CN116941423B - 一种带有识别功能的果蔬采摘机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有识别功能的果蔬采摘机器人，包括机器人底座，所述机器人底座上设置有机械臂，所述机械臂上设置有机械手，所述机械手上设置有识别机构，所述机器人底座上铰接有料斗，所述机器人底座的上端设置有自卸机构，所述机器人底座上设置有补光机构，所述机器人底座的下端设置有驱动箱，所述驱动箱上设置有驱动轮，所述驱动轮的外侧接触有履带。本发明涉及一种带有识别功能的果蔬采摘机器人，具有方便识别、多角度补光和可以自卸料的特点。

Description

一种带有识别功能的果蔬采摘机器人

技术领域

本发明属于采摘机器人技术领域，具体为一种带有识别功能的果蔬采摘机器人。

背景技术

果蔬果蔬收货的劳动强度很大，现在科技进步非常大，通过数控系统对机器人进行控制，用于进行采摘果蔬，根据专利申请公布号：CN 113973577 A提出的一种果蔬采摘机器人，该发明提出了一种果蔬采摘机器人，属于机器人技术领域。解决了现有果蔬采摘机器人存在的结构复杂，通用性差、采摘效率低的问题。它包括采摘手、机械臂、储存箱和移动平台，采摘手包括剪切式刀片、刀架、采摘手电机和空心圆筒，剪切式刀片固定在刀架上，刀架与空心圆筒铰接相连，采摘手电机与刀架相连，控制剪切式刀片开合，机械臂包括小臂和大臂，小臂与空心圆筒相连，小臂上设置有末端机构，末端机构与空心圆筒配合相连，通过末端机构控制采摘手运动，小臂和大臂铰接相连，大臂与旋转机器人底座铰接相连，旋转机器人底座与储存箱转动连接，储存箱与移动平台相连，移动平台带动采摘手和机械臂整体移动。它主要用于实现果蔬采摘。但是目前采摘机器人存在一些问题：1、在采摘的过程中，机器人容易采摘失误导致将未成熟的果蔬采摘下来，并且果蔬下方的光线较差影响对图像的采集；2、在对果蔬采摘完成后，需要人工卸料，影响采摘的效率。因此，需要设计一种带有识别功能的果蔬采摘机器人。

发明内容：

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种带有识别功能的果蔬采摘机器人，解决了背景技术中提到的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种带有识别功能的果蔬采摘机器人技术方案：

一种带有识别功能的果蔬采摘机器人，包括机器人底座，所述机器人底座上设置有机械臂，所述机械臂上设置有机械手，所述机械手上设置有识别机构，所述机器人底座上铰接有料斗，所述机器人底座的上端设置有自卸机构，所述机器人底座上设置有补光机构，所述机器人底座的下端设置有驱动箱，所述驱动箱上设置有驱动轮，所述驱动轮的外侧接触有履带。

作为优选，所述识别机构包括固定板、摄像头、固定柱、滑杆、方形块、限位架、拉簧，所述机械手的外侧固定连接有固定板，所述固定板的外侧接触有摄像头，所述固定板的内部滑动连接有滑杆，所述滑杆的一端铰接有方形块，所述方形块与所述固定板滑动连接，所述方形块的外侧固定连接有限位架，所述限位架与所述固定板和摄像头均接触，所述滑杆的内部设置有拉簧，拉动限位架，限位架通过方形块带动滑杆进行移动，并对拉簧进行拉伸，当方形块脱离固定板时，便可将限位架翻转，接触对摄像头的限位，从而便可将摄像头拆卸下来进行维护，可以有效的降低摄像头故障率，在使用时，机器人可以通过履带的转动对底座进行移动，当移动到植物下方时，可以通过机械臂带动机械手进行移动，机械手在移动的过程中可以通过机械手上的摄像头对区域内部的图像进行采集并通过系统进行识别，识别后通过机械手进行采摘，在采摘的过程中，可以通过补光灯对植物下方进行补光。

作为优选，所述摄像头上固定连接有固定柱，所述固定柱与所述固定板滑动连接，固定柱可以对摄像头进行限位。

作为优选，所述拉簧的一端与所述固定板固定连接，所述拉簧的另一端与所述滑杆固定连接，拉簧可以通过弹力带动滑杆自动复位。

作为优选，所述自卸机构包括防护箱、箱盖、电动伸缩杆、铰接条、扩展条、导杆、弹簧一，所述机器人底座的上端固定连接有防护箱，所述防护箱上铰接有箱盖，所述机器人底座上铰接有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆的输出端上铰接有铰接条，所述铰接条的外侧滑动连接有扩展条，所述扩展条的内部固定连接有导杆，所述导杆的外侧设置有弹簧一，启动电动伸缩杆，电动伸缩杆带动铰接条向上移动，并通过扩展条带动料斗发生偏转，料斗偏转后可以将内部果蔬排出，可以避免人工卸料。

作为优选，所述扩展条与所述料斗铰接，所述导杆与所述铰接条滑动连接，扩展条和铰接条可以增加料斗的自由度。

作为优选，所述弹簧一的一端与所述铰接条固定连接，所述弹簧一的另一端与所述扩展条固定连接，弹簧一可以通过弹力对铰接条进行支撑。

作为优选，所述补光机构包括铰接座、补光灯、线轮、小型电机、钢丝线、导轮、支撑板、导向架、铰接板、弹簧二、铰接杆，所述机器人底座的上端固定连接有铰接座，所述铰接座的内部铰接有补光灯，所述机器人底座的内部通过轴承安装有线轮，所述线轮的外侧缠绕有钢丝线，所述机器人底座的内部固定安装有小型电机，所述小型电机的输出轴与所述线轮固定连接，所述机器人底座的内部安装有导轮，所述机器人底座的内部固定连接有支撑板，所述支撑板上固定连接有导向架，所述导向架的外侧滑动连接有铰接板，所述铰接板上铰接有铰接杆，所述铰接杆与所述补光灯铰接，所述导向架的外侧设置有弹簧二，启动小型电机，小型电机带动线轮转动对钢丝线进行回收时，可以带动补光灯向下偏转，并通过铰接杆和铰接板对弹簧二进行挤压，便可对地面的位置进行补光，在需要向上补光时，小型电机带动线轮反向转动，便可对钢丝线进行释放，弹簧二复位，弹簧二可以通过弹力带动铰接板和铰接杆推动补光灯向上偏转，对上方进行补光。

作为优选，所述导轮与所述钢丝线接触，所述钢丝线从支撑板的内部穿过后与所述补光灯固定连接，导轮可以对钢丝线进行导向。

作为优选，所述弹簧二的一端与所述导向架固定连接，所述弹簧二的另一端与所述铰接板固定连接，弹簧二可以通过弹力对铰接板进行支撑。

本发明的有益效果是：本发明涉及一种带有识别功能的果蔬采摘机器人，具有方便识别、多角度补光和可以自卸料的特点，在具体的使用中，与传统的外骨骼机器人的关节运动装置相比较而言，本外骨骼机器人的关节运动装置具有以下有益效果：

首先，通过在机械手上加设识别机构，在机械手抓取果蔬的过程中可以带动识别机构一起移动，可以有效的保证识别的准确度，避免误摘果实，并且可以通过机器人底座上补光机构对采摘环境进行补光，可以进一步的增加识别的准确度；

其次，在机器人底座上加设电动伸缩杆、铰接条和扩展条等结构，在料斗内部装满后，可以通过电动伸缩杆带动料斗进行翻转，将内部的果蔬自动卸出，从而可以无需人工卸料，增加效率，并且可以通过铰接条和扩展条增加料斗移动的自由度，避免卡顿。

附图说明：

为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本发明的整体结构立体图一；

图2为本发明的整体结构立体图二；

图3为本发明的图1的正视剖视图；

图4为本发明的图1的俯视图；

图5为本发明的图3的局部结构放大图；

图6为本发明的图1的识别机构正视放大图；

图7为本发明的图3的A部结构放大图；

图8为本发明的图5的B部结构放大图。

图中：1、机器人底座；2、机械臂；3、机械手；4、识别机构；5、料斗；6、自卸机构；7、补光机构；8、驱动箱；9、驱动轮；10、履带；41、固定板；42、摄像头；43、固定柱；44、滑杆；45、方形块；46、限位架；47、拉簧；61、防护箱；62、箱盖；63、电动伸缩杆；64、铰接条；65、扩展条；66、导杆；67、弹簧一；71、铰接座；72、补光灯；73、线轮；74、小型电机；75、钢丝线；76、导轮；77、支撑板；78、导向架；79、铰接板；70、弹簧二；701、铰接杆。

具体实施方式：

如图1-8所示，本具体实施方式采用以下技术方案：

实施例：

一种带有识别功能的果蔬采摘机器人，包括机器人底座1，所述机器人底座1上设置有机械臂2，所述机械臂2上设置有机械手3，所述机械手3上设置有识别机构4，所述机器人底座1上铰接有料斗5，所述机器人底座1的上端设置有自卸机构6，所述机器人底座1上设置有补光机构7，所述机器人底座1的下端设置有驱动箱8，所述驱动箱8上设置有驱动轮9，所述驱动轮9的外侧接触有履带10。

其中，所述识别机构4包括固定板41、摄像头42、固定柱43、滑杆44、方形块45、限位架46、拉簧47，所述机械手3的外侧固定连接有固定板41，所述固定板41的外侧接触有摄像头42，所述固定板41的内部滑动连接有滑杆44，所述滑杆44的一端铰接有方形块45，所述方形块45与所述固定板41滑动连接，所述方形块45的外侧固定连接有限位架46，所述限位架46与所述固定板41和摄像头42均接触，所述滑杆44的内部设置有拉簧47，拉动限位架46，限位架46通过方形块45带动滑杆44进行移动，并对拉簧47进行拉伸，当方形块45脱离固定板41时，便可将限位架46翻转，接触对摄像头42的限位，从而便可将摄像头42拆卸下来进行维护，可以有效的降低摄像头42故障率，所述摄像头42上固定连接有固定柱43，所述固定柱43与所述固定板41滑动连接，固定柱43可以对摄像头42进行限位，所述拉簧47的一端与所述固定板41固定连接，所述拉簧47的另一端与所述滑杆44固定连接，拉簧47可以通过弹力带动滑杆44自动复位。

其中，所述自卸机构6包括防护箱61、箱盖62、电动伸缩杆63、铰接条64、扩展条65、导杆66、弹簧一67，所述机器人底座1的上端固定连接有防护箱61，所述防护箱61上铰接有箱盖62，所述机器人底座1上铰接有电动伸缩杆63，所述电动伸缩杆63的输出端上铰接有铰接条64，所述铰接条64的外侧滑动连接有扩展条65，所述扩展条65的内部固定连接有导杆66，所述导杆66的外侧设置有弹簧一67，启动电动伸缩杆63，电动伸缩杆63带动铰接条64向上移动，并通过扩展条65带动料斗5发生偏转，料斗5偏转后可以将内部果蔬排出，可以避免人工卸料，所述扩展条65与所述料斗5铰接，所述导杆66与所述铰接条64滑动连接，扩展条65和铰接条64可以增加料斗5的自由度，所述弹簧一67的一端与所述铰接条64固定连接，所述弹簧一67的另一端与所述扩展条65固定连接，弹簧一67可以通过弹力对铰接条64进行支撑。

其中，所述补光机构7包括铰接座71、补光灯72、线轮73、小型电机74、钢丝线75、导轮76、支撑板77、导向架78、铰接板79、弹簧二70、铰接杆701，所述机器人底座1的上端固定连接有铰接座71，所述铰接座71的内部铰接有补光灯72，所述机器人底座1的内部通过轴承安装有线轮73，所述线轮73的外侧缠绕有钢丝线75，所述机器人底座1的内部固定安装有小型电机74，所述小型电机74的输出轴与所述线轮73固定连接，所述机器人底座1的内部安装有导轮76，所述机器人底座1的内部固定连接有支撑板77，所述支撑板77上固定连接有导向架78，所述导向架78的外侧滑动连接有铰接板79，所述铰接板79上铰接有铰接杆701，所述铰接杆701与所述补光灯72铰接，所述导向架78的外侧设置有弹簧二70，启动小型电机74，小型电机74带动线轮73转动对钢丝线75进行回收时，可以带动补光灯72向下偏转，并通过铰接杆701和铰接板79对弹簧二70进行挤压，便可对地面的位置进行补光，在需要向上补光时，小型电机74带动线轮73反向转动，便可对钢丝线75进行释放，弹簧二70复位，弹簧二70可以通过弹力带动铰接板79和铰接杆701推动补光灯72向上偏转，对上方进行补光，所述导轮76与所述钢丝线75接触，所述钢丝线75从支撑板77的内部穿过后与所述补光灯72固定连接，导轮76可以对钢丝线75进行导向，所述弹簧二70的一端与所述导向架78固定连接，所述弹簧二70的另一端与所述铰接板79固定连接，弹簧二70可以通过弹力对铰接板79进行支撑。

本发明的使用状态为：在使用时，机器人可以通过履带10的转动对机器人底座1进行移动，当移动到植物下方时，可以通过机械臂2带动机械手3进行移动，机械手3在移动的过程中可以通过机械手3上的摄像头42对区域内部的图像进行采集并通过系统进行识别，识别后通过机械手3进行采摘，在采摘的过程中，可以通过补光灯72对植物下方进行补光；

在需要调节补光角度时，启动小型电机74，小型电机74带动线轮73转动对钢丝线75进行回收时，可以带动补光灯72向下偏转，并通过铰接杆701和铰接板79对弹簧二70进行挤压，便可对地面的位置进行补光，在需要向上补光时，小型电机74带动线轮73反向转动，便可对钢丝线75进行释放，弹簧二70复位，弹簧二70可以通过弹力带动铰接板79和铰接杆701推动补光灯72向上偏转，对上方进行补光；

当料斗5的内部装满后需要卸料时，启动电动伸缩杆63，电动伸缩杆63带动铰接条64向上移动，并通过扩展条65带动料斗5发生偏转，料斗5偏转后可以将内部果蔬排出，可以避免人工卸料；

在需要对摄像头42进行维护时，拉动限位架46，限位架46通过方形块45带动滑杆44进行移动，并对拉簧47进行拉伸，当方形块45脱离固定板41时，便可将限位架46翻转，接触对摄像头42的限位，从而便可将摄像头42拆卸下来进行维护，可以有效的降低摄像头42故障率。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种带有识别功能的果蔬采摘机器人，包括机器人底座(1)，其特征在于：所述机器人底座(1)上设置有机械臂(2)，所述机械臂(2)上设置有机械手(3)，所述机械手(3)上设置有识别机构(4)，所述机器人底座(1)上铰接有料斗(5)，所述机器人底座(1)的上端设置有自卸机构(6)，所述机器人底座(1)上设置有补光机构(7)，所述机器人底座(1)的下端设置有驱动箱(8)，所述驱动箱(8)上设置有驱动轮(9)，所述驱动轮(9)的外侧接触有履带(10)；

所述自卸机构(6)包括防护箱(61)、箱盖(62)、电动伸缩杆(63)、铰接条(64)、扩展条(65)、导杆(66)、弹簧一(67)，所述机器人底座(1)的上端固定连接有防护箱(61)，所述防护箱(61)上铰接有箱盖(62)，所述机器人底座(1)上铰接有电动伸缩杆(63)，所述电动伸缩杆(63)的输出端上铰接有铰接条(64)，所述铰接条(64)的外侧滑动连接有扩展条(65)，所述扩展条(65)的内部固定连接有导杆(66)，所述导杆(66)的外侧设置有弹簧一(67)；

所述扩展条(65)与所述料斗(5)铰接，所述导杆(66)与所述铰接条(64)滑动连接；所述弹簧一(67)的一端与所述铰接条(64)固定连接，所述弹簧一(67)的另一端与所述扩展条(65)固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种带有识别功能的果蔬采摘机器人，其特征在于：所述识别机构(4)包括固定板(41)、摄像头(42)、固定柱(43)、滑杆(44)、方形块(45)、限位架(46)、拉簧(47)，所述机械手(3)的外侧固定连接有固定板(41)，所述固定板(41)的外侧接触有摄像头(42)，所述固定板(41)的内部滑动连接有滑杆(44)，所述滑杆(44)的一端铰接有方形块(45)，所述方形块(45)与所述固定板(41)滑动连接，所述方形块(45)的外侧固定连接有限位架(46)，所述限位架(46)与所述固定板(41)和摄像头(42)均接触，所述滑杆(44)的内部设置有拉簧(47)，所述摄像头（42）上固定连接有固定柱(43)，所述固定柱(43)与所述固定板（41）滑动连接。

3.根据权利要求2所述的一种带有识别功能的果蔬采摘机器人，其特征在于：所述拉簧(47)的一端与所述固定板(41)固定连接，所述拉簧(47)的另一端与所述滑杆(44)固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种带有识别功能的果蔬采摘机器人，其特征在于：所述补光机构(7)包括铰接座(71)、补光灯(72)、线轮(73)、小型电机(74)、钢丝线(75)、导轮(76)、支撑板(77)、导向架(78)、铰接板(79)、弹簧二(70)、铰接杆(701)，所述机器人底座(1)的上端固定连接有铰接座(71)，所述铰接座(71)的内部铰接有补光灯(72)，所述机器人底座(1)的内部通过轴承安装有线轮(73)，所述线轮(73)的外侧缠绕有钢丝线(75)，所述机器人底座(1)的内部固定安装有小型电机(74)，所述小型电机(74)的输出轴与所述线轮(73)固定连接，所述机器人底座(1)的内部安装有导轮(76)，所述机器人底座(1)的内部固定连接有支撑板(77)，所述支撑板(77)上固定连接有导向架(78)，所述导向架(78)的外侧滑动连接有铰接板(79)，所述铰接板(79)上铰接有铰接杆(701)，所述铰接杆(701)与所述补光灯(72)铰接，所述导向架(78)的外侧设置有弹簧二(70)。

5.根据权利要求4所述的一种带有识别功能的果蔬采摘机器人，其特征在于：所述导轮(76)与所述钢丝线(75)接触，所述钢丝线(75)从支撑板(77)的内部穿过后与所述补光灯(72)固定连接。

6.根据权利要求4所述的一种带有识别功能的果蔬采摘机器人，其特征在于：所述弹簧二(70)的一端与所述导向架(78)固定连接，所述弹簧二(70)的另一端与所述铰接板(79)固定连接。