[发明专利]利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法

权利要求书

1.一种利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法，其特征是，所述双臂苹果采摘圆形分级收集机器人包括自主移动平台，自主移动平台上部中心位置安装有机器人本体，机器人本体的顶部安装有双目视觉传感器机构，机器人本体前面设置有与其相配合的果实传输分级收集系统；自主移动平台上还设置有蓄电池组，蓄电池组上部安装有中央控制器，蓄电池组为机器人本体和自主移动平台上的所有电机、传感器以及中央控制器提供动力；中央控制器是整个机器人的控制中心，控制所有电器元件工作；

所述果实传输分级收集系统包括由上下两部分组成的果实传输通道，上下两部分之间设置有与其相对应的圆形果实自动分级器，上部分果实传输通道和下部分果实传输通道的上端均通过支撑装置安装于机器人本体前侧面上，圆形果实自动分级器安装于支撑装置上，下部分果实传输通道的中间安装于三坐标移动系统总成上，果实传输通道的末端延伸至设置于自主移动平台上的果实收集箱内，三坐标移动系统总成底部安装于自主移动平台上，果实收集箱对应设置于三坐标移动系统总成的门式框架下方；

所述圆形果实自动分级器包括基座，基座上相对设置有两组圆环体，每组圆环体均由相对的两个半圆环体组成，并能够通过安装在基座上的驱动舵机实现两个半圆环体的开合；

具体采摘分级步骤如下：

1）中央控制器根据双目视觉传感器机构反馈的路面信息，控制机器人自主移动平台运动，实现自动平稳运行至采摘目的地；

2）采摘作业；到达指定的采摘目的地时，双臂采摘机器人本体模仿人类的采摘动作完成果实的采摘任务；

3）果实分级；一般果实经由常规通道直接穿过圆形果实自动分级器进入与其相对应的一个果实收集箱内；较大的果实经由常规通道到达圆形果实自动分级器，由圆形果实自动分级器分级处理后，进入另一个果实收集箱；

较大的果实经由第一通道到达圆形果实自动分级器时，被第一通道下面对应的近似圆环卡住，在果实重力作用下，圆形果实自动分级器的轻弹簧被压缩，圆形果实自动分级器基座下降，圆形果实自动分级器基座齿轮轴上的齿轮与圆形果实自动分级器驱动电机的输出齿轮啮合，中央控制器控制圆形果实自动分级器驱动电机转动，同步带动圆形果实自动分级器旋转180度后，中央控制器控制与第二通道相对应的圆形果实自动分级器驱动舵机输出齿轮轴驱动所对应的圆形果实自动分级器的一个半圆环体的齿轮旋转，带动相啮合的另一个半圆环体的齿轮同步旋转，从而使圆环体的两个半圆环体张开，果实进入第二通道，经由第四通道进入另一个果实收集箱；

4）圆形果实自动分级器复位；果实离开圆形果实自动分级器之后，圆形果实自动分级器恢复至初始状态，在圆形果实自动分级器复位之前，不允许新果进入果实传输第一通道；

5）果实收集箱整理与更换；中央控制器控制三坐标系移动系统总成动作，实现果实在果实收集箱中按照既定位置摆放，其中一个果实收集箱收集满后，采摘停止，更换果实收集箱后，进行新的采摘作业。

2.根据权利要求1所述的利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法，其特征是，步骤1）中，根据速度传感器和旋转编码器的反馈信息调整机器人自主移动平台驱动电机的转速和转向电机角位移，控制机器人自主移动平台的运行速度和转向角，实现机器人平稳运行。

3.根据权利要求1所述的利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法，其特征是，步骤2）中，双臂采摘机器人本体左侧的采摘机械臂和采摘手爪与右侧的采摘机械臂和推挡手爪配合完成果实抓取任务。

4.根据权利要求3所述的利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法，其特征是，步骤2）中，中央控制器根据双目视觉传感器机构反馈的成熟果实的位置信息，规划两个机械臂的运动路径。

5.根据权利要求3所述的利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法，其特征是，步骤2）中，到达目标位置后，根据三个采摘手爪手指的采摘手指触觉传感器及采摘手爪与采摘机械臂末端连接处的六维力传感器的反馈信息，控制采摘手指的输出力矩，使采摘手爪生成合适的抓取力；根据推挡手爪与采摘机械臂末端连接处的六维力传感器的反馈信息，调整与推挡手爪相连的采摘机械臂各关节的输出力矩，产生合适推挡力，完成类人采摘动作。