專利名稱:溫室果蔬的機器人采摘-接運協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)與控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機器人領(lǐng)域，特別涉及一種溫室果蔬的機器人采摘-接運協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)與控制方法。
背景技術(shù)：
采摘機器人技術(shù)的發(fā)展成為解決代替人工實現(xiàn)果蔬選擇性收獲的必然要求，成為全球農(nóng)業(yè)自動化發(fā)展的熱點，國內(nèi)外先后開發(fā)了針對不同作物的各類樣機；但是采摘機器人本身對被采果蔬的承載空間及承載能力十分有限，由采摘機器人同時完成采摘和果蔬向儲放或產(chǎn)后處理區(qū)域運輸?shù)淖鳂I(yè)效率極低，分別由采摘機器人和生產(chǎn)現(xiàn)場運輸設(shè)備完成采摘和移運的協(xié)同作業(yè)是果蔬收獲自動化發(fā)展的必然趨勢；目前盡管出現(xiàn)了針對溫室內(nèi)苗床、盆花等機械化搬運的懸索、鏈?zhǔn)交蜍壍朗窖b置(楊鐵順等.溫室空中苗床運輸系統(tǒng)，實用新型專利，專利授權(quán)號:ZL200820142172.2 ;白義奎等.溫室用懸索式運輸裝置，發(fā)明專利，專利申請?zhí)柟_號:CN101927892A;田秋豐.用于溫室盆花搬運的鏈?zhǔn)窖b置，實用新型專利，授權(quán)公告號:CN201932649U)，也出現(xiàn)了用于溫室內(nèi)載送勞動力進行果蔬人工收獲的電動采摘車(王綱等，電動采摘車，實用新型專利，專利號:200420058719.2 ;溫室電動收獲小車，日本，園藝設(shè)施，1979年2月號；楊仁全等，一種電動液壓升降采摘車，實用新型專利，專利授權(quán)號:ZL200820233702.4)，但尚未見與采摘機器人配套作業(yè)的全自動化運輸裝備；本專利發(fā)明人提出了溫室果蔬接運機器人的概念(劉繼展，溫室果蔬接運機器人，發(fā)明專利，專利申請?zhí)?201210181314.7)，由溫室果蔬接運機器人自動完成對采摘機器人所采摘果實的接放和溫室內(nèi)運輸任務(wù)。
上述任務(wù)的完成，需要接運機器人與采摘機器人的有效配合，因而機器人采摘-接運協(xié)同作業(yè)控制成為決定其作業(yè)成功率和效率關(guān)鍵。發(fā)明專利《溫室果蔬接運機器人》僅給出了接運機器人本身的技術(shù)方案，并未建立機器人采摘-接運協(xié)同作業(yè)控制的系統(tǒng)構(gòu)成與方法。

發(fā)明內(nèi)容
為了有效提高采摘機器人，本發(fā)明提供一種溫室果蔬的機器人采摘-接運協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)與控制方法，可以實現(xiàn)采摘機器人與接運機器人的協(xié)同作業(yè)，從而滿足溫室果蔬機器人收獲和溫室內(nèi)運輸?shù)囊蟆?br>本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:包括采摘機器人、接運機器人、電磁導(dǎo)引系統(tǒng)和碰撞式卡接裝置；電磁導(dǎo)引系統(tǒng)中，電磁導(dǎo)引主線自導(dǎo)引信號發(fā)生器的信號端接出，并沿溫室干道的地下埋設(shè)，并經(jīng)導(dǎo)引主線回路接入信號發(fā)生器的地端；分別沿各栽培槽間通道的地下依次埋設(shè)并經(jīng)各導(dǎo)引支線回路接入信號發(fā)生器地端的電磁導(dǎo)引第I支線、電磁導(dǎo)引第2支線、電磁導(dǎo)引第3支線直至電磁導(dǎo)引第η支線分別經(jīng)由第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)、第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)b與電磁導(dǎo)引主線連接；第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)、第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)僅能由采摘機器人正向到達(dá)相應(yīng)位置時觸發(fā)使其兩觸點閉合并僅能由采摘機器人反向到達(dá)相應(yīng)位置時復(fù)位使其兩觸點斷開。
碰撞式卡接裝置包括碰撞卡接器和鎖環(huán)；接運機器人前部車體上的鎖環(huán)撞擊采摘機器人上碰撞卡接器的碰桿使之縮回直至電磁鐵的推桿插入銷孔，同時兩卡勾由與碰桿的錐面接觸轉(zhuǎn)入與碰桿的柱面接觸，使兩卡勾在彈簧轉(zhuǎn)銷的彈力作用下合上，接運機器人與采摘機器人完成卡接；電磁鐵通電后其推桿縮回，碰桿在彈簧的推力作用下相對外殼彈出，兩卡勾由與碰桿的柱面接觸轉(zhuǎn)入與碰桿的錐面接觸，使兩卡勾在彈簧轉(zhuǎn)銷的彈力作用下張開，使接運機器人與采摘機器人脫離卡接。
采摘機器人采摘果實后，根據(jù)采摘機器人上的檢測系統(tǒng)所獲得的果實大小、重量和缺陷信息對果實進行分類，并放入相應(yīng)子果箱內(nèi)；果實放滿后，電磁鐵通電使接運機器人上的鎖環(huán)與采摘機器人上的碰撞卡接器脫離卡接，接運機器人反方向行走并觸發(fā)儲放處理區(qū)行程開關(guān)，接運機器人停止行走并將果實分類放置入儲放處理區(qū)內(nèi)；接運機器人正向行走進入電磁導(dǎo)引第I支線所被埋設(shè)的栽培槽間通道，使碰撞卡接器和鎖環(huán)碰撞完成卡接，繼續(xù)作業(yè)直至電磁導(dǎo)引第I支線兩側(cè)的果實采摘完成；隨后，采摘機器人與接運機器人后退使第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)復(fù)位，電磁導(dǎo)引第I支線斷電，采摘機器人與接運機器人沿溫室干道繼續(xù)正向運動并觸發(fā)第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)后，使電磁導(dǎo)引第2支線通以單頻交流電流而其他支線斷電，采摘機器人與接運機器人上的探測線圈檢測此電磁場使其進入電磁導(dǎo)引第2支線所被埋設(shè)的栽培槽間通道進行作業(yè)；如此往復(fù)，直至溫室內(nèi)所有的果實采摘和移運完成。
本發(fā)明的有益效果是，通過電磁導(dǎo)引系統(tǒng)的電磁導(dǎo)引線鋪設(shè)與多個非自動復(fù)位行程開關(guān)互鎖控制的配合，實現(xiàn)采摘機器人與接運機器人的自動順序作業(yè)和定位尋找，進而通過碰撞式卡接裝置實現(xiàn)接運機器人與采摘機器人的接合與脫開，以簡單結(jié)構(gòu)和簡便的控制方法有效解決了兩不同功能機器人協(xié)同作業(yè)的難題。


圖1為溫室內(nèi)電磁導(dǎo)引線路鋪設(shè)示意圖；
圖2為采摘機器人-接運機器人總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為采摘機器人-接運機器人碰撞式卡接裝置外觀示意圖；
圖4為采摘機器人-接運機器人電磁導(dǎo)引與卡接-脫離控制流程圖；
圖5為采摘機器人-接運機器人協(xié)同作業(yè)控制流程示意圖；
圖中1.電磁導(dǎo)引第I支線，2.電磁導(dǎo)引第2支線，3.電磁導(dǎo)引第3支線，4.采摘機器人，5.接運機器人，6.電磁導(dǎo)引主線，7.導(dǎo)引主線回路，8.第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)，
9.第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)，10.第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)，11.儲放處理區(qū)行程開關(guān)，12.導(dǎo)引信號發(fā)生器，13.導(dǎo)引支線回路，14.子果箱，15.果箱轉(zhuǎn)軸，16.子果箱門，
17.采摘機器人后部車體，18.外殼，19.碰桿，20.卡勾，21.彈簧轉(zhuǎn)銷，22.鎖環(huán)，23.接運機器人前部車體，24.端蓋，25.彈簧，26.軸環(huán)，27.滑桿，28.錐面，29.柱面，30.銷孔31.電磁鐵，a.電磁導(dǎo)引第η支線，b.第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)。 具體實施方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
如圖1 圖5所示，該溫室果蔬的機器人采摘-接運協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)包括采摘機器人4、接運機器人5、電磁導(dǎo)引系統(tǒng)和碰撞式卡接裝置；其中電磁導(dǎo)引系統(tǒng)包括電磁導(dǎo)引第I支線1、電磁導(dǎo)引第2支線2、電磁導(dǎo)引第3支線3直至電磁導(dǎo)引第η直線a、第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)10、第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)9、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)8直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)b、電磁導(dǎo)引主線6、導(dǎo)引主線回路7、儲放處理區(qū)行程開關(guān)
11、導(dǎo)引信號發(fā)生器12和導(dǎo)引支線回路13。
如圖1所示，電磁導(dǎo)引主線6自導(dǎo)引信號發(fā)生器12的信號端接出，并沿溫室干道的地下埋設(shè)，電磁導(dǎo)引主線6與導(dǎo)引主線回路7連通，導(dǎo)引主線回路7接入信號發(fā)生器12的地端；第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)10、第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)9、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)8直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)b僅能由采摘機器人4正向到達(dá)相應(yīng)位置時觸發(fā)使其兩觸點閉合，第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)10、第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)
9、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)8直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)b僅能由采摘機器人4反向到達(dá)相應(yīng)位置時復(fù)位使其兩觸點斷開；第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)10、第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)9、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)8直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)b的兩觸點分別與電磁導(dǎo)引主線6和電磁導(dǎo)引第I支線1、電磁導(dǎo)引第2支線2、電磁導(dǎo)引第
3支線3直至電磁導(dǎo)引第η支線a連接，電磁導(dǎo)引第I支線1、電磁導(dǎo)引第2支線2、電磁導(dǎo)引第3支線3直至電磁導(dǎo)引第η支線a分別沿各栽培槽間通道的地下依次埋設(shè)，電磁導(dǎo)引第I支線1、電磁導(dǎo)引第2支線2、電磁導(dǎo)引第3支線3直至電磁導(dǎo)引第η支線a分別與各自的導(dǎo)引支線回路13連通，各導(dǎo)引支線回路13接入信號發(fā)生器12的地端；電磁導(dǎo)引第I支線1、電磁導(dǎo)引第2支線2、電磁導(dǎo)引第3支線3直至電磁導(dǎo)引第η支線a相互隔離，電磁導(dǎo)引第I支線1、電磁導(dǎo)引第2支線2、電磁導(dǎo)引第3支線3直至電磁導(dǎo)引第η支線a的各自導(dǎo)引線回路13僅在信號發(fā)生器12地端接觸。
如圖2 圖4所示，碰撞式卡接裝置包括碰撞卡接器和鎖環(huán)22 ;碰撞卡接器由外殼18、碰桿19、卡勾20、彈簧轉(zhuǎn)銷21、端蓋24、彈簧25、滑桿27和電磁鐵32組成；碰撞式卡接器通過外殼18固定于采摘機器人后部車體17上，鎖環(huán)22固定于接運機器人前部車體23上；在端蓋24與滑桿27的軸環(huán)26之間安裝彈簧25，滑桿27通過螺紋與碰桿19固定，兩對稱卡勾20通過彈簧轉(zhuǎn)銷21安裝于采摘機器人后部車體17上，在碰桿19前部徑向開有銷孔30，后部車體17上安裝有電磁鐵31。
如圖1 圖5，作業(yè)前采摘機器人4與接運機器人5在儲放區(qū)內(nèi)，碰撞式卡接裝置處于卡接狀態(tài)。系統(tǒng)初始化，信號發(fā)生器12給電磁導(dǎo)引主線6通以單頻交流電流，在電磁導(dǎo)引主線6周圍產(chǎn)生交變電磁場，采摘機器人4與接運機器人5上的探測線圈檢測此電磁場并使采摘機器人4與接運機器人5沿著電磁導(dǎo)引主線6所在的溫室干道正向運動；當(dāng)采摘機器人4到達(dá)相應(yīng)位置并觸發(fā)第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)10后，第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)10的兩處點接合，同時由互鎖電路保證除第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)10以外的第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)9、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)8直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)b的兩觸點處于斷開狀態(tài)；信號發(fā)生器12給電磁導(dǎo)引第I支線I通以單頻交流電流，在電磁導(dǎo)引第I支線I周圍產(chǎn)生交變電磁場，采摘機器人4與接運機器人5上的探測線圈檢測此電磁場并使采摘機器人4與接運機器人5進入電磁導(dǎo)引第I支線I所被埋設(shè)的栽培槽間通道進行作業(yè)。
如圖2所示，采摘機器人4采摘果實后，根據(jù)采摘機器人4上的檢測系統(tǒng)所獲得的果實大小、重量和缺陷信息對果實進行分類，并放入相應(yīng)子果箱14內(nèi)；當(dāng)一定位置的果實采摘完畢，采摘機器人4與接運機器人5沿該栽培槽間通道前進，繼續(xù)完成果實采摘和分級放入果箱作業(yè)，直至接運機器人5的子果箱14內(nèi)果實放滿；當(dāng)接運機器人5的子果箱14內(nèi)果實放滿后，電磁鐵31通電后其推桿縮回，碰桿19在彈簧25的推力作用下相對外殼18彈出，兩卡勾20由與碰桿的柱面29接觸轉(zhuǎn)入與碰桿的錐面28接觸，使兩卡勾20在彈簧轉(zhuǎn)銷21的彈力作用下張開，接運機器人5離開采摘機器人4并沿電磁導(dǎo)引第I支線I反方向行走，此時，電磁鐵31斷電使其推桿彈出；當(dāng)接運機器人5反方向行走至相應(yīng)位置觸發(fā)儲放處理區(qū)行程開關(guān)11，接運機器人5停止行走，果箱轉(zhuǎn)軸15轉(zhuǎn)動，各子果箱門16相繼打開，將果實分類放置入儲放處理區(qū)內(nèi)，而后，接運機器人5檢測到電磁導(dǎo)引主線6和電磁導(dǎo)引第I支線I的交變電磁場，進而沿電磁導(dǎo)引主線6和電磁導(dǎo)引第I支線I正向行走進入電磁導(dǎo)引第I支線I所被埋設(shè)的栽培槽間通道，直至固定于接運機器人前部車體23上的鎖環(huán)22撞擊米摘機器人4上的碰桿19,碰桿19和滑桿27相對外殼18縮回,直至銷孔30到達(dá)正對電磁鐵31的推桿位置，電磁鐵31的推桿在電磁鐵31內(nèi)置彈簧的作用下插入銷孔30，同時兩卡勾20由與碰桿的錐面28接觸轉(zhuǎn)入與碰桿的柱面29接觸，使兩卡勾20在彈簧轉(zhuǎn)銷21的彈力作用下合上，接運機器人5與采摘機器人4完成卡接，繼續(xù)完成果實采摘和分級放入果箱作業(yè)，如此反復(fù)，直至電磁導(dǎo)引第I支線I兩側(cè)的果實采摘完成。
電磁導(dǎo)引第I支線I兩側(cè)的果實采摘完成后，采摘機器人4與接運機器人5沿電磁導(dǎo)引第I支線I后退至相應(yīng)位置使第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)10復(fù)位，第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)10的兩處點斷開，采摘機器人4與接運機器人5檢測到電磁導(dǎo)引主線6周圍的交變電磁場，進而沿電磁導(dǎo)引主線6所在的溫室干道繼續(xù)正向運動；當(dāng)采摘機器人4到達(dá)相應(yīng)位置并觸發(fā)第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)9后，第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)9的兩處點接合，同時由互鎖電路保證除第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)9以外的第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)10、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)8直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)b的兩觸點處于斷開狀態(tài)；信號發(fā)生器12給電磁導(dǎo)引第2支線2通以單頻交流電流，在電磁導(dǎo)引第2支線2周圍產(chǎn)生交變電磁場，采摘機器人4與接運機器人5上的探測線圈檢測此電磁場并使采摘機器人4與接運機器人5進入電磁導(dǎo)引第2支線2所被埋設(shè)的栽培槽間通道進行作業(yè)。
如此往復(fù)，直至溫室內(nèi)所有的果實采摘和移運完成。
權(quán)利要求
1.一種溫室果蔬的機器人采摘-接運協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，包括位于栽培槽中的采摘機器人(4)和接運機器人(5)，其特征在于:還設(shè)有電磁導(dǎo)引系統(tǒng)和碰撞式卡接裝置；電磁導(dǎo)引系統(tǒng)包括電磁導(dǎo)引第I支線(I)、電磁導(dǎo)引第2支線(2)、電磁導(dǎo)引第3支線(3)直至電磁導(dǎo)引第η直線(a)，第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(10)、第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(9)、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(8)直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(b)，儲放處理區(qū)行程開關(guān)(11)、電磁導(dǎo)引主線(6)、導(dǎo)引主線回路(7)、導(dǎo)引信號發(fā)生器(12)和導(dǎo)引支線回路(13);電磁導(dǎo)引主線6自導(dǎo)引信號發(fā)生器(12)的信號端接出，并沿溫室干道的地下埋設(shè)，電磁導(dǎo)引主線(6)與導(dǎo)引主線回路(7)連通，導(dǎo)引主線回路(7)接入信號發(fā)生器(12)的地端；第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(10)、第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(9)、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(8)直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(b)的兩觸點分別與電磁導(dǎo)引主線(6)和電磁導(dǎo)引第I支線(I)、電磁導(dǎo)引第2支線(2)、電磁導(dǎo)引第3支線(3)直至電磁導(dǎo)引第η支線(a)連接，儲放處理區(qū)行程開關(guān)(11)的兩觸點與電磁導(dǎo)引主線(6)連接，電磁導(dǎo)引第I支線(I)、電磁導(dǎo)引第2支線(2)、電磁導(dǎo)引第3支線(3)直至電磁導(dǎo)引第η支線(a)分別沿各栽培槽間通道的地下依次埋設(shè)，電磁導(dǎo)引第I支線(I)、電磁導(dǎo)引第2支線(2)、電磁導(dǎo)引第3支線(3)直至電磁導(dǎo)引第η支線(a)分別與各自的導(dǎo)引支線回路(13)連通，各導(dǎo)引支線回路(13)接入信號發(fā)生器(12)的地端；第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(10)、第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(9)、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(8)直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(b)僅能由采摘機器人(4)正向到達(dá)相應(yīng)位置時觸發(fā)使其兩觸點閉合，第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(10)、第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(9)、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(8)直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(b)僅能由采摘機器人(4)反向到達(dá)相應(yīng)位置時復(fù)位使其兩觸點斷開；碰撞式卡接裝置包括碰撞卡接器和鎖環(huán)(22);碰撞卡接器由外殼(18)、碰桿(19)、卡勾(20 )、彈簧轉(zhuǎn)銷(21)、端蓋(24 )、彈簧(25 )、滑桿(27 )和電磁鐵(32 )組成；碰撞式卡接器通過外殼(18)固定于采摘機器人后部車體(17)上，鎖環(huán)(22)固定于接運機器人前部車體(23)上，在端蓋(24 )與滑桿(27)的軸環(huán)(26)之間安裝彈簧(25)，滑桿(27)通過螺紋與碰桿(19)固定，兩對稱卡勾(20)通過彈簧轉(zhuǎn)銷(21)安裝于采摘機器人后部車體(17)上，在碰桿(19)前部徑向開有銷孔(30)，后部車體17上安裝有電磁鐵(31)。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種溫室果蔬的機器人采摘-接運協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)，其特征在于:電磁導(dǎo)引第I支線(I)、電磁導(dǎo)引第2支線(2)、電磁導(dǎo)引第3支線(3)直至電磁導(dǎo)引第η支線(a)相互隔離，電磁導(dǎo)引第I支線(I)、電磁導(dǎo)引第2支線(2)、電磁導(dǎo)引第3支線(3)直至電磁導(dǎo)引第η支線(a)的各自導(dǎo)引線回路(13)僅在信號發(fā)生器12地端接觸。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種溫室果蔬的機器人采摘-接運協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括如下具體步驟: (1)初始狀態(tài) 作業(yè)前采摘機器人(4)與接運機器人(5)在儲放區(qū)內(nèi)，碰撞式卡接裝置處于卡接狀態(tài)； (2)電磁導(dǎo)引沿溫室干道正向行進 信號發(fā)生器(12)給電磁導(dǎo)引主線(6)通以單頻交流電流，在電磁導(dǎo)引主線6周圍產(chǎn)生交變電磁場，采摘機器人(4)與接運機器人(5)上的探測線圈檢測此電磁場并使采摘機器人(4 )與接運機器人(5 )沿著電磁導(dǎo)引主線(6 )所在的溫室干道正向運動； (3)電磁導(dǎo)引進入栽培槽間通道當(dāng)采摘機器人(4)到達(dá)相應(yīng)位置并觸發(fā)第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(10)后，第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(10)的兩處點接合，同時由互鎖電路保證除第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(10)以外的第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(9)、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(8)直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(b)的兩觸點處于斷開狀態(tài)；信號發(fā)生器(12)給電磁導(dǎo)引第I支線(I)通以單頻交流電流，在電磁導(dǎo)引第I支線(I)周圍產(chǎn)生交變電磁場，采摘機器人(4)與接運機器人(5)上的探測線圈檢測此電磁場并使采摘機器人(4)與接運機器人(5)進入電磁導(dǎo)引第I支線(I)所被埋設(shè)的栽培槽間通道進行作業(yè)； (4)果實采摘與分級放置 采摘機器人(4)采摘果實后，根據(jù)采摘機器人(4)上的檢測系統(tǒng)所獲得的果實大小、重量和缺陷信息對果實進行分類，并放入相應(yīng)子果箱(14)內(nèi)； (5)接運機器人與采摘機器人的脫開 當(dāng)一定位置的果實采摘完畢，采摘機器人(4)與接運機器人(5)沿該栽培槽間通道前進，繼續(xù)完成果實采摘和分級放入果箱作業(yè)，直至接運機器人(5)的子果箱(14)內(nèi)果實放滿；當(dāng)接運機器人(5)的子果箱(14)內(nèi)果實放滿后，電磁鐵(31)通電后其推桿縮回，碰桿(19)在彈簧(25)的推力作用下相對外殼(18)彈出，兩卡勾(20)由與碰桿的柱面(29)接觸轉(zhuǎn)入與碰桿的錐面(28)接觸，使兩卡勾(20)在彈簧轉(zhuǎn)銷(21)的彈力作用下張開，接運機器人(5)與米摘機器人(4)脫開,此時，電磁鐵(31)斷電使其推桿彈出； (6)果實的溫室內(nèi)移運和分類卸果 接運機器人(5)沿電磁導(dǎo)引第I支線(I)反方向行走，當(dāng)接運機器人(5)反方向行走至相應(yīng)位置觸發(fā)儲放處理區(qū)行程開關(guān)(11)，接運機器人(5 )停止行走，果箱轉(zhuǎn)軸(15 )轉(zhuǎn)動，各子果箱門(16)相繼打開，將 果實分類放置入儲放處理區(qū)內(nèi)； (7)接運機器人與采摘機器人的定位尋找與接合 而后，接運機器人(5)檢測到電磁導(dǎo)引主線(6)和電磁導(dǎo)引第I支線(I)的交變電磁場，進而沿電磁導(dǎo)引主線(6)和電磁導(dǎo)引第I支線(I)正向行走進入電磁導(dǎo)引第I支線(I)所被埋設(shè)的栽培槽間通道，直至固定于接運機器人前部車體(23)上的鎖環(huán)(22)撞擊采摘機器人(4)上的碰桿(19 )，碰桿(19 )和滑桿(27 )相對外殼(18 )縮回，直至銷孔(30 )到達(dá)正對電磁鐵(31)的推桿位置，電磁鐵(31)的推桿在電磁鐵(31)內(nèi)置彈簧的作用下插入銷孔(30)，同時兩卡勾(20)由與碰桿的錐面(28)接觸轉(zhuǎn)入與碰桿的柱面(29)接觸，使兩卡勾(20)在彈簧轉(zhuǎn)銷(21)的彈力作用下合上，接運機器人(5)與采摘機器人(4)完成卡接，繼續(xù)完成果實采摘和分級放入果箱作業(yè)；如此反復(fù)，直至電磁導(dǎo)引第I支線(I)兩側(cè)的果實米摘完成； (8)接運機器人與采摘機器人的換栽培槽作業(yè) 電磁導(dǎo)引第I支線(I)兩側(cè)的果實采摘完成后，采摘機器人(4)與接運機器人(5)沿電磁導(dǎo)引第I支線(I)后退至相應(yīng)位置使第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(10)復(fù)位，第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(10)的兩處點斷開，采摘機器人(4)與接運機器人(5)檢測到電磁導(dǎo)引主線(6)周圍的交變電磁場，進而沿電磁導(dǎo)引主線(6)所在的溫室干道繼續(xù)正向運動；當(dāng)采摘機器人(4)到達(dá)相應(yīng)位置并觸發(fā)第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(9)后，第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(9)的兩處點接合，同時由互鎖電路保證除第2支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(9)以外的第I支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(10)、第3支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(8)直至第η支線非自動復(fù)位行程開關(guān)(b)的兩觸點處于斷開狀態(tài)；信號發(fā)生器(12)給電磁導(dǎo)引第2支線(2)通以單頻交流電流，在電磁導(dǎo)引第2支線(2)周圍產(chǎn)生交變電磁場，采摘機器人(4)與接運機器人(5)上的探測線圈檢測此電磁場并使采摘機器人(4)與接運機器人(5)進入電磁導(dǎo)引第2支線(2)所被埋設(shè)的栽培槽間通道進行作業(yè)；如此往復(fù)，直至溫室內(nèi)所有的果實米摘和移運 完成。
專利摘要
本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機器人領(lǐng)域，特別涉及一種溫室果蔬的機器人采摘-接運協(xié)同作業(yè)系統(tǒng)與控制方法。本發(fā)明通過電磁導(dǎo)引系統(tǒng)的電磁導(dǎo)引線鋪設(shè)與多個非自動復(fù)位行程開關(guān)互鎖控制的配合，實現(xiàn)采摘機器人與接運機器人的自動順序作業(yè)和定位尋找，進而通過碰撞式卡接裝置實現(xiàn)接運機器人與采摘機器人的接合與脫開，以簡單結(jié)構(gòu)和簡便的控制方法有效解決了兩不同功能機器人協(xié)同作業(yè)的難題。
文檔編號A01D46/00GKCN103163858SQ201210530180
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月11日
發(fā)明者劉繼展, 王紀(jì)章, 陳永 申請人:江蘇大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan