[發明專利]草莓采摘機器人

有效

• 申請號: 201711008749.0
• 申請日: 2017-10-25
• 公開（公告）號: CN107756414B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 王洪建;劉玲
• 申請（專利權）人: 重慶工商大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J15/00;B25J15/02;B25J9/16;A01D46/00;B62D57/032
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝

本發明公開了一種適合在丘陵地區使用的草莓采摘機器人。包括機身、行走腿、機械臂、機械手，所述行走腿的數量為多條，多條行走腿對稱設置在機身左右兩側，每條行走腿分別包括大腿、小腿，并設置三個自由度，使機器人可以行走；所述機械臂包括設于機身背部前端的大臂、小臂，所述機械臂具有三個自由度，用于帶動機械手運動至所摘草莓的位置，擴大作業范圍；所述機械手設于小臂末端，所述機械手包括左夾鉗和右夾鉗，左夾鉗和右夾鉗后端鉸接定位，左夾鉗和右夾鉗的上端設置刀刃，用于剪切果柄，左夾鉗和右夾鉗之間設有一手抓舵機，所述手抓舵機通過左動桿和右動桿帶動左夾鉗和右夾鉗的前部合攏，進行夾持、剪切。

技術領域

本發明屬于農業機械領域，具體涉及一種草莓采摘機器人。

背景技術

草莓，薔薇科草莓屬植物，多年生草本，高10-40厘米，莖低于葉或近相等，果實成錐體結構。聚合果大，宿存萼片直立，緊貼于果實；瘦果尖卵形，光滑。花期4-5月，果期6-7月。原產南美，中國各地及歐洲等地廣為栽培。草莓營養價值高，含有多種維生素營養物質，且有保健功效。

目前，我國種植規模普遍以農戶種植為主，規模化較小，收獲完全依靠人工采摘，無大型成熟的草莓采摘設備。因而人工采摘勞動強度大，效率低，耗費大量的人力，也浪費較多的時間。國內外學者一直都在尋找采摘草莓的機械化、自動化、高效率的草莓收獲方法。然而，由于草莓果實液汁豐富，細膩柔軟，容易受傷損壞，且外形獨特，再加上丘陵山地地勢的崎嶇不平，實現草莓采摘的機械化，自動化，高效率化具有一定難度。

我國丘陵地區的草莓種植一般植株比較矮小，果實吊掛位置比較低矮，植株間距較小，而目前國內的草莓采摘機器人采用高架草莓采摘機器人(農業機械學報，2011.42(9)：155-161)、壟作草莓采摘機器人(中國專利CN201210037967.8)等，要求種植地形為壟作或高架，果實成下吊墜方式；采用平行雙目視覺模塊定位(中國專利201610277479.2)或者三相定位(中國專利201610710577.0)方式，實現目標草莓果實的觀察和判別；已有的多用途仿生螃蟹機器人，整體機構龐大，目標判定誤差大，工作過程中占用較多行走空間，作業空間范圍較小，影響正常的種植密度，且不適合在丘陵，山地這樣的地區使用。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種適合在丘陵地區使用的草莓采摘機器人。

本發明的目的是這樣實現的：

一種草莓采摘機器人，包括機身、行走腿、機械臂、機械手。

所述行走腿的數量為多條，多條行走腿對稱設置在機身左右兩側，每條行走腿分別包括大腿、小腿，并設置三個自由度，分別為第一舵機控制行走腿在水平面內擺動的第一髖關節自由度，第二舵機控制大腿豎直平面內擺動的第二髖關節自由度，以及第三舵機控制小腿豎直平面內擺動的膝關節自由度，第二舵機、第三舵機聯合工作，使機器人可以作俯仰運動，第一舵機、第二舵機、第三舵機聯合工作，使機器人可以行走；

所述機械臂包括設于機身背部前端的大臂、小臂，所述機械臂具有三個自由度，分別為第四舵機帶動機械臂在水平面360°旋轉的第一肩關節自由度，第五舵機帶動上臂俯仰的第二肩關節自由度，第六舵機帶動小臂俯仰的肘關節自由度；第四舵機、第五舵機、第六舵機聯合工作，用于帶動機械手運動至所摘草莓的位置，擴大作業范圍；

所述機械手設于小臂末端，所述機械手包括左夾鉗和右夾鉗，左夾鉗和右夾鉗后端鉸接定位，左夾鉗和右夾鉗的上端設置刀刃，刀刃突出左夾鉗和右夾鉗的相向面，用于剪切果柄，左夾鉗和右夾鉗之間設有一手抓舵機，所述手抓舵機的輸出端連接手抓底盤，所述手抓底盤分別鉸接左動桿和右動桿的一端，左動桿和右動桿的另一端分別鉸接于左夾鉗和右夾鉗的中部，所述手抓舵機通過左動桿和右動桿帶動左夾鉗和右夾鉗的前部合攏，進行夾持、剪切，形成雙支點回轉型剪夾一體化機構。