[发明专利]具备分布式机器视觉系统的枸杞采摘装置

说明书

技术领域

本发明属于农业机械领域，具体涉及一种枸杞采摘装置所属的辅助配套机构，尤其是涉及一种用于枸杞的具备分布式机器视觉系统的采摘装置。

背景技术

枸杞既是传统名贵中药材，又是一种营养滋补品。据官方统计，仅2012年的甘肃地区，枸杞产量高达3.5万吨。由于枸杞果实成熟时水分含量很高和果皮娇嫩等特点，收集时很容易损伤；如果出现损伤，不仅会影响其外观色泽，还会降低药用价值。因此，需要采用柔性收集的方式，将枸杞果连同果把一起摘下。由于枸杞生长的复杂性和农田环境的非结构化等特点，目前生产中采用的简单的手持式枸杞采摘器、采摘头和震动式采摘机。

发明专利申请201010272425公布了一种“手持式枸杞采摘机”，这种设备仍然需要采摘人员的参与，对于提高枸杞采摘的自动化非常有限。同时，该设备是对一串枸杞枝条进行采摘，极易容易将未成熟的枸杞一起采摘，对于提高枸杞的质量和产量非常不利。发明专利201320182557.2公开了一种“升降式果实采摘机”，该采摘机中的升降装置包括设置于车架上的底板，设置于所述底板中央、并相嵌套的至少两个套设在油缸套内的伸缩油缸，用于操纵所述伸缩油缸的升降操纵台，设置于所述底板两侧的升降支架。该采摘机存在的问题是：(1)该升降装置柔性较差，只能升降，需要依靠调整整个机具的方向来改变方向；(2)采用液压进行升降，整体升降装置过于庞大，使用不灵活，成本高。

发明专利申请201310614202.0公布了一种“基于机器视觉的枸杞在线分选系统”，该系统包括ARM控制器、图像采集处理模块、电源模块、系统复位模块、数据传输模块、键盘输入模块、显示模块、上位机、驱动模块、分选执行单元、运输执行单元、CCD工业相机、背景处理模块、待选样本、LED光照射模块。该系统存在的问题：(1)仅适合于单层、无遮挡物的枸杞图像处理，不能用于自然界中复杂状况的枸杞采摘；(2)仅适合于静止的枸杞图像处理，即固定位置的工业相机对静止的枸杞果实进行分拣。

发明专利201310193713.X公开了一种“用于农产品采摘的移动旋转升降平台”，该移动旋转升降平台包括行走机构、旋转机构、升降平台、控制系、旋转机架、主轴、轴承组、轴承座板组、齿轮组及旋转驱动电机。该升降平台存在的问题：(1)将旋转作为基地，升降作为上层工作区，导致旋转基面与重物之间距离较大，旋转过程中会产生离心力，导致平台不稳定；(2)旋转采用齿轮传动，工作台分度精度低；(3)升降机构采用直线导轨，载物重量较低。

综上所述，现有技术中，利用机器视觉和采摘机械手对枸杞果实采摘，需要将整套机器运动至枸杞枝条正前方；由于机器视觉系统的可视范围非常有限，这样使得采摘机的横向可采摘区域受限，采摘机械手将正前方的枸杞采摘完毕后，需要工作人员将系统移动至其他区域，对于提高采摘效率非常不利；而且，即使同一区域的不同高度上的枸杞采摘，也需要频繁的移动机器，这样不仅不利于提高采摘效率；而且，较平均枸杞树高度差别大的树木，由于机器视觉系统的视角有限，极易发生最低处和最高处图像采集不到而漏采的情况。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种具备分布式机器视觉系统的枸杞采摘装置。

本发明的技术方案是：具备分布式机器视觉系统的枸杞采摘装置，包括机架以及设置在机架上的控制系统、驱动系统、电源系统、高位视觉系统、低位视觉系统、视觉升降系统、枸杞采摘机械手和枝条定位机械手；所述高位视觉系统通过视觉升降系统与机架相连。所述的视觉升降系统的运动可以带动高位视觉系统的运动，从而采集中、高处的图像。所述枸杞采摘装置还包括设置在机架上的滑台升降系统，所述低位视觉系统、视觉升降系统、枸杞采摘机械手以及枝条定位机械手均通过电动转盘设置在滑台升降系统上，进而与机架相连。