[發明專利]基于機器視覺的菠蘿采摘機及采摘方法

有效

• 申請號: 202010702982.4
• 申請日: 2020-07-21
• 公開（公告）號: CN111802066B
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 王紅軍;盧少杰;鄭景富;邱偉彬;甄健亮;張嘉謀
• 申請（專利權）人: 華南農業大學
• 主分類號: A01D45/00
• 分類號: A01D45/00;A01D57/20;H04N5/232;H04N7/18
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 李君

1.一種基于機器視覺的菠蘿采摘機，其特征在于，包括機架、底盤、機器視覺機構、運動機構、氣動機構、采摘機構、運輸機構和控制箱；

所述機架和控制箱設置在底盤上方，所述機器視覺機構、運動機構和運輸機構設置在機架上，且底盤、機器視覺機構、運動機構、氣動機構和運輸機構分別與控制箱連接，所述采摘機構設置在運動機構上，并與氣動機構連接；

所述運動機構用于控制采摘機構運動，所述氣動機構用于控制采摘機構夾緊或放開菠蘿，所述運輸機構用于運輸采摘機構采摘到的菠蘿；

所述運輸機構包括水平支撐架、輸送電機、卷筒和傳送帶；

所述水平支撐架固定設置在機架上，所述傳送帶繞過卷筒，且傳送帶上等間距設置有多塊擋板，所述卷筒為至少兩個，一個卷筒設置在水平支撐架靠近采摘機構的一端，并與輸送電機的輸出軸連接，一個卷筒設置在水平支撐架遠離采摘機構的一端；

所述運輸機構還包括定向輪，所述卷筒為三個，三個卷筒分別為第一卷筒、第二卷筒和第三卷筒；

所述水平支撐架在靠近采摘機構的一端兩側均設有第一軸承座，水平支撐架的中部兩側均設有第二軸承座、第一豎桿和第二豎桿，第一豎桿的上端與第二豎桿的上端之間通過第一橫桿連接，所述第一橫桿上設有第三軸承座，水平支撐架在遠離采摘機構的一端兩側均設有第三豎桿和第四豎桿，第三豎桿的上端與第四豎桿的上端之間通過第二橫桿連接，所述第二橫桿上設有第四軸承座；其中，第三豎桿和第四豎桿的水平高度高于第一豎桿和第二豎桿的水平高度；

所述第一卷筒設置在水平支撐架靠近采摘機構的一端，第一卷筒的傳動軸兩端分別與第一軸承座連接，且第一卷筒的傳動軸其中一端通過聯軸器與輸送電機的輸出軸連接；所述第二卷筒設置在水平支撐架中部，第二卷筒的傳動軸兩端分別與第二軸承座連接；所述定向輪設置在水平支撐架中部，并位于第二卷筒的上方，定向輪的傳動軸兩端分別與第三軸承座連接；所述第三卷筒設置在水平支撐架遠離采摘機構的一端，第三卷筒的傳動軸兩端分別與第四軸承座連接；所述傳送帶繞過第一卷筒、第二卷筒、第三卷筒和定向輪；

所述采摘機構為采摘機械臂，包括固定架、第一支撐座、第二支撐座、主動齒輪、從動齒輪、轉動軸、舵機、氣動推桿、第一V形手爪、第二V形手爪和聯動部件；

所述固定架設置在運動機構上，所述第一支撐座與固定架固定連接，所述主動齒輪和從動齒輪設置在固定架內，所述舵機固定設置在第一支撐座上，且舵機的輸出軸穿過第一支撐座與主動齒輪連接，所述主動齒輪與從動齒輪相嚙合；所述轉動軸穿過第一支撐座，且轉動軸的兩端分別與從動齒輪、第二支撐座固定連接；所述氣動推桿固定設置第二支撐座上，且氣動推桿分別與聯動部件、氣動機構連接；所述第一V形手爪和第二V形手爪對稱設置，且第一V形手爪和第二V形手爪的開口相對，所述聯動部件用于控制兩個V形手爪撐開或夾緊。

2.根據權利要求1所述的菠蘿采摘機，其特征在于，所述聯動部件包括活塞桿連接塊、第一連桿和第二連桿，所述活塞桿連接塊與氣動推桿固定連接，所述第一連桿、第二連桿的一端分別與活塞桿連接塊活動連接，第一連桿的另一端與第一V形手爪固定連接，第二連桿的另一端與第二V形手爪固定連接。

3.根據權利要求1所述的菠蘿采摘機，其特征在于，所述機器視覺機構包括工業相機、角度調整部件、位置調整塊、螺桿、角支撐架和手柄；

所述工業相機與角度調整部件活動連接，所述角度調整部件與位置調整塊固定連接，所述位置調整塊與螺桿螺紋連接；所述角支撐架固定設置在機架上，所述螺桿的一端固定與角支撐架的一側固定連接，螺桿的另一端穿過角支撐架的另一側與手柄螺紋連接。