[實用新型]一種草莓采摘機器人

有效

• 申請號: 201320440171.7
• 申請日: 2013-07-23
• 公開（公告）號: CN203369118U
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 丁賓
• 申請（專利權）人: 徐州工程學院
• 主分類號: A01D46/00
• 分類號: A01D46/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 曲永祚;李洪福

技術領域

本實用新型涉及一種草莓采摘機器人，屬于無線通信技術領域。

背景技術

草莓因其味道甜美，營養價值豐富，在世界大部分地區都有廣泛種植，其中我國草莓種植面積非常大。但是為保證草莓食用和外觀品質，需要在收獲時期每日早晚時分采摘成熟果實，勞動強度大，所花費人力成本占草莓種植生產成本為的四分之一。為減輕人工作業強度，降低草莓銷售成本是實現草莓生產及銷售的一個亟待解決的問題。

發明內容

本實用新型針對以上問題的提出，而研制一種草莓采摘機器人。

一種草莓采摘機器人包括移動平臺及控制箱；移動平臺的側面設置聲吶傳感器，移動平臺上設置采摘機械臂，采摘機械臂活動連接末端執行器，末端執行器上設置雙目視覺相機，移動平臺連接控制箱，控制箱上設置重量傳感器，重量傳感器上設置果實箱，重量傳感器連接GPRS模塊。

本實用新型原理及有益效果：本實用新型適合用于高架栽培草莓的采摘。通過雙目視覺相機對草莓果實進行識別和空間定位，由關節型采摘機械臂操縱末端執行器進行定位。末端執行器采用果實吸附、果柄夾持和電熱切割的方式對草莓果實進行柔性操作。聲吶傳感器檢測草莓采摘機器人與草莓栽培架距離。為了提高草莓采摘機器人果實空間定位精度和可靠性，草莓果實識別定位采用Point?Grey公司Bumblebee2系列雙目視覺相機。該雙目視覺相機工作視距為700毫米時，有效視場為500毫米×500毫米，空間定位精度±1毫米，滿足草莓采摘機器人目標定位要求。根據雙目視覺相機采集的兩幅果實彩色圖像特征，研究基于草莓色彩和形態的目標識別算法，實現復雜背景下草莓果實目標的特征提取，并以此作為圖像特征匹配參數，利用相機三維測距算法，得到果實空間坐標。采摘機械臂負責末端執行器操作和定位。末端執行器夾取草莓果實時，啟動真空發生器組件為吸盤提供負壓，將草莓果實吸附固定，控制電磁閥將手指閉合來夾持果柄，同時接通電熱絲電源，高溫電熱絲與切割墊板嵌合將草莓果柄切斷。采用電熱絲切割果柄可以防止切口感染細菌而腐爛，影響果實品質。一旦果實箱的草莓達到到一定重量后大概就可以知道果實箱的草莓裝滿，這時重量傳感器發出信號給GPRS模塊，GPRS模塊給用戶終端發送信息提示把果實箱的草莓取走，重新放置空的果實箱。用戶終端包括手機。

由于采用了上述技術方案，本實用新型提供由于其結構簡單，不僅便于生產，而且成本非常低廉適于廣泛推廣。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構簡圖。

圖中：1.移動平臺，2.聲吶傳感器，3.采摘機械臂，4.末端執行器，5.雙目視覺相機，6.控制箱，7.果實箱，8.重量傳感器，9.GPRS模塊。

具體實施方式

一種草莓采摘機器人包括移動平臺1及控制箱6；移動平臺1的側面設置聲吶傳感器2，移動平臺1上設置采摘機械臂3，采摘機械臂3活動連接末端執行器4，末端執行器4上設置雙目視覺相機5，移動平臺1連接控制箱6，控制箱6上設置重量傳感器8，重量傳感器8上設置果實箱7，重量傳感器8連接GPRS模塊9。

通過雙目視覺相機5對草莓果實進行識別和空間定位，由關節型采摘機械臂3操縱末端執行器4進行定位。末端執行器4采用果實吸附、果柄夾持和電熱切割的方式對草莓果實進行柔性操作。聲吶傳感器檢測草莓采摘機器人與草莓栽培架距離。為了提高草莓采摘機器人果實空間定位精度和可靠性，草莓果實識別定位采用Point?Grey公司Bumblebee2系列雙目視覺相機5。該雙目視覺相機5工作視距為700毫米時，有效視場為500毫米×500毫米，空間定位精度±1毫米，滿足草莓采摘機器人目標定位要求。根據雙目視覺相機采集的兩幅果實彩色圖像特征，研究基于草莓色彩和形態的目標識別算法，實現復雜背景下草莓果實目標的特征提取，并以此作為圖像特征匹配參數，利用相機三維測距算法，得到果實空間坐標。采摘機械臂負責末端執行器4操作和定位。末端執行器4夾取草莓果實時，啟動真空發生器組件為吸盤提供負壓，將草莓果實吸附固定，控制電磁閥將手指閉合來夾持果柄，同時接通電熱絲電源，高溫電熱絲與切割墊板嵌合將草莓果柄切斷。采用電熱絲切割果柄可以防止切口感染細菌而腐爛，影響果實品質。一旦果實箱7的草莓達到到一定重量后大概就可以知道果實箱7的草莓裝滿，這時重量傳感器8發出信號給GPRS模塊9，GPRS模塊9給用戶終端發送信息提示把果實箱7的草莓取走，重新放置空的果實箱7。用戶終端包括手機。

以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本實用新型揭露的技術范圍內，根據本實用新型的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內。