[發明專利]一種全自動水果采摘裝置

在審

• 申請號: 201811229173.5
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109220225A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 楊秀芝;藺紹江;阮文廉;楊松松;陳微;董春法;吳小艷;楊春杰;徐紹勇
• 申請（專利權）人: 湖北理工學院
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30;A01D46/22
• 代理公司: 北京中索知識產權代理有限公司 11640
• 代理人: 宋濤

1.一種全自動水果采摘裝置，具有履帶車，履帶車上設有水果箱與控制裝置，其特征在于，在履帶車上還設有移動基架，移動基架具有XY軸移動平臺，XY軸移動平臺上豎直裝有伸縮式支撐架；伸縮式支撐架的頂部通過回轉機構連接三自由度機械臂的一端，三自由度機械臂的另一端裝有剪切操作手；剪切操作手具有基座，在基座的上、中、下三個部位對應裝有水平布置的雙目攝像機、剪切刀具和吊環，吊環連接軟袋的上端口，軟袋的下端口伸入至水果箱中，并在軟袋內設有若干層防撞裙邊；控制裝置由相互通訊連接的上層主控制器與下層行走控制器、移動機架控制器、末端執行控制器組成，其中行走控制器用于控制履帶車的行走動作，移動機架控制器用于控制三自由度機械臂在移動基架上的三維基坐標，末端執行控制器用于控制三自由度機械臂的動作，主控制器通訊連接雙目攝像機和GPS監測接收機，并通過對雙目攝像機拍攝到的當前路面圖像信息和果樹圖像信息進行處理，以提取視覺導航參數并對目標果實進行標識和定位，從而對目標果實實施采摘操作。

2.根據權利要求1所述的一種全自動水果采摘裝置，其特征在于，所述履帶車具有車體，在車體上側安裝所述移動機架；在車體下側的前、后兩端對應裝有兩個從動鏈輪和兩個主動鏈輪，并且位于車體同左/右側的一組從動鏈輪與主動鏈輪上對應披裝有履帶，每個主動鏈輪對應通過齒輪傳動機構連接伺服電機A的輸出端，在伺服電機A上配裝有編碼器；所述編碼器通訊連接行走控制器，行走控制器根據每臺伺服電機A上編碼器實時反饋的數據對該伺服電機A的轉速進行實時控制，并且通過對兩個主動鏈輪所對應的伺服電機A的差速調節來實現對履帶車行走動態的實時控制。

3.根據權利要求1所述的一種全自動水果采摘裝置，其特征在于，所述XY軸移動平臺由X向滑臺和Y向滑臺組成，其中Y向滑臺安裝在X向滑臺的上側；所述X向滑臺和Y向滑臺設有相同結構的水平驅動機構，所述水平驅動機構包括裝設在底板上呈并排布置的一根絲桿和至少兩根水平導向桿，絲桿的一端連接伺服電機B的輸出端，在絲桿上裝設有與其通過螺紋相匹配的水平滑塊，所述水平滑塊套裝在水平導向桿上，在水平滑塊上裝有用于安裝X向滑臺或Y向滑臺的轉接板；所述伸縮式支撐架由電動推桿和設置在電動推桿左、右兩側的剪叉式支架組成，電動推桿的頂升端和剪叉式支架的上端分別連接升降基座，電動推桿的底座和剪叉式支架的下端連接XY軸移動平臺；所述伺服電機B和電動推桿的工作動態由移動機架控制器進行實時控制。

4.根據權利要求3所述的一種全自動水果采摘裝置，其特征在于，所述伸縮式支撐架的外側套裝有橡膠護套，橡膠護套的上端口連接升降基座，剪叉式支架上的每個鉸接點分別通過軟連接連接橡膠護套的內側壁。

5.根據權利要求1所述的一種全自動水果采摘裝置，其特征在于，所述回轉機構具有設置在伸縮式支撐架頂端且呈同軸布置的兩個軸承座，在兩個軸承座中配裝有回轉軸，并在其中一個軸承座的一側裝有與其并排布置的伺服電機C，伺服電機C的輸出端裝有小齒輪，回轉軸上安裝有與小齒輪相嚙合的大齒輪；所述三自由度機械臂包括有大臂和小臂，大臂的一端連接所述回轉軸，大臂的另一端裝有伺服減速電機A，伺服減速電機A的輸出端裝有傘齒輪A，傘齒輪A與傘齒輪B相嚙合，傘齒輪B的中心孔中配裝有中心軸，伺服減速電機A的中心線與中心軸的中軸線垂直相交；所述小臂的一端連接中心軸，小臂的另一端裝有伺服減速電機B，伺服減速電機B的輸出端連接所述基座；所述伺服電機C、伺服減速電機A和伺服減速電機B的工作動態均由末端執行控制器進行實時控制。

6.根據權利要求1所述的一種全自動水果采摘裝置，其特征在于，所述三自由度機械臂以回轉軸為軸心作角度范圍為-170°～+170°的回轉運動；所述小臂以中心軸為軸心作角度范圍為-250°～+175°的旋轉運動；所述剪切操作手以伺服減速電機B的中心線為軸心作-60°～+60°的旋轉運動。