[發(fā)明專利]一種基于圖像識別的草莓果梗分離裝置及其工作流程

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811374605.1
• 申請日: 2018-11-19
• 公開（公告）號: CN109451994B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 吳群彪;苗振宇;趙世博;方海峰;陳桂良;范紀(jì)華;蔡李花;張洪源;唐明會
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇科技大學(xué)
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30;A23N15/02;G06K9/46
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

本發(fā)明公開了一種基于圖像識別的草莓果梗分離裝置及其工作流程，包括主支撐架模塊，電機驅(qū)動模塊，輸送鏈模塊，識別模塊，果梗分離模塊，輸送鏈模塊放置在主支撐架模塊內(nèi)部；機驅(qū)動模塊通過電機支架和編碼器支撐架，用螺釘與支撐架模塊相固定；識別模塊通過支撐架用螺釘固定在主支撐架模塊上；果梗分離模塊的固定塊通過螺釘與主支撐架模塊相固連。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種基于圖像識別的草莓果梗分離裝置及其工作流程，通過對草莓成熟度的判斷，對草莓進行選擇性的采摘，大大減少了對草莓的損傷，減少了勞動力，同時，本設(shè)計的結(jié)構(gòu)緊湊、簡單、成本較低，在采摘過程中運行平穩(wěn)，能夠?qū)崿F(xiàn)草莓采摘的自動化與智能化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于圖像識別的草莓果梗分離裝置及其工作流程，特別是對草莓成熟度的精準(zhǔn)識別與采摘有顯著效果，主要使用了圖像識別技術(shù)與曲柄連桿機構(gòu)實現(xiàn)草莓果實與果梗的分離，屬于果實自動采摘技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，制造業(yè)也在不斷地進步，人工生產(chǎn)效率低下雇傭費用昂貴都是制約著生產(chǎn)商，而且生產(chǎn)過程中人工持續(xù)重復(fù)同一動作，于是便有了機器人代替人工作業(yè)。

在水果的生產(chǎn)作業(yè)中，收獲采摘是整個生產(chǎn)中最耗時最費力的一個環(huán)節(jié)。

水果收獲期間需投入的勞力約占整個種植過程的50％-70％。采摘作業(yè)質(zhì)量的好壞直接影響到水果的儲存、加工和銷售，從而最終影響市場價格和經(jīng)濟效益。水果收獲具有很強的時效性，屬于典型的勞動密集型的工作。但是由于采摘作業(yè)環(huán)境和操作的復(fù)雜性，水果采摘的自動化程度仍然很低，目前國內(nèi)水果的采摘作業(yè)基本上還是手工完成。在很多國家隨著人口的老齡化和農(nóng)業(yè)勞動力的減少，勞動力不僅成本高，而且還越來越不容易得到，而人工收獲水果所需的成本在水果的整個生產(chǎn)成本中所占的比例竟然高達33％～50％。因此實現(xiàn)水果收獲的的機械化變得越來越迫切，發(fā)展機械化的收獲技術(shù)，研究開發(fā)水果采摘機器人具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有草莓采摘技術(shù)和方案的不足，節(jié)省勞動力，提高采摘效率，增強對草莓成熟度的識別能力，簡化原動器件與連接機構(gòu)，以盡可能少的執(zhí)行機構(gòu)完成草莓果梗分離而設(shè)計的一種草莓果梗分離裝置。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于圖像識別的草莓果梗分離裝置，包括主支撐架模塊、電機驅(qū)動模塊、輸送鏈模塊、識別模塊、果梗分離模塊主支撐架模塊為框架結(jié)構(gòu)，輸送鏈模塊位于主支撐架模塊的框架結(jié)構(gòu)內(nèi)，電機驅(qū)動模塊、識別模塊、果梗分離模塊均安裝在主支撐架模塊上；

所述主支撐架模塊為一對相互平行的橫向鋁型材、一根縱向鋁型材以及鐵質(zhì)導(dǎo)軌構(gòu)成的框架，其中一根橫向鋁型材外側(cè)安裝有兩個采摘輥固定板，內(nèi)側(cè)安裝有輸送輥支撐橫板，另一根橫向鋁型材的兩端分別設(shè)置有一個立式軸承，兩個立式軸承之間貫穿有連接棒料；

所述電機驅(qū)動模塊包括安裝于采摘輥固定板上方的電機支架和編碼器支撐架，電機支架和編碼器支撐架固定在橫向鋁型材上，電機支架上設(shè)置有聯(lián)軸器，聯(lián)軸器一側(cè)具有直流電動機，編碼器支撐架上具有編碼器，聯(lián)軸器與編碼器之間設(shè)有水平皮帶，聯(lián)軸器上還設(shè)置有豎直皮帶，豎直皮帶的另一側(cè)為第一同步帶輪，第一同步帶輪位于輸送鏈模塊上；

所述輸送鏈模塊包括相對設(shè)置的內(nèi)側(cè)卡板和外側(cè)卡板，內(nèi)側(cè)卡板和外側(cè)卡板上均具槽口，內(nèi)側(cè)卡板和外側(cè)卡板之間設(shè)有兩根平行的傳動輥，傳動輥置于槽口內(nèi)，第一同步帶輪安裝在傳動輥的一端，另一端安裝有第二同步帶輪，靠近第一同步帶輪和第二同步帶輪處分別設(shè)有鏈輪，兩根傳動輥之間對應(yīng)的鏈輪上繞有鏈條，鏈條內(nèi)側(cè)安裝有卡板外鏈節(jié)，兩根鏈條的卡板外鏈節(jié)之間設(shè)置有轉(zhuǎn)動輸送輥；

所述識別模塊包括支撐架和攝像頭，攝像頭安裝在支撐架上，支撐架為拱形結(jié)構(gòu)，支撐架一端安裝于縱向鋁型材上，另一端安裝于鐵質(zhì)導(dǎo)軌上，攝像頭與支撐架之間具有攝像頭架，攝像頭朝向輸送鏈模塊；