[實用新型]一種獼猴桃果實采摘機器人

有效

• 申請號: 201320844696.7
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN203646089U
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 崔永杰;陳同;張發年;李楨;余偉芬;李少華
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于農業機械領域，尤其涉及一種獼猴桃果實采摘機器人。?

背景技術

果蔬收獲是一種勞動密集型的工作，在很多國家，由于人口老齡化和農業勞動力越來越缺乏，勞動力成本增加。果蔬采摘作業是目前果蔬生產鏈中最耗時、最費力的環節之一，采摘作業質量的好壞直接影響到后續的加工和儲藏。由于采摘作業的復雜性，采摘自動化程度仍然很低，目前國內水果采摘基本都是人工進行。在眾多水果中，獼猴桃因其豐富的營養價值被譽為“水果之王”。中國是獼猴桃的原產地，也是世界上獼猴桃栽培面積最大的國家。但是目前獼猴桃仍依靠人工收獲，由于每個地域的獼猴桃采摘時間都相對集中，采摘時間短，所以需要投入大量的人力來從事采摘、分揀、裝箱等勞動，勞動強度大，工作耗時而且成本也越來越高。?

獼猴桃為藤本植物，目前獼猴桃普遍采用棚架式的種植模式，間隔一定距離豎立金屬支柱或水泥支柱，支柱頂部由鐵絲縱橫交叉呈”井”字形網絡，獼猴桃藤蔓順著鐵絲網生長。獼猴桃果實一般垂掛在棚架上，成簇生長現象較為普遍，果實生長分布范圍較廣，幾乎布滿了整個空間。由于自然生長環境的復雜性，在機器人采摘中，目標果實自動識別存在著背景信息復雜多樣、果實部分或全部被遮擋以及光照條件不確定等問題，而且由于獼猴桃果實的嬌嫩易損性，收獲時容易遭受機械損傷，對機器人機械結構、傳感器、控制系統等方面協調配合有很高的要求。中國專利CN102187766A公布了“一種獼猴桃采摘末端執行器”，該末端執行器由于自身體積的限制，對毗鄰果的采摘受到限制。?因此，研究獼猴桃采摘機器人，實現獼猴桃采摘作業的機械化、自動化、智能化具有一定的理論價值和現實意義。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種獼猴桃果實采摘機器人，具體說就是針對自然生長環境下采用棚架式的種植模式的獼猴桃進行采摘，它解決了人工采摘勞動強度大、效率低、成本高的問題，實現獼猴桃采摘作業的機械化、自動化和智能化。?

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：?

一種獼猴桃果實采摘機器人，包括機械執行系統和控制系統，其特征是：?

所述機械執行系統包括車體、伸縮式滑動平臺、五自由度采摘機械臂和兩指式末端執行器；所述車體的結構為柜式，在其底部四個角的位置上安裝有四個萬向輪，車體內部設置有行進驅動機構，所述的伸縮式滑動平臺通過螺栓固定在車體上平面，所述的五自由度采摘機械臂的轉動基座通過螺栓固定安裝在伸縮式滑動平臺的滑塊上表面，所述的兩指式末端執行器安裝在五自由度采摘機械臂末端，所述的車體的上表面設置有伸縮式滑動平臺驅動機構和機械臂運動驅動機構，所述的車體的后側面設置有水果采集箱，所述的車體的兩側面有兩個通過轉動銷與其相連接轉動的支架平板。?

所述的伸縮式滑動平臺機構包括水平運動單元I、水平運動單元II和水平運動單元III，其中：?

所述的水平運動單元I、II、III的結構和尺寸相同，包括水平運動單元電機、水平運動單元導軌-絲杠模組、水平運動單元滑塊以及水平運動單元接觸傳感器，其中，水平運動單元電機通過聯軸器與水平運動單元導軌-絲杠模組的一端連接，在水平運動單元導軌-絲杠模組的兩端各安放一個水平運動單元接觸傳?感器，水平運動單元滑塊可滑動地連接在水平運動單元導軌-絲杠模組上；?

所述的水平運動單元導軌-絲杠模組底部有兩塊可旋轉導軌支撐板和一塊固定下底板；兩塊可旋轉導軌支撐板通過轉動銷與水平運動單元導軌-絲杠模組兩個對應面側壁相連接；固定下底板有螺紋通孔，通過螺栓將水平運動單元I固定在機體上平面，所述的水平運動單元滑塊上平板表面有與水平運動單元導軌-絲杠模組下底板相配合的螺紋孔，水平運動單元II的水平運動單元導軌-絲杠模組下底板與水平運動單元I的水平運動單元滑塊上平板通過螺栓連接；水平運動單元III的水平運動單元導軌-絲杠模組下底板與水平運動單元II的水平運動單元滑塊上平板通過螺栓連接。?

所述的五自由度采摘機械臂包括轉動基座、大臂、小臂、三個直流伺服舵機和一個旋轉直流電機，其中：?

所述的轉動基座包括旋轉直流電機和旋轉機體，旋轉直流電機通過螺栓連接安裝在水平運動單元III的滑塊上。?

所述的兩指式末端執行器包括手掌I、手掌II、手指、手腕、滾珠絲杠、電機、傳感器系統，其中：?

所述的手腕為矩形方塊，通過舵機與小臂相連接，手腕的另一端連接手掌II；?