[發明專利]一種龍門式果實自動采收機器人

有效

• 申請號: 201910733013.2
• 申請日: 2019-08-09
• 公開（公告）號: CN110431999B
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 張俊雄;周航;張凱飛;鄧學;陳浩林;張文強;張春龍
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙) 11248
• 代理人: 徐林

本發明涉及農業機器人領域，具體涉及一種龍門式果實自動采收機器人，包括攝像頭(3)、陀螺儀(22)、行走機構、龍門機構、采收機構和收集系統。行走機構包括底盤(1)、履帶(2)和推桿(19)；底盤(1)的前端裝有攝像頭(3)；底盤(1)上安裝有陀螺儀(22)；龍門機構包括龍門梁(7)、電機(13)、龍門柱(15)、轉盤(16)、支腿(17)和萬向輪(18)；采收機構包括第一升降臺(14)、第二升降臺(5)、第一機械臂(9)和第二機械臂(6)；收集系統包括上漏斗(8)、下漏斗(21)、第一軟管(10)、第二軟管(11)、第三軟管(20)、氣泵(12)、滑臺(25)、滑槽(27)和周轉箱(4)。本發明采收效率高、對復雜路況適應性高。

技術領域

本發明涉及農業機器人領域，具體涉及一種能識別果實顏色并進行分類的龍門式自動采收機器人。

背景技術

隨著經濟增長和生活水平的逐步提高，人們對水果的需求量也越來越大，日益增長的水果產量促進了現代自動化采收技術和設備的飛速發展。傳統的果實采收方式主要依靠人力進行采收，不僅工作效率低、耗時較長，而且勞動強度大，帶有一定的危險性。隨著自動化技術的進步和機器視覺技術的發展，可自動進行識別并采收的機械設備也逐步發展起來。自動化采收設備可以顯著降低工人的勞動強度，提高作業效率，并且有助于進行更加規范化的果園管理工作。用于自動化采收的機器人能夠通過攝像機獲取圖像信息，通過圖像處理技術對圖像信息進行整理，識別相關特征，提取有效信息，從而能夠實現林間自動導航、自動識別果實顏色及進行空間定位等。田間導航可以通過工控機自主規劃機器人的行走路徑。識別果實顏色有助于在自動采收時對不同顏色的果實進行分類采摘，以適應后期對不同顏色果實的不同處理。圖像處理系統得到果實的空間位置信息后，由工控機對機械臂進行軌跡規劃，控制機械臂進行精準采收。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的是提供一種采用雙向同時采摘方式，采收效率高；實現林間自主導航，對復雜路況適應性高；采收過程為柔性采收，可降低果實損傷率；自動化程度高，能有效降低工人的勞動量；適用性強，可用于多種不同果實的采收；可實現果實的分類采收，應用場景廣泛的龍門式果實自動采收機器人。

為了實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

一種龍門式果實自動采收機器人，包括攝像頭3、陀螺儀22、行走機構、龍門機構、采收機構和收集系統；其中，

行走機構包括底盤1、履帶2和推桿19；其中，履帶2設在底盤1下部；推桿19包括固定端和運動端，推桿19的固定端布置在底盤1上，推桿19的運動端能夠向底盤1的側向運動；

底盤1的前端裝有攝像頭3；

底盤1上安裝有陀螺儀22；

龍門機構包括龍門梁7、電機13、龍門柱15、轉盤16、支腿17和萬向輪18；其中，

支腿17與推桿19的運動端固連；支腿17的上端設有轉盤16，轉盤16與位于其上方的龍門柱15相連；通過轉動轉盤16，能夠使龍門機構以龍門柱15為軸心進行旋轉；

龍門梁7包括水平段和豎直段；龍門柱15的上端與龍門梁7的水平段以齒輪齒條連接方式相連，通過安裝在龍門柱15上端的電機13，能夠控制齒輪轉動，從而帶動龍門梁7沿著遠離或者靠近龍門柱15的方向進行移動；龍門梁7的豎直段下端以及龍門柱15的支腿17下端分別設有萬向輪18；

采收機構包括第一升降臺14、第二升降臺5、第一機械臂9和第二機械臂6；

第一升降臺14與龍門柱15相連，能夠沿龍門柱15上下移動，第一升降臺14與第一機械臂9固連；第二升降臺5與龍門梁7的豎直段相連，能夠沿龍門梁7的豎直段上下移動，第二升降臺5與第二機械臂6固連；