一种水果智能精准采摘装置及采摘方法

本发明属于智能农业，具体是一种水果智能精准采摘装置及采摘方法。背景技术：1、水果富含营养，对人体有很多好处，人们对水果的需求与日俱增，水果种植面积逐渐增加，而采摘是种植过程中最耗时的，且水果的采摘质量将直接影响到水果的保存及销售等环节,对农业经济具有重要影响。随着科技的发展，农业机械化、自动化与智能化是实现现代农业的发展趋势。2、目前出现了大量的各式各样的智能水果采摘机器人，且结构大多为以移动车、机械臂和采摘端组成，其在采摘时为了保证采摘准确性的原因，大多为每次采摘一个，进而反复操作以实现对全部水果的采摘完毕，但是在实际的水果生长过程中大多为成堆生产的，若是每次只采摘一个，将会具有采摘效率较低且易把旁边的水果碰掉的问题，尤其是在采摘猕猴桃等易被采摘下的水果种类。为此有必要提出一种采摘效率高且减少误触的水果智能精准采摘装置。技术实现思路1、为了解决上述单次仅采摘一个水果，易误碰触周围的水果掉落的问题，本发明的目的是提供一种水果智能精准采摘装置，通过切割环的收缩和展开实现对不对堆的水果进行整体的采摘，减少误触的问题。2、为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种水果智能精准采摘装置，包括智能系统和采摘机器，采摘机器与智能系统信号连接，采摘机器包括移动车，移动车顶部设有采摘机械臂，采摘机械臂远离移动车一端固定连接有切割组件，切割组件下方设有收集组件；3、切割组件包括与固定板，固定板远离采摘机械臂一侧设有固定环，固定环上方设有弹性的切割环，切割环与固定环之间设有缓冲件，且切割环的首端穿过固定板延伸至固定板另一侧，固定板一侧固定连接有马达，马达输出轴与切割环首端固定连接；4、切割环内侧设有滑槽，滑槽内均滑动配合有切割刀片，固定环靠近切割环首端处固定连接有限位块，限位块能够接触切割刀片。5、基础方案的原理是：首先根据智能系统的控制，驱动采摘机器至合适的采摘位置处，同时识别相应的水果树，并对需采摘的水果进行定位，根据实际的水果生长情况，大多数水果都具有成堆生长的情况，进而若是单个采摘效率较低且易将旁边的水果碰掉，由此本方案中在进行采摘水果时，首先控制采摘机械臂将切割组件移动至需采摘成堆水果处，此时控制马达使收割环的直径大于成堆水果的宽度，然后逐渐将切割环上移，进而使切割环的位置位于水果的茎部，此时驱动马达启动，进而使收割环一端逐渐绕至马达涩输出轴上，由此切割环的直径逐渐变小，进而切割刀片能够接触水果茎部并实现切割操作；6、同时当切割环逐渐收缩时，切割刀片能够接触到限位块，在限位块的作用下切割刀片逐渐的沿着滑槽进行滑动运动，由此切割刀片在滑动运动时具有横向摩擦水果茎部的作用，由此加强对其的切割作用，进而实现加快一定的切割效率，并且随着切割环的收缩，当外圈的水果被切割成功后，因为切割环的持续收缩运动，能够实现对内圈的水果也进行对应的切割，进而实现对成堆的熟果进行相应的切割运动，由此达到高效精准的对若干的水果进行一起采摘，提高了相应的采摘效率，采摘后的水果随后掉落至收集组件内，进行收集。7、基础方案的有益效果是：1、与现有技术单次采摘一个水果相比，本发明中利用切割环的变化能够对成堆的水果进行整体的切割和采摘，进而一定程度提高了采摘效率，减少反复的繁琐操作。8、2、在对成堆的水果进行整体采摘，便能够避免误触旁边水果的问题，水果将会整体性均被采摘，进而减少熟果掉落的情况。9、3、当切割环在收缩时，切割刀片能随之产生相应的横向滑动，从而实现切割作用，并且外圈的水果被切割后，切割环的收缩能够对内圈的水果均进行切割，从而实现充分和高效的水果采摘。10、进一步，收集组件包括收集管道，收集管道连通有设置于移动车上的收集箱，收集管道顶端和中间段均固定连接有连接环，连接环另一侧与采摘机械臂固定连接；11、收集管道延伸至收集箱内并与收集箱内侧壁固定连接，收集管道底端设有气泵，气泵输出端与收集管道内部连通，且收集管道远离收集箱内侧壁一端设有输出口。12、基础方案的有益效果是：在实际的水果智能采摘过程中，主要的问题有树叶将会对水果进行遮挡，进而影响智能系统对水果的位置进行错误判断，进而导致漏采摘的问题，由此本发明中，在进行采摘时，首先启动气泵，进而能够往收集管道底部往上进行气体输出，当移动采摘机械臂使切割组件移动至水果下方时，收集管道处的输出的气体能将树叶吹起，进而减少树叶的遮挡，减少水果采摘遗漏的问题；13、同时因为气体从收集管道处输出，进而当水果被切割后，能在气体的吹动下减慢起运动速度，进而减少水果掉落后的冲击，从而减少水果之间的碰触进而导致水果损坏的问题，同时在气体的吹动下，被误切割的树叶等杂质也能够随之被吹出，减少各种杂质随着水果进行掉落至收集管道的问题，进而一定程度减少了后续清洁工作的繁琐程度。14、进一步，气泵上方设有倾斜的导向板，导向板靠近输出口一侧低于导向板另一侧。15、基础方案的有益效果是：在导向板的作用下，水果能够被顺利导向至输出口处，进而使水果均充分的掉落至收集箱内。16、进一步，缓冲件包括若干的支撑杆和设置于切割环尾端的弹簧，弹簧另一端与固定环顶部固定连接；17、支撑杆固定连接于固定环顶部，切割环底部设有与支撑杆对应的弧形槽，切割环上的弧形槽与支撑杆滑动配合。18、基础方案的有益效果是：当切割环收缩时，支撑杆则在弧形槽内进行滑动运动，同时弹簧进行相应的拉伸，以实现切割环的收缩运动，后续展开切割环时，弹簧和支撑杆能够对切割环的位置进行限位，进而实现其快速的回位，减少对后续切割操作的影响。19、进一步，切割刀片远离滑槽一端均设有若干的切割齿。20、基础方案的有益效果是：当切割刀片在限位块的作用下进行横向滑动时，能够增加切割齿与水果茎部的摩擦作用，进而增加切割效果，进而达到高效充分的切割。21、进一步，输出口处设有限流板，限流板顶部与收集箱内壁铰接。22、基础方案的有益效果是：水果流动至输出口时，通过水果的自身的重力能够将限流板撞开并随之掉落至收集箱内，由此限流板的设计能够减慢水果的流动速度，同时减少水果掉落至收集箱的冲击力，进而减少水果流动过程中造成损坏的可能性。23、进一步，收集箱、收集管道和限流板内壁均设有缓冲海绵层。24、基础方案的有益效果是：缓冲海绵层的设计，能够增加水果与收集管道和限流板接触时的缓冲力，进而减少水果意外损坏的问题。25、进一步，智能系统包括采集模块、识别模块、姿势控制模块、切割模块、收集模块和反馈模块；26、采集模块，用于采集水果树的图像信息，并获取水果树上的水果图像信息；27、识别模块，用于接收采集的水果图像信息，并对图像信息进行识别和分析，将对水果进行识别分类为未成熟果、坏果和成熟果；28、姿势控制模块，用于根据识别信息，对采摘机器的采摘机械臂的高度和角度进行调节；29、切割模块，用于控制切割组件实施对成熟果进行切割采摘；30、收集模块，用于根据采摘后水果的重量对采摘数据进行统计；31、反馈模块，用于反馈采摘水果过程中可能出现的意外情况进行采集和记录，并反馈至采集模块处。32、基础方案的有益效果是：首先采集模块采集水果树上的水果图像信息，识别模块对图像信息进行识别和分析，姿势控制模块对采摘机器的采摘机械臂的高度和角度进行调节，切割模块控制切割组件实施对成熟果进行切割采摘，收集模块根据采摘后水果的重量对采摘数据进行统计，反馈模块反馈采摘水果过程中可能出现的意外情况进行采集和记录。实现充分的采集数据和精准的定位需采集的水果。33、进一步，一种水果智能精准采摘方法，包括以下步骤：34、步骤一，数据采集：利用采集模块对水果树的位置进行采集，并采集果树上各水果的图像信息，然后利用识别模块对采集的信息进行分析和识别，进而将水果进行分类，并将需采摘的水果信息传送至下一级；35、步骤二，姿势调整：结合需采集的水果信息，利用姿势控制模块控制采摘机器的采摘机械臂的高度和角度，并使切割组件位于若干水果下方；36、步骤三，采摘水果：利用切割模块控制切割环展开，并逐渐上移切割环的位置，使若干的水果的茎部与切割环上的切割刀片接触，后续控制马达启动并使切割环收缩进而实现水果切割采摘操作；37、步骤四，水果收集：切割后的水果掉落至收集管道内，并随之掉落至收集箱内进行收集。38、基础方案的有益效果是：通过自动化和智能化的技术，该方法能够快速地完成水果的采摘工作，大大提高了采摘效率，降低了人力成本；利用图像识别和数据分析技术，该方法能够精确地识别出需要采摘的水果，避免了漏采和误采的情况，提高了采摘的精准度；同时通过控制切割环的展开和收缩，该方法能够在采摘过程中减少对水果的损伤，保证水果的质量和口感。