[发明专利]一种西瓜智能采摘机器人

说明书

本发明公开了一种西瓜智能采摘机器人。机架、控制柜和收集装置安装在移动载具的顶面，机械臂安装在机架上，末端执行器通过旋转机构安装在机械臂的底部；控制柜电连接移动载具、机械臂、旋转机构和末端执行器；控制柜内布置有电源和控制主板，电源电连接控制主板，控制主板电连接移动载具、机械臂、旋转机构和末端执行器。本发明采摘机器人整体结构简单，控制精确，使用方便，适应性强，稳定性好，提高了工作效率，适用于大规模西瓜种植的机械化采收。

技术领域

本发明涉及了一种采摘机器人，具体涉及一种西瓜智能采摘机器人。

背景技术

西瓜具有在食用性上清爽解渴、味甜多汁，在种植性上生产适应性强、栽培周期短，在效益性上需求量大、增收效果显著等特点。但是，目前西瓜主要依靠人工进行收获，由于种植面积大，并且需要一个一个进行剪蔓采摘，采摘工作费时费力，人力消耗巨大，自动化程度低。此外，在西瓜地进行采摘西瓜时，采摘人员的进入还会导致破坏和踩踏西瓜的藤蔓，从而间接的影响了未熟西瓜的生长。

发明内容

为了解决背景技术中存在的问题，本发明所提供一种西瓜智能采摘机器人，以实现人力的降低和劳动效率的提高。

本发明采用的技术方案是：

本发明采摘机器人包括移动载具、机架、控制柜、机械臂、收集装置、旋转机构和末端执行器，机架、控制柜和收集装置安装在移动载具的顶面，机械臂安装在机架上，末端执行器通过旋转机构安装在机械臂的底部；控制柜电连接移动载具、机械臂、旋转机构和末端执行器；所述的控制柜内布置有电源和控制主板，电源电连接控制主板，控制主板电连接移动载具、机械臂、旋转机构和末端执行器。控制主板具体为英伟达Jetson Xavier NX。

所述的移动载具具体为双履带式移动机构，双履带式移动机构两侧的履带式移动机构之间不相接触并留有间隔，机架安装在两个履带式移动机构的顶面，控制柜和收集装置分别安装在两个履带式移动机构的顶面，收集装置的顶面开口；机架上还安装有全局相机，全局相机朝向两个履带式移动机构之间的地面。

所述的机械臂装置包括两个X轴机械臂、Y轴机械臂、Z轴机械臂、Z轴驱动机构、连接轴和若干安装底板，两个X轴机械臂通过若干安装底板水平安装在机架顶部的相对两侧并垂直于移动载具的前进方向，两个X轴机械臂相互平行并不相接触，两个X轴机械臂的相同一端通过连接轴固定连接；其中一个X轴机械臂和Y轴机械臂均为同步带模组并电连接控制主板，Y轴机械臂水平布置并垂直于两个X轴机械臂，Y轴机械臂的两侧底面分别滑动安装在两个X轴机械臂的顶面，Y轴机械臂沿两个X轴机械臂的长度方向滑动；Z轴机械臂竖直布置并通过Z轴驱动机构滑动安装在Y轴机械臂的一侧面，Z轴机械臂和Z轴驱动机构沿Y轴机械臂的长度方向滑动，Z轴驱动机构电连接控制主板；Z轴机械臂的底端连接旋转机构的顶面，旋转机构的底面安装有末端执行器。

机械臂装置采用三轴直角坐标构型；Y轴机械臂具体通过两个X轴滑块滑动安装在两个X轴机械臂的顶面，其中一个X轴机械臂的X轴伺服电机驱动X轴滑块沿两个X轴机械臂的长度方向滑动，带动Y轴机械臂整体沿两个X轴机械臂的长度方向滑动；Z轴驱动机构具体通过Y轴滑块滑动安装在Y轴机械臂的一侧面，Y轴机械臂的Y轴伺服电机驱动Y轴滑块沿Y轴机械臂的长度方向滑动，带动Z轴驱动机构以及Z轴机械臂沿Y轴机械臂的长度方向滑动。

所述的Z轴机械臂的一侧面沿自身的长度方向设有齿轮齿条结构，Z轴机械臂的另外三个侧面均沿自身的长度方向设有线性导轨，Z轴机械臂的主题为铝型材；所述的Z轴驱动机构包括伺服电机、伺服电机座和驱动板架，驱动板架套装在Z轴机械臂上，伺服电机的机身通过伺服电机座安装在驱动板架的一外侧面，伺服电机正对齿轮齿条结构，伺服电机水平穿过驱动板架并同步连接齿轮齿条结构的齿轮的中心轴，伺服电机的输出轴旋转驱动齿轮齿条结构的齿轮带动驱动板架整体沿竖直方向移动；驱动板架靠近Z轴机械臂的三个线性导轨的三个内侧面均滑动连接三个线性导轨；驱动板架的底面滑动安装在Y轴机械臂的一侧面；驱动板架的底面与Z轴机械臂不相接触；伺服电机电连接控制主板。