[發明專利]多自由度果蔬采摘機器人

有效

• 申請號: 202010880850.0
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111937591B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 張健滔;王加澤;何斌;汪鵬宇;楊樂平
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發明涉及一種多自由度果蔬采摘機器人，包括深度攝像頭、機器人執行機構、L形關節連接板、關節旋轉限位銷、細腰形小臂、圓形護罩、細腰形大臂、機器人與工控機線纜通口孔、機器人載體連接底座等部件。本辦法采用關節模塊化設計，能根據果蔬采摘任務的需求，選用不同的關節數量來進行組裝，從而構造出不同自由度的機器人。固定在末端的深度攝像頭配合人工智能算法，可以識別出果蔬的成熟度和確定其空間位置，為機器人的運動規劃提供目標定位。本發明果蔬采摘機器人可搭載在軌道小車或者AGV小車上，實現機器人大棚內自主移動采摘果蔬。通過本發明能代替人力完成工作量大的果蔬采摘工作，降低勞動力成本，為農業生產提高生產效率。

技術領域

本發明涉及農業機器人領域，特別是針對果蔬大棚農業機械化采摘機器人。

背景技術

隨著社會農業的高速發展，果蔬大棚種植規模越來越大，在傳統的果蔬大棚生產過程中高度依賴于人工，尤其是果蔬采摘過程中，需要大量的人力。在現在的社會中，人力成本在不斷增加，并且愿意從事農業工作的人員越來越少，所以需要投入更多的生產農業機器人來代替人力。尤其是在大規模種植的果蔬大棚中，發展適合的果蔬采摘機器人將能促進農業生產自動化的進程。

相對于傳統的果蔬大棚種植業而言，采用果蔬采摘機器人具備以下優點：

1、不受作息時間限制，果蔬采摘機器人可以24小時持續不間斷工作；

2、節約人力成本，解決農業勞動力短缺的問題；

3、適合大規模生產需要。

因此，農業機器人成為機器人領域一個新的發展方向，其中果蔬采摘機器人更是需求量極大。

發明內容

本發明的目的是提供一種多自由度溫室大棚采摘果蔬的機器人，實現解放勞動力，提高工作效率，節省人力成本的目的。機器人自由度可根據模塊化關節裝配數量調節，并且L型關節加工和裝配工藝簡單。

為達到上述目的，本發明采用如下發明構思：

一種多自由度果蔬采摘機器人，包括深度攝像頭、機器人執行機構、L形關節連接板、關節旋轉限位銷、細腰形小臂、圓形護罩、細腰形大臂、機器人與工控機線纜通口孔、機器人載體連接底座。所述機器人執行機構前法蘭盤是轉動動力來源，執行機構的前固定法蘭盤與L形關節連接板上的法蘭盤沉孔進行嵌入配合，達到預約束的目的，并通過螺釘進行固定。執行機構后法蘭盤是用來固定執行機構，通過螺釘與另外一個L形連接板固定，這樣通過執行機構可將兩個L形關節連接板相連接，并且與執行機構后法蘭盤相連的L形關節連接板為相對固定，通過執行結構帶動與執行機構前法蘭盤相連的L形關節連接板轉動，從而達到傳動的目的。

根據上述發明構思，本發明采用如下技術方案：

一種多自由度果蔬采摘機器人，主要包括多自由度關節支撐臂，包括深度攝像頭、機器人執行機構、斷面為L形的關節連接板、機器人細腰形小臂、圓形護罩、機器人細腰形大臂、機器人與工控機線纜通口孔、機器人執行機構之間線纜通口孔、機器人載體連接底座部件；通過機器人與工控機線纜通口孔和機器人執行機構之間線纜通口孔進行線纜連接走線，所述多自由度關節支撐臂包括六個機器人關節模塊；關節連接板是具有由兩個呈正交關系的固定板一體化結合在一起的結構，通過對應機器人關節模塊的機器人執行機構驅動，使相鄰機器人關節模塊的關節連接板之間轉動連接，圓形護罩和關節連接板固定連接，將機器人執行機構封裝在對應機器人關節模塊的關節位置處；