[實(shí)用新型]一種采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821618635.8
• 申請日: 2018-10-05
• 公開（公告）號: CN208773584U
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 唐云松;陳客舟;馮咪咪;張德偉;陳昊;祝鎧甲;翟勝杭;楊龍飛;史穎剛;劉利
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/16;B25J13/08;A01D46/30;A01D45/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實(shí)用新型涉及一種采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)，其特征在于，包括機(jī)械爪控制模塊、機(jī)械臂控制模塊、底盤控制模塊、平面定位系統(tǒng)、視覺識別系統(tǒng)和主控器，所述機(jī)械爪控制模塊和機(jī)械臂控制模塊分別通過控制器Ⅰ和控制器Ⅱ與所述主控器連接，所述底盤控制模塊、平面定位系統(tǒng)和視覺識別系統(tǒng)分別與所述主控器連接；所述視覺識別系統(tǒng)識別果蔬的大小形狀和空間位置信息并發(fā)送給所述主控器。本實(shí)用新型解決了人工采摘勞動強(qiáng)度大、效率低的問題，實(shí)現(xiàn)了采摘作業(yè)的機(jī)械化、自動化和智能化，實(shí)現(xiàn)了對果蔬的精準(zhǔn)和無損摘取，保證了果蔬質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)機(jī)器人控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的快速增長，傳統(tǒng)化的人工種植和人工采摘已漸漸被人們淘汰，因?yàn)槿斯ぷ鳂I(yè)既耗時又費(fèi)力，其中果蔬采摘作業(yè)是目前果蔬生產(chǎn)鏈中最耗時、最費(fèi)力的環(huán)節(jié)之一，因此果蔬采摘使用機(jī)器人代替人工已經(jīng)成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢。

現(xiàn)有的采摘機(jī)器人大多是手動控制，在實(shí)際應(yīng)用中效率非常低下，而且采摘過程中往往會損壞果蔬，直接影響后期的加工和儲藏。為了能夠進(jìn)一步促進(jìn)采摘機(jī)器人的發(fā)展，需要研究一種自動控制的控制系統(tǒng)，能夠既精準(zhǔn)又快速且無損的采摘果蔬，從而使得采摘的效率和效果更好，也使采摘的果蔬可以完好無損，從而保證果蔬質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型設(shè)計了一種采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)，解決了人工采摘勞動強(qiáng)度大、效率低的問題，實(shí)現(xiàn)了采摘作業(yè)的機(jī)械化、自動化和智能化，實(shí)現(xiàn)了對果蔬的精準(zhǔn)和無損摘取，保證了果蔬質(zhì)量。

為了解決上述存在的問題，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案：

一種采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)，包括機(jī)械爪控制模塊、機(jī)械臂控制模塊、底盤控制模塊、平面定位系統(tǒng)、視覺識別系統(tǒng)和主控器，所述機(jī)械爪控制模塊和機(jī)械臂控制模塊分別通過控制器Ⅰ和控制器Ⅱ與所述主控器連接，所述底盤控制模塊、平面定位系統(tǒng)和視覺識別系統(tǒng)分別與所述主控器連接；所述視覺識別系統(tǒng)識別果蔬的大小形狀和空間位置信息并發(fā)送給所述主控器。

進(jìn)一步，所述機(jī)械爪控制模塊包括各關(guān)節(jié)電機(jī)和相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動器，以及設(shè)置在機(jī)械爪上的壓力傳感器，各關(guān)節(jié)電機(jī)分別與相應(yīng)的角度傳感器連接，各電機(jī)驅(qū)動器和各角度傳感器分別與所述控制器Ⅰ連接，所述壓力傳感器與所述控制器Ⅰ連接。

進(jìn)一步，所述角度傳感器是電位器式角度傳感器。

進(jìn)一步，所述機(jī)械臂控制模塊包括各機(jī)械臂的舵機(jī)和相應(yīng)的舵機(jī)驅(qū)動器、各機(jī)械臂關(guān)節(jié)處的伺服電機(jī)和相應(yīng)的伺服電機(jī)驅(qū)動器，各伺服電機(jī)分別配置有相應(yīng)的伺服電機(jī)編碼器，所述各舵機(jī)驅(qū)動器、各伺服電機(jī)驅(qū)動器和各伺服電機(jī)編碼器分別與所述控制器Ⅱ連接。

進(jìn)一步，所述底盤控制模塊包括各車輪電機(jī)和相應(yīng)的車輪電機(jī)驅(qū)動器，各車輪電機(jī)分別配置有相應(yīng)的車輪電機(jī)編碼器，所述各車輪電機(jī)驅(qū)動器和各車輪電機(jī)編碼器分別與所述主控器連接。

進(jìn)一步，所述各車輪電機(jī)均是直流電機(jī)。

進(jìn)一步，所述平面定位系統(tǒng)包括攝像頭和工控機(jī)，所述攝像頭和所述工控機(jī)連接，所述工控機(jī)和所述主控器連接；所述攝像頭采集采摘機(jī)器人底盤與果樹之間的位置關(guān)系數(shù)據(jù)并傳送給所述工控機(jī)，所述工控機(jī)對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲存和處理后傳送給所述主控器，所述主控器根據(jù)所述工控機(jī)傳來的信息向所述底盤控制模塊發(fā)送指令使采摘機(jī)器人到達(dá)合適的采摘位置。

進(jìn)一步，所述控制器Ⅰ 和控制器Ⅱ 分別通過串口與所述主控器連接。

進(jìn)一步，所述主控器采用Arduino開發(fā)板；所述控制器Ⅰ采用STM系列開發(fā)板；所述控制器Ⅱ采用Arduino開發(fā)板。

該采摘機(jī)器人控制系統(tǒng)具有以下有益效果：