[发明专利]红花全域多模块智能采收机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种红花全域多模块智能采收机器人，包括机架（1）、全域红花采收模块（2）、辅助模块（3）和控制系统（4）；

所述机架（1）包括主机架（1-1）、模块拓展架（1-2）、行走轮组（1-3）、拓展架安装轨（1-4）和调平伸缩杆（1-5）；

主机架（1-1）与安装于下部的全域红花采收模块（2）中轴线重合；

四个所述行走轮组（1-3）分别固接于所述主机架（1-1）四个支撑腿末端；

所述主机架（1-1）上端设有一对左右对称的调平杆支撑架（1-1-1）；

所述拓展架安装轨（1-4）包括拓展架安装A轨（1-4-1）和拓展架安装B轨（1-4-2）；

所述全域红花采收模块（2）包括花丝收集装置（2-1）、末端执行器导向安装架（2-2）和末端执行器组（2-3）；

所述末端执行器组（2-3）包括多个直线排布的采摘末端执行器单体（2-3-1）；

所述花丝收集系统（2-1）包括花丝收集箱（2-1-1）、花丝收集软管（2-1-2）和负压风机（2-1-3）；

所述花丝收集箱（2-1-1）通过上端面中部设置的收集箱安装块（2-1-1-1）固接于主机架（1-1）安装板的下端面，花丝收集软管（2-1-2）连接花丝收集箱（2-1-1）与采摘末端执行器单体（2-3-1），负压风机（2-1-3）设置于花丝收集箱（2-1-1）前后两侧；

所述末端执行器导向安装架（2-2）包括齿条安装架（2-2-1）和滑轮导轨（2-2-2）；

所述齿条安装架（2-2-1）安装于花丝收集箱（2-1-1）下端面，一对前后对称的滑轮导轨（2-2-2）安装于齿条安装架（2-2-1）下端面；

所述采摘末端执行器单体（2-3-1）包括水平对准装置（2-3-1-1）、竖直对准丝杠（2-3-1-2）和花丝采摘装置（2-3-1-3）；

所述水平对准装置（2-3-1-1）包括水平运动齿条（2-3-1-1-1）、水平运动电机（2-3-1-1-2）、水平运动齿轮（2-2-1-1-3）、滑轮架（2-3-1-1-4）和运动滑轮（2-3-1-1-5）；

多个直线布置的水平运动齿条（2-3-1-1-1）固接于齿条安装架（2-2-1）前后两端，水平运动电机（2-3-1-1-2）的动力输出轴上设有与水平运动齿条（2-3-1-1-1）相互啮合的水平运动齿轮（2-3-1-1-3）；

所述水平运动齿轮（2-3-1-1-3）可绕齿轮轴旋转地固接于竖直对准丝杠（2-3-1-2）后端；所述运动滑轮（2-3-1-1-5）可滑动地安装于滑轮导轨（2-2-2）的滑轮槽内，通过滑轮架（2-3-1-1-4）与竖直对准丝杠（2-3-1-2）连接；

所述水平运动电机（2-3-1-1-2）带动水平运动齿轮（2-3-1-1-3）旋转，水平运动齿轮（2-3-1-1-3）在相互啮合的水平运动齿条（2-3-1-1-1）上左右移动，实现采摘末端执行器单体（2-3-1）的水平移动；

所述竖直对准丝杠（2-3-1-2）包括丝杆安装座（2-3-1-2-1）、丝杠轴（2-3-1-2-2）和滚珠套（2-3-1-2-3）；

所述丝杠轴（2-3-1-2-2）通过轴承及轴承座与丝杆安装座（2-3-2-1-1）上下两端连接，滚珠套（2-3-1-2-3）与丝杠轴（2-3-1-2-2）相互啮合，并可沿丝杠轴（2-3-1-2-2）竖直移动；

所述花丝采摘装置（2-3-1-3）包括弧形对花罩（2-3-1-3-1）、采摘室壳体（2-3-1-3-2）、采摘室盖板（2-3-1-3-3）、刀具电机（2-3-1-3-4）和渐进凸轮刀（2-3-1-3-5）；

所述采摘室壳体（2-3-1-3-2）上端面卡槽连接采摘室盖板（2-3-1-3-3）组成用于容纳渐进凸轮刀（2-3-1-3-5）的采摘室腔体（2-3-1-3-6），下端面设有花丝进口（2-3-1-3-7）；所述弧形对花罩（2-3-1-3-1）螺钉连接于采摘室壳体（2-3-1-3-2）下端面并与花丝进口（2-3-1-3-7）圆心同轴；所述刀具电机（2-3-1-3-4）固接在采摘室盖板（2-3-1-3-3）上端面，电机动力输出轴连接渐进凸轮刀（2-3-1-3-5）；

所述采摘室壳体（2-3-1-3-2）与滚珠套（2-3-1-2-3）通过螺钉连接，花丝采摘装置（2-3-1-3）可随滚珠套（2-3-1-2-3）竖直运动；

所述花丝进口（2-3-1-3-7）上端设有切花砧（2-3-1-3-8）；

所述弧形对花罩（2-3-1-3-1）的下端直径为对花直径D₁，对花直径D₁为红花果球直径Φ₁的1.4~1.6倍，能够实现对准果球功能；

所述辅助模块（3）包括电池组（3-1）、太阳能电池板（3-2）和辅助光源灯（3-3）；

所述电池组（3-1）包括主电池（3-1-1）和备用电池（3-1-2）；

所述主电池（3-1-1）安装在主机架（1-1）的安装板上部，太阳能电池板（3-2）可拆卸地安装于模块拓展架（1-2）上端面，辅助光源灯（3-3）可拆卸地安装于主机架（1-1）与模块拓展架（1-2）下端面四角；

所述控制系统（4），包括卫星定位系统（4-1）、采收模块对行定位系统（4-2）和控制模块（4-3）；

所述卫星定位系统（4-1）通过安装杆固接于主机架（1-1）前部，采收模块对行定位系统（4-2）固接于花丝收集箱（2-1-1）前后两端，控制模块（4-3）固接于在主机架（1-1）的安装板上部前端；

所述采收模块对行定位系统（4-2）包括相机安装架（4-2-1）、单目相机（4-2-2）和双目相机（4-2-3）；

所述相机安装架（4-2-1）固接于花丝收集箱（2-1-1）前后两端；所述单目相机（4-2-2）和双目相机（4-2-3）通过卡槽安装于相机安装架（4-2-1）上，所述单目相机（4-2-1）安装于所述双目相机（4-2-2）上方。