[发明专利]基于机器视觉的菠萝采摘机及采摘方法

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的菠萝采摘机及采摘方法，所述菠萝采摘机包括机架、底盘、机器视觉机构、运动机构、气动机构、采摘机构、运输机构和控制箱；所述机架和控制箱设置在底盘上方，所述机器视觉机构、运动机构和运输机构设置在机架上，且底盘、机器视觉机构、运动机构、气动机构和运输机构分别与控制箱连接，所述采摘机构设置在运动机构上，并与气动机构连接；所述运动机构用于控制采摘机构运动，所述气动机构用于控制采摘机构夹紧或放开菠萝，所述运输机构用于运输采摘机构采摘到的菠萝。本发明针对菠萝的种植方式以及其本身除果实外的经济价值，通过精确定位以及采摘机械臂在对菠萝进行高效采摘的同时，还有效地保护了植株的完整。

技术领域

本发明涉及一种菠萝采摘机，尤其是一种基于机器视觉的菠萝采摘机及采摘方法，属于菠萝采摘领域。

背景技术

随着农业自动化技术的发展以及农耕设备的普及，各类农作物从播种到培育再到收获的全过程都有农耕设备的参与。同时，由于种植物耕种面积的不断扩大和人工成本的不断升高，自动化农耕设备能极大的提高生产效率和减少人工成本。

在农耕设备研发中，由于菠萝属于热带水果，种植范围基本集中于热带区域且规模较小，所以关于菠萝采摘的研究非常的少。人工采摘菠萝的方法工作效率低且劳动强度大，同时采摘过程存在诸多不便。申请人结合并创新采摘机械手和机器视觉，让采摘更为准确和高效。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于机器视觉的菠萝采摘机及采摘方法，其针对菠萝的种植方式以及其本身除果实外的经济价值，通过精确定位以及采摘机械臂在对菠萝进行高效采摘的同时，还有效地保护了植株的完整。

本发明的第一个目的在于提供一种基于机器视觉的菠萝采摘机。

本发明的第二个目的在于提供一种菠萝采摘方法。

本发明的第一个目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于机器视觉的菠萝采摘机，包括机架、底盘、机器视觉机构、运动机构、气动机构、采摘机构、运输机构和控制箱；

所述机架和控制箱设置在底盘上方，所述机器视觉机构、运动机构和运输机构设置在机架上，且底盘、机器视觉机构、运动机构、气动机构和运输机构分别与控制箱连接，所述采摘机构设置在运动机构上，并与气动机构连接；

所述运动机构用于控制采摘机构运动，所述气动机构用于控制采摘机构夹紧或放开菠萝，所述运输机构用于运输采摘机构采摘到的菠萝。

进一步的，所述采摘机构为采摘机械臂，包括固定架、第一支撑座、第二支撑座、主动齿轮、从动齿轮、转动轴、舵机、气动推杆、第一V形手爪、第二V形手爪和联动部件；

所述固定架设置在运动机构上，所述第一支撑座与固定架固定连接，所述主动齿轮和从动齿轮设置在固定架内，所述舵机固定设置在第一支撑座上，且舵机的输出轴穿过第一支撑座与主动齿轮连接，所述主动齿轮与从动齿轮相啮合；所述转动轴穿过第一支撑座，且转动轴的两端分别与从动齿轮、第二支撑座固定连接；所述气动推杆固定设置第二支撑座上，且气动推杆分别与联动部件、气动机构连接；所述第一V形手爪和第二V形手爪对称设置，且第一V形手爪和第二V形手爪的开口相对，所述联动部件用于控制两个V形手爪撑开或夹紧。

进一步的，所述联动部件包括活塞杆连接块、第一连杆和第二连杆，所述活塞杆连接块与气动推杆固定连接，所述第一连杆、第二连杆的一端分别与活塞杆连接块活动连接，第一连杆的另一端与第一V形手爪固定连接，第二连杆的另一端与第二V形手爪固定连接。

进一步的，所述机器视觉机构包括工业相机、角度调整部件、位置调整块、螺杆、角支撑架和手柄；