缸Ⅱ21通过推杆Ⅱ连接，推杆Ⅱ的另一端连接有连接板Ⅱ22，连接板Ⅱ22与两个半圆弧滑轨23铰接，半圆弧滑轨23的位置在果物的中央，两个半圆弧滑轨23将果物环抱住，每个半圆弧滑轨23上均设置有滑块，滑块由步进电机Ⅱ驱动在滑轨上来回移动，滑块上设置有激光喷头24，激光喷头24与激光发生器8连接，随着滑块在半圆弧轨道上移动，每个半圆弧轨道23上的喷头24均对所对应的果物区域进行喷涂，气缸Ⅱ21推动推杆Ⅱ带动连接板Ⅱ22左右移动，使得两个半圆弧滑道23张开与闭合，从而调节滑道与果物之间的距离，调节电动伸缩杆19可调节采摘装置与喷涂装置之间的距离，两个半圆弧轨道23完全闭合时的半径大于果物的最大半径，采摘大臂上缠绕有供液管26，供液管26的一端设置有喷头25，另一端连接在保鲜液箱27中，保鲜液箱27中设置有泵，通过泵将保鲜液从液箱中抽出通过供液管26从喷头25中喷出，车身上设置有收集箱，采摘装置将果物采摘后放入收集箱。

本发明的工作过程为：电机驱动机械臂使得采摘装置到达果物处，驱动气缸Ⅰ使得机械手闭合抓住果物，通过电动伸缩杆调节采摘装置与喷涂装置的距离，喷头装置靠近果物，驱动气缸Ⅱ使得两个半圆弧轨道张开，在伸到果物的位置后在驱动气缸Ⅱ使得半圆弧轨道闭合，驱动电机使得喷头随着滑块在轨道上来回移动对果物进行喷涂，在图案完成后喷洒保鲜液，用剪切装置将果物剪下放入收集装置中。

Claims (6)

1.一种激光打标采摘装置，包括车身、检测装置、除草装置、采摘装置、喷涂装置；其特征在于：车身的底部设置有前后行走轮，行走轮通过升降气缸与车身底部连接，车身底盘中央设置有检测装置，检测装置对地面的凹凸不平处进行检测，车身上部设置有信号接收装置和激光发生器，信号接收装置接收从检测装置检测到的信号，若检测到地面有凸起的障碍物可能损伤底盘时，传送指令使升降气缸启动将行走轮架抬起使车身升高，车身的前部设置有除草装置，除草装置包括与车身连接的连杆、电机以及电机驱动的除草刀盘，采摘装置包括电机Ⅰ、立柱、采摘大臂、电机Ⅱ、采摘小臂、电机Ⅲ、机械手装置Ⅰ、机械手装置Ⅱ、剪切装置、电机Ⅰ设置在车体上，电机Ⅰ与立柱连接，电机Ⅰ带动立柱转动，立柱与采摘大臂铰接，立柱上设置有电机Ⅱ，电机Ⅱ带动采摘大臂转动，采摘大臂通过第一铰支架与采摘小臂连接，电机Ⅲ设置在采摘大臂上，电机Ⅲ带动采摘小臂转动，采摘大臂和采摘小臂之间互相铰接，采摘小臂的末端设置有机械手装置Ⅰ，机械手装置Ⅰ包括连接块Ⅰ、气缸Ⅰ、连接板Ⅰ、推杆Ⅰ、机械手大臂、机械手小臂、固定杆，连接块Ⅰ为空心状，气缸Ⅰ设置在空心连接块Ⅰ内，气缸Ⅰ通过推杆Ⅰ与连接板Ⅰ连接，连接板Ⅰ与两个机械手大臂通过销钉连接，机械手大臂与机械手小臂通过销钉连接，两个固定杆的一端连接在连接块上，另一端连接在大臂上，在气缸Ⅰ的作用下，推杆Ⅰ推动连接板Ⅰ左右运动，从而带动机械手臂的张开与闭合，完成对果物的抓取与放开。

2.根据权利要求1所述的激光打标采摘装置，其特征在于：剪切装置包括连接杆、滑轨Ⅰ、刀片、步进电机Ⅰ、连接杆包括垂直于采摘小臂的连接杆Ⅰ和平行于采摘小臂连接杆Ⅱ，连接杆Ⅰ的一端与采摘小臂连接，另一端与连接杆Ⅱ连接，连接杆Ⅱ的另一端与滑轨连接，刀片设置在滑轨中，通过步进电机Ⅰ带动刀片移动，完成对果物根部的切割。

3.根据权利要求1所述的激光打标采摘装置，其特征在于：采摘装置Ⅰ通过连接装置和喷涂装置连接，连接装置包括垂直于连接块的连接板Ⅰ、平行于连接块Ⅰ的电动伸缩杆和垂直于连接块的连接板Ⅱ，连接板Ⅰ的一端与连接块Ⅰ连接，另一端与电动伸缩杆连接，电动伸缩杆的另一端与连接板Ⅱ连接，连接板Ⅱ的另一端与连接块Ⅱ连接，连接块Ⅱ为空心状，气缸Ⅱ设置在连接块Ⅱ内，气缸Ⅱ通过推杆Ⅱ连接，推杆Ⅱ的另一端连接有连接板Ⅱ，连接板Ⅱ与两个半圆弧滑道铰接，半圆弧滑轨的位置在果物的中央，两个半圆弧滑轨将果物环抱住，每个半圆弧滑轨上均设置有滑块，滑块由步进电机Ⅱ驱动在滑轨上来回移动，滑块上设置有激光喷头，激光喷头与激光发生器连接，随着滑块在半圆弧轨道上移动，每个半圆弧轨道上的喷头均对所对应的果物区域进行喷涂，气缸Ⅱ推动推杆Ⅱ带动连接板Ⅱ左右移动，使得两个半圆弧滑道张开与闭合，从而调节滑道与果物之间的距离，调节电动伸缩杆可调节采摘装置与喷涂装置之间的距离。

4.根据权利要求1所述的激光打标采摘装置，其特征在于：两个半圆弧轨道完全闭合时的半径大于果物的最大半径。

5.根据权利要求1所述的激光打标采摘装置，其特征在于：采摘大臂上缠绕有供液管，供液管的一端设置有喷头，另一端连接在保鲜液箱中，保鲜液箱中设置有泵，通过泵将保鲜液从液箱中抽出通过供液管从喷头中喷出。

6.根据权利要求1所述的激光打标采摘装置，其特征在于：车身上设置有收集箱，采摘装置将果物采摘后放入收集箱。