[发明专利]水果智能采摘装置及其采摘方法

权利要求书

1.一种水果智能采摘装置，其特征在于，包括机械爪、机械臂、可旋转基座、支撑机构、视觉处理机构和动力机构；

所述视觉处理机构设于所述机械臂与所述机械爪之间，所述视觉处理机构与所述动力机构和所述机械臂电性连接，用于采集被采摘水果的信息并控制所述动力机构和所述机械臂转动；

所述动力机构与所述可旋转基座连接，用于驱动所述可旋转基座的旋转；

所述可旋转基座的顶部与所述机械臂的一端连接，用于驱动所述机械臂旋转；所述机械臂的另一端与所述机械爪连接；

所述支撑机构的一端与靠近可旋转基座的所述机械臂的一端连接，所述支撑机构的另一端与所述机械爪连接，用于维持所述机械爪的夹持方向始终向前；

所述机械爪包括夹持部、传动机构和剪切机构，所述传动机构的一端与所述机械臂的端部连接，所述传动机构的另一端与所述夹持部的一端连接；所述传动机构与所述视觉处理机构电性连接，所述夹持部的顶部和/或底部设有所述剪切机构；

所述机械臂包括大臂、小臂和传动臂；所述大臂的一端与所述可旋转基座连接，所述大臂的另一端与所述小臂的一端连接；

所述支撑机构包括第一支撑杆、第二支撑杆、第一连接架、第二连接架和支撑板；所述第一连接架固定于所述大臂和所述小臂的铰接处，所述第一支撑杆的一端与所述第二支撑杆的一端通过所述第一连接架连接，所述第一支撑杆的另一端与所述机械爪通过所述第二连接架固定，所述第二支撑杆的另一端固定于所述大臂的另一端上，所述支撑板固定于所述机械爪上，所述第二连接架固定于所述支撑板上；

所述视觉处理机构包括摄像头和控制器，所述摄像头与所述控制器电性连接，所述控制器与所述动力机构电性连接。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述小臂的另一端与所述传动机构连接；所述传动臂的两端分别与所述大臂和所述小臂连接；所述机械臂还包括第一舵机、第二舵机和第三舵机，所述第一舵机与所述大臂连接，用于驱动所述大臂转动；所述第二舵机与所述小臂连接，用于驱动所述小臂转动；所述第三舵机与所述传动臂连接，用于驱动所述传动臂转动，所述第一舵机、所述第二舵机和所述第三舵机均与所述视觉处理机构电性连接；所述大臂与水平面方向的夹角的变化范围为30-150度。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括履带小车，所述履带小车设于所述动力机构的底部，所述履带小车设有直流电机，所述直流电机与所述视觉处理机构电性连接。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述动力机构包括转轴和转台，所述转轴设于所述转台和所述可旋转基座之间，所述转轴带动所述可旋转基座转动。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述传动机构包括传动杆与第四舵机；所述传动杆与所述第四舵机连接，所述第四舵机与所述视觉处理机构电性连接；所述传动杆与所述夹持部连接；所述传动杆包括第一传动杆与第二传动杆，所述第一传动杆与所述第二传动杆上分别设有齿轮，所述第一传动杆与所述第二传动杆通过所述齿轮活动连接；所述第一传动杆与所述第二传动杆之间的夹角的变化范围为0-120度。

6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述夹持部包括两个底部铰接的夹持杆，两个所述夹持杆分别设有连杆，所述连杆与所述传动机构连接；

所述夹持杆的长度小于所述连杆的长度；

两个所述夹持杆的相对面为内凹的弧形面；

两个所述夹持杆的相对面设有缓冲部件。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述剪切机构包括卡槽和刀片，所述卡槽开设于所述夹持部的顶部和/或底部，所述刀片可拆卸地安装于所述卡槽内。

8.一种采用权利要求1-7任一项所述的装置采摘水果的方法，其特征在于，包括步骤：视觉处理机构采集水果的信息并结合OPENMV函数检测水果的成熟度，并获取成熟目标水果的坐标；所述视觉处理机构根据所述坐标控制机械臂和机械爪运动，完成采摘。