[实用新型]一种视觉定位的仿生蛇嘴采摘机构和无人机采收装置

说明书

本实用新型公开了一种视觉定位的仿生蛇嘴采摘机构和无人机采收装置。仿生蛇嘴采摘机构包括蛇嘴上部、蛇嘴下部和蛇颈，蛇嘴上部与蛇嘴下部主要用于采摘，蛇颈主要用于收获；仿生蛇嘴采摘机构通过支架安装在无人机主体上。本实用新型具有很好的仿生效果，在采摘过程中，蛇嘴上部和蛇嘴下部的仿生形状可以很好地适用于果实采摘，刀片的设置模仿了牙齿的作用，加上电磁铁与旋转电机的快速响应，可以迅速促进果实和植株的分离，而且在果实定位采摘出现偏差时以及应对障碍环境等方面，本实用新型都有很好的容错率和相应的应对措施，人工劳动强度小，在采摘过程中可以有效避免果实的损伤和人员的受伤。

技术领域

本实用新型涉及采摘机械领域，特别涉及一种视觉定位的仿生蛇嘴采摘机构和无人机采收装置。

背景技术

油茶果、苹果等果实是我国最主要的作物。以油茶果为例，采摘具有以下特点：多数果树种植在山区，特别是南方的山路道路不平，大型化的机械无法上山作业；油茶果采收时要求动作轻，不能损伤树枝和新开的花苞，否则会严重影响来年的产量。目前，油茶果的采摘基本上依靠手工采摘来完成，通过外力作用使果实与果树分离，再将果实放入框中；这种采摘方式的人工强度较大，采摘效率较低。现有的采摘机器人，大多为小车加机械手的组合，小车可通过人工或者导航的方式到达目标点，而采摘工作大多给机械手进行作业，在机械手工作时，当要采摘高度较高的果实时，还需要配备升降台；当采摘位置错误，即使是较小的位置偏移，都可能导致采摘不成功，需要重新对准果实，重复之前的动作进行采摘，这势必造成时间的浪费和效率的降低。基于此，本实用新型为了克服采摘过程中采摘点目标过高造成的采摘不便，配备无人机视觉定位进行采摘；为了克服由于定位精度不足导致与采摘点偏移过大，设计仿生蛇嘴采摘机构，增大容错率，提高采摘效率。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种采摘效率高、容错率高、人工劳动强度低的视觉定位的仿生蛇嘴采摘机构。

本实用新型的另一目的在于提供一种无人机采收装置，所述无人机采收装置安装有上述视觉定位的仿生蛇嘴采摘机构。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种视觉定位的仿生蛇嘴采摘机构2，包括蛇嘴上部3、蛇嘴下部4和蛇颈5；所述蛇嘴上部3包括上圆形帽7、蛇嘴上沿8和双目相机9，蛇嘴上部3的前方为蛇嘴上沿8，蛇嘴上沿8与上圆形帽7固定连接，蛇嘴上沿8的上方装有双目相机9；蛇嘴上沿8的两侧装有距离传感器10，用于检测果实与仿生蛇嘴采摘机构的初步距离，进行辅助初步定位，再通过双目相机采集图像，结合算法实现二次定位；蛇嘴下部4的前方为蛇嘴下沿11，蛇嘴下部4的底部设有圆形倾斜轨道，角度范围为15～30°；蛇嘴上部3与蛇嘴下部4都装有刀片19；光杆16与蛇嘴上部3固连，蛇嘴下部4设有光杆孔，光杆16通过光杆孔竖直穿过蛇嘴下部4，光杆16的底部装有节环18，光杆的中部套有弹簧17，蛇嘴下部4与蛇嘴上部3之间通过光杆16进行相对移动；蛇颈5位于上圆形帽7的下方。

所述蛇颈5包括下圆形帽13和尼龙网14，下圆形帽13的内部设有圆形倾斜轨道，角度范围为45～65°，下圆形帽13的圆形倾斜轨道与蛇嘴下部4的圆形倾斜轨道相连通，果实被采摘下来之后先通过蛇嘴下部4的圆形倾斜轨道下滑，接着通过下圆形帽13的圆形倾斜轨道下滑；下圆形帽的外部套接有尼龙网14；尼龙网14的底部设置有铁圈15，防止大风等外界因素影响果实的正常摘取。

所述刀片19分别安装在蛇嘴上沿8的底部边缘和蛇嘴下沿11的上部边缘，刀片19的安装呈上下对称。蛇嘴上沿8安装有7块刀片，包括前方安装有一块刀片、左方安装有两块刀片、右方安装有两块刀片、前方刀片和左方刀片之间有一块过渡刀片、前方刀片和右方刀片之间有一块过渡刀片；蛇嘴下沿11在相对应的位置也安装有7块刀片。左方刀片和右方刀片对称，可以在定位出现偏差而导致仿生蛇嘴采摘机构的位置与果实位置出现偏移时，采用左方刀片或者右方刀片进行果实分离，即在没有正对果实的情况下进行倾斜采摘。