CN117506923A - 一种基于机械臂的多功能农业机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于机械臂的多功能农业机器人的实现方法，具体设计了一种基于多功能机械臂实现对农作物进行采摘、修剪枝叶、除杂草的功能，使用刀片电池和太阳能电池实现超强蓄电实现全天候工作。多功能农业机器人包括破碎装置、采摘装置、剪枝装置、照明装置、蓄电装置、位置信息装置、图像识别装置。采用多传感器实现多任务的全自动，包括：工控机、RGBD相机、触控屏、压力传感器、毫米波雷达传感器、单线红外激光测距仪、编码器和路由器。本发明通过路径规划单元规划出最佳工作路径，提高多功能农业机器人的工作效率。本发明具有适用于多种地形、可使用于多种作物、实现多功能于一体和使用范围广泛的特点。

Description

一种基于机械臂的多功能农业机器人

技术领域

本发明属于机器人领域，特别涉及一种基于机械臂的多功能农业机器人。

背景技术

农业机器人是农业行业的最新革命之一。它们是用于提高产品质量和效率、提高整体生产力并极大限度地减少对体力劳动的依赖的自助机器。市面上现存农业机器人功能单一，存在采摘不完全，需人工进行二次采摘的问题，采摘机器人的导航性差，采摘不精确，耗时长的不足，并且无法实现全天候工作的需求。

随着人力成本的提高，农业机器人的研制成为热点。农作物采摘具有季节性强、劳动强度大、费用高的特点，通过降低采摘作业成本是农业增收的重要途径。杂草根系极其发达，吸水吸肥能力强，杂草的生长会抢占作物的生存空间，使作物无地方可长。因此除杂草是当今农业生产的重要任务之一。修剪枝叶可以使作物生长质量得到提高，可以调节作物生长和结果，调节枝叶的合理分布，使树冠的有效光合面积达到最大限度。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供了一种多功能的农业机器人，解决机器人功能单一、导航性能差、采摘耗时和采摘不完全的问题，实现全自动一次性采摘，精准定位的特点。

所述工控机、毫米波雷达传感器、单线红外激光测距仪、编码器和路由器安装在多功能农业机器人上。工控机分别与毫米波雷达传感器、单线红外激光测距仪、编码器、路由器相连接，与触控屏无线连接并与机器人的控制器连接；工控机内置有基于ROS操作系统的多任务控制程序，包括：

所述毫米波雷达传感器测距仪与控制器连接，安装在多功能农业机器人机械臂上，朝向机器人前方地面的位置。

所述手柄信号接收器安装在机器人内部，与控制器连接，并与手柄建立无线连接。

所述控制模块包括电源控制模块、路径控制模块、驱动控制模块、多任务控制程序。

所述电源控制模块包括太阳能蓄电和刀片电池蓄电两种蓄电方式。白天使用太阳能电池为主要蓄电方式，太阳能电池存储的电能全部使用完毕再使用刀片电池给多功能农业机器人蓄电。

所述路径控制模块包括：屏幕触控模块、定位模块、路径规划模块、速度管理模块、建图模块。

所述屏幕触控单元，操作人员可以将紧急任务发送给机器人，机器人立即去执行屏幕触控单元所发送的任务。屏幕触控单元可以由操作人员传入所在区域的地图信息，可以实时向操作人员可视化展示机器人的工作情况。

所述定位模块通过毫米波雷达发射器输出的信号和编码器输出的里程数据实现全局定位，得到反映全局定位地图中机器人当前的位置信息。

所述路径规划模块，多功能农业机器人通过Dijkstra算法实现对机器人所在位置和目标位置规划出一条最佳路径，既目标路径。

所述建图模块用于生成作业区域地图和全局定位地图，分为以下两种模式：

(1)自主沿边建图：

多功能农业机器人根据毫米波雷达传感器提取周围区域物体的位置和形状信息，将所提取的区域信息根据SLAM技术构建地图信息。SLAM系统一般分为五个模块，包括传感器数据、视觉里程计、后端、建图及回环检测。传感器数据主要用于采集实际环境中的各类型原始数据，包括激光扫描数据、视频图像数据、点云数据等。视觉里程计主要用于不同时刻间移动目标相对位置的估算，包括特征匹配、直接配准等算法的应用。后端主要用于优化视觉里程计带来的累计误差，包括滤波器、图优化等算法应用。建图用于三维地图构建。回环检测主要用于空间累积误差消除。

(2)自定义地图：

操作人员可以根据屏幕触控单元主动向机器人提供工作区域的地图信息。

所述驱动控制模块包括用于RGBD相机拍摄的图像处理模块、用于控制轮式移动平台的移动控制模块、用于控制破碎装置的驱动控制模块、用于控制机械臂移动机构的采摘驱动控制模块、用于控制机械臂移动机构的剪枝驱动控制模块。

所述工控机内装载有基于ROS操作系统的多任务控制程序，包括：采摘控制程序、修剪枝叶控制程序、除杂草控制程序和避障控制程序；所述的多任务控制程序模块，用于对不同来源的控制指令进行优先级管理，优先级由高到低依次为避障控制程序、采摘控制程序、修剪枝叶控制程序、除杂草控制程序。

所述采摘控制程序通过利用RGBD相机拍摄的图片结合机器学习方法，准确检测植物上单个完整的摘取作物，包括成熟、未成熟和幼果。所提出的方法包括三个步骤。第一步，进行基于像素的分割，将图像的像素粗略分割为由果实、叶子、茎和背景组成的类。第二步，进行基于图像区域的分割，以消除第一步产生的错误分类。第三步，应用X-means聚类来检测摘取作物簇中的单个作物。由于图像分割是基于机器学习方法生成的分类模型进行的，因此该方法不需要调整每个图像的阈值进行摘取作物检测。根据算法分析得到成熟可采摘的作物，通过调节机械臂实现采摘成熟作物，采摘动作完成后机械臂会旋转90°将采摘的作物放入收集盒中。收集盒装有压力传感器，通过压力传感器判断收集盒里的作物重量是否达到预设值，若达到预设值机器人停止采摘工作，返回设定集中存放地点将收集盒中的作物卸载后再返回工作地点进行采摘工作。

所述修剪枝叶控制程序通过利用RGBD相机拍摄的图片结合HungarianAlgorithm算法，判断出需要修剪的枝叶，并定位需要修剪的枝叶位置，调节采摘装置机械臂位置进行剪枝操作。

所述除杂草控制程序根据RGBD相机拍摄的图片结合图像处理技术识别杂草，识别后得到的图像分为背景、作物、杂草三个区域，多功能农业机器人将识别为杂草的区域通过破碎装置将杂草进行破碎处理。所述破碎装置通过动力电机带动破碎轴转动，进而带动破碎盘以及破碎齿轮转动，从而实现对地面杂草进行破除。

多功能农业机器人完成采摘、修剪枝叶、除杂草工作后，再次检查所执行区域内是否还存在未完成的工作，检测完全完成后在进行下一个区域的工作。实现一次性工作，减少耗时，提高机器人的工作效率。

所述避障控制程序采用多种传感器融合的方法，包括避障单元和防跌落单元。所述避障单元根据单线红外激光测距仪检测判断机器人前进方向是否存在障碍物，若存在障碍物避障单元向速度管理单元发送停止指令，使机器人停止前进；同时避障单元向位置信息装置发送命令，建图模块将障碍物的位置进行标记，定位模块根据当前机器人所在的位置和障碍物所在位置进行分析，根据路径规划模块规划出一条避开障碍物的路径，使机器人继续工作。所述防跌落单元根据单线红外激光测距仪判断机器人所在位置与前进方向的地面距离，若所在位置和前进位置的高度值距离值超过0.3米，表示机器人可能位于坑洞附近，如防跌落单元检测出机器人前景方向有坑洞，则向速度管理单元发送停止指令，使机器人停止前进；同时防跌落单元向位置信息装置发送命令，建图模块将坑洞的位置进行标记，定位模块根据当前机器人所在的位置和坑洞所在位置进行分析，根据路径规划模块规划出一条避开障碍物的路径，使机器人继续工作。

为解决多功能农业机器人工作的稳定性和多样性，本发明采取的技术方案是：提供一种多功能农业机器人，包括行走装置、设置于行走装置上的破碎装置、设置于行走装置上的蓄电装置、设置于所述蓄电机构上的采摘装置、基于蓄电装置上的剪枝装置、基于蓄电装置上的照明装置和RGBD相机。

采用上述结构，所述行走装置通过四足轮实现移动和旋转调整工作位置和方向的目的。所述破碎装置通过动力电机带动破碎轴转动，进而带动破碎盘以及破碎齿轮转动，从而实现对地面杂草进行破除。所述蓄电装置采用太阳能蓄电和刀片电池蓄电两种蓄电方式保证多功能农业机器人全天候工作的目的。所述采摘装置通过移动机械臂实现对成熟作物进行采摘。所述剪枝装置通过移动机械臂实现对植株进行剪枝。所述照明装置通过增加光源的方式实现夜晚工作，提高多功能农业机器人的工作效率。

本发明的有益效果：

本发明提出一种基于机械臂的多功能种植机器人，提供将采摘技术、除杂草技术、修剪枝叶技术为一体的多功能机器人。配置RGBD相机结合机器学习的图像分析算法对所拍摄的图片精确分析，实现对所分析作物成熟度的分析、杂草提取、枝叶修剪判断。配置刀片电池和太阳能电池实现全天候工作的特点。配置多传感器路径规划控制模块，实现自动化工作，针对不同的工作环境，可以选择最佳的地图创建方法。实现自动化减轻使用者的工作，规划最佳路径解决采摘耗时问题。配置避障单元保证多功能农业机器人工作的安全性。针对不同的工作环境，解决机器人工作的稳定性通过设置四足轮的方式实现移动和旋转。本发明可用于室外和室内环境，实现高效一次性采摘，精确除杂草和修剪枝叶。本发明设计合理，易于实现，具有很好的实用价值。

附图说明

图1为基于机械臂的多功能农业机器人的外部结构示意图

图2为基于机械臂的多功能农业机器人的俯视结构示意图

图3为基于机械臂的多功能农业机器人的工作流程图

图4为基于机械臂的多功能农业机器人的控制结构框架图

图5为基于机械臂的多功能农业机器人的路径控制模块框架图

图6为基于机械臂的多功能农业机器人的驱动控制模块框架图

图7为基于机械臂的多功能农业机器人的多任务控制程序流程图

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明作出详细的说明。

图1为基于机械臂的多功能农业机器人的外部结构示意图,多功能农业机器人包括行走装置行走轮13，所在行走装置上的破碎装置破碎齿轮7，动力电机6，动力电机6带动破碎齿轮7转动，从而实现除草功能。安装在行走装置两侧的是控制柜12和刀片电池5。控制柜12内置有路由器、工控机。置于所述行走装置上设有收集箱11，收集箱11内置压力传感器用于判断所摘取作物是否达到设定标准，收集箱11后装有触控屏10，收集箱上装有太阳能电池9。行走装置上还设有采摘机械臂8和剪枝机械臂1在采摘机械臂8和剪枝机械臂1之间设有照明装置2和RGBD相机3，RGBD相机3下部装有毫米波雷达传感器4。

图2为基于机械臂的多功能农业机器人的俯视结构示意图，多功能农业机器人俯视图展现收集箱11的收集窗口17，如俯视图所示太阳能电池9安装在机器人顶部。小车两侧置有刀片电池5和控制柜12。如俯视图所示多功能农业机器人安装有采摘机械手16和剪枝机械手14和连接破碎齿轮7的破碎轴15。

所述行走装置的轮式行走机构由四足轮构成；所述蓄电装置位于行走装置两侧和多功能农业机器人顶部；所述机械臂采摘装置位于所述行走装置的上方，所述机械臂采摘结构包括机械臂、机械手、固定底座及丝杠抬升机构；所述机械臂剪枝装置位于所述行走装置的上方，所述机械臂剪枝结构包括机械臂、机械手、固定底座及丝杠抬升机构；所述收集装置位于行走装置上方，收集装置内装有压力传感器，判断收采摘作物的重量。该机器人能够实现多种地形，多种工况的采摘。

图3为基于机械臂的多功能农业机器人的工作流程图，多功能农业机器人工作前先通过路径控制模块进行礼金规划，根据毫米波雷达发射器的信号数据、作业区域地图、作业定位信息和已到达的目标点。通过邻域搜索算法进行路径规划，得到新的目标点，并标记在作业区域地图上。进而得到坐标点与当前位置间的直线路径，即目标路径。规划出工作路径后机器人再通过单线红外测距仪判断即将前往的区域是否有障碍，若判断有障碍则重新进行路径规划。若判断没有障碍多功能农业机器人通过驱动控制模块控制机械臂、破碎装置工作。多功能农业机器人通过RGBD相机判断是否存在需要采摘、剪枝、除草的区域，若有则通过多任务控制模块进行采摘、剪枝或除草的工作。完成区域内工作后多功能农业机器人判断是否完成所有的工作区域。若机器人所在区域没有需要工作的区域则判断机器人是否完成所有工作区域，如果没有完成所有区域，则机器人继续运动，通过路径控制模块提供新的工作路径。若已完成所有的工作区域则机器人停止工作。

图4为基于机械臂的多功能农业机器人的控制结构的框架图，基于机械臂的多功能农业机器人由电源控制模块、路径控制模块、驱动控制模块和多任务控制模块组成。所述控制器分别连接电源控制模块、路径控制模块、驱动控制模块和多任务控制模块。所述电源机构用于向机器人供电，所述路径控制模块用于向机器人提供工作路径，所述驱动控制模块用于控制机器人机械臂、破碎机的工作。所述多任务控制模块用于判断机器人所在区域是否需要采摘、剪枝、除草，如需要则工作。本发明提供了工控机、触控屏、毫米波雷达传感器、编码器、路由器、手柄信号接收器。所述工控机、毫米波雷达传感器、单线红外激光测距仪、编码器和路由器安装在多功能农业机器人上；所述工控机通过与编码器连接并通讯，用于记录机器人的行动里程。工控机通过USB接口与毫米波雷达传感器、手柄信号接收器相连并读取数据。毫米波雷达雷达的波长很短，因此可以提供高分辨率的成像能力。毫米波雷达的工作频段相对较高，不容易受到其他无线电设备的干扰，因此在复杂的环境下也能保持较好的性能。工控机与路由器相连，路由器采用网线与工控机相连，降低数据传输的延迟时间；路由器提供WIFI信号，为工控机与触控屏建立无线连接，实现触控屏远程操控和监控机器人的运行，触控屏显示机器人的工作状态，可以通过触摸屏重新选定机器人的作业区域。

图5为基于机械臂的多功能农业机器人的路径控制模块框架图，包括：建图模块、路径规划模块、避障控制单元、定位模块、触屏触控单元和控制模块；编码器和触屏触控单元将收到的信息发送给建图模块，建图模块将收集到的数据发送给定位模块，定位模块通过坐标变换管理单元将信息传递给路径规划模块。单线红外线激光测距仪若检测到危险信息，则将危险信息传递给速度管理单元和位置信息装置。所述路径控制模块还包括避障单元和防跌落单元。避障单元、控制模块、手柄遥控单元、防跌落单元将所收集的信息传送给控制器，由控制器控制机器人完成路径规划。

图6为基于机械臂的多功能农业机器人的驱动控制模块框架图，多功能农业机器人通过RGBD相机结合深度学习进行图像分析，判断所在区域是否有需要采摘、修剪枝叶、除杂草的工作，移动控制模块通过定位模块控制轮式移动，移动到需要采摘、修剪枝叶、除杂草的区域。通过定位信息控制机械臂移动装置进行修剪枝叶、采摘控制。通过定位信息控制破碎装置进行除草控制。

图7为基于机械臂的多功能农业机器人的多任务控制程序流程图，多功能农业机器人通过RGBD相机结合采摘算法、修枝剪叶算法、除杂草算法，判断作物是否成熟、是否需要剪枝、是否需要除杂草，如果所在区域需要剪枝操作，则根据位置信息移动机械臂进行剪枝操作。如果所在区域需要除杂草操作，则根据位置信息控制破碎装置进行除草操作。如果所在区域需要采摘操作，则根据位置移动机械臂进行采摘操作，并将采摘后的作物放入收集盒内，若收集盒内的作物到达预设值，多功能农业机器人将带着收集好的作物放到指定的集中存放地点。采摘、剪枝、除杂草工作完成后机器人再根据RGBD相机结合算法分析判断所在区域是否还存在需要采摘、剪枝、除杂草的植株，若有则继续进行上述操作，如果没有需要采摘、剪枝、除杂草的植株则该区域的工作结束。

所述采摘控制程序通过利用RGBD相机拍摄的图片结合机器学习方法，准确检测植物上单个完整的摘取作物，包括成熟、未成熟和幼果。所提出的方法包括三个步骤。第一步，进行基于像素的分割，将图像的像素粗略分割为由果实、叶子、茎和背景组成的类。第二步，进行基于图像区域的分割，以消除第一步产生的错误分类。第三步，应用X-means聚类来检测摘取作物簇中的单个作物。由于图像分割是基于机器学习方法生成的分类模型进行的，因此该方法不需要调整每个图像的阈值进行摘取作物检测。根据算法分析得到成熟可采摘的作物，通过调节机械臂实现采摘成熟作物，采摘动作完成后机械臂会旋转90°将采摘的作物放入收集盒中。所述修剪枝叶控制程序通过利用RGBD相机拍摄的图片结合HungarianAlgorithm算法，判断出需要修剪的枝叶，并定位需要修剪的枝叶位置，调节采摘装置机械臂位置进行剪枝操作；所述除杂草控制程序根据RGBD相机拍摄的图片结合图像处理技术识别杂草，识别后得到的图像分为背景、作物、杂草三个区域，多功能农业机器人将识别为杂草的区域通过破碎装置将杂草进行破碎处理；所述破碎装置通过动力电机带动破碎轴转动，进而带动破碎盘以及破碎齿轮转动，从而实现对地面杂草进行破除。

Claims (12)

1.一种基于机械臂的多功能农业机器人，其特征在于，包括：破碎装置、多传感器、照明装置、蓄电装置、位置信息装置、图像识别装置和控制模块。

2.根据权利要求1所述破碎装置通过动力电机带动破碎轴转动，进而带动破碎盘以及破碎齿轮转动，实现对地面杂草进行破除。

3.根据权利要求1所述多传感器包括：工控机、触屏器、毫米波雷达传感器、编码器和路由器。工控机、毫米波雷达传感器、单线红外激光测距仪、编码器和路由器安装在多功能农业机器人上；工控机分别与毫米波雷达传感器、单线红外激光测距仪、编码器、路由器相连接，与触控屏无线连接并与机器人的控制器连接；工控机内置有基于ROS操作系统的多任务控制程序，包括：采摘单元、修剪枝叶单元、除杂草单元和避障单元。

4.根据权利要求1所述照明装备，提供LED地埋灯，地埋灯具有体积小,耗电量低,使用寿命长的特点,坚固耐用，散热性能优良、功耗低,寿命长、安装方便,防漏电、防水、防尘、耐压和耐腐蚀的优点。

5.根据权利要求1所述蓄电装备包括太阳能蓄电和刀片电池蓄电两种蓄电方式。白天使用太阳能电池为主要蓄电方式，太阳能电池存储的电能全部使用完毕再使用刀片电池给多功能农业机器人蓄电。所述太阳能电池具有电池的维护成本低、环保、使用寿命长的优点。所述刀片电池具有体积能量密度高、散热性能好、成本低的特点，可以实现超强蓄电。

6.根据权利要求1所述位置信息装置包括建图模块、定位模块、路径规划模块。所述建图模块用于生成作业区域地图和全局定位地图；所述定位模块多功能农业机器人根据全局地图进行定位自己当前所在区域的位置信息，并可将定位信息显示在触控屏上。所述路径规划模块多功能农业机器人根据建图模块和定位模块提供的信息，分析出机器人在当前位置到达目标点的一个最佳路径。

7.根据权利要求1所述图像识别装置包括杂草识别、农作物成熟度分析、剪枝判断。图像识别装置包括用于判断作物成熟度和判断是否需要剪枝的RGBD相机；所述作物成熟度分析是通过利用RGBD相机拍摄的图片结合机器学习方法，准确检测植物上单个完整的摘取作物，包括成熟、未成熟和幼果。所提出的方法包括三个步骤。第一步，进行基于像素的分割，将图像的像素粗略分割为由果实、叶子、茎和背景组成的类。第二步，进行基于图像区域的分割，以消除第一步产生的错误分类。第三步，应用X-means聚类来检测摘取作物簇中的单个作物。图像分割是基于机器学习方法生成的分类模型进行的，因此该方法不需要调整每个图像的阈值进行摘取作物检测，实现对作物成熟度的自动评定；所述剪枝判断通过多功能农业机器人将拍摄到的农作物图片进行分析，将判断为需要剪枝的部分通过调节机械臂位置进行剪枝。所述杂草识别根据多功能农业机器人拍摄的图像利用图像处理技术识别杂草，识别后得到的图像分为背景、作物、杂草三个区域，多功能农业机器人将识别为杂草的区域通过破碎装备将杂草进行破碎处理。

8.根据权利要求1所述控制模块包括用于RGBD相机拍摄的图像处理模块、用于控制轮式移动平台的移动平台控制模块、用于控制破碎装置的驱动控制模块、用于控制机械臂各关节的机械臂驱动控制模块、用于控制机械臂采摘机构的采摘机构驱动控制模块、用于控制机械臂采摘机构的剪枝机构驱动控制模块和中央处理器。

9.根据权利要求1所述的工控机内装载有基于ROS操作系统的多任务控制程序，包括：采摘控制程序、修剪枝叶控制程序、除杂草控制程序和避障控制程序；所述采摘控制程序通过调节机械臂位置实现采摘成熟作物，采摘动作完成后机械臂会旋转90°将采摘的作物放入收集盒中，收集盒内装有压力传感器，通过压力传感器判断收集盒里的作物重量是否达到预设值，若达到预设值机器人停止采摘工作，返回设定集中存放地点将收集盒中的作物卸载后再返回工作地点进行采摘工作；修剪枝叶控制程序通过多功能农业机器人的图像识别分析计算出需要修剪的枝叶，并定位需要修剪的枝叶位置，调节采摘装置机械臂进行剪枝操作；除杂草控制程序根据多功能农业机器人图像识别分析为杂草的植物通过破碎装备对杂草进行破碎处理。

10.根据权利要求3所述的工控机内装载有避难控制程序，包括：避障单元、防跌落单元和手柄遥控单元。所述避障单元根据单线红外激光测距仪检测判断机器人前进方向是否存在障碍物，若存在障碍物避障单元向速度管理单元发送停止指令，使机器人停止前进；同时避障单元向位置信息装置发送命令，建图模块将障碍物的位置进行标记，定位模块根据当前机器人所在的位置和障碍物所在位置进行分析，根据路径规划模块规划出一条避开障碍物的路径，使机器人继续工作。所述防跌落单元根据单线红外激光测距仪判断机器人所在位置与前进方向的地面距离，若所在位置和前进位置的高度值距离值超过0.3米，表示机器人可能位于坑洞附近，若防跌落单元检测出机器人前进方向有坑洞，则向速度管理单元发送停止指令，使机器人停止前进；同时防跌落单元向位置信息装置发送命令，建图模块将坑洞的位置进行标记，定位模块根据当前机器人所在的位置和坑洞所在位置进行分析，根据路径规划模块规划出一条避开障碍物的路径，使机器人继续工作。所述手柄遥控单元，用于根据手柄向多功能农业机器人发送指令，使用者可以根据自己的意愿控制机器人的前景方向，运行路径、前进速度。对于所述避难程序的优先级由高到低为：手柄遥控单元、避障单元、防跌落单元。

11.根据权利要求6所述建图模块用于生成作业区域地图和全局定位地图，分为两种模式：第一种模式：自主沿边建图，多功能农业机器人根据毫米波雷达传感器提取周围区域物体的位置和形状信息，将所提取的区域信息根据SLAM技术构建地图信息。第二种模式：自定义地图，操作人员可以根据屏幕触控单元主动向机器人提供工作区域的地图信息。

12.一种基于机械臂的多功能农业机器人其特征在于：包括行走装置、设置于行走装置两侧的蓄电装置和控制装置。设置于行走装置上的采摘装置、收集装置、剪枝装置。所述行走装置的轮式行走机构由四足轮构成；所述蓄电装置位于行走装置两侧和多功能农业机器人顶部；所述机械臂采摘装置位于所述行走装置的上方，所述机械臂采摘结构包括机械臂、机械手、固定底座及丝杠抬升机构；所述机械臂剪枝装置位于所述行走装置的上方，所述机械臂剪枝结构包括机械臂、机械手、固定底座及丝杠抬升机构；所述收集装置位于行走装置上方，收集装置内装有压力传感器，判断收采摘作物的重量。该机器人能够实现多种地形，多种工况的采摘。