草莓采摘機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于草莓采摘的草莓采摘機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]草莓采摘多是人工采摘，摘果時(shí)常要彎腰，勞動(dòng)強(qiáng)度大，市場上有一些的草莓采摘工具，如草莓采摘器、采摘鉗、采摘手套等，雖然可以幫助人采摘草莓，但依然是人工操作，并且都是簡易的剪切工具，需要人眼尋找草莓才能操作。
[0003]摘機(jī)器人是農(nóng)業(yè)機(jī)器人的主要類型之一，采摘機(jī)器人多應(yīng)用在體積大、堅(jiān)硬的果實(shí)采摘上，因?yàn)檫@些果實(shí)采摘難度響度較小。而草莓果實(shí)具有體積小、皮薄、果實(shí)肉軟等特點(diǎn)，采摘不慎極易被破壞。目前也有應(yīng)用于草莓采摘的采摘機(jī)器人，但是這些機(jī)器人僅僅實(shí)現(xiàn)了果實(shí)采摘的功能，由于控制系統(tǒng)和采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，對成熟果實(shí)的判斷效果較差，果實(shí)損壞率較大。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可自動(dòng)識(shí)別成熟草莓、自動(dòng)行走、采摘損傷率小的草莓采摘機(jī)器人。
[0005]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:草莓采摘機(jī)器人，包括移動(dòng)機(jī)構(gòu)和設(shè)置在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上的采摘機(jī)構(gòu)、控制器，所述采摘機(jī)構(gòu)包括機(jī)械臂，其特征在于:還包括道路識(shí)別系統(tǒng)和圖像識(shí)別系統(tǒng)，所述機(jī)械臂通過舵機(jī)和安裝座安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，舵機(jī)接收控制器的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳遞到機(jī)械臂；所述采摘機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在機(jī)械臂末端的采摘執(zhí)行器，所述道路識(shí)別系統(tǒng)包括紅外對管，紅外對管將采集的道路信息傳遞到控制器；所述圖像識(shí)別系統(tǒng)包括與機(jī)械臂并行安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上的攝像裝置，攝像裝置包括攝像頭和安裝攝像頭的支桿，攝像頭安裝在支桿的最高端，所述支桿高度高于機(jī)械臂的高度，攝像頭與控制器相連。
[0006]優(yōu)選的是:采摘執(zhí)行器為剪刀狀結(jié)構(gòu)，包括一對相互配合工作的鏡像采摘剪，所述采摘剪包括相互軸接的采摘剪頭和采摘剪柄，采摘剪柄的末端連接有舵機(jī)，可平行轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)采摘剪頭轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中采摘剪頭可相互接觸。
[0007]優(yōu)選的是:一對采摘剪的采摘剪頭相互接觸處為齒狀結(jié)構(gòu)。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果是:
[0009]圖像識(shí)別系統(tǒng)可自動(dòng)識(shí)別成熟果實(shí)，道路識(shí)別系統(tǒng)可識(shí)別路徑，控制采摘機(jī)器人的行走。圖像識(shí)別系統(tǒng)與機(jī)械臂并行安裝，使采摘剪正對圖像識(shí)別系統(tǒng)所采集的果實(shí)，便于精準(zhǔn)進(jìn)行采摘?jiǎng)幼??？紤]到草莓果實(shí)比較柔軟怕捏的特點(diǎn)，采摘執(zhí)行器采用了剪刀裝結(jié)構(gòu)，由采摘剪頭的端部進(jìn)行采摘切斷動(dòng)作，采摘剪不直接觸碰草莓的裝置，而是對與草莓相連的莖進(jìn)行操作，也可以避開草莓莖葉，采摘剪頭相互接觸處為齒狀結(jié)構(gòu)，靠鋸齒的嚙合力切斷草莓莖，剪切力較常見的機(jī)械手小，減少采摘過程對草莓的損壞。
【附圖說明】
[0010]附圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖
[0011]附圖2為采摘剪結(jié)構(gòu)示意圖
【具體實(shí)施方式】
[0012]以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明。
[0013]草莓采摘機(jī)器人包括移動(dòng)機(jī)構(gòu)I和設(shè)置在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上的采摘機(jī)構(gòu)、控制器5，還包括道路識(shí)別系統(tǒng)和圖像識(shí)別系統(tǒng)。
[0014]采摘機(jī)構(gòu)包括機(jī)械臂2，機(jī)械臂2通過舵機(jī)3和安裝座安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，舵機(jī)3接收控制器5的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳遞到機(jī)械臂2，控制機(jī)械臂2轉(zhuǎn)動(dòng)；采摘機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在機(jī)械臂2末端的采摘執(zhí)行器，采摘執(zhí)行器為剪刀狀結(jié)構(gòu)，包括一對相互配合工作的鏡像采摘剪6，采摘剪6包括相互軸接的采摘剪頭7和采摘剪柄8，采摘剪柄8的末端連接有舵機(jī)，舵機(jī)接收控制器5的控制信號(hào)，可帶動(dòng)采摘剪柄8平行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)采摘剪頭8轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中采摘剪頭8可相互接觸。一對采摘剪6的采摘剪頭8相互接觸處9為齒狀結(jié)構(gòu)。
[0015]道路識(shí)別系統(tǒng)包括紅外對管10，紅外對管將采集的道路信息傳遞到控制器5 ;圖像識(shí)別系統(tǒng)包括與機(jī)械臂2并行安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上的攝像裝置，攝像裝置包括攝像頭4和安裝攝像頭的支桿11，攝像頭4安裝在支桿11的最高端，支桿11高度高于機(jī)械臂2的高度，攝像頭4與控制器5相連。
[0016]進(jìn)行采摘作業(yè)時(shí)，在種植區(qū)域需要采摘機(jī)器人行走的區(qū)域撒上白石灰，啟動(dòng)采摘機(jī)器人后，紅外對管10對黑白進(jìn)行檢測，將檢測結(jié)果反饋到控制器5，控制器控制移動(dòng)機(jī)構(gòu)I的行動(dòng)路線。行動(dòng)過程中，攝像頭4采集草莓果實(shí)圖像，反饋到控制器，控制器上的圖像識(shí)別模塊對圖像進(jìn)行色彩分析，根據(jù)果實(shí)的色彩判斷其是否成熟，并對成熟的果實(shí)執(zhí)行采摘?jiǎng)幼?。采摘時(shí)采摘剪6穿過草莓莖葉，到草莓莖處，通過采摘剪頭8對草莓莖執(zhí)行剪短動(dòng)作。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.草莓采摘機(jī)器人，包括移動(dòng)機(jī)構(gòu)和設(shè)置在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上的采摘機(jī)構(gòu)、控制器，所述采摘機(jī)構(gòu)包括機(jī)械臂，其特征在于:還包括道路識(shí)別系統(tǒng)和圖像識(shí)別系統(tǒng)，所述機(jī)械臂通過舵機(jī)和安裝座安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，舵機(jī)接收控制器的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳遞到機(jī)械臂；所述采摘機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在機(jī)械臂末端的采摘執(zhí)行器，所述道路識(shí)別系統(tǒng)包括紅外對管，紅外對管將采集的道路信息傳遞到控制器；所述圖像識(shí)別系統(tǒng)包括與機(jī)械臂并行安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上的攝像裝置，攝像裝置包括攝像頭和安裝攝像頭的支桿，攝像頭安裝在支桿的最高端，所述支桿高度高于機(jī)械臂的高度，攝像頭與控制器相連。
2.如權(quán)利要求1所述的采摘機(jī)器人，其特征在于:所述采摘執(zhí)行器為剪刀狀結(jié)構(gòu)，包括一對相互配合工作的鏡像采摘剪，所述采摘剪包括相互軸接的采摘剪頭和采摘剪柄，采摘剪柄的末端連接有舵機(jī)，可平行轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)采摘剪頭轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中采摘剪頭可相互接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的采摘機(jī)器人，其特征在于:一對采摘剪的采摘剪頭相互接觸處為齒狀結(jié)構(gòu)。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于草莓采摘的草莓采摘機(jī)器人。包括移動(dòng)機(jī)構(gòu)和設(shè)置在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上的采摘機(jī)構(gòu)、控制器，所述采摘機(jī)構(gòu)包括機(jī)械臂，其特征在于：還包括道路識(shí)別系統(tǒng)和圖像識(shí)別系統(tǒng)，所述機(jī)械臂通過舵機(jī)和安裝座安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上，舵機(jī)接收控制器的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)傳遞到機(jī)械臂；所述采摘機(jī)構(gòu)還包括設(shè)置在機(jī)械臂末端的采摘執(zhí)行器，所述道路識(shí)別系統(tǒng)包括紅外對管，紅外對管將采集的道路信息傳遞到控制器；所述圖像識(shí)別系統(tǒng)包括與機(jī)械臂并行安裝在移動(dòng)機(jī)構(gòu)上的攝像裝置，攝像裝置包括攝像頭和安裝攝像頭的支桿，攝像頭安裝在支桿的最高端，所述支桿高度高于機(jī)械臂的高度，攝像頭與控制器相連。該采摘機(jī)器人可自動(dòng)識(shí)別成熟草莓、自動(dòng)行走、采摘損傷率小，具有較好的采摘效果。
【IPC分類】A01D46-30
【公開號(hào)】CN204426033
【申請?zhí)枴緾N201520042814
【發(fā)明人】趙麗清, 孫曉光
【申請人】青島農(nóng)業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年1月21日