[發(fā)明專利]具有水果對(duì)采摘和混合電動(dòng)氣動(dòng)機(jī)器人臂的機(jī)器人水果收獲機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980071699.1
• 申請(qǐng)日: 2019-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN112955001A
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: G.阿維加德;S.薩洛蒙;A.卡哈尼;Y.科斯特
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: FF機(jī)器人有限公司
• 主分類號(hào): A01D46/30
• 分類號(hào): A01D46/30;B25J9/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 葛飛

一種收獲系統(tǒng)(20)包括豎直框架(28)、多個(gè)線性機(jī)器人(36)、多個(gè)相機(jī)(56)以及處理器(60)。豎直框架配置為定位成與待收獲的扇區(qū)相對(duì)。機(jī)器人成對(duì)布置成豎直堆疊在框架中，每對(duì)包括第一和第二機(jī)器人，第一和第二機(jī)器人配置成沿著豎直軸一起移動(dòng)，沿著水平軸彼此獨(dú)立地移動(dòng)，并且具有配置成接近扇區(qū)并收獲水果的相應(yīng)第一和第二機(jī)器人臂。多個(gè)相機(jī)配置為獲取扇區(qū)的圖像。處理器配置為識(shí)別圖像中的水果并控制機(jī)器人收獲水果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總體上涉及農(nóng)業(yè)機(jī)械，尤其涉及水果收獲機(jī)器人。

背景技術(shù)

農(nóng)業(yè)操作比如水果收獲傳統(tǒng)上需要大量的體力勞動(dòng)。然而，已經(jīng)提出了用于使這些操作自動(dòng)化的各種解決方案。例如，Sarig在1993年第54卷的《農(nóng)業(yè)工程研究雜志》的“Robotics of Fruit Harvesting:A State-of-the-art Review”中提供了多種水果采摘機(jī)器人學(xué)解決方案的評(píng)論。美國(guó)專利3646741描述了一種作物收獲設(shè)備，其特別適于采摘樹生作物，比如水果和堅(jiān)果。

Peterson等人在1999年第42卷第4期的《美國(guó)農(nóng)業(yè)工程師學(xué)會(huì)會(huì)報(bào)》的“A SystemsApproach to Robotic Bulk Harvesting of Apples”中描述了一種機(jī)器人批量蘋果收獲機(jī)。PCT國(guó)際公開WO2006/063314描述了一種農(nóng)業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)，用于農(nóng)作物的收獲、修剪、剔除、除草、測(cè)量和管理。

Beaten等人在Chamonix,France,2007的第六屆田間和服務(wù)機(jī)器人國(guó)際會(huì)議FSR2007的“Autonomous Fruit Picking Machine:A Robotic Apple Harvester”中描述了一種自主水果采摘機(jī)。Scarfe等人在2009年2月的第四屆自主機(jī)器人和代理國(guó)際會(huì)議記錄的“Development of an Autonomous Kiwifruit Picking Robot”中描述了一種獼猴桃采摘機(jī)器人。

美國(guó)專利7765780描述了一種機(jī)器人，其繪制田地地圖以確定植物位置、植物上水果的數(shù)量和大小以及每個(gè)植物上水果的大致位置，然后可以為自己或另一機(jī)器人計(jì)劃和實(shí)施有效的采摘計(jì)劃。De-An等人在2011年第110卷的《生物系統(tǒng)工程》的“Design andControl of an Apple Harvesting Robot”中描述了一種由操縱器、末端執(zhí)行器和基于圖像的視覺伺服控制系統(tǒng)構(gòu)成的機(jī)器人裝置。

Energid Technologies(Cambridge,Massachusetts)在2012年4月的“RoboticMass Removal of Citrus Fruit”中提出了一種用于收獲的大規(guī)模移除方法。

美國(guó)專利9475189描述了一種收獲系統(tǒng)，其包括多個(gè)機(jī)器人、一個(gè)或多個(gè)傳感器以及一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)。機(jī)器人安裝在面向待收獲區(qū)域的公共框架上，并且每個(gè)配置成通過從固定的接近角度到達(dá)和抓取農(nóng)作物來收獲農(nóng)作物。傳感器配置成獲取該區(qū)域的圖像。計(jì)算機(jī)配置為識(shí)別圖像中的作物，并引導(dǎo)機(jī)器人收獲識(shí)別的作物。

發(fā)明內(nèi)容

這里描述的本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種收獲系統(tǒng)，包括豎直框架、多個(gè)線性機(jī)器人、多個(gè)相機(jī)以及處理器。豎直框架配置為定位成與待收獲的扇區(qū)相對(duì)。機(jī)器人成對(duì)布置成豎直堆疊在框架中，每對(duì)包括第一和第二機(jī)器人，第一和第二機(jī)器人配置成沿著豎直軸一起移動(dòng)，沿著水平軸彼此獨(dú)立地移動(dòng)，并且具有配置成接近扇區(qū)并收獲水果的相應(yīng)第一和第二機(jī)器人臂。多個(gè)相機(jī)配置為獲取扇區(qū)的圖像。處理器配置為識(shí)別圖像中的水果并控制機(jī)器人收獲水果。

通常，每個(gè)機(jī)器人有四個(gè)自由度。在一些實(shí)施例中，處理器配置為在圖像中識(shí)別群集對(duì)水果，并且引導(dǎo)成對(duì)機(jī)器人彼此鄰接并同步收獲群集對(duì)的兩個(gè)水果。在一示例實(shí)施例中，處理器配置為引導(dǎo)成對(duì)機(jī)器人抓取群集對(duì)的兩個(gè)水果，并且僅在抓取兩個(gè)水果之后，采摘群集對(duì)的水果。