[发明专利]一种基于具有伸缩抓手臂的无人机的水果采摘系统

权利要求书

1.一种基于具有伸缩抓手臂的无人机的水果采摘系统，包括无人机(1)和地面收集分拣移动平台(24)；

所述无人机(1)为由扇叶旋转马达(3)驱动扇叶(2)旋转的多旋翼无人机，无人机(1)的底部设有机脚(6)；其特征在于，

所述无人机(1)进一步包括万向节伸缩式抓手臂和存果舱(12)；

所述存果舱(12)设置在无人机(1)的机体上，存果舱(12)的顶部设有进果口(4)，底部设有出果口(31)，所述出果口(31)处设有可开闭的底盖(8)；

所述万向节伸缩式抓手臂包括上下转动臂(10)、水平转动臂(11)、竹节式伸缩杆(17)和机械抓手；所述机械抓手包括抓手捏合指(13)、压力传感器(14)、抓手图像识别摄像头(15)、抓手掌(16)和抓手旋转马达(18)；

所述上下转动臂(10)通过一水平转动轴安装在无人机(1)的前端；所述水平转动臂(11)通过一竖直转动轴安装在上下转动臂(10)的前端；所述竹节式伸缩杆(17)固接在水平转动臂(11)的安装孔内，且竹节式伸缩杆(17)收缩状态时，整体位于水平转动臂(11)的安装孔内；所述抓手旋转马达(18)安装在竹节式伸缩杆(17)的前端；所述抓手掌(16)固接在抓手旋转马达(18)的转动轴上；三个抓手捏合指(13)均匀地安装在抓手掌(16)上，每个抓手捏合指(13)的与果实接触的一侧均设有一个压力传感器(14)；所述抓手图像识别摄像头(15)安装在抓手掌(16)的中心，用于识别并处理果实图像；

所述地面收集分拣移动平台(24)包括果实收集分拣箱体(20)、车轮(22)、分拣凹板(25)、伸缩顶杆(28)、旋转顶盘(29)和色彩传感器(30)；

所述地面收集分拣移动平台(24)通过四个车轮(22)实现全向移动；所述果实收集分拣箱体(20)设置在地面收集分拣移动平台(24)上，果实收集分拣箱体(20)的顶端后部设有用于无人机(1)的机脚(6)停靠的凹槽，以使无人机(1)能够稳定地停靠在果实收集分拣箱体(20)上；

所述果实收集分拣箱体(20)的顶部设有与无人机(1)的存果舱(12)的出果口(31)相对应的果实入口(32)；所述分拣凹板(25)沿移动平台前进方向设置在果实入口(32)的下方；所述分拣凹板(25)的横截面呈圆弧形，能够稳定地容纳由果实入口(32)进入的果实；所述分拣凹板(25)沿移动平台前进方向依次包括前端弧形部、中间水平部和后端弧形部；所述前端弧形部和后端弧形部的端部与果实收集分拣箱体(20)的顶壁固接；后端弧形部位于果实入口(32)的正下方；

所述色彩传感器(30)安装在果实收集分拣箱体(20)的顶壁中部，用于识别滚落在分拣凹板(25)的中间水平部上的果实的成熟度；

所述分拣凹板(25)的中间水平部的底部板面上沿移动平台前进方向等间距地设有多个分拣孔(34)；每个分拣孔(34)内均布置有一垂直固接在果实收集分拣箱体(20)底板上的伸缩顶杆(28)；每个伸缩顶杆(28)的顶端均通过一平行于移动平台前进方向的转轴设有一旋转顶盘(29)；旋转顶盘(29)的上表面与分拣孔(34)的边缘位于同一水平面内；所述转轴由步进电机驱动；

所述伸缩顶杆(28)和分拣凹板(25)将果实收集分拣箱体(20)分隔为左分拣仓和右分拣仓；伸缩顶杆(28)将停驻在旋转顶盘(29)上的果实向上推并高于分拣凹板(25)的左右边缘；相应的旋转顶盘(29)根据色彩传感器(30)识别的果实的成熟度向左或向右倾斜，将果实分拣至左分拣仓或右分拣仓内；

所述左分拣仓和右分拣仓所对应的果实收集分拣箱体(20)的侧壁上分别设有箱体侧盖(33)。

2.根据权利要求1所述的基于具有伸缩抓手臂的无人机的水果采摘系统，其特征在于，所述进果口(4)处设有缓冲坡面(5)。

3.根据权利要求1所述的基于具有伸缩抓手臂的无人机的水果采摘系统，其特征在于，所述无人机(1)的底部设有底盖滑轨(19)，所述底盖(8)可滑动地设置在底盖滑轨(19)上。