[go: up one dir, main page]

RU235837U9 - Robotic fruit picking device - Google Patents

Robotic fruit picking device

Info

Publication number
RU235837U9
RU235837U9 RU2025111416U RU2025111416U RU235837U9 RU 235837 U9 RU235837 U9 RU 235837U9 RU 2025111416 U RU2025111416 U RU 2025111416U RU 2025111416 U RU2025111416 U RU 2025111416U RU 235837 U9 RU235837 U9 RU 235837U9
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fruit
mounting plate
harvesting
container
flexible pipe
Prior art date
Application number
RU2025111416U
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU235837U1 (en
Inventor
Ростислав Александрович Филиппов
Степан Владимирович Семичев
Игорь Геннадьевич Смирнов
Дмитрий Олегович Хорт
Алексей Игоревич Кутырёв
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Application granted granted Critical
Publication of RU235837U1 publication Critical patent/RU235837U1/en
Publication of RU235837U9 publication Critical patent/RU235837U9/en

Links

Abstract

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам, предназначенным для уборки урожая плодовых культур. Роботизированное устройство для сбора плодов, состоящее из рамы, руки манипулятора, гибкой трубы для транспортировки плодов, емкости для накопления плодов, систем управления, навигации и технического зрения (на фигурах не показаны), системы питания. Система затаривания плодов снабжена датчиками уровня наполнения ёмкости, механизмом ножничного типа и электроактуатором, каждый из которых одним концом закреплен на раме, а другим - на крепёжной пластине, и распределительной головкой с электроприводом, закрепленной снизу на крепежной пластине с возможностью горизонтального вращения и связанной с гибкой трубой, закрепленной на крепежной пластине сверху. Использование роботизированного устройства для сбора плодов позволит повысить точность и эффективность сбора плодов яблони в автономном режиме, снизив травмируемость плодов.The utility model relates to agricultural engineering, in particular to machines designed for harvesting fruit crops. A robotic device for harvesting fruit, consisting of a frame, a manipulator arm, a flexible pipe for transporting fruit, a container for accumulating fruit, control systems, navigation and technical vision (not shown in the figures), a power supply system. The fruit packing system is equipped with container filling level sensors, a scissor-type mechanism and an electric actuator, each of which is fixed at one end to the frame and the other to the mounting plate, and a distribution head with an electric drive, fixed from below to the mounting plate with the possibility of horizontal rotation and connected to a flexible pipe fixed to the mounting plate from above. The use of a robotic device for harvesting fruit will improve the accuracy and efficiency of harvesting apple fruits in an autonomous mode, reducing the injury to the fruit.

Description

Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к машинам, предназначенным для уборки урожая плодовых культур. The utility model relates to agricultural engineering, in particular to machines intended for harvesting fruit crops.

Известен агрегат самоходный универсальный АСУ-6 для уборки плодов в садах интенсивного типа, включающий раму, колесное шасси и систему транспортеров элеваторного типа для транспортировки и затаривания плодов в контейнер (https://elibrary.ru/item.asp?id=32438524).A self-propelled universal unit ASU-6 is known for harvesting fruits in intensive orchards, including a frame, a wheeled chassis and a system of elevator-type conveyors for transporting and packing fruits into a container (https://elibrary.ru/item.asp?id=32438524).

К недостаткам известной машины относятся использование ручного труда как при съеме плодов, так и при управлении движением агрегата, смена наполненного контейнера также проходит при участии человека.The disadvantages of the known machine include the use of manual labor both when picking fruits and when controlling the movement of the unit; changing the filled container also requires human participation.

Наиболее близким техническим решением по своей сущности к заявленному объекту является машина для автоматизированного сбора плодов (Z. De-An, L. Jidong, J. Wei, Z. Ying, and C. Yu, “Design and control of an apple harvesting robot,” Biosystems Engineering, vol. 110, pp. 112-122, 2011.), включающая гусеничное шасси, руку манипулятор, гибкую трубу для транспортировки плодов, емкость для накопления плодов.The closest technical solution in its essence to the declared object is a machine for automated fruit harvesting (Z. De-An, L. Jidong, J. Wei, Z. Ying, and C. Yu, “Design and control of an apple harvesting robot,” Biosystems Engineering, vol. 110, pp. 112-122, 2011), including a tracked chassis, a manipulator arm, a flexible pipe for transporting fruit, and a container for storing fruit.

К недостаткам известного технического решения относятся отсутствие механизма опускания распределяющего рукава в емкость для сбора плодов, что приводит к повреждению плодов при их укладке в емкость.The disadvantages of the known technical solution include the lack of a mechanism for lowering the distribution sleeve into the container for collecting fruits, which leads to damage to the fruits when they are placed in the container.

Техническая задача предлагаемой полезной модели - разработать затаривающий узел для плодов.The technical task of the proposed utility model is to develop a packing unit for fruits.

Технический результат заключается в повышении эффективности процесса затаривания плодов яблони при автоматизированной уборке урожая, снижение травмирования плодов яблони и обеспечение возможности выполнения работ в полностью автоматическом (автономном) режиме.The technical result consists in increasing the efficiency of the process of packing apple fruits during automated harvesting, reducing damage to apple fruits and ensuring the possibility of performing work in a fully automatic (autonomous) mode.

Поставленная техническая задача достигается тем, что роботизированное устройство для сбора плодов, состоящее из рамы, руки манипулятора, гибкой трубы для транспортировки плодов, ёмкости для накопления плодов, систем управления, навигации и технического зрения (на рис. не показаны), системы питания, согласно полезной модели, система затаривания плодов снабжена датчиками уровня наполнения ёмкости, механизмом ножничного типа и электроактуатором, каждый из которых одним концом закреплен на раме, а другим на крепёжной пластине, и распределительной головкой с электроприводом, закрепленной снизу на крепежной пластине с возможностью горизонтального вращения и связанной с гибкой трубой, закрепленной на крепежной пластине сверху.The stated technical task is achieved in that the robotic device for collecting fruits, consisting of a frame, a manipulator arm, a flexible pipe for transporting fruits, a container for accumulating fruits, control systems, navigation and technical vision (not shown in the figure), a power supply system, according to the utility model, the fruit packing system is equipped with sensors for determining the filling level of the container, a scissor-type mechanism and an electric actuator, each of which is secured at one end to the frame and the other to the mounting plate, and a distribution head with an electric drive, secured from below to the mounting plate with the possibility of horizontal rotation and connected to a flexible pipe secured to the mounting plate from above.

Полезная модель поясняется чертежами. The utility model is illustrated by drawings.

На фиг. 1 представлено роботизированное устройство для сбора плодов (общий вид); на фиг. 2 - общий вид системы затаривания роботизированного устройства; на фиг. 3 - узлы системы затаривания; на фиг. 4 - схема работы распределительной головки.Fig. 1 shows a robotic device for harvesting fruits (general view); Fig. 2 - general view of the filling system of the robotic device; Fig. 3 - components of the filling system; Fig. 4 - diagram of the operation of the distribution head.

Роботизированное устройство для сбора плодов состоит из рамы 1, размещенной на колесном шасси 2, руки манипулятора 3 с гибкой трубой 4 для транспортировки плодов в ёмкости 5 для накопления плодов, закрепленной под рамой 1, системы управления, навигации и технического зрения (на фиг. не указано), системы питания (на фиг. не указано), системы затаривания плодов. The robotic device for harvesting fruits consists of a frame 1 placed on a wheeled chassis 2, a manipulator arm 3 with a flexible pipe 4 for transporting fruits into containers 5 for accumulating fruits, fixed under the frame 1, a control, navigation and technical vision system (not shown in the figure), a power supply system (not shown in the figure), and a fruit packing system.

Система затаривания плодов содержит датчики заполнения ёмкости 5 (на фиг. не указано), состоит из механизма ножничного типа 6 и электроактуатора 7, одним концом закрепленных на раме 1, а другим - на крепежной пластине 8, и распределительной головки 9. Один конец распределительной головки 9 соединен через крепежную пластину 8 с гибкой трубой 4. Распределительная головка 9, например, со скошенным концом закреплена снизу на крепежной пластине 8 и имеет электропривод (на фиг. не указано), обеспечивающий ее горизонтальное вращение, что позволяет равномерно распределять плоды 10 в емкости 5.The fruit packing system contains tank filling sensors 5 (not shown in the figure), consists of a scissor-type mechanism 6 and an electric actuator 7, with one end secured to the frame 1 and the other to the mounting plate 8, and a distribution head 9. One end of the distribution head 9 is connected through the mounting plate 8 to the flexible pipe 4. The distribution head 9, for example, with a beveled end is secured from below to the mounting plate 8 and has an electric drive (not shown in the figure), ensuring its horizontal rotation, which allows for the even distribution of fruits 10 in the tank 5.

Роботизированное устройство для сбора плодов работает следующим образом. The robotic fruit picking device works as follows.

Роботизированное устройство для сбора плодов перемещается и позиционируется в междурядьях плодовых насаждений, при помощи установленных систем управления, навигации и технического зрения.The robotic fruit picking device moves and positions itself between the rows of fruit plantations using installed control, navigation and technical vision systems.

Сигнал от системы технического зрения анализируется контроллером роботизированного устройства для сбора плодов, подаёт соответствующие управляющие сигналы на электропривод колесного шасси 2, обеспечивая точную остановку напротив нужного дерева. Система технического зрения определяет координаты плодов, которые необходимо собрать и контроллер управления манипулятором (на рис. не указано) подает управляющий сигнал на руку-манипулятор 3 для захвата, отделения плода, который попадает в гибкую трубу 4. The signal from the vision system is analyzed by the controller of the robotic device for collecting fruits, and it sends the corresponding control signals to the electric drive of the wheel chassis 2, ensuring an accurate stop opposite the desired tree. The vision system determines the coordinates of the fruits that need to be collected, and the manipulator control controller (not shown in the figure) sends a control signal to the manipulator arm 3 for capturing and separating the fruit, which falls into the flexible pipe 4.

Далее плод попадает в нижнюю часть, где гибкая труба 4 через крепежную пластину 8 соединяется с вращающейся вокруг своей оси распределительной головкой 9, равномерно распределяющей плоды 10 по всей площади ёмкости 5. Контроль уровня наполнения ёмкости 5 осуществляется установленными оптическими датчиками, соединёнными с контроллером роботизированного устройства для сбора плодов. После заполнения соответствующего уровня ёмкости 5 плодами 9, активируется механизм ножничного типа 6, который приводится в действие электроактуатором 7 и поднимает распределительную головку 9 на другой уровень над плодами 10.Then the fruit gets to the lower part, where the flexible pipe 4 is connected through the fastening plate 8 to the distribution head 9 rotating around its axis, evenly distributing the fruits 10 over the entire area of the container 5. The filling level of the container 5 is controlled by installed optical sensors connected to the controller of the robotic device for collecting fruits. After filling the corresponding level of the container 5 with fruits 9, the scissor-type mechanism 6 is activated, which is driven by the electric actuator 7 and raises the distribution head 9 to another level above the fruits 10.

Контроллер управления анализирует данные, поступающие от оптических датчиков, о степени наполнения ёмкости 5, и принимает решение об остановке процесса затаривания. После того как ёмкость 5 полностью заполнена, ее опускают в междурядье плодового сада, затем роботизированное устройство захватывает порожнюю ёмкость, закрепляет ее под рамой 1 и операция повторяется. The control controller analyzes the data coming from the optical sensors about the degree of filling of the container 5, and makes a decision to stop the filling process. After the container 5 is completely filled, it is lowered into the row spacing of the orchard, then the robotic device grabs the empty container, fixes it under the frame 1 and the operation is repeated.

Использование роботизированного устройства для сбора плодов позволит повысить точность и эффективность сбора плодов яблони в автономном режиме, снизить травмирование плодов.The use of a robotic device for fruit picking will improve the accuracy and efficiency of apple fruit picking in an autonomous mode and reduce fruit damage.

Claims (1)

Роботизированное устройство для сбора плодов, состоящее из рамы, руки манипулятора, системы затаривания плодов в виде гибкой трубы для транспортировки плодов, ёмкости для накопления плодов, системы управления, навигации и технического зрения, системы питания, отличающееся тем, что система затаривания плодов снабжена датчиками уровня наполнения ёмкости, а также механизмом ножничного типа и электроактуатором, одним концом закрепленными на раме, а другим - на крепёжной пластине, и распределительной головкой, один конец которой соединен через крепежную пластину с гибкой трубой и электроприводом с возможностью горизонтального вращения.A robotic device for harvesting fruit, consisting of a frame, a manipulator arm, a fruit packing system in the form of a flexible pipe for transporting fruit, a container for accumulating fruit, a control system, navigation and technical vision, a power supply system, characterized in that the fruit packing system is equipped with sensors for determining the filling level of the container, as well as a scissor-type mechanism and an electric actuator, one end of which is fixed to the frame and the other to a mounting plate, and a distribution head, one end of which is connected through a mounting plate to a flexible pipe and an electric drive with the possibility of horizontal rotation.
RU2025111416U 2025-04-30 Robotic fruit picking device RU235837U9 (en)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU235837U1 RU235837U1 (en) 2025-07-16
RU235837U9 true RU235837U9 (en) 2025-09-04

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1701160A1 (en) * 1989-11-16 1991-12-30 Центральное Опытное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Госнити По Организации И Технологии Ремонта И Технического Обслуживания Автомобилей "Авторемонт" Automatic fruit gathering machine
CN105580560A (en) * 2014-11-16 2016-05-18 张桂春 Apple harvesting robot
US9475189B2 (en) * 2015-02-22 2016-10-25 Ffmh-Tech Ltd. Multi-robot crop harvesting machine
CN107690969A (en) * 2017-11-23 2018-02-16 西北农林科技大学 A kind of aspirated-air type apple harvests robot
CN110140523A (en) * 2019-06-21 2019-08-20 文成县简创科技有限公司 A kind of red bayberry picking can dispense the picker of anti-landing with integration loading
RU229540U1 (en) * 2024-06-29 2024-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Маленькие сельские машины" Universal agricultural robot

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1701160A1 (en) * 1989-11-16 1991-12-30 Центральное Опытное Проектно-Конструкторское И Технологическое Бюро Госнити По Организации И Технологии Ремонта И Технического Обслуживания Автомобилей "Авторемонт" Automatic fruit gathering machine
CN105580560A (en) * 2014-11-16 2016-05-18 张桂春 Apple harvesting robot
US9475189B2 (en) * 2015-02-22 2016-10-25 Ffmh-Tech Ltd. Multi-robot crop harvesting machine
CN107690969A (en) * 2017-11-23 2018-02-16 西北农林科技大学 A kind of aspirated-air type apple harvests robot
CN110140523A (en) * 2019-06-21 2019-08-20 文成县简创科技有限公司 A kind of red bayberry picking can dispense the picker of anti-landing with integration loading
RU229540U1 (en) * 2024-06-29 2024-10-11 Общество с ограниченной ответственностью "Маленькие сельские машины" Universal agricultural robot

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Scarfe et al. Development of an autonomous kiwifruit picking robot
US20110022231A1 (en) Apparatuses, Systems and Methods for Automated Crop Picking
US9468146B2 (en) Harvesting machine for formally trained orchards
US10178830B2 (en) Tree location sensing system and process for agricultural tree harvesting
US20050178468A1 (en) Fruit harvester
US20220087105A1 (en) System and method for autonomous harvester installation and farm harvesting operation
CN206879487U (en) The shearing walnut picking device of multiple degrees of freedom
US8056677B1 (en) Lift system with articulably joined subchassis
US3385042A (en) Berry harvester
US20150040528A1 (en) Residue management system for an agricultural vehicle
EP4201191A1 (en) Fruit picking robotic installation on platforms
CN113692854A (en) Tomato picking machine and control method thereof
GB2616680A (en) A mobile autonomous agricultural system
US7748206B1 (en) Fruit harvester with system and method for detecting and reducing forces exerted against rigid standing objects
RU235837U9 (en) Robotic fruit picking device
WO2022061288A1 (en) Robotic harvesting system for vertical plant cultivation
US3328944A (en) Grape harvesting machine
RU235837U1 (en) Robotic fruit picking device
CN119605491A (en) A trellis type orchard kiwifruit picking device and picking method
RU2845423C1 (en) Robotic complex for harvesting fruit trees
Domigan et al. A fresh fruit harvester for apples trained on horizontal trellises
WO2019209167A1 (en) Farming system
CN222967464U (en) Automatic grape picking mechanical arm
Guyer Mechanical Harvesting
NL2033750B1 (en) Vehicle system for the processing of a botanical plant