[发明专利]一种果树含氮量智能检测装置及方法

权利要求书

1.一种果树含氮量智能检测装置，其特征在于，包括：MCU、通信模块、收集装置、采集装置、机械臂装置及自行走装置，所述自行走装置的顶部设置所述机械臂装置，所述机械臂装置上设置所述采集装置，所述机械臂装置的一侧对应所述采集装置设置所述收集装置，所述通信模块、收集装置、采集装置、机械臂装置及自行走装置电性连接所述MCU，所述通信模块将信息上传至云端；

所述采集装置用于对目标叶片识别、定位、采集；

所述收集装置用于收集采集装置采集到的叶片并检测其含氮量；

所述机械臂装置用于带动采集装置移动到目标位置；

所述自行走装置用于带动整个装置移动。

2.根据权利要求1所述的一种果树含氮量智能检测装置，其特征在于，所述自行走装置包括前轮、后轮、第一直流电机、第二直流电机及装置外壳，所述装置外壳的内部前侧设置所述第一直流电机，后侧设置所述第二直流电机，所述第一直流电机及第二直流电机分别连接所述前轮及后轮，用于驱动所述前轮及后轮转动，实现自行走，所述装置外壳的顶部设置所述机械臂装置及收集装置，所述第一直流电机及第二直流电机电性连接所述MCU。

3.根据权利要求2所述的一种果树含氮量智能检测装置，其特征在于，所述机械臂装置包括第一步进电机及机械臂，所述机械臂底端固定在所述装置外壳顶部，所述第一步进电机驱动连接所述机械臂，所述机械臂上部机械连接所述采集装置，所述MCU电性连接所述第一步进电机。

4.根据权利要求3所述的一种果树含氮量智能检测装置，其特征在于，所述采集装置包括机械手、第三直流电机、直流电机主动齿轮、直流电机从动齿轮、第二步进电机、步进电机主动齿轮、步进电机从动齿轮、刀片及第二摄像头，所述MCU电性连接所述第三直流电机、第二步进电机及弟第二摄像头，所述机械手的顶部设置所述第二摄像头，用于采集叶片的位置信息；所述机械手后端机械连接所述机械臂顶端；所述机械手的前侧设置所述第三直流电机，所述第三直流电机的输出端连接所述直流电机主动齿轮，所述直流电机主动齿轮啮合连接两组直流电机从动齿轮，所述直流电机从动齿轮与所述机械手的夹持部相连接，用于带动所述机械手的夹持部对叶片进行夹持；所述机械手的后侧设置所述第二步进电机，所述第二步进电机的输出端设置所述步进电机主动齿轮，所述机械手的后侧的两侧设置所述步进电机从动齿轮，且两组步进电机从动齿轮通过旋转轴相连接，位于步进电机主动齿轮一侧的步进电机从动齿轮与所述步进电机主动齿轮啮合连接，两组步进电机从动齿轮的外侧设置所述U形刀片，用于对叶片进行切割；所述第二摄像头、第三直流电机及第二步进电机电性连接所述MCU。

5.根据权利要求1所述的一种果树含氮量智能检测装置，其特征在于，所述收集装置包括收集桶、显示屏、红外传感器、植物营养速测仪及第一摄像头，所述收集桶固定在所述装置外壳顶部，所述收集桶外侧底部设置所述第一摄像头，外侧中部设置所述显示屏，内侧顶部设置所述红外传感器，内侧底部设置所述植物营养速测仪；所述MCU电性连接所述显示屏、红外传感器、植物营养速测仪及第一摄像头，所述红外传感器用于判断叶片是否落入，所述第一摄像头用于采集自行走路径的环境信息，所述显示屏可用于人机交互。

6.一种果树含氮量智能检测方法，应用于权利要求1-5所述的一种果树含氮量智能检测装置，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：通过第一摄像头采集果园环境信息，根据果园环境信息进行路径规划，通过自行走装置移动至果树0.3～1米处停止；

步骤2：通过第二摄像头对相应果树进行图像采集，并将采集到的信息传递给MCU；

步骤3：MCU将第二摄像头采集到的图像信息进行分析处理，找到目标叶片的位置，运用相机标定技术对机械臂采集路线进行规划，并生成相应指令传输至机械臂；

步骤4：机械臂执行指令，控制机械手到达目标叶片位置，抓住目标叶片，控制刀片进行切割，切割完成后，收回刀片，机械手将叶片放入收集装置中；

步骤5：收集装置中的红外线传感器判断叶片是否采集成功并将结果传递给MCU，若成功采集，则通过植物营养速测仪进行含氮量测量，若没有成功，则重新进行叶片采集，完成含氮量检测；

步骤6：将植物营养速测仪检测测出的含氮量结果输出至显示屏进行汇总，并将汇总结果储存至云端。