[发明专利]红花全域多模块智能采收机器人及其控制方法

说明书

本发明属于农业机械领域，涉及一种红花全域多模块智能采收机器人及其控制方法。采收机器人包括机架、全域红花采收模块、辅助模块和控制系统；机架包括主机架、模块拓展架、行走轮组和拓展架安装轨；全域红花采收模块包括花丝收集装置、末端执行器组和末端执行器导向安装架；控制系统包括卫星定位系统、采收模块对行定位系统和控制模块。本发明通过模块可拓展化设计，挂载多个间距可调的采收模块，实现多行红花灵活采收；多调节机构并行，提高采收灵活性；利用调平装置实现不同坡度适应；根据红花植株模型布置不同规格的末端执行器，实现红花全域的分段采收，提高采摘效率；刀具精细分区设计，推切一体式，花丝分段精准切割，提高花丝切削质量。

技术领域

本发明属于农业机械技术领域，特别涉及一种红花全域多模块智能采收机器人及其控制方法。

背景技术

红花是我国特色的经济作物，药用价值和经济价值高，需求量不断增大。随着卫星导航技术发展，红花种植模式逐步规范，红花种植可根据卫星导航规划路径，等行距规范种植逐渐推广，为采收机器人的多行同步作业奠定了基础；然而，由于不同红花种植区域种植模式不同，加之植株生长、自然环境影响等因素，造成红花种植行距不尽相同，导致红花的多行机械化采收实时调整困难，无法进行多行采收，极大限制了采收机器人采收效率的提升；另外现有的装置基本采用单个或者多个机械臂进行采收，暂未见根据红花果球分布规律进行仿形采收的机具，无法同时采收多个果球上的花丝，也限制了红花采收效率的提升；当前红花采摘机器人的末端执行器切削方式较为粗糙，对通过对花装置的缩颈切削情况不理想，切削范围过大且刀具转速要求高，造成花丝采净率较低。

如中国发明专利申请“一种直角坐标红花采摘机器人”，申请号：CN 109673263 A，虽然一定程度上实现了红花的自动化采摘，但单支机械臂效率较低，采摘速度较慢；中国发明专利申请“红花花丝咬合式并联采摘机器人”，申请号：CN 111955164 A，布置有四只机械臂，但单只机械臂对应的工作区域较大，机械臂运动频繁，不利于采收效率的进一步提高；且现有红花采摘机器人多为单行采摘，难以拓展到多行采摘。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种红花全域多模块智能采收机器人及其控制方法。采用标准化可拓展的模块化设计，可根据不同的红花种植模式，有选择的加装多个采收模块，通过卫星定位系统获取种植时的规划路径，并利用单目相机实时识别种植行距，实时调节采收模块间距，对红花种植行进行行距可调的多行采收；单个采收模块采用全域设计，针对红花的果球分布模式，将果球分布范围划分多个果球分布高度不同的采摘格，每个采摘格对应一个完全覆盖果球分布高度的末端执行器，实现红花植株全域的分段分格采收；通过刀具精细分区，利用单电机实现花丝的推拢-聚集-切削，降低刀具转速要求，提高切削质量。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

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。