[发明专利]一种基于高效采摘盘的果实采摘机器人

说明书

技术领域

本发明涉及农业自动化及机器人技术领域，尤其涉及一种针对山茱萸、辣椒和枸杞等结在枝条上并且呈现枝条状分布的果实进行高效采摘的自动化装置。

背景技术

枸杞又叫枸杞子，为茄科植物枸杞的成熟果实。具有多种保健功效，是卫生部批准的药食两用食物，适量食用有益健康。

枸杞子含有丰富的胡萝卜素、多种维生素和钙、铁等健康眼睛的必需营养物质，故有明目之功，俗称“明眼子”。历代医家治疗肝血不足、肾阴亏虚引起的视物昏化和夜盲症，常常使用枸杞子。枸杞是对人体健康有着重要的意义，可以对身体进行保健，是人们所喜爱的果实，宁夏枸杞的品质领先于全国各地，成为枸杞的代表，被誉为枸杞之乡。宁夏枸杞在中国栽培面积最大。枸杞的枝干遍布坚硬的木刺，增加了采摘的难度，采用特制的弯嘴长剪刀，在密布的木刺中小心翼翼的剪断枝干，保留果柄，将完好的、没有破损的枸杞快速收集，并在24小时内利用科学工艺制干储存。但是这种采摘效率及其低下，由于熟透的枸杞没有被即使采收，造成部分枸杞果实腐烂变质，影响枸杞品质，降低了枸杞的产量；并且由于枸杞的木刺的分布，极易对采摘人员造成伤害，大大增加了采摘难度。

由于这些果实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采摘器、采摘头和震动式采摘机等。

发明专利CN201210052814.0公布了便携式枸杞采摘机，包括手持部、采摘头、动力输出模块、电源。采摘头包括振动盘及采摘胶头等。采摘头中采摘胶头是由柔软的橡胶制成，因此，当振动盘带动采摘胶头做震动及梳滤动作将成熟的枸杞从树上摘下，以完成枸杞采摘。由于接触果树的采摘头部分是采摘胶头，它是由柔软耐用的橡胶制成，不会对果树造成伤害，同时也不会对未成熟的青果带来损伤，另外，上述便携式枸杞采摘机体积小、重量轻，因此方便携带。但是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CN201510275168.8公开了梳耙式枸杞采摘联合采收机，自走式收储车通过发动机驱动车轮行走，在收储车上设置着收储仓，收储车通过车架连接着采收架，在采收架内设置着梳耙果器支架,在梳耙果器支架内设置着收果圆筒，在梳耙果器支架的三棱面上依次分别均布固接着梳耙果器，梳耙果器的出料端与收果圆筒的收果孔连通，动力主轴分别传动均布的三根立式传动轴，传动轴分别通过均布设置的圆锥齿轮传动相对应的梳耙果器轴,梳耙果器轴位于上口敞开的收果仓内，在梳耙果器轴上径向均布着耙刷果齿排，在收果圆筒的底部设置着与存储仓相通的收果输送带。该发明可以用机械化代替人工采摘，实现采摘、装筐、输送一体化，采摘效率高，质量好，果实破损率低，降低劳动强度。但是该发明存在的一个致命问题是就是，所有的采摘需要人工进行干预操作，这样虽然能提高采摘质量，但是对于降低成本非常不利。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种由四轮智能平台、控制系统、图像识别系统、采摘臂和采摘盘组成的一种基于采摘盘的果实采摘机器人，用于高效的梳理式采摘盘对果实采摘，从而提高果实采摘效率和降低人工成本。

本发明的技术方案是：一种基于采摘盘的果实采摘机器人，包括四轮智能平台1、控制系统2、图像识别系统3、采摘臂4和采摘盘5。

由于所述的四轮智能平台1、控制系统2、图像识别系统3、采摘臂4都为现有的成熟技术，在这里只是简单介绍，不作详细考量。

所述四轮智能平台1主要为四轮移动车，作为控制系统2、图像识别系统3、采摘臂4和采摘盘5的移动载体，带动上述机构移动。

所述控制系统2作为采摘机器人的核心，主要实现采摘机器人系统的电气控制等。

所述图像识别系统3作为采摘机器人的信息输入，主要利用双目摄像机对外界果实、枝条等图像视频的采集，进而分析、处理和判断，并将最终的数据发送至控制系统2。

所述采摘臂4主要为4-6自由度的机械手，机械手的自由度越高，可采摘的区域越灵活，采摘臂4的功能为带动采摘盘5运动至待采摘区域，进而实现对果实等的采摘。

所述采摘盘5作为采摘机构的核心部件，主要利用梳理式的采摘方式实现对枝条状分布果实的采摘，包括：底盘51、支架52、顶主体盘53、顶主体盘升降机构54和底盘旋转机构55。

所述底盘51分为四个部分，包括：左半底盘511、右半底盘512、锥形轴承513和外缘壳514。