[發明專利]溫室果蔬的機器人采摘-接運協同作業系統與控制方法

有效

• 申請號: 201210530180.5
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN103163858A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 劉繼展;王紀章;陳永
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;A01D46/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域????

本發明涉及農業機器人領域，特別涉及一種溫室果蔬的機器人采摘-接運協同作業系統與控制方法。

背景技術?????

采摘機器人技術的發展成為解決代替人工實現果蔬選擇性收獲的必然要求，成為全球農業自動化發展的熱點，國內外先后開發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后處理區域運輸的作業效率極低，分別由采摘機器人和生產現場運輸設備完成采摘和移運的協同作業是果蔬收獲自動化發展的必然趨勢；目前盡管出現了針對溫室內苗床、盆花等機械化搬運的懸索、鏈式或軌道式裝置（楊鐵順等.?溫室空中苗床運輸系統，實用新型專利，專利授權號：ZL200820142172.2；白義奎等.?溫室用懸索式運輸裝置，發明專利，專利申請號公開號：CN101927892A；田秋豐.?用于溫室盆花搬運的鏈式裝置，實用新型專利，授權公告號：CN201932649U），也出現了用于溫室內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，專利授權號：ZL200820233702.4），但尚未見與采摘機器人配套作業的全自動化運輸裝備；本專利發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，發明專利，專利申請號：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運輸任務。

上述任務的完成，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-接運協同作業控制成為決定其作業成功率和效率關鍵。發明專利《溫室果蔬接運機器人》僅給出了接運機器人本身的技術方案，并未建立機器人采摘-接運協同作業控制的系統構成與方法。?

發明內容??

為了有效提高采摘機器人，本發明提供一種溫室果蔬的機器人采摘-接運協同作業系統與控制方法，可以實現采摘機器人與接運機器人的協同作業，從而滿足溫室果蔬機器人收獲和溫室內運輸的要求。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：包括采摘機器人、接運機器人、電磁導引系統和碰撞式卡接裝置；電磁導引系統中，電磁導引主線自導引信號發生器的信號端接出,?并沿溫室干道的地下埋設，并經導引主線回路接入信號發生器的地端；分別沿各栽培槽間通道的地下依次埋設并經各導引支線回路接入信號發生器地端的電磁導引第1支線、電磁導引第2支線、電磁導引第3支線直至電磁導引第n支線分別經由第1支線非自動復位行程開關、第2支線非自動復位行程開關、第3支線非自動復位行程開關直至第n支線非自動復位行程開關b與電磁導引主線連接；第1支線非自動復位行程開關、第2支線非自動復位行程開關、第3支線非自動復位行程開關直至第n支線非自動復位行程開關僅能由采摘機器人正向到達相應位置時觸發使其兩觸點閉合并僅能由采摘機器人反向到達相應位置時復位使其兩觸點斷開。?

碰撞式卡接裝置包括碰撞卡接器和鎖環；接運機器人前部車體上的鎖環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入與碰桿的柱面接觸，使兩卡勾在彈簧轉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入與碰桿的錐面接觸，使兩卡勾在彈簧轉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，根據采摘機器人上的檢測系統所獲得的果實大小、重量和缺陷信息對果實進行分類，并放入相應子果箱內；果實放滿后，電磁鐵通電使接運機器人上的鎖環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儲放處理區行程開關，接運機器人停止行走并將果實分類放置入儲放處理區內；接運機器人正向行走進入電磁導引第1支線所被埋設的栽培槽間通道，使碰撞卡接器和鎖環碰撞完成卡接，繼續作業直至電磁導引第1支線兩側的果實采摘完成；隨后,采摘機器人與接運機器人后退使第1支線非自動復位行程開關復位，電磁導引第1支線斷電，采摘機器人與接運機器人沿溫室干道繼續正向運動并觸發第2支線非自動復位行程開關后，使電磁導引第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引第2支線所被埋設的栽培槽間通道進行作業；如此往復，直至溫室內所有的果實采摘和移運完成。?