[發明專利]雙無人機協作椰子采摘機器人

有效

• 申請號: 201810626021.2
• 申請日: 2018-06-18
• 公開（公告）號: CN108901360B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 六安科科達爾生物科技有限公司
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30;H04N7/18;G08C17/02
• 代理公司: 六安華晟智恒知識產權代理事務所(普通合伙) 34193
• 代理人: 王媛媛

本發明涉及雙無人機協作椰子采摘機器人，屬于水果摘取設備技術領域。該機器人旨在在無人機上安裝微型激光切割機和倒刺鏢發射器，無人機將微型激光切割機和倒刺鏢發射器帶到成熟椰子附近，倒刺鏢發射器向椰子發射與無人機連接的倒刺鏢，倒刺鏢插進椰子殼后，微型激光切割機對倒刺鏢鎖定的椰子果蒂進行激光切割，脫離椰樹的椰子被倒刺鏢懸吊在無人機下方。為保證該機器人功能的實現，無人機上還安裝有用于鎖定成熟椰子的攝像頭、用于信息交流的無線通訊裝置和控制該機器人的工作的單片機，其采用雙無人機協作，能夠連續摘取椰子，減少工作量的同時保證椰子的品質，優于現有的椰子摘取裝置及技術。

技術領域

本發明涉及雙無人機協作椰子采摘機器人，屬于水果摘取設備技術領域。

背景技術

目前，由于椰樹及椰子的特殊性，椰子無法使用大型機械采摘，很長時間以來基本都是采摘人員通過爬樹工具爬上椰樹來完成椰子采摘工作的。在椰子需求量和種植量的日益增長之下，手工采摘將無法適應整個椰子的產業發展。不言而喻，手工采摘的效率是非常低的，并且所耗費的人力也是巨大的，一定程度上，手工采摘所改變不了的劣勢還會抑制椰子產業的發展。另一方面，人工采摘椰子的過程中還存在巨大的安全隱患，椰子樹的高度在15m-30m之間，椰子又是生長在接近于樹冠的位置，所以采摘人員需要爬到很高的位置才能采摘椰子，白密終有一疏，如果采摘人員保護措施或者爬樹器具出現問題，采摘人員很可能從樹上跌落。每年被椰子掉落的椰子砸傷甚至死亡的安全事故中不乏采摘過程中掉落的椰子砸到地面采摘人員發生的安全事故。所以，鑒于人工采摘椰子中存在的種種弊端，設計雙無人機協作椰子采摘機器人顯得尤為必要。

該種基于無人機的自動椰子摘取裝置利用無人機攜帶摘取裝置進行椰子采摘工作，代替人工爬樹采摘，能夠有效提高采摘效率，也降低人工采摘的安全風險。該機器人可靈活控制，既可以人工控制其采摘，也可以脫離人為控制自動進行采摘。所以，該機器人可解決大部分人工采摘存在的弊端，促進椰子產業的發展。

發明內容

為解決現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是：在無人機上安裝微型激光切割機和倒刺鏢發射器，無人機將微型激光切割機和倒刺鏢發射器帶到成熟椰子附近，倒刺鏢發射器向椰子發射與無人機連接的倒刺鏢，倒刺鏢插進椰子殼后，微型激光切割機對倒刺鏢鎖定的椰子果蒂進行激光切割，脫離椰樹的椰子被倒刺鏢懸吊在無人機下方。為保證該機器人功能的實現，無人機上還安裝有用于鎖定成熟椰子的攝像頭、用于信息交流的無線通訊裝置和控制該機器人的工作的單片機。該機器人能夠連續摘取椰子，減少工作量的同時保證椰子的品質，優于現有的椰子摘取裝置及技術。

本發明采用的技術方案是：雙無人機協作椰子采摘機器人，包括無人機、無線通訊裝置、單片機、攝像頭、倒刺鏢、倒刺鏢發射器、微型激光切割機、機械臂；無線通訊裝置、攝像頭、倒刺鏢、倒刺鏢發射器、微型激光切割機、機械臂安裝在無人機上；無線通訊裝置、攝像頭、倒刺鏢發射器、微型激光切割機、機械臂均與單片機連接；無人機電腦控制端之間通過無線通訊裝置進行無線通訊；無人機將微型激光切割機、倒刺鏢和倒刺鏢發射器帶到成熟椰子附近，攝像頭鎖定一個成熟椰子，無線通訊裝置將攝像頭采集到的視頻傳輸到電腦控制端，工作人員判斷是否摘取已鎖定的椰子，確認后倒刺鏢發射器向椰子發射倒刺鏢，倒刺鏢插進椰子殼內，之后微形激光切割機對椰子的果蒂進行激光切割，與椰樹脫離的椰子被倒刺鏢懸掛在無人機的下方，完成一個椰子的摘取后又重新鎖定另一個成熟椰子，連續進行摘取工作。

進一步的，微型激光切割機為現有裝置，用于切割椰子的果蒂，其工作原理是利用經過聚焦的高功率密度激光束照射切割體，使被照射的物體迅速融化、汽化燒灼或達到燃點，同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質，從而實現對物體的切割，激光切割具有切割精準、快速、切割體變形小的優點；該種微型激光切割機的激光發射器上設置有微型攝像頭，作用是為微型激光切割機鎖定椰子果蒂時提供必要的影像數據，幫助激光發射器精準的切割椰子果蒂。