[发明专利]一种气流振动式设施作物自动授粉装置及方法

说明书

本发明提供一种气流振动式设施作物自动授粉装置及方法，气流振动式设施作物自动授粉装置包括移动底盘、定位识别装置、气动装置及控制装置；移动底盘上设有授粉机械臂；定位识别装置用于对设施作物上待授粉的花朵进行识别与定位；气动装置包括气动喷头，气动喷头设于授粉机械臂的执行末端；控制装置分别与移动底盘、授粉机械臂、定位识别装置及气动装置通讯连接。本发明便捷地实现了对雌雄同花的设施作物的精准化授粉，不仅提高了对设施作物的花朵授粉的适用性和可控性，还提高了授粉作业效率。

技术领域

本发明涉及设施农业技术领域，尤其涉及一种气流振动式设施作物自动授粉装置及方法。

背景技术

随着智能农业的不断发展，智能机器人与农业生产相结合将进一步推动精准农业发展的步伐，是未来农业发展的必要需求。目前，设施温室的人工劳动力需求仍然占比很高，随着人口老龄化和社会劳动力的短缺，设施农业智能作业机器人代替人工劳动力成为必然趋势，这不仅会大大地降低劳动力输出，还比人工操作更加智能化和精准化，有效地提高农产品生产效率和产品质量。

在温室生产中，存在大量的雌雄同花的设施作物，例如：番茄、茄子、辣椒等，这类设施作物可在自然栽培环境中，通过自然风、昆虫等媒介完成自花授粉过程。

然而，在设施栽培过程中，由于温室的密闭性、缺乏自然风和昆虫的活动，设施作物常常会出现授粉不良，并造成落花、落果、畸形果等现象。例如：对于设施作物中常见的设施番茄，设施番茄种植常用的授粉方式包括熊蜂授粉、点施激素授粉、振动棒授粉等，熊蜂授粉依靠熊蜂随机对花朵授粉，熊蜂寿命较短，且授粉存在偶然性和不确定性，存在设施番茄的果实成熟期推迟问题；点施激素授粉和振动棒授粉主要依靠人工，存在主观性强、工作效率低、劳动强度大等问题，且点施激素授粉和振动棒授粉对花朵的识别和定位要求高，安装在自动机械或机器人上适用性较低，点施激素操作不当也易产生药害。

由此可见，当前难以便捷地实现对雌雄同花的设施作物的精准化授粉。

发明内容

本发明提供一种气流振动式设施作物自动授粉装置及方法，用以解决当前难以便捷地实现对雌雄同花的设施作物的精准化授粉的问题。

本发明提供一种气流振动式设施作物自动授粉装置，包括：移动底盘、定位识别装置、气动装置及控制装置；所述移动底盘上设有授粉机械臂；所述定位识别装置用于对设施作物上待授粉的花朵进行识别与定位；所述气动装置包括气动喷头，所述气动喷头设于所述授粉机械臂的执行末端；所述控制装置分别与所述移动底盘、所述授粉机械臂、所述定位识别装置及所述气动装置通讯连接。

根据本发明提供的一种气流振动式设施作物自动授粉装置，所述定位识别装置包括相机支架、旋转平台及3D相机；所述相机支架的底端与所述移动底盘连接，所述旋转平台设于所述相机支架的顶端；所述3D相机设于所述旋转平台上，并用于获取所述设施作物的RGB 图像与点云图像；所述旋转平台及所述3D相机分别与所述控制装置通讯连接。

根据本发明提供的一种气流振动式设施作物自动授粉装置，所述气动装置还包括气阀与气泵；所述气泵的出气端通过所述气阀与所述气动喷头连通；所述控制装置分别与所述气泵及所述气阀通讯连接。

根据本发明提供的一种气流振动式设施作物自动授粉装置，所述授粉机械臂包括电动升降杆或多自由度机械臂；所述控制装置包括工控机、显示器及驱动器；所述定位识别装置、所述显示器分别与所述工控机通讯连接，所述工控机与所述驱动器通讯连接，所述驱动器分别与所述移动底盘、所述授粉机械臂及所述气动装置通讯连接。

根据本发明提供的一种气流振动式设施作物自动授粉装置，所述移动底盘包括底盘框架与行走机构；所述行走机构设于所述底盘框架的底部；所述行走机构包括轨道轮组件与陆地轮组件，所述轨道轮组件用于沿温室内的轨道行走，所述陆地轮组件用于沿所述温室内的路面行走。