[发明专利]一种农业果树采摘分拣智能机器人

说明书

本发明提供了一种农业果树采摘分拣智能机器人，该智能机器人包括：负压采摘机构、视觉定位单元、行进小车、图像处理与控制单元以及分拣机构，利用机械臂和视觉定位系统实现了高效精准的果物采摘，巧妙的设计了一种果物识别准确且分类收集的分拣机构，具有采摘分拣、负压吸附采摘精准高效、同步分拣收集、智能化程度高且适用范围广等诸多优点。

技术领域

本发明涉及一种农业果树采摘领域，特别涉及一种农业果树采摘分拣智能机器人。

背景技术

随着人们生活水平的提高，对水果的需求量越来越大，同时国家大力推进农业现代化，包括机械化、自动化以及智能化，然而果树采摘分拣的工作量大、劳动强度也不低，传统的人力采摘分拣费时间、效率低下且劳动强度高。

果实机械采收方法是目前多用振动采收机或振摇式采果机采摘果实。基本工作过程是：用气力、曲柄连杆振动器或惯性式振动器，或用其他方法作为振动源产生振动，然后通过传动振杆件和夹爪把振动传给树体，使果树发生振动摇摆并使果实产生惯性力。当惯性力大于果实的脱落阻力时，果实便被振落，振落后的果实落在树冠下的集果器上，再收集分拣装箱。

当前果物收获在果树生产中的用工量约占果物田间作业量的一半，因此果物收获机械是目前果园机械中引人注目的领域。机械收获最大的问题是果实的损伤，据日本试验，当频率为880次/分，振幅为60毫米，振动时间2秒时，红玉苹果的振落率为95％，伤果率为63％；国光苹果振落率为96％，伤果率为48％。

然而目前我国在果树生产中尚未使用大规模使用机械采收，多数还是人工采摘、人工或机械分拣，急需一种采摘分拣一体、采摘精准高效、同步分拣收集、自动化智能化程度高且适用范围广的果物采摘和分拣分选系统装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种农业果树采摘分拣智能机器人，该采摘分拣智能机器人包括：负压采摘机构、视觉定位单元、行进小车、位于所述行进小车上的图像处理与控制单元以及位于所述行进小车内的分拣机构。

所述负压采摘机构包括两段式的机械臂、位于所述机械臂关节处的多个转动机构及其对应设置的角度传感器、所述机械臂的底座、位于机械臂上端部的吸管口、贯穿所述机械臂内部至所述底座的可伸缩柔性吸管、上端部穿过所述底座与所述柔性吸管相连通的矩形落料管道以及与所述落料管道相连通的真空发生器；所述转动机构包括设置在所述底座正上方的水平转动机构和位于所述机械臂关节处的垂直转动机构，所述落料管道包括方形管路、常闭可向下打开的单向闸门以及设置在所述单项闸门上的开关传感器。

所述视觉定位单元包括垂直设置在所述水平转动机构上方的伸缩杆和位于所述伸缩杆顶端摄像模块，所述摄像模块中水平间隔布置有两个广角摄像机；所述行进小车包括车身本体、位于所述车身本体内的水箱、与所述水箱相连通且位于所述落料管道正下方的清洗喷头和位于所述分拣机构下方的多个分类收集箱。

优选地，所述分拣机构包括：驱动机构、所述驱动机构驱动且循环转动的多个载物机构、识别单元、带动所述载物机构自身旋转的旋转装置、位于所述清洗喷头正下方的入料漏斗以及卸料机构。

优选地，所述驱动机构包括位于两端的主动齿轮和从动齿轮以及与所述主动齿轮和所述从动齿轮相匹配连接的柔性齿环。

优选地，所述载物机构包括位于所述驱动机构外侧的环形支架、接果容器、一端与所述柔性齿环垂直连接且另一端与所述接果容器活动旋转连接的连接杆、位于所述接果容器底部的重力传感器、位于所述接果容器上端部的接果口，此外所述环形支架上部与所述柔性齿环平行处开设有环形开口且所述连接杆穿过所述环形开口。

优选地，所述识别单元包括识别框架、位于所述识别框架外侧的光学识别设备以及位于所述识别框架内侧且正对所述光学识别设备的反射镜。

优选地，所述旋转装置包括位于所述接果容器上部外侧的圆形齿轮以及位于所述识别框架内且水平布置在所述环形支架上的直线齿条。