Платформа для уборки яблок

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 24.09.2024

Роботы для сбора твердых плодов -- Каталог автономных сельскохозяйственных роботов

Одно из направлений, которое привлекает разработчиков автономных сельскохозяйственных роботов во многих странах, это роботы для сбора яблок и других схожих плодов.

Тему стимулирует рост дефицита сезонных работников из-за изменения политики взаимодействия с мигрантами в ряде стран, а также противоэпидемические меры и рост стоимости привлечения сезонных работников.

Проблематика создания роботов для сбора яблок состоит из поиска оптимальных решений по следующим направлениям:

1. требуется система компьютерного зрения на базе AI, способная эффективно обнаруживать плоды в кроне дерева и принимать решение о степени спелости плода.

2. требуется система, способная собирать плоды, а именно - отделять плод от ветки, не повреждая плод или дерево, причем достаточно быстро, за время, сравнимое с тем, что затрачивает опытный сборщик яблок. Как правило, для этого используют пневмозахват.

3. требуется транспортная система, способная переместить яблоко, отделенное от ветви, в соответствующий бункер для временного хранения. Распространенное решение - подсоединенный к пневмозахвату рукав, по которому яблоко перемещается от ветки до бункера, другое решение - механический манипулятор.

4. требуется мобильная платформа, способная нести на себе остальные системы и контейнеры с собранными плодами. Эта платформа не должна потреблять много энергии, желательно, чтобы ее привод был электрическим, чтобы она была простой в эксплуатации и ремонте, чтобы она могла перемещаться по территории сада. Такая платформа может быть автономной в плане ориентации в аллеях сада. Допустима частичная автономия, когда платформой управляет человек, он же присматривает за ее функционированием, занимается погрузкой и разгрузкой, но не сбором яблок.

Разработчики в разных странах стараются найти решения если не всех, то хотя бы части вопросов.

Примеры разработок робота для сбора яблок

Россия

ФНАЦ ВИМ, Россия

2020.11.25 Финансовый университет при Правительстве РФ и Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ при технологической поддержке Microsoft разработали умного робота для сбора яблок. Участники проекта заявляют, что им удалось добиться высокой точности распознавания и сбора плодов (97% и 90% соответственно). Эти показатели значительно выше, чем у западных аналогов (85% и 75% соответственно), при том, что планируемая цена устройства в семь раз ниже. Использование робота позволит увеличить сбор урожая на 30%. Подробнее.

Австралия

Monash University, Австралия

MARS, Monash University, Австралия

2021.07 Проект MARS разрабатывает в Австралии в Университете Монаша команда доктора Чао Чена. Система компьютерного зрения робота MARS позволяет ему выявлять более 90% видимых с каждой конкретной позиции плодов с расстояния 1.2 метра. MARS способен собрать более 85% замеченных яблок, до которых ему позволяет дотянуться его манипулятор. Захват может подстраиваться под плоды различного размера и формы. На сбор яблока у робота уходит не более 7 с. Робот рассчитан на автономную работу, он самостоятельно выявляет плоды, избегает препятствий и автономно движется по аллеям сада, перемещаясь от яблони к яблони. РТК состоит из трех основных компонентов: системы компьютерного зрения, которая выявляет плоды; роботизированного манипулятора на основе коллаборативного робота Universal Robots, который перемещает захват к плоду, а также из мягкого захвата в который также входит вакуумная присоска. Подробнее.

Ripe Robotics, Австралия

Eve, Ripe Robotics, Австралия

Австралийская компания Ripe Robotics приступила к коммерческим испытаниям нового полностью автоматизированного робота Eve для сбора фруктов. Eve заменит собой робота второго поколения Clive.
Робот способен собирать яблоки и апельсины (бункерный контейнер вмещает 380 кг яблок или 420 кг апельсинов). Сбор идет с помощью всасывающей трубки.
В коммерческое производство робот поступит в 2022 году, если компания привлечет дополнительно AUS$450 тысяч.

Израиль

FFRobotics, Израиль

название робота неизвестно

FFRobotics разрабатывает устройства с трехпальцевыми захватами, при помощи которых роботы могут отодвигать фрукт от листвы и веток и “сворачивать” его (как вариант - срезать) с ветки. У одной машины может быть от 4 до 12 рук, производительность - вплоть до 10 тысяч собранных яблок в час. Устройство не идеально - оно способно собрать 85-90% плодов, остальные придется добирать вручную. По расчетам производителя, в условиях США такой робот окупится за 2 года. Прототип будет представлен официально осенью 2017 года.

США

Abudant Robotics, США

название робота неизвестно

Vision Robotics, США

Grapevine Pruner

Другой калифорнийский стартап, Vision Robotics, разрабатывает машину для сбора апельсинов. Компания была основана в 1999 году. Роботы трудятся в тандеме: один формирует трехмерную модель фруктового дерева, а второй многорукий аппарат собирает плоды. Также в VR разработали робота для прореживания салата-латука, автоматизированный секатор для виноградной лозы Grapevine Pruner и машины для борьбы с сорняками.

GrapeVine Pruner предназначен для срезания и сорняков между виноградными лозами. Ориентация по GPS. Робот способен автономно двигаться по винограднику. Настройки осуществляются через мобильное приложение. Производительность 1 га за 150 часов. Подзарядка аккумулятора от фотоэлектрической батареи.

Богатый урожай не всегда удается легко собрать, особенно если основная масса плодов расположилась на верхних ветках дерева. Опытные садоводы в таком случае прибегают к помощи специальных приспособлений для сбора яблок. Их можно приобрести в магазине или сделать самостоятельно из подручных материалов.

Устройства для сбора с дерева

Сетка для сбора яблок

Переспелые плоды так и не доберутся до земли и не испортятся, если использовать пластиковую сетку с мелкой ячейкой.

Важно! Главное, чтобы сама сетка была достаточно прочная и большая, иначе она порвется под тяжестью плодов.

Принцип действия приспособления такой:

Часть сетки крепится вокруг дерева с помощью проволоки или шпагата.
По периметру края ставятся колья, к которым крепится сетка под наклоном.
Падающие яблоки будут скатываться от центра к краю.

Телескопическая палка

Сама ручка (палка) имеет выдвижную конструкцию, которая может удлиняться до 3 метров, позволяя снимать урожай с высоких деревьев. Насадки на плодосъемник могут быть разными:

Сетка и секатор. С помощью секатора отрезается фрукт и попадает в прикрепленную сетку. Яблоко скатывается по сетке прямо в руки.
Цанговые устройства. Металлические лепестки захватывают плод, а вы с помощью круговых движений устройства отрываете его.
Проволочные насадки. Представляют собой устройство из толстых проволочных струн. Приспособление надевается на яблоко, проволока плотно обхватывает его и знакомым поворотом обрывает плод. Он остается внутри проволочного каркаса, в то время как вы его доносите до тары.
Насадка, оснащенная рычагом или леской. Принцип действия такой же, как и у предыдущего инструмента, но вам не нужно прокручивать устройство, достаточно дернуть за рычаг или леску, и оно схватит плод, останется потянуть его на себя, срывая яблоко.

Палка с пластиковой бутылкой

Плодосборник состоит из пластиковой бутылки с боковым отверстием ближе ко дну и прикрепленной палки из алюминия или ПВХ. Принцип действия:

Необходимо поймать яблоко в отверстие бутылки и потянуть на себя. У спелых яблок плод легко отсоединяется от плодоножки и попадает в бутылку.
Затем освободить бутылку и продолжить сбор урожая.

За один раз можно набрать 2–4 яблока, в зависимости от их размера.

Справка! Если держатель достаточно длинный, можно срывать яблоки с высоты 2–3 метра.

Сачок

Устройство напоминает своим видом обычный сачок. Разница лишь в том, что оно оснащено металлическими зубчиками по периметру. Чтобы захватить плод, необходимо насадить сачок на палку нужной длины и подхватить яблоко с помощью зубчиков, после чего оно окажется в мягком мешочке.

Тюльпан

Необходимо закрепить пластиковую чашу на деревянной ручке (длину ручки можно подобрать в зависимости от высоты деревьев).
Устройство подносится под яблоко таким образом, чтобы плодоножка попала в прорезь между лепестками, и поворачивается.
Плод отрывается и остается в чаше.

Важно! Основные недостатки устройства: диаметр чаши не позволяет срывать плоды большого размера, плоды могут выскочить из чаши при опускании.

Устройства для сбора с земли

Ролл для сбора яблок

Каталка (ролл) позволяет собирать плоды диаметром от 5 до 12 см. Прибор поможет сэкономить время при сборе опавшего урожая и избежать множества наклонов и нагрузки на поясницу.

Он представляет собой палку с наконечником овальной формы, выполненную из металлических прутьев.

Принцип действия:

Плавными движениями проводим каталкой по месту скопления плодов на земле.
Яблоки проникают вглубь ролла через металлические прутья и остаются там.
Выгрузка плодов происходит с помощью специального треугольника, который можно прикрепить к любой емкости, в какую вы хотите собрать свой урожай.

Гардена

Плодосборник Gardena практически не имеет конкурентов в качестве выполняемой работы и удобстве в использовании. Он представляет собой насадку в виде корзины из эластичных прутьев и ручку, которую можно приобрести отдельно.

Когда устройство накатывается на яблоки, плоды попадают внутрь через прутья. После того как их наберется достаточное количество, они ссыпаются в тару через боковое отверстие.

Справка! Гардена похож по принципу работы на обычную каталку, но, как заявляет производитель, отличается качеством материалов и долговечностью службы. А также цена за устройство в разы выше.

Инвентарь

Устройства для сбора плодов значительно облегчат работу любому садоводу, но ни один сбор урожая не обойдется без стандартного инвентаря:

Лестница. Максимальная длина плодосборников – 3 метра, чтобы собрать плоды на верхних ветках, придется воспользоваться лестницей. Следите за безопасностью, выбирайте только качественный инструмент и надежно его крепите.
Тара. Выбор тары зависит от размеров сада и количества плодов. Это может быть сумка, ведро или корзина.
Платформа. Для больших садоводств для более быстрого сбора урожая нелишним приобретением станет самоходная платформа для сбора яблок. Она представляет собой набор различных контейнеров для плодов и люльки для сборщиков и двигается за счет бензинового двигателя и трансмиссии на колесах.
Комбайн. Та же платформа, но масштабнее и с большими возможностями, незаменимая техника для больших садоводств. Комбайны по своей конструкции бывают с клещами, с разными системами платформ и люлек для сборщиков, специальные для сбора яблок с дерева и паданцев на переработку.

Устройства для сбора своими руками

Из пластиковой бутылки

Самая примитивная модель сборника плодов. Вам понадобится:

пластиковая тара;
нож;
палка.

Необходимо срезать дно с бутылки и оформить его в виде зубчиков с помощью ножа. Ручка (палка) крепится к горлышку с помощью скотча или гвоздей.

Можно соорудить таким же способом закрытый плодосборник. В этом случае дно бутылки не удаляем, а просто делаем небольшое (чтобы прошло яблоко, но не вывалилось) овальное отверстие около донышка. Далее горло крепится к ручке, и плодосборник готов.

Из рыболовного сачка

Если у вас завалялся рыболовный сачок, то готовый плодосборник для яблок уже есть. Обычный рыболовный сачок необходимо немного согнуть у основания, чтобы было удобнее поддеть плоды.

Для усовершенствования устройства дополнительно можно установить лезвия или крючок, чтобы срезать плодоножки. Самодельный сачок можно соорудить с помощью подручных средств, но он будет ничуть не хуже покупного.

Полезное видео

Ознакомьтесь с интересным видео о сборе урожая яблок:

Если понимать принцип работы плодосборника, можно попробовать изготовить его из других подручных материалов, достаточно иметь желание и смекалку. А если времени на самостоятельную работу нет, всегда есть возможность приобрести уже готовое устройство.

Яблоки Топ 9 лучших рецептов приготовления пастилы из яблок в домашних условиях: пошаговые инструкции с фото и видео

Конвейерные ленты помещаются на краях машины и доставляют фрукты на главную ленту. По сравнению с другими машинами для уборки фруктов, Agile 2013 ускоряет транспортировку фруктов, которые бережно помещаются в ящики. Новаторская идея состоит в возможности загрузки пустых ящиков спереди машины, что исключает необходимость использования прицепного держателя для ящиков. Преимущества этого усовершенствования легко оценить.

Изобретение предназначено для сбора помидоров, баклажан, перца и земляники. Платформа, опирающаяся на колеса, буксируется трактором. Под рамой подвешены рабочие сиденья с возможностью перемещения вдоль рамы. Рядом, вдоль рамы, к грузоподъемникам подвешиваются лотки с откосами. Заполненный лоток приподнимается грузоподъемниками и по наклону выгружается в ящики на прицепе. Прицепы могут заменяться без перегрузки ящиков. Для защиты от солнца и дождя используется парусиновый навес (тент). 6 ил.

Формула изобретения

ПЛАТФОРМА ДЛЯ СБОРА УРОЖАЯ НИЗКОРАСТУЩИХ КУЛЬТУР, содержащая размещенную на ходовой части раму с продольными направляющими, на которых свободно подвешены посредством кареток секции с расположенными на них сидениями и прицеп, отличающаяся тем, что она снабжена навешивающимися на балки с помощью подъемного устройства и наклоненными в сторону прицепа лотками с боковыми откидными откосами, а в задней части платформы установлены дополнительные лотки.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, к устройствам для ручного сбора урожая низкорастущих культур.

Известна платформа для ручного сбора урожая низкорастущих культур, преимущественно земляники (см.а.с. СССР N 660621, 1979), где человек сидит в одной позе, что утомляет. Кроме того, платформа предназначена только для земляники.

Известна также платформа для сбора урожая земляники (см.а.с. СССР N 1187743, 1981). На этой платформе человеку удобнее, но поза тоже одна и убирается только земляника.

Целью изобретения является создание агрегата для уборки помидоров, баклажанов, перца и земляники с возможностью изменения позы в процессе уборки, создания комфорта, при котором человек, как бы отдыхая, работает. Это увеличит время интенсивной работы, уменьшит утомляемость, т.е. увеличит производительность.

При сборе платформа стоит, рабочие сиденья вынесены под раму, конструкция рамы не затрудняет уборку, сиденья легко скользят вдоль рамы.

Рядом с продольными балками рамы, к которым подвешены на легкоскользящих салазках рабочие сиденья, к грузоподъемникам подвешены лотки с навешенными на боках откидными откосами, и против заднего торца каждого лотка установлен неподвижный лоток с наклоном в сторону прицепа, привязанного к платформе.

Лотки могут опираться на почву при уборке, или быть подвешенными на дополнительных тягах при переезде. Грузоподъемники подвешены к каркасу для тента.

Отличными от прототипа признаками являются: рама с колесами, рабочие сиденья, подвешенные на рамках-салазках, лотки с навешенными на балках откидными откосами, дополнительные тяги, грузоподъемники, каркас для тента, неподвижные лотки, прицеп с буксирной тягой, буксирная тяга платформы.

Это показывает, что предлагаемое устройство соответствует признаку изобретения "новизна".

Так как эти признаки создают новый положительный эффект, то изобретение обладает существенными отличиями.

На фиг. 1 показана платформа для уборки урожая, вид сзади без грузовой платформы; на фиг. 2 то же, вид сбоку, рабочее положение (основное рабочее и кратковременное положение человека); на фиг. 3 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 4 платформа при переезде, вид сбоку; на фиг. 5 узел I на фиг. 1 (основное рабочее положение человека при сборке урожая); на фиг. 6 узел II на фиг. 5 (лоток с навешенным откидным откосом).

Платформа состоит из рамы 1, опирающейся стойками 2 на колеса 3. Буксирное устройство 4 соединено с гидрофицированным буксирным устройством 5 трактора.

На продольных балках 6 рамы 1 подвешены рабочие сиденья 7 тягами 8 к легкоподвижным вдоль балок салазкам (рамкам) 9.

В промежутках между балками 6 подвешены к грузоподъемным талям 10 лотки 11 для сбора урожая с откидными откосами 12. Тали подвешены на балках 13 к каркасу 14 для тента. В задней части платформы установлены лотки 15 с наклоном в сторону прицепа 16, привязанного тягой 17 к платформе. Лотки 15 подвешены к каркасу тягой 18. Лотки 11 при перемещениях подвешиваются к раме 1 тягами 19.

Работа платформы заключается в следующем.

Платформа буксируется трактором. При уборке платформа не перемещается.

Лотки с низкими бортами и откосами позволяют сорванным плодам почти по горизонтальной траектории выкатываться по откосам в лотки. Плоды сгребают. Человек сидит в подвесном сиденье 7. Ноги опираются на откосы 12. Заполненные лотки 11 поднимают грузоподъемниками 10 и через лотки 15 выгружают в ящики на прицепе 16 (см. фиг. 2). При перемещениях платформы лотки 11 подвешиваются на тягах 19.

Размещение подвесных сидений под рамой улучшает обзорность и доступ для снятия урожая. Удобная поза и низкие лотки с откосами позволяют сгребать урожай, что легче и быстрее. Легкая и быстрая выгрузка лотков в ящики на прицепе 16, а также замена прицепов 16 без перегрузки уменьшают трудность и повышают производительность труда.

После продолжительной работы человек может лечь на дополнительные сиденья. Кратковременный отдых позвоночника способствует сохранению интенсивности. При этом работа непрерывно продолжается. Размещение на платформе воды и пищи и комфортные условия в работе повышают в несколько раз производительность труда.

Читайте также: