[发明专利]移除作物的一部分的设备和方法

说明书

本发明涉及用于将例如叶子或果实等作物的一部分从作物的其余部分移除的设备。本发明涉及例如从西红柿、黄瓜等作物移除叶子、果实等。为达到这个目的，现有技术中存在各种提议，用于通过使用与切割系统连接的机械臂移除叶子、果实等。使机械臂移入作物中并应用视觉(vision)技术，以在期望点处实现作物与作物的相关部分之间的分离。

然而，常常出现不太可能在期望点处使作物的一部分与作物的其余部分分离的问题。

例如，在西红柿及其他作物的情况下，期望尽可能接近主茎地移除叶子。这意味着，必须在尽可能接近叶子的柄与主茎的连接处切除叶子的柄。如果带有切割刀片的机器人移动穿过作物时，它通常不可能到达这种位置。如果在臂上施加力以达到目前所需的位置，通常只会导致主茎被推向一边。这意味着作物遭受不良负荷，并且不能实现预期目标，即到达最佳分离位置。

从GB 673306得知用于收割茶叶的收割设备，其中作物的上部被卷入(engage)两个滚筒之间并倾斜。然后在作物相关部分的较低位置执行切割。通过在两个滚筒之间夹住作物的一部分，切割设备的位置不变。

本发明的目的是提供一种方法和设备，通过该方法和设备能够以尽可能好的方式到达期望分离点，在其之后能够实际地在所述点处执行分离。

使用上述设备实现这个目的，以所述部分的切割点位于夹持部(nip)的延伸中的方式连接切割装置。

根据本发明，作物的相关部分被卷入，然后例如刀片等的分离装置相对于作物的这个部分移动。这是正向的移位，即意味着具有夹紧装置(末端执行器)的机器人能够进一步朝向主茎移动，但是也能够拉动柄以更接近具有末端执行器的机器人(或两者的结合)。然而，在这两种情况下，获取作物本身的部分作为选择可能切割位置的参考点。因此，不再出现不能在所需的分离点处夹紧作物的一部分的情况。根据本发明，作物不会被切断或倾斜，并且切割发生在作物移入挤压部的方向。切割优选地发生在位于主茎与夹持部之间的点处，即夹持部的上游。为此，在该操作期间，切割装置优选地被定位在设备的放置方向上，夹持部的前面。

根据本发明的具体实施方式，在例如通过切割或修剪等分离后，相关作物部分没有被释放，而是被有效地处理。

可旋转元件可具有任何可能想到的形状。因此，它们能够被构造为椭圆形(elliptically)。滚筒还能够被构造为圆柱形并且设置有平坦剖面。滚筒优选地由柔性材料构成。如果应用滚筒的平坦剖面(flat-sectioned)实施方式，那么由于两个滚筒的平坦剖面部分彼此相对地放置，所以滚筒之间出现了间隙，柄部分能够被该间隙所接纳。在滚筒旋转期间，在滚筒之间的柄部分被滚筒包住并被牢固地保持。随后，能够发生如上所述的柄部分关于连接有滚筒的臂的运动。通过达到最大夹紧力，或者通过达到邻接，确定结束位置、即作物的一部分关于滚筒移动的结束。滚筒的旋转优选地是不连续的。

在第一种情况下，特别在对称构造的滚筒的实施方式中，如具有平坦剖面部分的滚筒，持续旋转到最大，直至不再有卷入动作发生。在第二种情况下，例如能够通过滚筒的电动机中的能量消耗来测量作物的一部分的最大夹紧力。如果能量消耗超过给定的最大值，那么不再发生作物的一部分和滚筒的进一步运动。

滚筒优选地通过机械装置被共同地连接。

为了进一步固定叶子部分，在滚筒之间夹持部的延伸(extension)中存在用于在其一侧或多侧接纳柄部分的容纳部，其中柄部分将在该处被接纳。容纳部中的一个被实施为使其能够与刀片的刀刃协作，从而能够在期望点处从主茎移除柄部分。这个刀片，更具体地其外刃，基本平行于滚筒的中心线延伸。

然而，还能够在两侧连接刀片或任何其他分离装置，使得结构能够被容易地安置在关于叶子的柄或果实的最可能好的位置。滚筒的驱动装置优选地位于中央，并且与滚筒相隔相当远的距离，例如20厘米的距离。

然而，应该理解的是，上述实施方式只是示例性的。可以以任何可能想到的方式构造滚筒的驱动装置或者其他电气元件。

根据本发明的更特别的实施方式，滚筒具有基本相同的直径，更特别地，几乎一致。

本发明能够允许以特定方式修剪(叶子)柄。

可以以任何可能想到的方式构造连接有夹紧装置的机器人。实施例包括(伸缩的)机械臂，通过三个轮辐(spoke)操作的机器人等等。

图1a至1c示出了分离叶子的实施例的示意性的立体图；

图2示出了需要在根据本发明的示意性示出的配置的帮助下移除叶子部分的多个茎；

图3示出了根据本发明的在接纳柄元件期间的臂；