[发明专利]一种温室串番茄采收机及采收方法

摘要

本发明涉及温室果蔬采收领域，尤其是涉及一种温室串番茄采收机及采收方法。该采收机包括采收机械手(1)、腕部(2)、伸缩臂(3)、肩部(4)、腰部(5)、电控箱(6)、收集箱(7)、行走装置(8)和视觉系统(9)。该方法所涉及的视觉系统能够自动识别串番茄、判断番茄成熟度并对串番茄进行定位，用于为机械臂提供采摘点的信息，实现采收机构的自动化。本发明的温室串番茄采收机，其机械臂拥有三个自由度，能够带动机械手到达一定空间范围内的任意位置；其机械手能够对串番茄同时进行采摘和夹持，减少作业工序、提高了工作效率。

主权项

一种温室串番茄采收机，其特征在于：包括采收机械手(1)、腕部(2)、伸缩臂(3)、肩部(4)、腰部(5)、电控箱(6)和视觉系统(9)；其中，所述采收机械手(1)包括第一电机(11)、第一丝杠(12)、第一连杆(14)、第二连杆(15)、手指(16)、机械手机架(17)、底座(18)以及采摘机械手外壳(19)；采摘机械手外壳(19)的后端固定在底座(18)上，并套于第一电机(11)、第一丝杠(12)、丝杠螺母(13)和第一连杆(14)外部；第一电机(11)固定于底座(18)上；第一电机(11)的输出端与第一丝杠(12)的后端连接，第一丝杠(12)的前端与第一丝杠螺母(13)可旋转地连接；所述机械手机架(17)包括机架底座和机架臂，机械手机架(17)的机架底座套于采摘机械手外壳(19)前端并固定；机架臂为两个，对称布置于机械手机架(17)的底座上；两机架臂之间有空隙，空隙内设置第二连杆(15)和手指(16)；第一丝杠螺母(13)与第一连杆(14)的后部相连接，第一连杆(14)的前部穿过机械手机架(17)的机架底座与第二连杆(15)后端可旋转地相连；所述第二连杆(15)为两个；所述手指(16)包括前端、中部和后端；手指(16)为两个，两个手指(16之)间对向交叉叠加布置，其中，位于上层的手指(16)前端为刀片(161)，位于下层的手指(16)前端为垫片(162)，手指(16)中部与机械手机架(17)的机架臂连接；所述手指(16)的后端与第二连杆(15)的前端可旋转地相连；腕部(2)包括第二电机(21)、第一行星减速器(22)和第一谐波减速器(23)；第二电机(21)的输出端连接第一行星减速器(22)的输入端，第一行星减速器(22)的输出端连接第一谐波减速器(23)的输入端，第一谐波减速器(23)的输出端与采收机械手(1)的底座(18)固接，所述第二电机(21)和第一行星减速器(22)外部设有电机保护套(24)，电机保护套(24)固定在第一谐波减速器(23)上；伸缩臂(3)包括第三电机(31)、小臂(34)、大臂(35)、第二丝杠(32)、第二丝杠螺母(33)、支撑套筒(36)、导向套筒(37)、连接法兰(39)和第二行星减速器(38)；所述大臂(35)包括大臂底座和大臂筒状结构，大臂底座内设有第一齿轮和第二齿轮；大臂筒状结构内设置有第二丝杠(32)、第二丝杠螺母(33)、小臂(34)、导向套筒(37)以及连接法兰(39)；所述第三电机(31)的输出端与第二行星减速器(38)的输入端连接，第二行星减速器(38)的输出轴与第一齿轮键连接；第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮与第二丝杠(32)的后端键连接；第二丝杠(32)的前端与丝杠螺母(33)相连；所述小臂(34)套于腕部(2)的电机保护套(24)和第一谐波减速器(23)外部；小臂(34)的后端通过连接法兰(39)与丝杠螺母(33)连接，连接处外部设置导向套筒(37)；小臂(34)的前端与第一谐波减速器(23)的前端连接；肩部(4)包括第四电机(41)、轴承支座(42)、端盖(43)、第二谐波减速器(44)、第三行星减速器(47)、肩关节底座(45)和肩关节(46)；所述肩关节(46)为一中间有孔的支撑结构；肩关节(46)左右两侧与轴承支座(42)可转动地连接；所述轴承支座(42)固定于肩关节底座(45)上，第二谐波减速器(44)的输出端与肩关节(46)相连，连接处设有端盖(43)，第二谐波减速器(44)固定在端盖(43)上；第四电机(41)的输出端与第三行星减速器(47)的输入端连接，第三行星减速器(47)的输出端与第三谐波减速器(44)的输入端连接；所述伸缩臂(3)的大臂(35)的大臂筒状结构穿过肩关节(46)上的孔与肩部(4)固接；所述视觉系统(9)包括双目摄像机(93)、支撑杆(92)和摄像机底座(91)；摄像机底座(91)固定于肩关节底座(45)上；支撑杆(92)底端固定于摄像机底座(91)上，顶端设有双目摄像机(93)；腰部(5)包括第五电机(51)、第四行星减速器(52)、第三谐波减速器(53)、推力球轴承(54)和机架(55)；所述机架(55)为一中间有孔的支撑结构；所述推力球轴承(54)一端与肩关节底座(45)支撑连接，另一端安装于机架(55)所设孔的顶端；第四行星减速器(52)、第四谐波减速器(53)以及第五电机(51)设置于机架(55)的孔内；第五电机(51)的输出端与第四行星减速器(52)的输入端连接；第四行星减速器(52)的输出端与第三谐波减速器(53)的输入端连接；第三谐波减速器(53)的输出端穿过推力球轴承(54)与肩关节底座(45)连接；所述腰部(5)的机架(55)固定于电控箱(6)顶端。