[实用新型]枸杞采摘机器人

说明书

【技术领域】

本实用新型涉及机械自动化设计技术领域，特别涉及一种枸杞采摘机器人。

【背景技术】

枸杞是具有养生和治病功能的药材，还可以当做具有丰富营养价值的水果来食用。在我国西北、东北、北方大量的种植。枸杞含水量大果皮相对较薄属于浆果，摘取时容易受到损伤。枸杞的采摘工作一直以人力为主，枸杞成熟季节相对集中，劳动强度较大。而且枸杞一般在夏季6、7月成熟，该季节属于暑期，温度极度上升。枸杞地中一般有自然肥化肥等刺鼻气味。然而现在的枸杞采摘均为人工采摘，并且人力采摘时一般带口罩作业加重炎热程度。不因采摘效率地下，而且在热天给工人带来不适感，严重可能导致中暑情况。

目前来讲，虽然采摘机器人有了较大的发展和进步，但任然存在以下几方面的问题。

1、定位和识别工能较差。在采摘过程中环境相对较复杂，叶子与水果容易重复在一起，造成识别困难。而且天气具有不稳定性，同时还有噪音等干扰信息，降低了识别和定位的准确度。对枸杞的识别和定位需要进一步的研究。

2、采摘效率不高。各国以研发的各类采摘机器人的采摘效率，都没有人工效率高。例如农业大学张铁中教授研制的草莓采摘速度为6枚/min；韩国的苹果自动采摘机器人，摘取一枚苹果平均需要15s；荷兰IMAG研发的黄瓜采摘机器人摘一根黄瓜需要45s。因为需要控制系统还要图像处理等，效率不高。要使果蔬采摘机器人真正应用于实际生产，就必须要提高作业效率以及作业准确度。

3、成本较高。果蔬采摘机器人系统和结构更加复杂，而且使用周期短，平常基本不用。维护，使用，制造成本都要高于工业机器人。

4、通用性差。一种采摘机器人只是针对某一特定植物完成单一的任务，各类机器人之间几乎没有通用性。

为了突破限制果蔬采摘机器人的发展因素，就必须解决以上的问题，这样才能加速果蔬采摘机器人的发展，尽快实现商品化。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种枸杞采摘机器人，该机器人能够结合枸杞的生长特点和采摘要求进行采摘，完全替代人力完成采摘工作。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：

枸杞采摘机器人，包括小车，所述的小车上设置有电源及动力控制设备、路障传感器、机械臂、采摘头和果实收集箱；其中，路障传感器设置在小车车头上；所述机械臂上端和采摘头连接，采摘头上设置有树枝夹子，树枝夹子上设置有用于判断枸杞位置的传感器；采摘头底部设有与果实收集箱连通的果实输送管；所述的小车的电气控制系统、机械臂的电气控制系统、采摘头的电气控制系统、路障传感器、树枝夹子的电气控制系统及传感器均与电源及动力控制设备连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述的机械臂包括依次连接的升降台、腰部旋转关节、大臂、小臂和棱柱关节，升降台底部设置在小车上，升降台上设置有驱动腰部旋转关节旋转的腰部电机和驱动大臂旋转的大臂电机，大臂的顶部设置有驱动小臂转动的小臂电机和驱动棱柱关节伸缩的棱柱关节电机；棱柱关节上端和采摘头连接；升降台的电气控制系统、腰部电机、大臂电机、小臂电机和棱柱关节电机均与电源及动力控制设备连接。

作为本实用新型的进一步改进，所述的升降台的升降高度为0～0.8m；腰部旋转关节旋转角度为-160°～160°；大臂的旋转角度为-80°～80°、小臂的旋转角度为-80°～80°和棱柱关节的伸缩长度为0～0.5m。

作为本实用新型的进一步改进，所述的采摘头包括由外壳体和上盖围成的空间，且顶部开始采摘入口；采摘头内靠近上盖一端设置有上座板和下座板，采摘头内的另一端设置有底座板；直流电机通过电机座设置在上盖上，直流电机的前端固定在上座板上，且直流电机的输出轴上设有中间齿轮；左转子体和右转子体并排设置成组合转子，左转子体和右转子体的两端分别设置在下座板和底座板上，左转子体和右转子体靠近下座板的一端上均设置有转子齿轮，两个齿轮和中间齿轮相啮合，左转子体和右转子体转动方向相反；采摘头的底部设置有采摘出口，采摘出口与果实输送管连通。

作为本实用新型的进一步改进，所述的左转子体和右转子体均包括转子体，所述的转子体包括柱体，柱体上有三条沿螺旋线均匀设置的软管；其中柱体是由具有机械强度的柔性硅胶管制成，在硅胶管的三个螺旋方向上按照每隔15mm的距离钻设孔阵列，将空心软管和硅胶管沿孔阵列用尼龙线穿接固定，相邻孔之间的空心软管形成弧形结构的突起；左转子体和右转子体上的空心软管的螺旋方向相反。