本實用新型涉及農林機械采摘裝置技術領域，尤其涉及一種膠輥式自主油茶果采收機。

背景技術：

油茶果是中國特有的一種純天然高級油料，主要分布在我國南方亞熱帶丘陵和高山地方。目前我國的油茶果采摘主要以手工采摘為主，由于油茶果季節性較強，成熟周期較短，因此在油茶果收獲過程呈現出勞動強度大、勞動力缺乏、采摘效率低等缺點，所以亟須一種有效的油茶果采收機械設備。

然而國外對該種裝置的研究甚少，國內對該種機械的研究還只是停留在實驗室階段，同時因油茶果具有‘花果同期’的特點，導致在油茶果采摘過程中易對花苞造成損傷，進而影響來年的產量，且一般裝置的行走系統無法適應我國獨特的地形；普通的設備采摘效率較低、漏采率較高、采摘到的油茶果難以收集等諸多因素阻礙了我國油茶機械研制的發展，導致大多數機械難以得到推廣應用，因此設計一款適應我國園藝化栽培的油茶采摘機械至關重要。

技術實現要素：

本實用新型所解決的技術問題在于提供一種膠輥式自主油茶果采收機，以解決上述背景技術中的缺點。

本實用新型所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種膠輥式自主油茶果采收機，包括底盤機架、行走系統、采摘頭、采摘機構、視覺控制機構、液壓機構及收集機構，其中，行走系統、視覺控制機構、收集機構分別安裝在底盤機架上，采摘機構一端與采摘頭連接，另一端固定于底盤機架上，且行走系統與液壓機構連接，液壓機構分別與采摘機構、視覺控制機構連接；具體結構如下：

行走系統包括柴油機、履帶、變速箱及履帶輪，柴油機通過皮帶與變速箱連接，履帶輪與變速箱同軸，且履帶輪連接在履帶上，柴油機通過皮帶傳動帶動變速箱，在經過變速箱減速后帶動履帶輪在履帶上運動，履帶輪滾動帶動履帶前進；

采摘頭包括膠輥、轉柄及連桿，膠輥安裝在轉柄上，連桿鉸接在轉柄上；

采摘機構包括立臂、動臂、采摘臂及拉桿臂，立臂固定在底盤機架上，動臂通過銷軸與立臂鉸接，采摘臂與動臂鉸接，拉桿臂與采摘臂鉸接；

視覺控制機構包括CCD攝像頭、工業計算機、工業控制單片機、操縱控制器，CCD攝像頭與工業計算機連接，工業計算機與工業控制單片機連接，工業控制單片機與操縱控制器連接，且CCD攝像頭安裝在立臂上；

液壓機構包括動臂液壓缸、采摘臂液壓缸、拉桿臂液壓缸、拉桿液壓缸、液壓閥組件、液壓泵、液壓油箱，柴油機通過皮帶與液壓泵連接，液壓泵通過油管與液壓油箱連接，液壓油箱通過油管與液壓閥組件連接；采摘臂液壓缸、動臂液壓缸、拉桿臂液壓缸及拉桿液壓缸分別通過油管與液壓閥組件連接，操縱控制器通過線路與液壓閥組件的電磁閥控制端口連接；拉桿臂液壓缸一端與拉桿臂鉸接，另一端與采摘臂鉸接；采摘臂液壓缸一端與采摘臂鉸接，另一端與動臂鉸接；動臂液壓缸一端與動臂鉸接，另一端與立臂鉸接；拉桿液壓缸一端與連桿鉸接，另一端鉸接在拉桿臂內部；

收集機構包括導流板、儲存箱，導流板與儲存箱鉸接，且導流板與儲存箱水平呈夾角，儲存箱安裝在底盤機架上。

在本實用新型中，采摘頭通過銷軸連接在采摘臂上，由拉桿臂液壓缸驅動運動，拉桿液壓缸帶動連桿運動，連桿帶動轉柄運動進而驅使膠輥運動，拉桿液壓缸的往復運動促使轉柄、膠輥張開與閉合，從而將油茶果的從枝干上擠壓下來。

在本實用新型中，膠輥通過軸承安裝在轉柄上。

在本實用新型中，立臂通過螺栓固定在底盤機架上面，且立臂臂管四周焊接有加強筋。

在本實用新型中，采摘臂液壓缸、動臂液壓缸、拉桿臂液壓缸、拉桿液壓缸均為HSG型雙作用型工程液壓缸。

在本實用新型中，膠輥為尼龍材料制成，該種材料具有一定的韌性和硬度，在采摘過程中可避免對油茶果樹枝的損傷。

在本實用新型中，拉桿液壓缸安裝時留有用于油茶花苞及枝葉漏出來的間隙，當膠輥閉合時促使油茶花苞及枝葉從此間隙中漏出來，避免對油茶花苞和枝葉的損傷。

在本實用新型中，CCD攝像頭安裝個數為2個，以實現雙目識別定位，且安裝在立臂兩側合適的高度上，以滿足采集到全部油茶果樹的圖像信息。

在本實用新型中，液壓閥組件中安裝有多個電磁閥，分別用于控制動臂液壓缸、采摘臂液壓缸、拉桿臂液壓缸、拉桿液壓缸。

在本實用新型中，導流板通過鉸鏈連接在儲存箱中，不工作時，導流板立起，采摘油茶果時將導流板放倒，導流板與儲存箱水平夾角為15°～60°，以保證采摘時油茶果順利通過導流板進入儲存箱中。

在本實用新型中，采摘油茶果時，首先將該采收機放置在油茶果樹前，并將工作方式切換至自動模式，此時，CCD攝像頭開始對油茶樹進行圖像采集，工業計算機對CCD攝像頭采集的圖像信息進行處理，同時對圖像中油茶果的形狀大小和空間位置進行識別，而后將識別的圖像模擬信號轉化成數字信號傳輸到工業控制單片機中，工業控制單片機將電信號經由操縱控制器傳輸到液壓閥組件的各個電磁液壓閥中，通過“電—液”轉化實現由電信號控制電磁液壓閥運動，通過電磁閥的開關動作實現采摘臂液壓缸、動臂液壓缸、拉桿臂液壓缸、拉桿液壓缸的運動，再由液壓缸的往復運動驅動動臂、采摘臂、拉桿臂運動，促使采摘頭到達CCD攝像頭識別的位置，然后由拉桿液壓缸運動帶動膠輥慢慢閉合，膠輥在閉合過程中將油茶果從枝葉上擠壓滾搓下來，采摘下來的油茶在重力作用下落入導流板中，從而順著導流板落入存儲箱中，進而完成一次采摘收集過程；

通過CCD攝像頭定時連續采集和工業計算機的連續處理，采摘頭將有序采摘識別到的油茶果；也可切換至手動操作，由人工操作液壓閥組件手柄，手動操作液壓閥組件的各個電磁閥開關狀態，以實現各個液壓缸的運動，使采摘頭到達操作者想要到達的油茶果位置，并將膠輥慢慢閉合，通過膠輥將油茶果從枝葉上擠壓滾搓下來，采摘下來的油茶果下落至導流板中，順著導流板落入存儲箱中，完成一次采摘收集。

有益效果：本實用新型基于視覺控制的油茶采收機，利用CCD攝像頭對油茶樹不停掃描，并通過計算機處理識別定位，對識別到的油茶果連續不斷地自動采摘并收集；同時膠輥式采摘頭可實現一次性較大范圍的油茶果采摘，且對油茶花苞和枝葉損傷極低；自動化采摘程度較高，采摘環境適應性好，采摘機構間協調性能優越，能夠保證采摘動作連續性，采摘效率高，漏采率低，特別對油茶花苞和枝葉損傷程度低，造價相對較低，易于維修，實用性強。

附圖說明

圖1為本實用新型的較佳實施例的主視圖。

圖2為本實用新型的較佳實施例的側視圖。

具體實施方式

為了使本實用新型實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白清晰，下面結合具體圖示，進一步闡述本實用新型。

參見圖1～2的一種膠輥式自主油茶果采收機，包括柴油機1、操縱控制器2、液壓閥組件3、液壓泵4、液壓油箱5、儲存箱6、履帶7、變速箱8、履帶輪9、工業控制單片機10、工業計算機11、膠輥12、轉柄13、采摘臂14、采摘臂液壓缸15、動臂16、動臂液壓缸17、立臂18、CCD攝像頭19、拉桿臂液壓缸20、拉桿臂21、拉桿液壓缸22、連桿23及導流板24。

在本實施例中，行走系統包括柴油機1、履帶7、變速箱8及履帶輪9，柴油機1通過皮帶與變速箱8連接，履帶輪9與變速箱8同軸，履帶輪9連接在履帶7上，柴油機1為本裝置提供動力，柴油機1的飛輪通過皮帶傳動帶動變速箱8，在經過變速箱8減速后帶動履帶輪9在履帶7上運動，履帶輪9滾動帶動履帶7驅動前進；采摘頭包括膠輥12、轉柄13及連桿23，膠輥12通過軸承安裝在轉柄13上，連桿23鉸接在轉柄13上，拉桿液壓缸22一端與連桿23鉸接，拉桿液壓缸22另一端鉸接在拉桿臂21內部，采摘機構包括立臂18、動臂16、采摘臂14、拉桿臂21，拉桿臂21與采摘臂14鉸接，拉桿臂液壓缸20一端與拉桿臂21鉸接，另一端與采摘臂14鉸接，采摘臂14與動臂16鉸接，采摘臂液壓缸15一端與采摘臂14鉸接，另一端與動臂16鉸接，動臂液壓缸17一端與動臂16鉸接，另一端與立臂18鉸接，立臂18固定在底盤機架上，動臂16通過銷軸連接與立臂18鉸接，由動臂液壓缸17驅動動臂18運動；采摘頭通過銷軸連接在采摘臂14上，由拉桿臂液壓缸20驅動運動；拉桿液壓缸20帶動連桿23運動，連桿23帶動轉柄13運動進而驅使膠輥12運動，拉桿液壓缸20的往復運動將使轉柄13、膠輥12張開與閉合，從而將油茶果的從枝干上擠壓下來；視覺控制機構包括CCD攝像頭19、工業計算機11、工業控制單片機10、操縱控制器2，CCD攝像頭19與工業計算機11通過端口連接，在通過工業計算機11的通信端口輸出至工業控制單片機10的端口，在將工業控制單片機10端口與操縱控制器2的端口相連，CCD工業攝像頭19安裝固定在立臂18上；液壓機構包括動臂液壓缸17、采摘臂液壓缸15、拉桿臂液壓缸20、拉桿液壓缸22、液壓閥組件3、液壓泵4、液壓油箱5，柴油機1通過皮帶帶動液壓泵4，液壓泵4通過油管與液壓油箱5相連，液壓油箱5通過油管與液壓閥組件3相連，采摘臂液壓缸15、動臂液壓缸17、拉桿臂液壓缸20及拉桿液壓缸22分別通過油管與液壓閥組件3相連，操縱控制器2通過線路與液壓閥組件3的電磁閥控制端口相連；收集機構包括導流板24、儲存箱6，導流板24與儲存箱6鉸接。

在本實施例中，立臂18通過螺栓固定在底盤機架上面，且立臂18臂管四周焊接有加強筋。

在本實施例中，采摘臂液壓缸15、動臂液壓缸17、拉桿臂液壓缸20、拉桿液壓缸22均采用HSG型雙作用型工程液壓缸。

在本實施例中，膠輥12為尼龍材料制成，該種材料具有一定的韌性和硬度，在采摘過程中可避免對油茶果樹枝的損傷。

在本實施例中，拉桿液壓缸22安裝時需要保證膠輥12閉合時留有間隙，以促使油茶花苞及枝葉從此間隙中漏出來，避免對油茶花苞和枝葉的損傷。

在本實施例中，CCD攝像頭19安裝個數為2個，以實現雙目識別定位，且安裝在立臂18兩側合適的高度上，以滿足采集到全部油茶果樹的圖像信息。

在本實施例中，導流板24通過鉸鏈連接在儲存箱6中，不工作時將導流板24立起來，采摘時將導流板24放倒并與儲存箱6水平呈一定夾角，夾角為15°～60°，以保證在采摘時油茶果順利通過導流板24進入儲存箱6中。

在本實施例中，操作該采收機時，將該采收機手動駕駛在油茶果林間隙路上，當快接近一棵油茶果樹時，可將工作方式切換至自動模式，CCD攝像頭19開始對油茶樹進行圖像采集，并通過工業計算機11對CCD攝像頭19采集的圖像信息進行處理，同時對圖像中油茶果的形狀大小和空間位置進行識別，而后將識別的圖像模擬信號轉化成數字信號傳輸到工業控制單片機10中，工業控制單片機10將電信號經由操縱控制器2傳輸到液壓閥組件3的各個電磁閥中，通過“電—液”轉化實現由電信號控制電磁閥的運動，通過電磁閥的開關動作實現采摘臂液壓缸15、動臂液壓缸17、拉桿臂液壓缸20、拉桿液壓缸22的運動，再由液壓缸的往復運動驅動動臂16、采摘臂14、拉桿臂21運動，促使采摘頭到達CCD攝像頭19識別的位置，然后由拉桿液壓缸22運動帶動膠輥12慢慢閉合，膠輥12閉合過程中將油茶果從枝葉上擠壓滾搓下來，采摘下來的油茶在重力作用下落入導流板24中，從而順著導流板24落入存儲箱6中，進而完成一次采摘收集過程；

通過CCD攝像頭19定時采集和工業計算機11的連續處理，采摘頭將有序采摘識別到的油茶果；也可切換至手動操作，由人工操作液壓閥組件3手柄，手動操作液壓閥組件3的各個電磁閥開關狀態及閉合時間，以實現各個液壓缸的運動，使采摘頭到達操作者想要到達的油茶果位置，并將膠輥12慢慢閉合，通過膠輥12將油茶果從枝葉上擠壓滾搓下來，采摘下來的油茶果下落至導流板24中，順著導流板24落入存儲箱6中，完成一次采摘收集。采摘完成后，由人工操縱采收機往前行走，在進行自動或手動操作采摘頭采摘油茶果，周期性地對油茶果采摘，基于視覺識別的自動采摘，大量的重復性操作將通過工業計算機完成，從而實現油茶果的自動采摘，最大程度減少重復性操作勞動，并極大程度的減小對油茶枝葉及花苞的損傷。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征和本實用新型的優點。本行業的技術人員應該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本實用新型范圍內。本實用新型要求保護范圍由所附的權利要求書及其等效物界定。