CN116806552B - 一种精准采摘的智能避障采摘机器人 - Google Patents
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Classifications
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01D—HARVESTING; MOWING
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Abstract
本发明公开了一种精准采摘的智能避障采摘机器人，属于智能采摘机器人技术领域。一种精准采摘的智能避障采摘机器人，包括智能车架、中控机组和行进履带，还包括采摘器组件，其设置于中控机组的四周，所述采摘器组件通过伸展绞架与中控机组连接，所述中控机组设置在智能车架的一端，智能车架的另一端设置有置物斗，所述置物斗通过装斗槽与智能车架滑动连接。为解决爪具采摘结构无法精准地把控好采摘力度，一旦力度过大会导致番茄表面破损，过小则无法实现夹持移动的问题，采摘器组件区别于传统的网兜和爪具结构，通过果实自身的重力配合弹性爪杆来实现夹持操作，这样可以有效的避免采摘过程中导致的果实表皮受损的情况出现。
Description
技术领域
本发明涉及智能采摘机器人技术领域，具体为一种精准采摘的智能避障采摘机器人。
背景技术
随着机器人技术的成熟、成本的降低和推广应用，机器人已逐步进入到农业领域，并将促进现代化农业向着工业化生产、无人化和智能化的方向发展，果蔬的采摘具有季节性强、劳动强度大、环境以及作业要求高等特点，在农业生产中迫切需要机器人化作业；
公开号为CN207443493U的中国专利公开了一种番茄采摘的智能机器人，该番茄采摘的智能机器人能够实现自动采摘番茄作业，可大大节省人力物力，降低种植成本，提高采摘效率，实用性好。
上述专利中，机器人通过夹具夹持来实现番茄采摘作用，但这种爪具采摘结构无法精准地把控好采摘力度，一旦力度过大会导致番茄表面破损，过小则无法实现夹持移动；因此，不满足现有的需求，对此提出了一种精准采摘的智能避障采摘机器人。
发明内容
本发明的目的在于提供一种精准采摘的智能避障采摘机器人，采摘器组件区别于传统的网兜和爪具结构，通过果实自身的重力配合弹性爪杆来实现夹持操作，这样可以有效的避免采摘过程中导致的果实表皮受损的情况出现，可以解决现有技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种精准采摘的智能避障采摘机器人，包括智能车架、中控机组和行进履带，还包括采摘器组件，其设置于中控机组的四周，所述采摘器组件通过伸展绞架与中控机组连接，所述中控机组设置在智能车架的一端，智能车架的另一端设置有置物斗，所述置物斗通过装斗槽与智能车架滑动连接，所述置物斗内部设置有收纳舱，收纳舱的内部设置有多个弹力扎带，所述中控机组的通过中转轴座与智能车架转动连接，中转轴座下方的旋转感应雷达与智能车架转动连接，所述中控机组的顶部设置有环境视觉探头，置物斗上端前后侧壁对称设置滑槽，两个滑槽之间设置有摆动板，摆动板前后侧壁设置减震垫，减震垫远离摆动板一侧设置若干缓冲丝，缓冲丝采用柔软防滑材质制成，摆动板内设置转动轴，转动轴前后两端分别与前后两侧滑槽内壁上下滑动连接，置物斗前后两端设置固定板，固定板上设置减震座，减震座内滑动设置减震板，减震板上端与转动轴转动连接，减震板底部设置减震弹簧。
优选的，所述行进履带包括驱动轮和履带主体，驱动轮之间设置有底盘传动组件，所述底盘传动组件安装在智能车架的底部，履带主体与驱动轮啮合转动连接，所述智能车架的两侧均设置有侧展网架，侧展网架的外表面设置有弹性织网。
优选的，所述中控机组的外表面设置有四个电控垂轨，所述伸展绞架包括双臂绞杆和单臂绞杆，双臂绞杆与单臂绞杆转动连接，所述双臂绞杆和单臂绞杆的一端均设置有电控夹套，电控夹套与电控垂轨滑动连接。
优选的，所述双臂绞杆和单臂绞杆均与电控夹套转动连接，所述双臂绞杆和单臂绞杆的另一端设置有载接端头，所述采摘器组件包括装配机盒、套口环箍和束位环箍，装配机盒与载接端头转动连接，所述套口环箍安装在束位环箍的上方，套口环箍与束位环箍之间设置有剪枝闸刀，所述套口环箍的一侧设置有剪切电机，剪枝闸刀与剪切电机转动连接。
优选的，所述束位环箍包括活动环板和固位环板，固位环板的一侧设置有开合电机，所述活动环板和固位环板内侧均设置有弹性爪杆，弹性爪杆设置为拱形结构，所述弹性爪杆的一端通过弹簧阻力轴分别与活动环板和固位环板转动连接。
优选的，所述固位环板和套口环箍与装配机盒通过螺钉连接，所述活动环板通过开合电机与固位环板转动连接，活动环板的转动角度设置为0-30°。
优选的，所述装配机盒的顶部设置有成色分析探头，成色分析探头、旋转感应雷达和环境视觉探头均与AI处理模块交互连接，AI处理模块用于对采集的数据进行统一的规划分析，并基于信息作出相应的判断。
优选的，所述AI处理模块的输出端与执行控制单元交互，执行控制单元分别与剪切电机、开合电机、中转轴座和履带驱动单元交互连接，其中，执行控制单元用于执行发送AI处理模块综合数据作出的判断指令，所述履带驱动单元与底盘传动组件电性连接。
优选的，位于置物斗前端的减震板前侧壁设置安装板，安装板垂直于减震板，安装板上设置驱动电机，驱动电机输出端设置转动杆，转动杆远离驱动电机一端与连接杆一端铰接连接，连接杆另一端与齿条一端铰接连接，齿条下表面与安装板上表面滑动连接，齿条上方设置齿轮，齿轮与齿条上表面啮合，齿轮与转动轴一端固定连接，减震座内设置接触开关，接触开关位于减震板下方，接触开关与驱动电机电性连接。
优选的，还包括监测组件，监测组件包括位移传感器，位移传感器设置在减震板上，用于检测减震板的向下滑动距离，置物斗上设置控制器及报警器，控制器分别与位移传感器、报警器电性连接，控制器基于位移传感器的检测值控制报警器工作，包括以下步骤：
步骤1：基于位移传感器的检测值，通过以下公式计算减震弹簧受到的实际剪应力：
其中，为减震弹簧受到的实际剪应力，为减震弹簧的外径，为减震弹簧的弹
簧丝直径，为减震弹簧的劲度系数，为减震弹簧的初始长度，为位移传感器检测的减
震板的向下滑动距离；
步骤2：基于步骤1的计算结果，当减震弹簧受到的实际剪应力大于预设最大剪应力时，控制器控制报警器发出报警提示。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明，智能车架通过底部的行进履带来进行移动，两侧的行进履带都为独立的电机驱动控制，可以实现单侧移动操作，从而实现转向操作，移动过程中通过中控机组顶部的环境视觉探头以及车架前端的旋转感应雷达来感应车架周边的路径信息，从而实现自动化的避障操作；
2、本发明，采摘器组件区别于传统的网兜和爪具结构，通过果实自身的重力配合弹性爪杆来实现夹持操作，这样可以有效的避免采摘过程中导致的果实表皮受损的情况出现；
3、本发明，拱形结构的弹性爪杆之间呈环形分布，最高点区域都朝向内侧，这样可以形成一个上宽下窄套装结构，果实自上方落入到弹性爪杆，通过弹性爪杆来托起果实，在托起的过程中，弹性爪杆会代替果实的连接根茎来承受其重力，随着承受重力的正价果实会下滑将弹性爪杆撑开，用于实现弹性爪杆转动的弹簧阻力轴可以进行最大转动角度的设置，设置条件是根据采摘果实的最大成果尺寸来进行调节。
附图说明
图1为本发明精准采摘的智能避障采摘机器人的整体主视图；
图2为本发明精准采摘的智能避障采摘机器人的整体侧视图；
图3为本发明的中控机组结构示意图；
图4为本发明的伸展绞架结构示意图；
图5为本发明的采摘器组件结构示意图；
图6为本发明的采摘器组件展开结构示意图；
图7为本发明的AI处理流程示意图；
图8为本发明中置物斗主视图；
图9为本发明中置物斗内部结构示意图；
图10为本发明中摆动板结构示意图；
图11为本发明图8中B处结构放大图；
图12为本发明图8中A-A处局部剖视图；
图13为本发明图12中C处结构放大图。
图中：1、智能车架；2、中控机组；3、行进履带；4、置物斗；5、采摘器组件；6、伸展绞架；7、AI处理模块；101、侧展网架；102、旋转感应雷达；103、装斗槽；1011、弹性织网；201、环境视觉探头；202、中转轴座；203、电控垂轨；301、驱动轮；302、履带主体；303、底盘传动组件；401、收纳舱；402、弹力扎带；403、滑槽；404、摆动板；405、减震垫；406、缓冲丝；407、转动轴；408、固定板；409、减震座；410、减震板；411、减震弹簧；412、安装板；413、驱动电机；414、转动杆；415、连接杆；416、齿条；417、齿轮；418、接触开关；501、装配机盒；502、成色分析探头；503、套口环箍；504、束位环箍；505、弹性爪杆；506、剪切电机；507、开合电机；508、剪枝闸刀；5041、活动环板；5042、固位环板；5051、弹簧阻力轴；601、双臂绞杆；602、单臂绞杆；603、电控夹套；604、载接端头；701、执行控制单元；702、履带驱动单元。
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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图3，本发明提供的一种实施例：一种精准采摘的智能避障采摘机器人，包括智能车架1、中控机组2和行进履带3，还包括采摘器组件5，其设置于中控机组2的四周，采摘器组件5通过伸展绞架6与中控机组2连接，中控机组2设置在智能车架1的一端，智能车架1的另一端设置有置物斗4，置物斗4通过装斗槽103与智能车架1滑动连接，置物斗4内部设置有收纳舱401，收纳舱401的内部设置有多个弹力扎带402，弹力扎带402交错分布在收纳舱401的内部，当果蔬从采摘组件上落下时，可以通过弹力扎带402起到一个缓冲的效果，避免果蔬直接撞击在置物斗4上，弹力扎带402之间的间隙可以根据采摘对象的成果尺寸来进行调节，中控机组2的通过中转轴座202与智能车架1转动连接，中转轴座202下方的旋转感应雷达102与智能车架1转动连接，中控机组2的顶部设置有环境视觉探头201，行进履带3包括驱动轮301和履带主体302，驱动轮301之间设置有底盘传动组件303，底盘传动组件303安装在智能车架1的底部，履带主体302与驱动轮301啮合转动连接，智能车架1的两侧均设置有侧展网架101，侧展网架101的外表面设置有弹性织网1011，在进行果蔬采摘的过程中可以将侧展网架101向上翻转展开，这样可以对置物斗4的两侧起到一个防坠保护的作用；
中控机组2集成在智能车架1的前端，智能车架1的尾端为置物斗4，用于存放采摘下来的蔬果，工作时，智能车架1通过底部的行进履带3来进行移动，两侧的行进履带3都为独立的电机驱动控制，可以实现单侧移动操作，从而实现转向操作，移动过程中通过中控机组2顶部的环境视觉探头201以及车架前端的旋转感应雷达102来感应车架周边的路径信息，从而实现自动化的避障操作；
在中控机组2的外侧安装有四组采摘器组件5，采摘器组件5借助可以进行伸缩调节的伸展绞架6与中控机组2连接，每组采摘器组件5以及伸展绞架6都为独立的电源控制，可以同时对四个方向上方的果蔬进行采摘，进而提升工作效率。
请参阅图3-图6，中控机组2的外表面设置有四个电控垂轨203，伸展绞架6包括双臂绞杆601和单臂绞杆602，双臂绞杆601与单臂绞杆602转动连接，双臂绞杆601和单臂绞杆602的一端均设置有电控夹套603，电控夹套603与电控垂轨203滑动连接，双臂绞杆601和单臂绞杆602均与电控夹套603转动连接，双臂绞杆601和单臂绞杆602的另一端设置有载接端头604，采摘器组件5包括装配机盒501、套口环箍503和束位环箍504，装配机盒501与载接端头604转动连接，套口环箍503安装在束位环箍504的上方，套口环箍503与束位环箍504之间设置有剪枝闸刀508，套口环箍503的一侧设置有剪切电机506，剪枝闸刀508与剪切电机506转动连接，束位环箍504包括活动环板5041和固位环板5042，固位环板5042的一侧设置有开合电机507，活动环板5041和固位环板5042内侧均设置有弹性爪杆505，弹性爪杆505设置为拱形结构，弹性爪杆505的一端通过弹簧阻力轴5051分别与活动环板5041和固位环板5042转动连接，拱形结构的弹性爪杆505之间呈环形分布，最高点区域都朝向内侧，这样可以形成一个上宽下窄套装结构，果实自上方落入到弹性爪杆505，通过弹性爪杆505来托起果实，在托起的过程中，弹性爪杆505会代替果实的连接根茎来承受其重力，随着承受重力的正价果实会下滑将弹性爪杆505撑开，用于实现弹性爪杆505转动的弹簧阻力轴5051可以进行最大转动角度的设置，设置条件是根据采摘果实的最大成果尺寸来进行调节，固位环板5042和套口环箍503与装配机盒501通过螺钉连接，活动环板5041通过开合电机507与固位环板5042转动连接，活动环板5041的转动角度设置为0-30°；
在进行采摘作业时，通过环境视觉探头201来判断果蔬的大致区域，随后控制伸展绞架6朝该方向进行延展，在此过程中装配机盒501的顶部探头会接替环境视觉探头201来控制伸展绞架6的伸展和角度调节，将果实套入到套口环箍503和束位环箍504的内部，直到果实的表面与束位环箍504内侧的弹性爪杆505接触，此时弹性爪杆505会承受来自果实自身的重力，进而向外进行扩展，而随着弹性爪杆505的扩展，果实会完全没入到套口环箍503的内部，使得果实的根茎区域处于套口环箍503的水平高度，之后控制剪切电机506带动剪枝闸刀508进行转动，完全剪枝操作，使果实与枝蔓分离，最后由中控机组2带动装有果实的采摘器移动至置物斗4的上方，通过开合电机507开启束位环箍504中的活动环板5041，这样果实就会失去来自弹性爪杆505的固定落入到置物斗4中，该采摘器组件5区别于传统的网兜和爪具结构，通过果实自身的重力配合弹性爪杆505来实现夹持操作，这样可以有效的避免采摘过程中导致的果实表皮受损的情况出现。
请参阅图7，装配机盒501的顶部设置有成色分析探头502，成色分析探头502、旋转感应雷达102和环境视觉探头201均与AI处理模块7交互连接，AI处理模块7用于对采集的数据进行统一的规划分析，并基于信息作出相应的判断，AI处理模块7的输出端与执行控制单元701交互，执行控制单元701分别与剪切电机506、开合电机507、中转轴座202和履带驱动单元702交互连接，其中，执行控制单元701用于执行发送AI处理模块7综合数据作出的判断指令，履带驱动单元702与底盘传动组件303电性连接；
成色分析探头502可以近距离观察采摘对象的表皮颜色，成色分析探头502采集的数据传输给AI处理模块7，随后AI处理模块7根据现有的熟果表皮颜色数据和生果表皮颜色数据来判断当前的采摘对象是否成熟，在作出判断后，AI处理模块7会通过执行控制单元701来下达控制指令。
请参阅图8-图13，置物斗4上端前后侧壁对称设置滑槽403，两个滑槽403之间设置有摆动板404，摆动板404前后侧壁设置减震垫405，减震垫405远离摆动板404一侧设置若干缓冲丝406，缓冲丝406采用柔软防滑材质制成，摆动板404内设置转动轴407，转动轴407前后两端分别与前后两侧滑槽403内壁上下滑动连接，置物斗4前后两端设置固定板408，固定板408上设置减震座409，减震座409内滑动设置减震板410，减震板410上端与转动轴407转动连接，减震板410底部设置减震弹簧411，位于置物斗4前端的减震板410前侧壁设置安装板412，安装板412垂直于减震板410，安装板412上设置驱动电机413，驱动电机413输出端设置转动杆414，转动杆414远离驱动电机413一端与连接杆415一端铰接连接，连接杆415另一端与齿条416一端铰接连接，齿条416下表面与安装板412上表面滑动连接，齿条416上方设置齿轮417，齿轮417与齿条416上表面啮合，齿轮417与转动轴407一端固定连接，减震座409内设置接触开关418，接触开关418位于减震板410下方，接触开关418与驱动电机413电性连接。
上述方案中，为了避免落下的果实撞击到置物斗4侧壁，当果实从采摘组件上落下时，使用采摘器组件5向置物斗4内投放果实时需保证采摘器组件5投放位置位于置物斗4左右两侧壁之间，投放的果实落下时先与缓冲丝406接触，缓冲丝406能够对落下的果实提供缓冲，然后缓冲丝406弯曲，使得果实与减震垫405接触，在减震垫405的作用下进一步对落下的果实减震，防止果实直接撞击在置物斗4上，同时，缓冲丝406采用防滑材质制成，能够减缓果实的下落速度，从而减小果实的冲击力，接着，果实能够在减震垫405上滚动，缓冲丝406增加了果实的滚动阻力，进一步减缓了果实的下落速度，使得果实缓慢落入置物斗4内，落入置物斗4的过程还可以通过弹力扎带402进一步起到缓冲的效果，有效的保护了果实，在果实与减震垫405接触时，果实还能够通过减震垫405带动摆动板404向下运动，摆动板404通过转动轴407带动两侧的减震板410沿着减震座409内壁向下滑动，减震弹簧411压缩，从而进一步对果实的下落进行缓冲，减小果实的冲击力，避免果实表皮因磕碰而损伤，减震板410下滑能够与接触开关418解除，从而使得驱动电机413启动，驱动电机413由外部电源供电，驱动电机413启动后能够带动转动杆414转动，转动杆414转动通过连接杆415带动齿条416沿安装板412上表面滑动，齿条416便带动齿轮417转动，齿轮417带动转动轴407转动，转动轴407带动摆动板404在置物斗4内摆动，从而改变摆动板404的倾斜角度，果实下落完成后，减震板410与接触开关418停止接触，驱动电机413停止转动，使得摆动板404保持在稳定的角度，待下次果实落下时为果实进行缓冲、减速及导向，当摆动板404向右倾斜时，果实能沿摆动板404表面落入置物斗4内部靠左位置，当摆动板404向左倾斜时，果实能沿摆动板404表面落入置物斗4内部靠右位置，随着倾斜角度的变化，果实落在置物斗4的位置也会随之变化，置物斗4外周均包裹柔软材质的减震垫405，不会使果实磕坏，通过不同倾斜角度的摆动板404，能够使果实均匀落在置物斗4内，不需要人工摆放，仅需控制伸展绞架6的伸缩长度便可以改变果实的下落位置，不会使果实落在置物斗4同一位置，避免果实在置物斗4一处大量堆积而挤压损伤。
还包括监测组件，监测组件包括位移传感器，位移传感器设置在减震板410上，用于检测减震板410的向下滑动距离，置物斗4上设置控制器及报警器，控制器分别与位移传感器、报警器电性连接，控制器基于位移传感器的检测值控制报警器工作，包括以下步骤：
步骤1：基于位移传感器的检测值，通过以下公式计算减震弹簧411受到的实际剪应力：
其中，为减震弹簧411受到的实际剪应力，为减震弹簧411的外径，为减震弹
簧411的弹簧丝直径，为减震弹簧411的劲度系数，为减震弹簧411的初始长度，为位
移传感器检测的减震板410的向下滑动距离；
步骤2：基于步骤1的计算结果，当减震弹簧411受到的实际剪应力大于预设最大剪应力时，控制器控制报警器发出报警提示。
监测组件能够对减震弹簧411的状态进行监测，确认减震弹簧411是否损坏，具体的，当减震板410下滑时，减震弹簧411压缩，位移传感器检测的减震板410的向下滑动距离即减震弹簧411的压缩长度，基于位移传感器的检测值，能够准确计算出减震弹簧411受到的实际剪应力，控制器将实际剪应力与预设最大剪应力进行比较，当实际剪应力大于预设最大剪应力时，说明减震弹簧411已损坏，减震弹簧411无法起到对果实减震的效果，也无法保证减震板410能与接触开关418分离，为避免上述问题发生，当实际剪应力大于预设最大剪应力时，控制器及时控制报警器发出报警提示，用户根据报警提示能够及时更换损坏的减震弹簧411，从而保证减震弹簧411的减震作用，一方面能够为落下的果实提供充足的减震缓冲效果，另一方面能够使减震板410恢复原位，避免减震板410长时间与接触开关418接触而使驱动电机413处于长期工作状态，达到节能的效果。
工作原理，在进行采摘作业时，通过环境视觉探头201来判断果蔬的大致区域，随后控制伸展绞架6朝该方向进行延展，在此过程中装配机盒501的顶部探头会接替环境视觉探头201来控制伸展绞架6的伸展和角度调节，成色分析探头502还可以近距离观察采摘对象的表皮颜色，成色分析探头502采集的数据传输给AI处理模块7，随后AI处理模块7根据现有的熟果表皮颜色数据和生果表皮颜色数据来判断当前的采摘对象是否成熟，在作出判断后，AI处理模块7会通过执行控制单元701来下达控制指令，将果实套入到套口环箍503和束位环箍504的内部，直到果实的表面与束位环箍504内侧的弹性爪杆505接触，拱形结构的弹性爪杆505之间呈环形分布，最高点区域都朝向内侧，这样可以形成一个上宽下窄套装结构，果实自上方落入到弹性爪杆505，通过弹性爪杆505来托起果实，在托起的过程中，弹性爪杆505会代替果实的连接根茎来承受其重力，随着承受重力的正价果实会下滑将弹性爪杆505撑开，用于实现弹性爪杆505转动的弹簧阻力轴5051可以进行最大转动角度的设置，设置条件是根据采摘果实的最大成果尺寸来进行调节，而随着弹性爪杆505的扩展，果实会完全没入到套口环箍503的内部，使得果实的根茎区域处于套口环箍503的水平高度，之后控制剪切电机506带动剪枝闸刀508进行转动，完全剪枝操作，使果实与枝蔓分离，最后由中控机组2带动装有果实的采摘器移动至置物斗4的上方，通过开合电机507开启束位环箍504中的活动环板5041，这样果实就会失去来自弹性爪杆505的固定落入到置物斗4中，弹力扎带402交错分布在置物斗4的内部，当果蔬从采摘组件上落下时，可以通过弹力扎带402起到一个缓冲的效果，避免果蔬直接撞击在置物斗4上，弹力扎带402之间的间隙可以根据采摘对象的成果尺寸来进行调节，该采摘器组件5区别于传统的网兜和爪具结构，通过果实自身的重力配合弹性爪杆505来实现夹持操作，这样可以有效的避免采摘过程中导致的果实表皮受损的情况出现。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性地包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种精准采摘的智能避障采摘机器人，包括智能车架(1)、中控机组(2)和行进履带(3)，其特征在于：
还包括采摘器组件(5)，其设置于中控机组(2)的四周，所述采摘器组件(5)通过伸展绞架(6)与中控机组(2)连接，所述中控机组(2)设置在智能车架(1)的一端，智能车架(1)的另一端设置有置物斗(4)，所述置物斗(4)通过装斗槽(103)与智能车架(1)滑动连接，所述置物斗(4)内部设置有收纳舱(401)，收纳舱(401)的内部设置有多个弹力扎带(402)，所述中控机组(2)通过中转轴座(202)与智能车架(1)转动连接，中转轴座(202)下方的旋转感应雷达(102)与智能车架(1)转动连接，所述中控机组(2)的顶部设置有环境视觉探头(201)，置物斗(4)上端前后侧壁对称设置滑槽(403)，两个滑槽(403)之间设置有摆动板(404)，摆动板(404)前后侧壁设置减震垫(405)，减震垫(405)远离摆动板(404)一侧设置若干缓冲丝(406)，缓冲丝(406)采用柔软防滑材质制成，摆动板(404)内设置转动轴(407)，转动轴(407)前后两端分别与前后两侧滑槽(403)内壁上下滑动连接，置物斗(4)前后两端设置固定板(408)，固定板(408)上设置减震座(409)，减震座(409)内滑动设置减震板(410)，减震板(410)上端与转动轴(407)转动连接，减震板(410)底部设置减震弹簧(411)；
所述中控机组(2)的外表面设置有四个电控垂轨(203)，所述伸展绞架(6)包括双臂绞杆(601)和单臂绞杆(602)，双臂绞杆(601)与单臂绞杆(602)转动连接，所述双臂绞杆(601)和单臂绞杆(602)的一端均设置有电控夹套(603)，电控夹套(603)与电控垂轨(203)滑动连接；
所述双臂绞杆(601)和单臂绞杆(602)均与电控夹套(603)转动连接，所述双臂绞杆(601)和单臂绞杆(602)的另一端设置有载接端头(604)，所述采摘器组件(5)包括装配机盒(501)、套口环箍(503)和束位环箍(504)，装配机盒(501)与载接端头(604)转动连接，所述套口环箍(503)安装在束位环箍(504)的上方，套口环箍(503)与束位环箍(504)之间设置有剪枝闸刀(508)，所述套口环箍(503)的一侧设置有剪切电机(506)，剪枝闸刀(508)与剪切电机(506)转动连接；
所述束位环箍(504)包括活动环板(5041)和固位环板(5042)，固位环板(5042)的一侧设置有开合电机(507)，所述活动环板(5041)和固位环板(5042)内侧均设置有弹性爪杆(505)，弹性爪杆(505)设置为拱形结构，所述弹性爪杆(505)的一端通过弹簧阻力轴(5051)分别与活动环板(5041)和固位环板(5042)转动连接；
所述固位环板(5042)和套口环箍(503)与装配机盒(501)通过螺钉连接，所述活动环板(5041)通过开合电机(507)与固位环板(5042)转动连接，活动环板(5041)的转动角度设置为0-30°。
2.根据权利要求1所述的一种精准采摘的智能避障采摘机器人，其特征在于：所述行进履带(3)包括驱动轮(301)和履带主体(302)，驱动轮(301)之间设置有底盘传动组件(303)，所述底盘传动组件(303)安装在智能车架(1)的底部，履带主体(302)与驱动轮(301)啮合转动连接，所述智能车架(1)的两侧均设置有侧展网架(101)，侧展网架(101)的外表面设置有弹性织网(1011)。
3.根据权利要求2所述的一种精准采摘的智能避障采摘机器人，其特征在于：所述装配机盒(501)的顶部设置有成色分析探头(502)，成色分析探头(502)、旋转感应雷达(102)和环境视觉探头(201)均与AI处理模块(7)交互连接，AI处理模块(7)用于对采集的数据进行统一的规划分析，并基于信息作出相应的判断。
4.根据权利要求3所述的一种精准采摘的智能避障采摘机器人，其特征在于：所述AI处理模块(7)的输出端与执行控制单元(701)交互，执行控制单元(701)分别与剪切电机(506)、开合电机(507)、中转轴座(202)和履带驱动单元(702)交互连接，其中，执行控制单元(701)用于执行发送AI处理模块(7)综合数据作出的判断指令，所述履带驱动单元(702)与底盘传动组件(303)电性连接。
5.根据权利要求4所述的一种精准采摘的智能避障采摘机器人，其特征在于：位于置物斗(4)前端的减震板(410)前侧壁设置安装板(412)，安装板(412)垂直于减震板(410)，安装板(412)上设置驱动电机(413)，驱动电机(413)输出端设置转动杆(414)，转动杆(414)远离驱动电机(413)一端与连接杆(415)一端铰接连接，连接杆(415)另一端与齿条(416)一端铰接连接，齿条(416)下表面与安装板(412)上表面滑动连接，齿条(416)上方设置齿轮(417)，齿轮(417)与齿条(416)上表面啮合，齿轮(417)与转动轴(407)一端固定连接，减震座(409)内设置接触开关(418)，接触开关(418)位于减震板(410)下方，接触开关(418)与驱动电机(413)电性连接。
6.根据权利要求5所述的一种精准采摘的智能避障采摘机器人，其特征在于：
还包括监测组件，监测组件包括位移传感器，位移传感器设置在减震板(410)上，用于检测减震板(410)的向下滑动距离，置物斗(4)上设置控制器及报警器，控制器分别与位移传感器、报警器电性连接，控制器基于位移传感器的检测值控制报警器工作，包括以下步骤：
步骤1：基于位移传感器的检测值，通过以下公式计算减震弹簧(411)受到的实际剪应力：
其中，σX为减震弹簧(411)受到的实际剪应力，D为减震弹簧(411)的外径，d为减震弹簧(411)的弹簧丝直径，K为减震弹簧(411)的劲度系数，L1为减震弹簧(411)的初始长度，L2为位移传感器检测的减震板(410)的向下滑动距离；
步骤2：基于步骤1的计算结果，当减震弹簧(411)受到的实际剪应力大于预设最大剪应力时，控制器控制报警器发出报警提示。
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- 2023-08-30 CN CN202311102395.1A patent/CN116806552B/zh active Active
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