[发明专利]一种采摘机器人控制系统

说明书

本发明涉及一种采摘机器人控制系统，其特征在于，包括机械爪控制模块、机械臂控制模块、底盘控制模块、平面定位系统、视觉识别系统和主控器，所述机械爪控制模块和机械臂控制模块分别通过控制器Ⅰ和控制器Ⅱ与所述主控器连接，所述底盘控制模块、平面定位系统和视觉识别系统分别与所述主控器连接；所述视觉识别系统识别果蔬的大小形状和空间位置信息并发送给所述主控器。本发明解决了人工采摘劳动强度大、效率低的问题，实现了采摘作业的机械化、自动化和智能化，实现了对果蔬的精准和无损摘取，保证了果蔬质量。

技术领域

本发明属于农业机器人控制技术领域，具体涉及一种采摘机器人控制系统。

背景技术

随着我国农业经济的快速增长，传统化的人工种植和人工采摘已渐渐被人们淘汰，因为人工作业既耗时又费力，其中果蔬采摘作业是目前果蔬生产链中最耗时、最费力的环节之一，因此果蔬采摘使用机器人代替人工已经成为现代农业发展的趋势。

现有的采摘机器人大多是手动控制，在实际应用中效率非常低下，而且采摘过程中往往会损坏果蔬，直接影响后期的加工和储藏。为了能够进一步促进采摘机器人的发展，需要研究一种自动控制的控制系统，能够既精准又快速且无损的采摘果蔬，从而使得采摘的效率和效果更好，也使采摘的果蔬可以完好无损，从而保证果蔬质量。

发明内容

本发明设计了一种采摘机器人控制系统，解决了人工采摘劳动强度大、效率低的问题，实现了采摘作业的机械化、自动化和智能化，实现了对果蔬的精准和无损摘取，保证了果蔬质量。

为了解决上述存在的问题，本发明采用了以下技术方案：

一种采摘机器人控制系统，包括机械爪控制模块、机械臂控制模块、底盘控制模块、平面定位系统、视觉识别系统和主控器，所述机械爪控制模块和机械臂控制模块分别通过控制器Ⅰ和控制器Ⅱ与所述主控器连接，所述底盘控制模块、平面定位系统和视觉识别系统分别与所述主控器连接；所述视觉识别系统识别果蔬的大小形状和空间位置信息并发送给所述主控器。

进一步，所述机械爪控制模块包括各关节电机和相应的电机驱动器，以及设置在机械爪上的压力传感器，各关节电机分别与相应的角度传感器连接，各电机驱动器和各角度传感器分别与所述控制器Ⅰ连接，所述压力传感器与所述控制器Ⅰ连接。

进一步，所述角度传感器是电位器式角度传感器。

进一步，所述机械臂控制模块包括各机械臂的舵机和相应的舵机驱动器、各机械臂关节处的伺服电机和相应的伺服电机驱动器，各伺服电机分别配置有相应的伺服电机编码器，所述各舵机驱动器、各伺服电机驱动器和各伺服电机编码器分别与所述控制器Ⅱ连接。

进一步，所述底盘控制模块包括各车轮电机和相应的车轮电机驱动器，各车轮电机分别配置有相应的车轮电机编码器，所述各车轮电机驱动器和各车轮电机编码器分别与所述主控器连接。

进一步，所述各车轮电机均是直流电机。

进一步，所述平面定位系统包括摄像头和工控机，所述摄像头和所述工控机连接，所述工控机和所述主控器连接；所述摄像头采集采摘机器人底盘与果树之间的位置关系数据并传送给所述工控机，所述工控机对接收到的数据进行储存和处理后传送给所述主控器，所述主控器根据所述工控机传来的信息向所述底盘控制模块发送指令使采摘机器人到达合适的采摘位置。

进一步，所述控制器Ⅰ 和控制器Ⅱ 分别通过串口与所述主控器连接。

进一步，所述主控器采用Arduino开发板；所述控制器Ⅰ采用STM系列开发板；所述控制器Ⅱ采用Arduino开发板。

该采摘机器人控制系统具有以下有益效果：