[發明專利]水果智能采摘裝置及其采摘方法

有效

• 申請號: 201810841201.2
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109315144B
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 伍鐵斌;龍文;侯碩豐;胡東;劉和云;賀佳陽;唐川林;肖鑫淼;陳新;易語瑧;何航;曹昕陽;何仁杰
• 申請（專利權）人: 湖南人文科技學院;貴州財經大學
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 北京旭路知識產權代理有限公司 11567
• 代理人: 瞿衛軍;姚自奇

1.一種水果智能采摘裝置，其特征在于，包括機械爪、機械臂、可旋轉基座、支撐機構、視覺處理機構和動力機構；

所述視覺處理機構設于所述機械臂與所述機械爪之間，所述視覺處理機構與所述動力機構和所述機械臂電性連接，用于采集被采摘水果的信息并控制所述動力機構和所述機械臂轉動；

所述動力機構與所述可旋轉基座連接，用于驅動所述可旋轉基座的旋轉；

所述可旋轉基座的頂部與所述機械臂的一端連接，用于驅動所述機械臂旋轉；所述機械臂的另一端與所述機械爪連接；

所述支撐機構的一端與靠近可旋轉基座的所述機械臂的一端連接，所述支撐機構的另一端與所述機械爪連接，用于維持所述機械爪的夾持方向始終向前；

所述機械爪包括夾持部、傳動機構和剪切機構，所述傳動機構的一端與所述機械臂的端部連接，所述傳動機構的另一端與所述夾持部的一端連接；所述傳動機構與所述視覺處理機構電性連接，所述夾持部的頂部和/或底部設有所述剪切機構；

所述機械臂包括大臂、小臂和傳動臂；所述大臂的一端與所述可旋轉基座連接，所述大臂的另一端與所述小臂的一端連接；

所述支撐機構包括第一支撐桿、第二支撐桿、第一連接架、第二連接架和支撐板；所述第一連接架固定于所述大臂和所述小臂的鉸接處，所述第一支撐桿的一端與所述第二支撐桿的一端通過所述第一連接架連接，所述第一支撐桿的另一端與所述機械爪通過所述第二連接架固定，所述第二支撐桿的另一端固定于所述大臂的另一端上，所述支撐板固定于所述機械爪上，所述第二連接架固定于所述支撐板上；

所述視覺處理機構包括攝像頭和控制器，所述攝像頭與所述控制器電性連接，所述控制器與所述動力機構電性連接。

2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述小臂的另一端與所述傳動機構連接；所述傳動臂的兩端分別與所述大臂和所述小臂連接；所述機械臂還包括第一舵機、第二舵機和第三舵機，所述第一舵機與所述大臂連接，用于驅動所述大臂轉動；所述第二舵機與所述小臂連接，用于驅動所述小臂轉動；所述第三舵機與所述傳動臂連接，用于驅動所述傳動臂轉動，所述第一舵機、所述第二舵機和所述第三舵機均與所述視覺處理機構電性連接；所述大臂與水平面方向的夾角的變化范圍為30-150度。

3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，還包括履帶小車，所述履帶小車設于所述動力機構的底部，所述履帶小車設有直流電機，所述直流電機與所述視覺處理機構電性連接。

4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述動力機構包括轉軸和轉臺，所述轉軸設于所述轉臺和所述可旋轉基座之間，所述轉軸帶動所述可旋轉基座轉動。

5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述傳動機構包括傳動桿與第四舵機；所述傳動桿與所述第四舵機連接，所述第四舵機與所述視覺處理機構電性連接；所述傳動桿與所述夾持部連接；所述傳動桿包括第一傳動桿與第二傳動桿，所述第一傳動桿與所述第二傳動桿上分別設有齒輪，所述第一傳動桿與所述第二傳動桿通過所述齒輪活動連接；所述第一傳動桿與所述第二傳動桿之間的夾角的變化范圍為0-120度。

6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述夾持部包括兩個底部鉸接的夾持桿，兩個所述夾持桿分別設有連桿，所述連桿與所述傳動機構連接；

所述夾持桿的長度小于所述連桿的長度；

兩個所述夾持桿的相對面為內凹的弧形面；

兩個所述夾持桿的相對面設有緩沖部件。

7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述剪切機構包括卡槽和刀片，所述卡槽開設于所述夾持部的頂部和/或底部，所述刀片可拆卸地安裝于所述卡槽內。

8.一種采用權利要求1-7任一項所述的裝置采摘水果的方法，其特征在于，包括步驟：視覺處理機構采集水果的信息并結合OPENMV函數檢測水果的成熟度，并獲取成熟目標水果的坐標；所述視覺處理機構根據所述坐標控制機械臂和機械爪運動，完成采摘。