[發(fā)明專利]一種可進行選擇性采摘的名優(yōu)茶采摘機器人及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010972877.2
• 申請日: 2020-09-16
• 公開（公告）號: CN112060107B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜兆亮;陳國鵬;李鑫德;蔣宗祥;王玎
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)日照智能制造研究院;山東大學(xué)
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;A01D46/30;B62D63/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 趙敏玲

1.一種可進行選擇性采摘的名優(yōu)茶采摘機器人，其特征在于，包括采摘末端執(zhí)行器、直角坐標型機械臂、剪式升降機構(gòu)、相機識別模塊、行走底盤、收集機構(gòu)；所述的剪式升降機構(gòu)、收集機構(gòu)固定在行走底盤上，在剪式升降機構(gòu)頂部安裝有相機識別模塊和直角坐標型機械臂，在所述的坐標型機械臂的末端安裝有采摘末端執(zhí)行器，收集機構(gòu)用于收集采摘末端執(zhí)行器采摘的茶葉；

所述采摘末端執(zhí)行器包括電磁鐵、安裝板、長連桿、短連桿、爪指、連接桿和固定桿；所述電磁鐵安裝在安裝板上，且電磁鐵的輸出端通過連接桿與兩個短連桿一端鉸接，兩個短連桿另一端各鉸接一個爪指，安裝板側(cè)面還有一個固定桿，固定桿與兩個長連桿一端鉸接，兩個長連桿另一端各自與一個所述的爪指鉸接，所述采摘末端執(zhí)行器能夠提供穩(wěn)定的夾持力將茶葉拉斷；

所述的爪指為一個L形結(jié)構(gòu)，在其一端設(shè)有一個凹槽，在該凹槽內(nèi)設(shè)有一個連接桿；

所述直角坐標型機械臂包括相互垂直且可以相對運動的第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，所述第一導(dǎo)軌上安裝第一滑塊，第二導(dǎo)軌安裝在第一滑塊上，第二導(dǎo)軌上安裝第二滑塊，所述導(dǎo)軌內(nèi)置同步帶帶動滑塊在導(dǎo)軌上滑動，在第二滑塊上安裝有齒條安裝件，齒條與齒輪嚙合共同安裝在齒條安裝件上，在齒條上安裝所述末端執(zhí)行器。

2.如權(quán)利要求1所述的可進行選擇性采摘的名優(yōu)茶采摘機器人，其特征在于，所述的采摘末端執(zhí)行器為曲柄滑塊結(jié)構(gòu)，滑塊作為動力件，曲柄作為執(zhí)行件，滑塊帶動曲柄運動進而完成手爪的閉合動作。

3.如權(quán)利要求1所述的可進行選擇性采摘的名優(yōu)茶采摘機器人，其特征在于，所述直角坐標型機械臂包括三個滑動副，三個滑動副兩兩垂直。

4.如權(quán)利要求1所述的可進行選擇性采摘的名優(yōu)茶采摘機器人，其特征在于，所述相機識別模塊包括視覺相機。

5.如權(quán)利要求1所述的可進行選擇性采摘的名優(yōu)茶采摘機器人，其特征在于，所述剪式升降機構(gòu)包括升降桿、調(diào)節(jié)螺栓、安裝塊、回轉(zhuǎn)軸和頂板；上面兩組交叉設(shè)置的升降桿交叉位置通過回轉(zhuǎn)軸相連，頂部與頂板相連，底部通過安裝塊相連，兩組交叉設(shè)置的升降桿頂部與安裝塊相連，底部與行走底盤相連，在兩個安裝塊之間安裝有調(diào)節(jié)螺栓。

6.如權(quán)利要求1所述的可進行選擇性采摘的名優(yōu)茶采摘機器人，其特征在于，所述收集機構(gòu)包括收集軟管和內(nèi)置負風(fēng)壓機的收集箱，收集箱安裝在底盤上，收集軟管連接收集箱和采摘末端執(zhí)行器。

7.如權(quán)利要求1-6任一所述的可進行選擇性采摘的名優(yōu)茶采摘機器人的采摘方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)相機識別模塊識別出一定區(qū)域內(nèi)符合采摘標準的茶葉，得到各采摘點的位置坐標；

2)得到各采摘點位置坐標后，按照采摘順序，直角坐標型機械臂帶動采摘末端執(zhí)行器到達其中一個采摘點位置坐標；

3)采摘末端執(zhí)行器到達位置坐標后，電磁鐵通電伸長帶動短連桿和長連桿轉(zhuǎn)動，從而帶動手爪閉合，完成采摘動作；

4)采摘末端執(zhí)行器完成采摘動作后，收集機構(gòu)提供吸力將茶葉吸回收集箱完成茶葉的收集動作；

5)重復(fù)2)、3)、4)步直至采摘末端執(zhí)行器采摘完該區(qū)域內(nèi)所有采摘點上的茶葉，由六輪行走底盤帶動機器人移動至下一采摘區(qū)域。