CN208691769U - 自动循迹视觉识别番茄采摘机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种能实现自动化采摘且采摘时无损坏的自动循迹视觉识别番茄采摘机。自动循迹视觉识别番茄采摘机，包括机械手、机械臂和行走小车，机械臂安装在行走小车上，机械手连接在机械臂上，其特征在于：机械手包括有夹持件、上汽缸、下汽缸和旋转座，旋转座可转动地设置在机械臂上，上汽缸与下汽缸均连接在旋转座上，夹持件的中部通过连接杆连接在旋转座上，上汽缸的伸缩杆铰接在夹持件上端，下汽缸的伸缩杆铰接在夹持件下端，夹持件的外层为弹性塑料层。通过机械臂的移动与各种传感器的识别来使机械手靠近成熟的番茄，再利用机械手的夹持与旋转来实现番茄的采摘，从而实现自动循迹视觉识别番茄采摘。

Description

自动循迹视觉识别番茄采摘机

技术领域

本实用新型涉及一种采摘机，具体涉及一种自动循迹视觉识别番茄采摘机。

背景技术

番茄的果实营养丰富，具特殊风味，可以生食、煮食、加工番茄酱、汁或整果罐藏，成为人们的主要蔬菜之一，随着我国大棚番茄种植技术推广，种植面积及年产量越来越大，目前我国番茄的收获完全依靠人工采摘，在我国番茄的人工收获作业量大，劳动强度高，效率低，随着我国城镇化进程和人口的老龄化，农村劳动力不足现象日趋明显，研究并推广番茄自动化收获技术，成为现阶段有待解决的问题。

番茄2～5个成束生长、相互触碰，采摘过程中，极易造成夹持的失败和相邻果实的损伤，番茄采收时应轻摘轻放，摘时最好不带果蒂，以防装运中果实相互被刺伤，而人为采摘只能在早上，夜间无法采摘，且目前对于番茄采摘机器人研究中有通过吸盘首先吸持住番茄并将其拉离果束，再夹持果实折断果梗的采摘方法，但是番茄果梗采用折断果梗需很长时间，据试验数据旋转果梗从而使番茄与果梗分离是最省力的方式，且市场上还未出现能够自动寻找番茄且自动旋转果梗采摘番茄的采摘机。

实用新型内容

为了克服现有技术存在的不足，本实用新型提供了一种能实现自动化采摘且采摘时无损坏的自动循迹视觉识别番茄采摘机。

自动循迹视觉识别番茄采摘机，包括机械手、机械臂和行走小车，所述机械臂安装在行走小车上，所述机械手连接在机械臂上，其特征在于：所述机械手包括有夹持件、上汽缸、下汽缸和旋转座，所述旋转座可转动地设置在机械臂上，所述上汽缸与下汽缸均连接在旋转座上，所述夹持件的中部通过连接杆连接在旋转座上，所述上汽缸的伸缩杆铰接在夹持件上端，所述下汽缸的伸缩杆铰接在夹持件下端，所述夹持件的外层为弹性塑料层，所述弹性塑料层内侧设有柔性层，所述柔性层的上端和下端内部都设有压力传感器，所述柔性层的中部设有距离传感器和第一颜色传感器，所述行走小车上设有控制芯片，所述压力传感器、距离传感器、第一颜色传感器均匀与控制芯片连接，所述控制芯片控制上汽缸、下汽缸与机械臂工作。

所述行走小车上设有前后两端分别设有第二颜色传感器，所述第二颜色传感器与控制芯片连接。

所述行走小车的前端设有储料仓。

所述机械臂上设有若干个转动节点，若干个转动节点包括水平转动节点和垂直转动节点，所述机械臂底部通过转动轴承连接在行走小车上。

所述旋转座通过转轴连接在机械臂上，所述机械臂内设有转动电机，所述转动电机连接减速器，所述减速器连接联轴器，所述联轴器连接转轴，所述控制芯片通过电路连接转动电机。

所述距离传感器和第一颜色传感器的电光眼凸出柔性层。

所述行走小车内设有蓄电池，所述蓄电池通过电路连接所有用电元件，所述行走小车设有充电插口，所述充电插口连接蓄电池。

本实用新型的有益效果在于：通过机械臂的移动与各种传感器的识别来使机械手靠近成熟的番茄，再利用机械手的夹持与旋转来实现番茄的采摘，从而实现自动循迹视觉识别番茄采摘。

附图说明

图1为本实用新型自动循迹视觉识别番茄采摘机的结构图；

图2为本实用新型自动循迹视觉识别番茄采摘机中机械手的结构图。

具体实施方式

如图1-2所示，这种自动循迹视觉识别番茄采摘机包括机械手、机械臂7和行走小车9。其工作原理：行走小车9上的第二颜色传感器8检测到番茄位置，行走小车9移动到番茄所在位置，机械臂7向上移动到番茄的大概位置，机械手上的第一颜色传感器111和距离传感器112检测出番茄的具体位置和距离，并将数据传输给控制芯片90，控制芯片90控制机械臂7移动，使番茄正好位于夹持件1之内，上汽缸2和下汽缸3工作，使夹持件1上下两端向内夹合，夹合后机械臂在将番茄放入储料仓内。

本实用新型的机械手包括有夹持件1、上汽缸2、下汽缸3和旋转座5，旋转座5可转动地设置在机械臂7上，旋转座5旋转可带动机械手整体旋转，从而扭断番茄果梗，上汽缸1与下汽缸2均连接在旋转座5上，夹持件1的中部通过连接杆6连接在旋转座5上，固定夹持件1，上汽缸2的伸缩杆铰接在夹持件1上端，下汽缸3的伸缩杆铰接在夹持件1下端，通过上汽缸2和下汽缸3的伸缩杆前后运动作用在夹持件1上，从而给夹持件1向内的压合力，进而夹合番茄，而夹持件1的外层为弹性塑料层，在汽缸前后作用压合时可弯曲，弹性塑料层10内侧设有柔性层11，可保护在夹合番茄的过程中不会由于弹性塑料层10的弯曲而被挤坏，柔性层11的上端和下端内部都设有压力传感器110，番茄触碰到柔性层11时，挤压压力传感器110检测出压力值，柔性层11的中部设有距离传感器111和第一颜色传感器112，行走小车上设有控制芯片90，压力传感器110、距离传感器111、第一颜色传感器112均匀与控制芯片90连接，控制芯片90控制上汽缸2、下汽缸3与机械臂7工作，第一颜色传感器111和距离传感器112检测出成熟番茄的具体位置和距离，并将数据传输给控制芯片90，控制芯片90控制机械臂7移动，使番茄正好位于夹持件1之内，上汽缸2和下汽缸3工作，使夹持件1上下两端向内夹合，番茄触碰到柔性层11时，压力传感器110检测到压力值，当压力值超过设定值时，控制芯片90控制上汽缸2和下汽缸3停止运作，实现固定夹合，然后通过转动旋转座5将番茄摘下。

为了能识别一株株成熟番茄的大概位置，本实用新型的行走小车9上设有左右两端分别设有一个第二颜色传感器8，两个第二颜色传感器8通过连接控制芯片90，能检查到一株番茄所在位置，第二颜色传感器8检测到后，控制芯片控制行走小车9移动到该株番茄所在位置，然后机械臂7向上移动到番茄所在位置。

为了使采摘番茄后有地方放置，本实用新型的行走小车9的前端设有储料仓92，控制芯片90设定储料仓92的位置为指定位置，每次转轴6旋转完后机械臂7会转到储料仓92上方，汽缸向后收缩从而打开夹持件1将番茄放下。

为了使机械臂7可全方位旋转，本实用新型的机械臂7具有若干个转动节点，而若干个转动节点包括水平转动节点71 和垂直转动节点70，且机械臂7底部通过转动轴承连接在行走小车9上，从而实现全方位旋转。机械臂7为现有技术，这里不再赘述。

为了使旋转座5转动，从而带动夹持件旋转扭断番茄，旋转座5通过转轴6可转动地连接在机械臂7上，而机械臂7内设有转动电机，且转动电机连接减速器，减速器连接联轴器，联轴器连接转轴6，控制芯片90通过电路连接转动电机，压力传感器达到指定值时将信号传输给控制芯片90，控制芯片90在控制转动电机转动，从而带动旋转座5转动，由此实现番茄的采摘。

为了使距离传感器112和第一颜色传感器111不受柔性层11的干扰，本实用新型的距离传感器112和第一颜色传感器111的电光眼114凸出柔性层11，从而更好的检测番茄与夹持件1之间的距离和位置。

为了实现可持续工作，本实用新型在行走小车9内设有蓄电池91，蓄电池91通过电路连接所有用电元件给其供电，行走小车9设有充电插口，充电插口连接蓄电池91，给蓄电池91充电，从而更加高效的采摘番茄。

Claims (7)

1.自动循迹视觉识别番茄采摘机，包括机械手、机械臂和行走小车，所述机械臂安装在行走小车上，所述机械手连接在机械臂上，其特征在于：所述机械手包括有夹持件、上汽缸、下汽缸和旋转座，所述旋转座可转动地设置在机械臂上，所述上汽缸与下汽缸均连接在旋转座上，所述夹持件的中部通过连接杆连接在旋转座上，所述上汽缸的伸缩杆铰接在夹持件上端，所述下汽缸的伸缩杆铰接在夹持件下端，所述夹持件的外层为弹性塑料层，所述弹性塑料层内侧设有柔性层，所述柔性层的上端和下端内部都设有压力传感器，所述柔性层的中部设有距离传感器和第一颜色传感器，所述行走小车上设有控制芯片，所述压力传感器、距离传感器、第一颜色传感器均匀与控制芯片连接，所述控制芯片控制上汽缸、下汽缸与机械臂工作。

2.根据权利要求1所述的自动循迹视觉识别番茄采摘机，其特征在于：所述行走小车上左右两端分别设有第二颜色传感器，所述第二颜色传感器与控制芯片连接。

3.根据权利要求1所述的自动循迹视觉识别番茄采摘机，其特征在于：所述行走小车的前端设有储料仓。

4.根据权利要求1所述的自动循迹视觉识别番茄采摘机，其特征在于：所述机械臂上设有若干个转动节点，若干个转动节点包括水平转动节点和垂直转动节点，所述机械臂底部通过转动轴承连接在行走小车上。

5.根据权利要求1所述的自动循迹视觉识别番茄采摘机，其特征在于：所述旋转座通过转轴连接在机械臂上，所述机械臂内设有转动电机，所述转动电机连接减速器，所述减速器连接联轴器，所述联轴器连接转轴，所述控制芯片通过电路连接转动电机。

6.根据权利要求1所述的自动循迹视觉识别番茄采摘机，其特征在于：所述距离传感器和第一颜色传感器的电光眼凸出柔性层。

7.根据权利要求1所述的自动循迹视觉识别番茄采摘机，其特征在于：所述行走小车内设有蓄电池，所述蓄电池通过电路连接所有用电元件，所述行走小车设有充电插口，所述充电插口连接蓄电池。