CN111201895A - 一种采摘机器人 - Google Patents

一种采摘机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN111201895A
CN111201895A CN201911352800.9A CN201911352800A CN111201895A CN 111201895 A CN111201895 A CN 111201895A CN 201911352800 A CN201911352800 A CN 201911352800A CN 111201895 A CN111201895 A CN 111201895A
Authority
CN
China
Prior art keywords
robot
picking
automatic driving
driving platform
platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201911352800.9A
Other languages
English (en)
Inventor
袁标
李维钧
陈柯
王金悦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Diantian Agricultural Professional Cooperative
Original Assignee
Shanghai Diantian Agricultural Professional Cooperative
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Diantian Agricultural Professional Cooperative filed Critical Shanghai Diantian Agricultural Professional Cooperative
Priority to CN201911352800.9A priority Critical patent/CN111201895A/zh
Publication of CN111201895A publication Critical patent/CN111201895A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D46/00—Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
    • A01D46/30—Robotic devices for individually picking crops
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J13/00—Controls for manipulators
    • B25J13/08—Controls for manipulators by means of sensing devices, e.g. viewing or touching devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J15/00—Gripping heads and other end effectors
    • B25J15/0052—Gripping heads and other end effectors multiple gripper units or multiple end effectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J5/00—Manipulators mounted on wheels or on carriages
    • B25J5/007—Manipulators mounted on wheels or on carriages mounted on wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种采摘机器人，涉及采摘技术领域，包括机器人自动驾驶平台和云端控制系统，所述机器人自动驾驶平台和云端控制系统之间通过无线信号连接，所述机器人自动驾驶平台的顶部中心设置有存储框，所述存储框的内侧设置有腔体；所述器人自动驾驶平台的底部两侧均设置有全向行走机构，所述全向行走机构包括行走架、全向轮以及行走控制结构，所述行走架四角对应转动连接有所述全向轮，所述全向轮对应连接有行走控制结构。本发明在操作过程中，能够通过云端控制系统、自动驾驶平台、六轴机械手、3D摄像头之间灵活配合使用，对采摘信息进行处理传递给控制器，达到自动采摘目标的效果，无需人工，采摘效率更高，使用时更加方便。

Description

一种采摘机器人
技术领域
本发明涉及采摘技术领域，尤其涉及一种采摘机器人。
背景技术
市场上有流通的T型蔬菜瓜果类采摘戒采收刀及V型蔬菜瓜果类采摘戒采收刀适用于瓜果蔬菜茶叶等方面。另有单人式、双人式采茶机，可利用机械或小用具采摘。
然而目前的采摘技术大多仍旧需要人力进行操作，在使用过程中不但采摘效率较低，且存在较为耗费人力成本的现象，为此我们设计出了一种采摘机器人来解决以上问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种采摘机器人。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种采摘机器人，包括机器人自动驾驶平台和云端控制系统，所述机器人自动驾驶平台和云端控制系统之间通过无线信号连接，所述机器人自动驾驶平台的顶部中心设置有存储框，所述存储框的内侧设置有腔体；
所述器人自动驾驶平台的底部两侧均设置有全向行走机构，所述全向行走机构包括行走架、全向轮以及行走控制结构，所述行走架四角对应转动连接有所述全向轮，所述全向轮对应连接有行走控制结构；
所述器人自动驾驶平台的前侧中部安装有采摘装置，所述采摘装置包括六轴机械手和柔性抓手，所述柔性抓手的一端与六轴机械手之间可拆卸连接，所述采摘装置一侧的机器人自动驾驶平台上安装有3D摄像头，所述柔性抓手的一端与六轴机械手的一端连接，所述机器人自动驾驶平台的内部安装有控制模块，所述控制模块包括控制器；
一种采摘机器人的工作方法，包括以下步骤：
S1、机器人自动驾驶平台从云端系统接收采摘任务；
S2、机器人自动驾驶平台开启自动驾驶模式，通过控制模块控制行全向行走机构自动行走在作业路径上；
S3、3D摄像头在机器人自动驾驶平台行走过程中识别目标的位置，并传递信息给控制器；
S4、控制器接收到目标位置，控制全向行走机构带动机器人自动驾驶平台移动到目标位置附近，并控制六轴机械手和柔性抓手进行移动采摘；
S5、采摘完成后，控制器控制六轴机械手和柔性抓手将采摘的目标放回收集箱，完成一次采摘后并进行完成所有采摘任务；
S6、完成所有采摘任务后，控制器控制机器人自动驾驶平台自动驾驶回到车库。
优选的，所述行走控制结构与控制器之间连接有导线。
优选的，所述全向行走机构共设置有四组，每个所述全向轮都设置有动力装置，所述行走控制结构与动力装置之间电性连接。
优选的，所述采摘装置包括六轴机械手、柔性抓手、气动控制单元以及机械手控制装置，所述气动控制单元与柔性抓手气动连接，所述六轴机械手机械手控制装置电连接，所述气动控制单元以及机械手控制装置均与控制器的输出端连接。
优选的，3D摄像头配置有深度学习算法和目标位置计算算法。
优选的，所述机器人自动驾驶平台的内部安装有电源。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过采摘装置一侧的机器人自动驾驶平台上安装有3D摄像头，柔性抓手的一端与六轴机械手的一端连接，机器人自动驾驶平台的内部安装有控制模块，控制模块包括控制器，能够在操作过程中，能够通过云端控制系统、自动驾驶平台、六轴机械手、3D摄像头之间灵活配合使用，对采摘信息进行处理传递给控制器，达到自动采摘目标的效果，无需人工，采摘效率更高，使用时更加方便；
2、所述采摘装置包括六轴机械手和柔性抓手，所述柔性抓手的一端与六轴机械手之间可拆卸连接，六轴机械手末端夹爪可根据不同目标进行相应的更换；能实现各种目标的采摘，真正做到一机多用使用。
附图说明
图1为本发明提出的一种采摘机器人的结构示意图；
图2为本发明提出的一种采摘机器人的顶视图；
图3为本发明提出的一种采摘机器人的工作流程图。
图中：1机器人本体、2存储框、3全向行走机构、301万向轮、4采摘装置、401六轴机械手、402柔性抓手、5 3D摄像头。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1-3，一种采摘机器人，包括机器人自动驾驶平台1和云端控制系统，机器人自动驾驶平台1和云端控制系统之间通过无线信号连接，机器人自动驾驶平台1的顶部中心设置有存储框2，存储框2的内侧设置有腔体，器人自动驾驶平台1的底部两侧均设置有全向行走机构3，全向行走机构3包括行走架、全向轮以及行走控制结构，行走架四角对应转动连接有全向轮，全向轮对应连接有行走控制结构，器人自动驾驶平台1的前侧中部安装有采摘装置4，采摘装置4包括六轴机械手401和柔性抓手402，采摘装置4一侧的机器人自动驾驶平台1上安装有3D摄像头5，柔性抓手402的一端与六轴机械手401的一端连接，机器人自动驾驶平台1的内部安装有控制模块，控制模块包括控制器；
具体地，行走控制结构与控制器之间连接有导线，全向行走机构3共设置有四组，每个全向轮都设置有动力装置，能任意旋转方向，在行驶时更加灵活，在狭窄地方也能轻松完成转弯，掉头；
其中，行走控制结构与动力装置之间电性连接，采摘装置4包括六轴机械手401、柔性抓手402、气动控制单元以及机械手控制装置，气动控制单元与柔性抓手402气动连接，六轴机械手401与机械手控制装置电连接，气动控制单元以及机械手控制装置均与控制器的输出端连接，3D摄像头配置有目标位置计算算法和深度学习算法，能准确识别各种采摘目标，并获得目标相对于机器人的位姿信息；同时，深度学习算法还能在工作的过程中不断学习，优化自身，以提高识别的准确度和快速性；
具体地，两组柔性抓手402的一端与六轴机械手401之间可拆卸连接，在使用过程中，末端配备柔性抓手402，能以不同姿势到达目标位置，以适应各种场合的采摘；同时，六轴机械手401末端夹爪可根据不同目标进行相应的更换；可利用深度学习算法对不同目标物进行训练，识别；综合以上两点，该机器人能实现各种目标的采摘，真正做到一机多用；
其中，机器人自动驾驶平台1的内部安装有电源，在使用时，让电源与控制器、行走控制结构和气缸等驱动结构之间电性连接；
实施例一
一种采摘机器人的工作方法，包括以下步骤：
S1、机器人自动驾驶平台1从云端系统接收采摘任务；
S2、机器人自动驾驶平台1开启自动驾驶模式，通过控制模块控制行全向行走机构3自动行走在作业路径上；
S3、3D摄像头5在机器人自动驾驶平台1行走过程中识别目标的位置，并传递信息给控制器；如若没有识别到目标位置，则通过3D摄像头5进行继续识别目标位置；
S4、控制器接收到目标位置，控制全向行走机构3带动机器人自动驾驶平台1移动到目标位置附近，并控制六轴机械手401和柔性抓手402进行移动采摘，其中，六轴机械手401配有路径规划算法，且能根据3D摄像头5输入的点云信息绕过障碍物；
S5、采摘完成后，控制器控制六轴机械手401和柔性抓手402将采摘的目标放回收集箱，完成一次采摘后并进行完成所有采摘任务；
S6、完成所有采摘任务后，控制器控制机器人自动驾驶平台1自动驾驶回到车库。
实施例二
一种采摘机器人的工作方法，包括以下步骤：
S1、机器人自动驾驶平台1从云端系统接收采摘任务；
S2、机器人自动驾驶平台1开启自动驾驶模式，通过控制模块控制行全向行走机构3自动行走在作业路径上；
S3、3D摄像头5在机器人自动驾驶平台1行走过程中识别目标的位置，并传递信息给控制器；如若没有识别到目标位置，则通过3D摄像头5进行继续识别目标位置；
S4、控制器接收到目标位置，控制全向行走机构3带动机器人自动驾驶平台1移动到目标位置附近，并控制六轴机械手401和柔性抓手402进行移动采摘,其中，六轴机械手401配有路径规划算法，且能根据3D摄像头5输入的点云信息绕过障碍物；
S5、采摘完成后，控制器控制六轴机械手401和柔性抓手402将采摘的目标放回收集箱，完成一次采摘后并进行完成当前所有采摘任务；
其中，在需要再次对别处位置进行采摘时，则继续控制3D摄像头5在机器人自动驾驶平台1行走过程中识别目标的位置，并传递信息给控制器，重复S3-S6中的工作步骤；
S6、完成所有采摘任务后，控制器控制机器人自动驾驶平台1自动驾驶回到车库。
该发明在操作过程中，能够通过云端控制系统、自动驾驶平台、六轴机械手、3D摄像头之间灵活配合使用，对采摘信息进行处理传递给控制器，达到自动采摘目标的效果，无需人工，采摘效率更高，使用时更加方便。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种采摘机器人，包括机器人自动驾驶平台(1)和云端控制系统，所述机器人自动驾驶平台(1)和云端控制系统之间通过无线信号连接，其特征在于，所述机器人自动驾驶平台(1)的顶部中心设置有存储框(2)，所述存储框(2)的内侧设置有腔体；
所述器人自动驾驶平台(1)的底部两侧均设置有全向行走机构(3)，所述全向行走机构(3)包括行走架、全向轮以及行走控制结构，所述行走架四角对应转动连接有所述全向轮，所述全向轮对应连接有行走控制结构；
所述器人自动驾驶平台(1)的前侧中部安装有采摘装置(4)，所述采摘装置(4)包括六轴机械手(401)和柔性抓手(402)，所述柔性抓手(402)的一端与六轴机械手(401)之间可拆卸连接，所述采摘装置(4)一侧的机器人自动驾驶平台(1)上安装有3D摄像头(5)，所述柔性抓手(402)的一端与六轴机械手(401)的一端连接，所述机器人自动驾驶平台(1)的内部安装有控制模块，所述控制模块包括控制器；
一种采摘机器人的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、机器人自动驾驶平台(1)从云端系统接收采摘任务；
S2、机器人自动驾驶平台(1)开启自动驾驶模式，通过控制模块控制行全向行走机构(3)自动行走在作业路径上；
S3、3D摄像头(5)在机器人自动驾驶平台(1)行走过程中识别目标的位置，并传递信息给控制器；
S4、控制器接收到目标位置，控制全向行走机构(3)带动机器人自动驾驶平台(1)移动到目标位置附近，并控制六轴机械手(401)和柔性抓手(402)进行移动采摘；
S5、采摘完成后，控制器控制六轴机械手(401)和柔性抓手(402)将采摘的目标放回收集箱，完成一次采摘后并进行完成所有采摘任务；
S6、完成所有采摘任务后，控制器控制机器人自动驾驶平台(1)自动驾驶回到车库。
2.根据权利要求1所述的一种采摘机器人，其特征在于，所述行走控制结构与控制器之间连接有导线。
3.根据权利要求1所述的一种采摘机器人，其特征在于，所述全向行走机构(3)共设置有四组，每个所述全向轮都设置有动力装置，所述行走控制结构与动力装置之间电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种采摘机器人，其特征在于，所述采摘装置(4)包括六轴机械手(401)、柔性抓手(402)、气动控制单元以及机械手控制装置，所述气动控制单元与柔性抓手(402)气动连接，所述六轴机械手(401)与机械手控制装置电连接，所述气动控制单元以及机械手控制装置均与控制器的输出端连接。
5.根据权利要求1所述的一种采摘机器人，其特征在于，3D摄像头配置有深度学习算法和目标位置计算算法。
6.根据权利要求1所述的一种采摘机器人，其特征在于，所述机器人自动驾驶平台(1)的内部安装有电源。
CN201911352800.9A 2019-12-25 2019-12-25 一种采摘机器人 Pending CN111201895A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911352800.9A CN111201895A (zh) 2019-12-25 2019-12-25 一种采摘机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911352800.9A CN111201895A (zh) 2019-12-25 2019-12-25 一种采摘机器人

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111201895A true CN111201895A (zh) 2020-05-29

Family

ID=70780506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911352800.9A Pending CN111201895A (zh) 2019-12-25 2019-12-25 一种采摘机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111201895A (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111906796A (zh) * 2020-08-07 2020-11-10 广东电科院能源技术有限责任公司 一种变电站巡检机器人
CN112372615A (zh) * 2020-10-19 2021-02-19 无锡文声智能科技有限公司 一种用于野外勘测的轮腿复合式抓取机器人及抓取方法
CN113196946A (zh) * 2021-06-22 2021-08-03 华南农业大学 一种自走式智能果蔬采摘收集机器人及其实现方法
CN113994814A (zh) * 2021-11-25 2022-02-01 陕西科技大学 一种智能果蔬采摘机器人

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103503639A (zh) * 2013-09-30 2014-01-15 常州大学 一种双臂果蔬采收机器人系统及其果蔬采收方法
CN103975693A (zh) * 2014-05-08 2014-08-13 邹修国 一种移动式网关控制的茄果类蔬菜采摘机器人
CN107593113A (zh) * 2017-09-21 2018-01-19 昆明理工大学 一种基于机器视觉的智能水果采摘机器人
KR20180058440A (ko) * 2016-11-24 2018-06-01 한국폴리텍7대학 산학협력단 비정형 소화물 피킹이 가능한 물류 로봇 제어 시스템
CN108575318A (zh) * 2018-04-20 2018-09-28 长安大学 一种基于柔性机械手的草莓自动采摘装置及方法
CN109773766A (zh) * 2019-03-07 2019-05-21 安徽绿之态新材料有限公司 一种六轴机械手
CN110122073A (zh) * 2019-05-28 2019-08-16 江苏大学 一种基于机器视觉的草莓采摘机器人

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103503639A (zh) * 2013-09-30 2014-01-15 常州大学 一种双臂果蔬采收机器人系统及其果蔬采收方法
CN103975693A (zh) * 2014-05-08 2014-08-13 邹修国 一种移动式网关控制的茄果类蔬菜采摘机器人
KR20180058440A (ko) * 2016-11-24 2018-06-01 한국폴리텍7대학 산학협력단 비정형 소화물 피킹이 가능한 물류 로봇 제어 시스템
CN107593113A (zh) * 2017-09-21 2018-01-19 昆明理工大学 一种基于机器视觉的智能水果采摘机器人
CN108575318A (zh) * 2018-04-20 2018-09-28 长安大学 一种基于柔性机械手的草莓自动采摘装置及方法
CN109773766A (zh) * 2019-03-07 2019-05-21 安徽绿之态新材料有限公司 一种六轴机械手
CN110122073A (zh) * 2019-05-28 2019-08-16 江苏大学 一种基于机器视觉的草莓采摘机器人

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王作冰著: "《人工智能时代的教育革命》", 31 May 2017, 北京联合出版公司 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111906796A (zh) * 2020-08-07 2020-11-10 广东电科院能源技术有限责任公司 一种变电站巡检机器人
CN112372615A (zh) * 2020-10-19 2021-02-19 无锡文声智能科技有限公司 一种用于野外勘测的轮腿复合式抓取机器人及抓取方法
CN113196946A (zh) * 2021-06-22 2021-08-03 华南农业大学 一种自走式智能果蔬采摘收集机器人及其实现方法
CN113994814A (zh) * 2021-11-25 2022-02-01 陕西科技大学 一种智能果蔬采摘机器人

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111201895A (zh) 一种采摘机器人
KR100784830B1 (ko) 벤치 재배형 딸기 수확 로봇 시스템
CN112567976A (zh) 一种可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置
CN113843810B (zh) 基于机器视觉的类球形水果采摘机器人及其水果采摘方法
CN109792888B (zh) 双臂苹果采摘梯形分级收集机器人及其采摘分级作业方法
CN108811766B (zh) 一种人机交互式温室果蔬采收机器人系统及其采收方法
CN114679963B (zh) 一种跨垄双臂协作草莓收获机器人、控制系统及采摘方法
CN104584779A (zh) 一种基于双目视觉的苹果成熟度自动检测及采摘机器人
CN109482503B (zh) 基于视觉的移动分拣机器人及其分拣方法
CN112428268A (zh) 基于机器视觉的车载机械臂式水果拾取装箱系统及方法
CN113141871A (zh) 一种基于北斗导航的黄花菜采摘机器人系统
CN115250745A (zh) 一种基于视觉技术的全自动水果采摘机器人及采摘方法
US20180153103A1 (en) Machine for automatically harvesting fruits cultivated in rows
CN115316129B (zh) 基于双目视觉识别的自适应仿生采摘装置及串果采摘方法
EP3498076B1 (en) Machine for automatically harvesting fruits cultivated in rows
CN108718704B (zh) 一种人机交互式野外果蔬采收机器人系统及其采收方法
CN110178536B (zh) 番茄采摘机器人及其控制方法
CN111972127A (zh) 一种吞咽式果蔬采摘机器人
CN210183923U (zh) 果实采摘装置
CN211193863U (zh) 一种智能识别搬运机器人
Hu et al. Design and experiment of a new citrus harvesting robot
CN116965236A (zh) 基于温室立体栽培模式下小型西瓜采摘机器人及采摘方法
KR20200133873A (ko) 지면밀착식 원형 이동장치를 이용한 농산물 자동 수확로봇
CN215301624U (zh) 一种新型的采摘黄花菜机器人系统
CN211745441U (zh) 一种自主行走的樱桃采摘机器人

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200529

RJ01 Rejection of invention patent application after publication