CN208891241U - 一种用于桃树果园的智能采摘机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于桃树果园的智能采摘机器人，包括身体、与身体连接的行走单元和采摘单元、以及设置在身体内部的控制模块；身体上设置有相机，且相机与控制模块电性连接；行走单元包括设置在身体下方的底盘和六条机械腿，底盘与身体之间转动连接，每条机械腿均包括依次连接的大腿、膝盖、小腿和脚掌；采摘单元包括设置在身体两侧的两个机械手臂，机械采摘手手心位置设置真空吸取装置；控制模块用于控制行走单元和采摘单元。本实用新型的有益效果：1、棒球手套式的机械采摘手让果实均匀受力，采摘方便，且不损伤果实；2、行走单元移动方便，且脚掌受力面积大，适应复杂地形环境，保障机器人正常作业。

Description

一种用于桃树果园的智能采摘机器人

技术领域

本实用新型涉及农业机械技术领域，尤其是涉及一种用于桃树果园的智能采摘机器人。

背景技术

目前，我国的水果采摘大部分是以人工采摘为主。采摘作业比较复杂，季节性很强，若使用人工采摘，不仅效率低、劳动量大，如果人手不够不能及时采摘还会导致经济上的损失。随着机器人技术的发展，有望解决劳动力不足、降低工人劳动强度、提高工人劳动舒适度、降低工人的劳动危险性，此外还提高了果农的经济效益，因而提高采摘作业机械化程度有重要的意义。

桃树果园里，果实成熟期间，碰到多雨性季节时，地形环境复杂，普通机器人可能会陷入泥土过深无法保证机器人的正常作业。同时，桃树果实成熟后，采摘过程中容易造成果实的损伤。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提出一种用于桃树果园的智能采摘机器人，解决上述背景技术中提及的问题。

本实用新型采用的技术方案提供一种用于桃树果园的智能采摘机器人，包括：身体、与所述身体连接的行走单元和采摘单元、以及设置在所述身体内部的控制模块；所述身体上设置有相机，所述相机与所述控制模块电性连接；所述行走单元设置在所述身体的下方，所述行走单元包括设置在所述身体下方的底盘和与所述底盘连接的六条机械腿，所述底盘与所述身体之间转动连接，每条所述机械腿均包括依次连接的大腿、膝盖、小腿和脚掌；所述采摘单元包括设置在所述身体两侧的两个机械手臂，每个所述机械手臂均包括与所述身体连接的肩部、与所述肩部连接的手臂、以及与所述手臂连接的机械采摘手，所述肩部与所述身体之间转动连接，所述手臂包括上臂和下臂，所述上臂与所述肩部转动连接，所述上臂与所述下臂之间通过肘关节转动连接，所述下臂与所述机械采摘手之间通过腕关节转动连接，所述下臂为伸缩结构，所述机械采摘手手心位置设置真空吸取装置；所述控制模块包括以DSP为控制核心的嵌入式图像识别系统和WSN定位模块，所述控制模块用于控制所述行走单元和所述采摘单元。

本实用新型的有益效果包括：1、棒球手套式的机械采摘手让果实均匀受力，采摘方便，且不损伤果实；2、行走单元移动方便，且脚掌受力面积大，适应复杂地形环境，保障机器人正常作业。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中行走单元的部分结构示意图；

图3为本实用新型中身体与行走单元连接位置的部分结构示意图；

图4为本实用新型中机械手臂的部分结构示意图；

附图中：1、身体，2、行走单元，3、采摘单元，11、相机，21、底盘，22、机械腿，31、肩部，32、手臂，33、机械采摘手。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，本实用新型采用的技术方案提供一种用于桃树果园的智能采摘机器人，包括身体1、与身体1连接的行走单元2和采摘单元3、以及设置在身体1内部的控制模块。

身体1上设置有相机11，于本实施例中，相机11采用CCD相机，该CCD相机用于拍摄机器人准备采摘的桃树的位置信息，并将得到的信息发送到控制模块。

行走单元2设置在身体1的下方，行走单元2包括设置在身体1下方的底盘21和与底盘21连接的六条机械腿22。

底盘21与身体1之间转动连接，底盘21可绕身体1进行360°旋转，便于用户使用过程中调节该机器人的使用方位。底盘21整体呈圆柱体。

六条机械腿22均与底盘21固定连接，行走单元2参照蜘蛛行走方式设计，整体以盘旋式的六条机械腿22为核心，每条机械腿22均包括依次连接的大腿、膝盖、小腿和脚掌，且每条机械腿22可通过膝盖部位调节大腿和小腿之间的角度，以满足各种地形环境的使用需求。同时，为了适应桃树果实成熟期间不同的地面环境，脚掌仿照“鸭掌”设计，增大脚掌底部的受力面积，防止深陷，保证机器人的正常作业。

采摘单元3具体为设置在身体1两侧的两个机械手臂，每个机械手臂均包括与身体1连接的肩部31、与肩部31连接的手臂32、以及与手臂32连接的机械采摘手33。

肩部31与身体1之间转动连接，便于用户使用过程中调节该机械手臂的使用方位。

手臂32包括上臂和下臂，其中上臂与肩部31转动连接，上臂与下臂之间通过肘关节转动连接，下臂与机械采摘手33之间通过腕关节转动连接。于本实施例中，为了提高机器人的采摘范围，下臂设计为涡轮伸缩结构，同时下臂内部设置微型电机，通过微型电机带动下臂内部的伸缩结构，控制机械手臂的使用。

机械采摘手33采用棒球手套式设计，且机械采摘手33采用皮革软质材质制作，棒球手套式的机械采摘手33开口大，可以采摘不同尺寸的果实，灵活性强，且皮革材质耐磨损，可以适应桃树果园的环境，同时缓冲机械采摘手33在采摘过程中对果实施加的压力，保护果实。机械采摘手33手心位置设置真空吸取装置，在机械采摘手33包裹目标果实时，真空吸取装置会抽干果实周围的空气，借助周围空气的压力使果实吸附在采摘手套中，对果实的梗部施加拉力，完成果实采摘，同时不会损伤果实。

控制模块设置在身体1的内部，控制模块包括以DSP为控制核心的嵌入式图像识别系统和WSN定位模块。控制模块与相机11电性连接，控制模块用于控制行走单元2和采摘单元3的使用。智能采摘机器人通过图像识别系统准确判断果实的成熟度，通过WSN定位模块精准定位果实的位置，采摘符合要求的果实。

上述技术方案中，本实用新型的工作原理：用户在使用过程中，智能采摘机器人行走在桃树下，通过CCD相机拍摄桃树的位置信息，将收集到的图像使用DSP进行图像处理，然后通过控制模块进行特征和颜色的识别，从而判断出果实的位置和成熟度，为了更精确地进行导航和定位，采用WSN定位技术，达到自主定位及导航设计的效果，选择符合要求的果实，最后，采用真空吸取装置完成采摘。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：1、棒球手套式的机械采摘手让果实均匀受力，采摘方便，且不损伤果实；2、行走单元移动方便，且脚掌受力面积大，适应复杂地形环境，保障机器人正常作业。

以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于桃树果园的智能采摘机器人，其特征在于，包括：身体、与所述身体连接的行走单元和采摘单元、以及设置在所述身体内部的控制模块；所述身体上设置有相机，所述相机与所述控制模块电性连接；所述行走单元设置在所述身体的下方，所述行走单元包括设置在所述身体下方的底盘和与所述底盘连接的六条机械腿，所述底盘与所述身体之间转动连接，每条所述机械腿均包括依次连接的大腿、膝盖、小腿和脚掌；所述采摘单元包括设置在所述身体两侧的两个机械手臂，每个所述机械手臂均包括与所述身体连接的肩部、与所述肩部连接的手臂、以及与所述手臂连接的机械采摘手，所述肩部与所述身体之间转动连接，所述手臂包括上臂和下臂，所述上臂与所述肩部转动连接，所述上臂与所述下臂之间通过肘关节转动连接，所述下臂与所述机械采摘手之间通过腕关节转动连接，所述下臂为伸缩结构，所述机械采摘手手心位置设置真空吸取装置；所述控制模块包括以DSP为控制核心的嵌入式图像识别系统和WSN定位模块，所述控制模块用于控制所述行走单元和所述采摘单元。

2.如权利要求1所述的一种用于桃树果园的智能采摘机器人，其特征在于，所述相机为CCD相机。

3.如权利要求1所述的一种用于桃树果园的智能采摘机器人，其特征在于，所述底盘整体呈圆柱体，所述底盘可绕所述身体进行360°旋转。