[發(fā)明專利]一種自走式智能果蔬采摘收集機(jī)器人及其實(shí)現(xiàn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110690317.2
• 申請(qǐng)日: 2021-06-22
• 公開（公告）號(hào): CN113196946A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉天湖;劉偉;張迪;吳金夢(mèng);聶湘寧;齊龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): A01D46/30
• 分類號(hào): A01D46/30;A01D91/04
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 黃衛(wèi)萍

本發(fā)明涉及一種自走式智能果蔬采摘收集機(jī)器人及其實(shí)現(xiàn)方法，包括智能識(shí)別路徑小車、兩軸直線移動(dòng)裝置、采摘裝置、運(yùn)輸與收集裝置和圖像采集裝置；其中，智能識(shí)別路徑小車作為主體搭配和移動(dòng)平臺(tái)，分別與兩軸直線移動(dòng)裝置、運(yùn)輸與收集裝置、圖像采集裝置連接，采摘裝置與兩軸直線移動(dòng)裝置連接。本發(fā)明通過設(shè)置智能識(shí)別路徑小車、兩軸直線移動(dòng)裝置、采摘裝置、運(yùn)輸與收集裝置以及圖像采集裝置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整農(nóng)業(yè)機(jī)器人的行走路徑，準(zhǔn)確控制農(nóng)業(yè)機(jī)器人的行走精度，提高果蔬采摘效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及智能農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自走式智能果蔬采摘收集機(jī)器人及其實(shí)現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

我國是農(nóng)業(yè)大國，也是農(nóng)產(chǎn)品和水果需求大國，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，大量農(nóng)村勞動(dòng)力人口涌入城鎮(zhèn)以及其他產(chǎn)業(yè)，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)勞動(dòng)人口減少。我國是菠蘿水果的消費(fèi)大國，由于菠蘿的口感好以及營養(yǎng)價(jià)值高，受到了大家歡迎。目前我國的菠蘿種植一般集中在我國南方地區(qū)，采摘方式為手工采摘，人工采摘的方式一般有兩種，一種是拿小刀切斷菠蘿果莖；另外一種就是通過折彎來采摘。由于菠蘿的采摘季節(jié)短，利用現(xiàn)有的采摘方式采摘效率低，若勞動(dòng)力不足將造成收獲不及時(shí)導(dǎo)致菠蘿過熟影響運(yùn)輸和儲(chǔ)藏。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種自走式智能果蔬采摘收集機(jī)器人及其實(shí)現(xiàn)方法，通過設(shè)置智能識(shí)別路徑小車、兩軸直線移動(dòng)裝置、采摘裝置、運(yùn)輸與收集裝置和圖像采集裝置，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整農(nóng)業(yè)機(jī)器人的行走路徑，準(zhǔn)確控制農(nóng)業(yè)機(jī)器人的行走精度，提高果蔬采摘效率。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種自走式智能果蔬采摘收集機(jī)器人，包括智能識(shí)別路徑小車、兩軸直線移動(dòng)裝置、采摘裝置、運(yùn)輸與收集裝置和圖像采集裝置；其中，智能識(shí)別路徑小車作為主體搭配和移動(dòng)平臺(tái)，分別與兩軸直線移動(dòng)裝置、運(yùn)輸與收集裝置、圖像采集裝置連接，采摘裝置與兩軸直線移動(dòng)裝置連接。

本發(fā)明方法采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種自走式智能果蔬采摘收集實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：

S1、利用水平圖像采集相機(jī)采集前方路徑圖像，將路徑圖像信息傳至華為云端，華為云端返回路徑信息，閉環(huán)控制系統(tǒng)控制智能識(shí)別路徑小車沿識(shí)別的路徑行走；通過距離傳感器檢測路徑情況，將獲取的信號(hào)傳至閉環(huán)控制系統(tǒng)，控制智能識(shí)別路徑小車通過轉(zhuǎn)向裝置轉(zhuǎn)向，繞過障礙物；

S2、雙目相機(jī)將采集到的圖像信號(hào)傳到華為云端，當(dāng)識(shí)別出有果蔬時(shí)，華為云端返回?cái)?shù)據(jù)結(jié)果，閉環(huán)控制系統(tǒng)自動(dòng)控制智能識(shí)別路徑小車停止移動(dòng)，根據(jù)雙目相機(jī)測距原理和算法計(jì)算出攝像頭與果蔬的垂直距離；

S3、通過幾何關(guān)系計(jì)算出果蔬與原始標(biāo)定在智能識(shí)別路徑小車上相對(duì)點(diǎn)的實(shí)際距離，利用閉環(huán)控制系統(tǒng)控制兩軸直線移動(dòng)裝置使采摘裝置的機(jī)械爪包裹果蔬，并通過驅(qū)動(dòng)第二氣缸氣動(dòng)電磁閥，使第二氣缸伸長，推動(dòng)控制板往前移動(dòng)，使機(jī)械爪閉合，夾緊果蔬；

S4、通過驅(qū)動(dòng)第一氣缸氣動(dòng)電磁閥，使第一氣缸伸長，利用雙搖桿原理，將整個(gè)采摘機(jī)械手繞著氣缸附件旋轉(zhuǎn)達(dá)到采摘的目的；

S5、通過驅(qū)動(dòng)兩軸直線移動(dòng)裝置使機(jī)械爪移動(dòng)至調(diào)節(jié)好的初始位置即傳送帶上方，驅(qū)動(dòng)第二氣缸氣動(dòng)電磁閥，使第二氣缸縮回來，推動(dòng)控制板往后移動(dòng)，使機(jī)械爪張開，果蔬將置于傳送帶上；

S6、通過驅(qū)動(dòng)第一氣缸氣動(dòng)電磁閥，使第一氣缸縮回去，機(jī)械爪回歸原位，且處于張開狀態(tài)進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)采摘；

S7、果蔬通過傳送帶運(yùn)輸落入收集箱中，若收集箱裝滿，則轉(zhuǎn)動(dòng)擋板，換上新的收集箱繼續(xù)儲(chǔ)存。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本發(fā)明通過設(shè)置智能識(shí)別路徑小車、兩軸直線移動(dòng)裝置、采摘裝置、運(yùn)輸與收集裝置、圖像采集裝置和閉環(huán)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)調(diào)整農(nóng)業(yè)機(jī)器人的行走路徑，準(zhǔn)確控制農(nóng)業(yè)機(jī)器人的行走精度，提高果蔬采摘效率。

2、本發(fā)明通過兩軸直線移動(dòng)裝置，在控制系統(tǒng)的控制下精確達(dá)到菠蘿的位置，結(jié)構(gòu)緊湊且簡單。