[發明專利]一種基于機器視覺的莼菜采摘收集裝置及方法

有效

• 申請號: 202010524197.4
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111844009B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 管賢平;武曉坤;莊進;魏新華
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10;B25J9/12;B25J9/16;B25J11/00;B25J15/08;A01D44/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種基于機器視覺的莼菜采摘收集裝置及方法，莼菜采摘收集裝置包括支撐機械臂、收集裝置、工作機械臂、采摘機械手、抓取機械手、控制箱和視覺系統，支撐機械臂固定在船體前端，支撐機械臂前端固定兩工作機械臂，工作機械臂末端分別安裝采摘機械手、抓取機械手，收集裝置固定在船體上，視覺系統確定莼菜的位置，并發送給控制箱，控制箱控制工作機械臂、抓取機械手、采摘機械手，完成莼菜的抓取采摘工作，然后由收集裝置進行莼菜的收集。本發明實現莼菜采摘機械化，極大地改善了人工采摘莼菜的工作環境。

技術領域

本發明作物采摘技術領域，具體涉及一種基于機器視覺的莼菜采摘收集裝置及方法。

背景技術

莼菜是睡蓮科、多年生湖沼水生名貴植物，因其生長環境、采摘特性和產品質量要求等，目前采摘方式仍采用傳統的手工采摘。手工采摘莼菜不僅辛苦，而且效率低下，致使可食用的莼菜變老而不能食用，導致莼菜單產經濟收入下降，莼菜種植面積急劇縮減。特別是莼菜采摘期跨度長，且又處于溫度較高的夏季和初秋，采摘者采摘環境艱難，目前國內對其采摘設備的研究幾乎空缺。

發明內容

針對現有技術中存在不足，本發明提供了一種基于機器視覺的莼菜采摘收集裝置及方法，實現莼菜采摘的機械化，減輕莼菜采摘者的勞動強度。

本發明是通過以下技術手段實現上述技術目的的。

一種基于機器視覺的莼菜采摘收集裝置，包括支撐機械臂、收集裝置、工作機械臂、采摘機械手、抓取機械手、控制箱和視覺系統，所述支撐機械臂固定在船體前端，支撐機械臂前端固定兩工作機械臂，工作機械臂末端分別安裝采摘機械手、抓取機械手，收集裝置固定在船體上；

所述支撐機械臂包括支撐臂底板、支撐臂側板、支撐臂旋轉臂、連接板和支撐機械臂支撐板，支撐臂底板固定在船體前端，機械臂底板兩側安裝機械臂側板，支撐臂側板上安裝步進電機，步進電機與連接軸一連接；支撐臂旋轉臂一端與連接軸一固定，另一端通過連接軸二與連接板連接，形成轉動副；連接板與支撐臂支撐板固定；支撐臂支撐板固定推桿一端，推桿另一端固定在船體上；

所述收集裝置包括固定架、電機三、傳送帶、傳動機構和網兜，固定架安裝在船體上，傳送帶通過傳送帶機架固定在固定架上，電機三通過傳動機構帶動傳送帶轉動，網兜安裝在固定架下方；

所述采摘機械手包括氣缸一、連接件一、支撐關節以及機械手指，氣缸一、連接件一均安裝在工作機械臂末端，多個支撐關節均勻設置，支撐關節一端與連接件一固連，另一端通過關節連桿一、關節連桿二連接機械手指；關節連桿一、關節連桿二與支撐關節轉動連接，關節連桿一、關節連桿二與機械手指固定連接；氣缸一與傳動塊一連接，傳動連桿一一端連接傳動塊一，另一端連接關節連桿一；

所述抓取機械手包括氣缸二、連接件二和夾臂，氣缸二和連接件二均安裝在工作機械臂末端，夾臂與連接件二連接，形成轉動副；氣缸二與傳動塊二固連，傳動連桿二兩端分別與連接傳動塊二、夾臂轉動連接；

所述步進電機、推桿、氣缸一、氣缸二、電機三、視覺系統均與控制箱信號連接。

優選地，所述工作機械臂包括軸承座、電機一、減速器、電機二、主機械臂一、主機械臂二和舵機座，軸承座與支撐臂支撐板固連，軸承座固連電機一，電機一連接工作機械臂底座，工作機械臂底座固連減速器，減速器輸入端與電機二連接，減速器輸出軸與主機械臂一連接，舵機座與主機械臂二固連，舵機座內部的舵機與主機械臂一連接；所述電機一、電機二、舵機均與控制箱信號連接。

優選地，所述軸承座包括軸承底座、軸承臺、軸承、軸承套、墊片和法蘭盤，軸承底座與支撐臂支撐板連接，軸承底座與軸承臺同軸固定，軸承臺上套有軸承，軸承與墊片貼合；電機一輸出軸依次穿過軸承底座、軸承臺、軸承、墊片與法蘭盤固定，軸承套套在軸承外圍；法蘭盤、軸承套均與機械底盤固連。

優選地，所述機械手指表面采用橡膠材料并設置紋理，機械手指中部設有曲線凹槽。