CN211020083U - 一种番茄采摘机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种番茄采摘机器人，具体涉及农业采摘领域，包括支撑座，所述支撑座的底端固定安装有两个直流电机，每个所述直流电机的输出端均设置有一个主传动轴，所述主传动轴的一端固定设置有主传动齿轮，所述主传动齿轮通过传送履带传动连接有副传动齿轮，所述支撑座的上端固定安装有支撑架，所述支撑架的两端均安装有机械臂，两个所述机械臂上远离支撑架的一端分别安装有第一机械手和第二机械手，所述支撑架的上端固定设置有控制盒，所述控制盒靠近机械手的一侧嵌入安装有双目摄像头，所述控制盒的外端一侧固定设置有主控制器。本实用新型能够代替人们自动采摘番茄，采摘效率高，省时省力。

Description

一种番茄采摘机器人

技术领域

本实用新型涉及农业采摘机械技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种番茄采摘机器人。

背景技术

番茄(Tomato)，又名西红柿、洋柿子，其内部含有丰富的蛋白质、维生素以及胡萝卜素等营养物质。对于规模化种植户来说，采摘大面积的番茄是一项繁重的工作。目前欧美发达国家已将各种各样的农业采摘机器人投入到实际引用中，而我国大多数果农依然采取人工采摘。人工采摘不仅成本会增加，而且效率也不高。因此，本实用新型提供一种采摘番茄的机器人。

实用新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种番茄采摘机器人，通过双目摄像头对信息进行捕捉分析，可以得到目标世界的坐标，直流电机带动传动齿轮和传送履带进行移动，直流电机具有响应快、力矩大、具有较大的过载能力等优点，通过树莓派主控制器控制机械臂和机械手对番茄进行采摘，与现有技术相比，能够代替人们自动采摘番茄，采摘效率高，省时省力。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种番茄采摘机器人，包括支撑座，所述支撑座的底端固定安装有两个直流电机，每个所述直流电机的输出端均设置有一个主传动轴，所述主传动轴的一端固定设置有主传动齿轮，所述主传动齿轮通过传送履带传动连接有副传动齿轮，两端对应的所述副传动齿轮之间通过副传动轴连接，所述支撑座的上端固定安装有支撑架，所述支撑架的两端均安装有机械臂，两个所述机械臂上远离支撑架的一端分别安装有第一机械手和第二机械手，所述支撑架的上端固定设置有控制盒，所述控制盒靠近机械手的一侧嵌入安装有双目摄像头，所述控制盒的外端一侧固定设置有主控制器，所述支撑座的一端设置有采摘箱。

在一个优选地实施方式中，所述支撑座两端的副传动齿轮均设置有两个，其中一个所述副传动齿轮A与主传动齿轮处于同一水平面上，另一个所述副传动齿轮B位于主传动齿轮和副传动齿轮A的中垂线上。

在一个优选地实施方式中，所述机械臂采用3+1自由度手臂，所述双目摄像头采用莱娜机器视觉提供的双目摄像头。

在一个优选地实施方式中，所述第一机械手为夹持式机械手，所述第二机械手为手型机械手。

在一个优选地实施方式中，所述第一机械手和第二机械手的内侧均设置有橡胶垫。

在一个优选地实施方式中，所述主控制器为基于ARM的树莓派控制器主板，所述主控制器通过A/D转换器与双目摄像头电性连接，所述主控制器通过D/A转换器与直流电机、机械臂、第一机械手和第二机械手均电性连接。

在一个优选地实施方式中，所述采摘箱为抽拉式箱体，所述采摘箱的上端两侧均设置有插销孔。

在一个优选地实施方式中，所述采摘箱的下端设置有限位插销，所述采摘箱的外端设置有把手，所述采摘箱的内侧铺设有柔性棉垫。

与现有技术相比，本实用新型的技术效果和优点：

1、本实用新型通过双目摄像头对信息进行捕捉分析，可以得到目标世界的坐标，直流电机带动传动齿轮和传送履带进行移动，直流电机具有响应快、力矩大、具有较大的过载能力等优点，通过树莓派主控制器控制机械臂和机械手对番茄进行采摘，与现有技术相比，能够代替人们自动采摘番茄，采摘效率高，省时省力。

2、本实用新型通过设置有两个机械手，夹持式机械手采摘效率高，手型机械手轻柔灵活，对番茄的损失较小，可以根据实际情况选择使用的机械手，可模块化选用，方便对番茄的采摘。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型图1中A处结构放大示意图。

图3为本实用新型的仰视结构示意图。

图4为本实用新型采摘箱的结构示意图。

图5为本实用新型的电路结构示意图。

附图标记为：1支撑座、2直流电机、3主传动轴、4主传动齿轮、5传送履带、6副传动齿轮、7支撑架、8机械臂、9第一机械手、10第二机械手、 11控制盒、12双目摄像头、13主控制器、14副传动轴、15采摘箱、16插销孔、17把手。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

根据图1-5所示的一种番茄采摘机器人，包括支撑座1，所述支撑座1的底端固定安装有两个直流电机2，每个所述直流电机2的输出端均设置有一个主传动轴3，所述主传动轴3的一端固定设置有主传动齿轮4，所述主传动齿轮4通过传送履带5传动连接有副传动齿轮6，两端对应的所述副传动齿轮6 之间通过副传动轴14连接，所述支撑座1的上端固定安装有支撑架7，所述支撑架7的两端均安装有机械臂8，所述支撑架7的上端固定设置有控制盒11，所述控制盒11靠近机械手的一侧嵌入安装有双目摄像头12，所述控制盒 11的外端一侧固定设置有主控制器13，所述支撑座1的一端设置有采摘箱15。

进一步的，所述支撑座1两端的副传动齿轮6均设置有两个，其中一个所述副传动齿轮A与主传动齿轮4处于同一水平面上，另一个所述副传动齿轮B位于主传动齿轮4和副传动齿轮A的中垂线上。

进一步的，所述机械臂8采用3+1自由度手臂，所述双目摄像头12采用莱娜机器视觉提供的双目摄像头。

进一步的，所述主控制器13为基于ARM的树莓派控制器主板，所述主控制器13通过A/D转换器与双目摄像头12电性连接，所述主控制器13通过D/A 转换器与直流电机2、机械臂8、第一机械手9和第二机械手10均电性连接。

进一步的，所述采摘箱15为抽拉式箱体，所述采摘箱15的上端两侧均设置有插销孔16。

进一步的，所述采摘箱15的下端设置有限位插销，所述采摘箱15的外端设置有把手17，所述采摘箱15的内侧铺设有柔性棉垫。

实施方式具体为：使用时，打开直流电机2和双目摄像头12，直流电机 2通过主传动轴3带动主传动齿轮4转动，主传动齿轮4转动时能够通过传送履带5带动副传动齿轮6转动，传送履带5在地面上移动，双目摄像头12对信息进行捕捉，然后对捕捉的信息进行分析处理，可以得到目标世界的位置，双目摄像头12将捕捉到的位置传递给主控制器13，主控制器13控制机械臂 8向前、向两侧伸展，然后利用机械手对番茄进行采摘，采摘后的番茄放入采摘箱15中，实现对番茄的采摘，本实施例具体解决了人工采摘费时费力的问题。

根据图1和图3所示的一种番茄采摘机器人，两个所述机械臂8上远离支撑架7的一端分别安装有第一机械手9和第二机械手10，所述第一机械手 9为夹持式机械手，所述第二机械手10为手型机械手，所述第一机械手9和第二机械手10的内侧均设置有橡胶垫。

实施方式具体为：通过设置有夹持式机械手和手型机械手，夹持式机械手采摘效率较高，但是容易对番茄造成损伤，而手型机械手采摘效率较夹持式机械手较慢，但胜在轻柔灵活，对番茄损伤较小，可以根据待采摘番茄的成熟状况选择机械手的使用，对于较成熟的番茄，选择使用手型机械手，而较为青涩的番茄选择使用夹持式机械手。

本实用新型工作原理：双目摄像头12对信息进行捕捉，然后对捕捉的信息进行分析处理，可以得到目标世界的位置，双目摄像头12将捕捉到的位置传递给主控制器13，主控制器13采用基于ARM的树莓派主板，外表仅有银行卡大小，可以连接鼠标、键盘、易于开发等特点，能够满足番茄采摘机器人的使用要求，主控制器13控制机械臂8向前、向两侧伸展，然后利用机械手对番茄进行采摘，采摘后的番茄放入采摘箱15中。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种番茄采摘机器人，包括支撑座(1)，其特征在于：所述支撑座(1)的底端固定安装有两个直流电机(2)，每个所述直流电机(2)的输出端均设置有一个主传动轴(3)，所述主传动轴(3)的一端固定设置有主传动齿轮(4)，所述主传动齿轮(4)通过传送履带(5)传动连接有副传动齿轮(6)，两端对应的所述副传动齿轮(6)之间通过副传动轴(14)连接，所述支撑座(1)的上端固定安装有支撑架(7)，所述支撑架(7)的两端均安装有机械臂(8)，两个所述机械臂(8)上远离支撑架(7)的一端分别安装有第一机械手(9)和第二机械手(10)，所述支撑架(7)的上端固定设置有控制盒(11)，所述控制盒(11)靠近机械手的一侧嵌入安装有双目摄像头(12)，所述控制盒(11)的外端一侧固定设置有主控制器(13)，所述支撑座(1)的一端设置有采摘箱(15)。

2.根据权利要求1所述的一种番茄采摘机器人，其特征在于：所述支撑座(1)两端的副传动齿轮(6)均设置有两个，其中一个所述副传动齿轮A与主传动齿轮(4)处于同一水平面上，另一个所述副传动齿轮B位于主传动齿轮(4)和副传动齿轮A的中垂线上。

3.根据权利要求1所述的一种番茄采摘机器人，其特征在于：所述机械臂(8)采用3+1自由度手臂，所述双目摄像头(12)采用莱娜机器视觉提供的双目摄像头。

4.根据权利要求1所述的一种番茄采摘机器人，其特征在于：所述第一机械手(9)为夹持式机械手，所述第二机械手(10)为手型机械手。

5.根据权利要求1所述的一种番茄采摘机器人，其特征在于：所述第一机械手(9)和第二机械手(10)的内侧均设置有橡胶垫。

6.根据权利要求1所述的一种番茄采摘机器人，其特征在于：所述主控制器(13)为基于ARM的树莓派控制器主板，所述主控制器(13)通过A/D转换器与双目摄像头(12)电性连接，所述主控制器(13)通过D/A转换器与直流电机(2)、机械臂(8)、第一机械手(9)和第二机械手(10)均电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种番茄采摘机器人，其特征在于：所述采摘箱(15)为抽拉式箱体，所述采摘箱(15)的上端两侧均设置有插销孔(16)。

8.根据权利要求1所述的一种番茄采摘机器人，其特征在于：所述采摘箱(15)的下端设置有限位插销，所述采摘箱(15)的外端设置有把手(17)，所述采摘箱(15)的内侧铺设有柔性棉垫。

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