CN215836016U - 一种可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置，包括可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置是电机支架作为装置的活动关节搭载电机组成一个完整的果蔬采摘收集装置，装置的活动关节可以根据果蔬采摘需求进行调整高度，通过小车上的自动识别摄像装置配合深度学习算法和不同的末端机械爪，可以对不同的果蔬进行识别并采摘，在采摘完成后放入后置货箱内，放置过程中另外几组机械爪并未停止工作，结构简单、加工方便、安装简单、设计紧凑、整体尺寸小，大大降低生产成本。

Description

一种可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置

技术领域

本发明涉及农业自动化领域，具体为一种可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置。

背景技术

随着社会农业的高速发展，果蔬大棚种植规模越来越大，在传统的果蔬大棚生产过程中高度依赖于人工，尤其是果蔬采摘过程中，需要大量的人力。在现在的社会中，人力成本在不断增加，并且愿意从事农业工作的人员越来越少，所以需要投入更多的农业自动化机器来代替人力。尤其是在大规模种植的果蔬大棚中，发展适合的自动化果蔬采摘装置将能促进农业生产自动化的进程。

相对于传统的果蔬大棚种植业而言，采用自动化果蔬采摘装置具备以下优点：

1、不受作息时间限制，果蔬采摘机器人可以24小时持续不间断工作；

2、节约人力成本，解决农业劳动力短缺的问题；

3、适合大规模生产需要。

因此，农业自动化成为一个新的发展方向，其中自动化果蔬采摘装置更是需求量极大。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置，以解决上述问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置，包括AGV智能小车和可旋转式多自由度机械手，所述AGV智能小车为装置搭载主体，包括AGV智能小车前驱、小车连接装置、后置货箱，所述AGV智能小车前驱和后置货箱，通过小车连接装置连接，所述可旋转式多自由度机械手为装置抓取工作主体，包括机械爪、机械爪旋转小电机、机械爪旋转小电机支架、二级旋转电机、一级旋转电机、二级旋转电机支架、底部固定座支架、底部固定座、固定座螺丝孔。

优选的，所述小车连接装置为柔性材料。

优选的，所述AGV智能小车前驱包括小车感应模块、小车前驱车轮、小车转盘、小车转盘连接孔、小车自动识别摄像装置，所述小车感应模块位于AGV智能小车前驱前端倾斜表面处，所述小车前驱车轮共四个，AGV智能小车前驱左右各两个，所述小车转盘位于AGV智能小车前驱的上部，小车转盘上设置有小车转盘连接孔，所述小车转盘连接孔分别与可旋转式多自由度机械手的固定座螺丝孔相连接，所述小车自动识别摄像装置位于小车转盘中部位置。

优选的，所述后置货箱包括后置货箱排列槽、两侧平衡轮、中部障碍轮，所述后置货箱排列槽位于后置货箱内部，所述两侧平衡轮共四个位于后置货箱左右各两个，所述中部障碍轮位于后置货箱中部左右各一个。

优选的，所述可旋转式多自由度机械手为装置抓取工作主体，包括机械爪、机械爪旋转小电机、机械爪旋转小电机支架、二级旋转电机、一级旋转电机、二级旋转电机支架、底部固定座支架、底部固定座、固定座螺丝孔，所述机械爪采用气动夹取，爪头为橡胶材质，所述机械爪旋转小电机与机械爪连接并固定在机械爪旋转小电机支架上，所述机械爪旋转小电机支架后端与二级旋转电机支架连接，所述二级旋转电机与二级旋转电机支架连接，所述一级旋转电机与二级旋转电机支架和底部固定座支架连接，所述底部固定座支架与底部固定座连接，所述底部固定座设置在小车转盘上表面，所述固定座螺丝孔与小车转盘连接孔一一对应连接，保证机械爪抓取位置向前。

优选的，所述后置货箱排列槽，槽内形状为波浪形。

相对于现有技术，本发明的装置和方法的有益效果在于：可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置是电机支架作为装置的活动关节搭载电机组成一个完整的果蔬采摘收集装置，装置的活动关节可以根据果蔬采摘需求进行调整高度，结构简单、加工方便、安装简单、设计紧凑、整体尺寸小，大大降低生产成本，可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置通过搭载的小车自动识别摄像装置配合深度学习算法和不同的末端机械爪，可以对不同的果蔬进行识别并采摘，在采摘完成后通过小车转盘旋转将摘取的果蔬放入后置货箱内，放置过程中另外几组机械爪并未停止工作，一来降低劳动力成本，二来为农业生产提高生产效率。

附图说明

图1为本发明一种可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置的结构示意图；

图2为本发明AGV智能小车的结构示意图；

图3为本发明可旋转式多自由度机械手的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

本发明提供一种技术方案：一种可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置，包括AGV智能小车1和可旋转式多自由度机械手2，所述AGV智能小车1为装置搭载主体，包括AGV智能小车前驱11、小车连接装置116、后置货箱12，所述AGV智能小车前驱11和后置货箱12，通过小车连接装置116连接，所述小车连接装置116为柔性材料，小车连接装置116采用柔性材料可大幅度减少由于地面不平而给后置货箱12带来的震动，若没有小车连接装置116，震动过后的果蔬由于挤压会达不到预期效果，所述AGV智能小车前驱11包括小车感应模块111、小车前驱车轮112、小车转盘113、小车转盘连接孔114、小车自动识别摄像装置，所述小车感应模块111位于AGV智能小车前驱11前端倾斜表面处，若感应到前方有障碍物，可通过信号传输给AGV智能小车1的终端，并及时调整运动轨迹，所述小车前驱车轮112共四个，AGV智能小车前驱11左右各两个，为拖拽后置货箱12提供充足动力，所述小车转盘113位于AGV智能小车前驱11的上部，小车转盘113上设置有小车转盘连接孔114，所述小车自动识别摄像装置115位于小车转盘113中部位置，小车转盘113可根据小车自动识别摄像装置115传来的实时影像深度学习算法且搭配不同的末端机械爪21调整小车转盘113转动位置和角度，可以对不同的果蔬进行识别并采摘，若需要时可将末端机械爪21替换成合适的机械爪21进行工作，所述小车转盘连接孔114分别与可旋转式多自由度机械手2的固定座螺丝孔29相连接，固定住上部的可旋转式多自由度机械手2，更加稳定有效的进行工作，所述后置货箱12包括后置货箱排列槽121、两侧平衡轮122、中部障碍轮123，所述后置货箱排列槽121位于后置货箱12内部，槽内设计的波浪形状能够有效地利用地面的轻微颠簸使后置货箱12里的果蔬归类整齐，所述两侧平衡轮122共四个位于后置货箱12左右各两个，在行驶过程中保证了后置货箱12的前后平衡，所述中部障碍轮123位于后置货箱12中部左右各一个，中部障碍轮123的半径较大，可轻松越过障碍并保证后置货箱12里的果蔬不会发生过度碰撞。所述可旋转式多自由度机械手2为装置抓取工作主体，包括机械爪21、机械爪旋转小电机22、机械爪旋转小电机支架23、二级旋转电机24、一级旋转电机25、一级旋转电机支架26、底部固定座支架27、底部固定座28、固定座螺丝孔29，所述机械爪21采用气动夹取，爪头为橡胶材质，此处仅根据当前工作的果蔬进行配置，若工作采摘对象更换，机械爪21也同时更换，所述机械爪旋转小电机22与机械爪21连接并固定在机械爪旋转小电机支架23上，机械爪旋转小电机22可根据传来的信号旋转机械爪21的工作角度，所述机械爪旋转小电机支架23后端与一级旋转电机支架26连接，所述二级旋转电机24与一级旋转电机支架26连接，所述一级旋转电机25与一级旋转电机支架26和底部固定座支架27连接，所述底部固定座支架27与底部固定座28连接，所述底部固定座28设置在小车转盘113上表面，底部固定座28上的底部固定座支架27起到了稳固作用，在实际工作时是保持不动的，底部固定座支架27和一级旋转电机支架26连接，一级旋转电机支架26与一级旋转电机25连接，一级旋转电机25可控制一级旋转电机支架26摆动角度，二级旋转电机24可控制机械爪旋转小电机支架23摆动角度，通过机械爪旋转小电机22、一级旋转电机25、二级旋转电机24的配合采摘高度较高或较低的果蔬，所述固定座螺丝孔29与小车转盘连接孔114一一对应连接，保证机械爪21抓取位置向前。

工作流程一：小车自动识别摄像装置115识别可采摘的果蔬，AGV智能小车1收到信号后调整小车转盘113转动位置和角度，通过机械爪旋转小电机22、一级旋转电机25、二级旋转电机24相互配合采摘高度较高或较低的果蔬，采摘到果蔬后小车转盘113转动使可旋转式多自由度机械手2转动至后置货箱12处，通过机械爪旋转小电机22、一级旋转电机25、二级旋转电机24相互配合放下采摘到的果蔬，再由AGV智能小车1将后置货箱12送到指定位置。

工作流程二：在实际工作环境中应用于大棚温室的采摘环境比较多，此时小车自动识别摄像装置115识别可采摘的果蔬，AGV智能小车1收到信号后调整小车转盘113转动位置和角度，通过机械爪旋转小电机22、一级旋转电机25、二级旋转电机24相互配合采摘高度较高或较低的果蔬，由于大棚温室的环境AGV智能小车1工作范围只可采摘一边的果蔬，所以采摘过程中只需用到一个可旋转式多自由度机械手2，采摘到果蔬后小车转盘113转动使可旋转式多自由度机械手2转动至后置货箱12处，再通过机械爪旋转小电机22、一级旋转电机25、二级旋转电机24相互配合放下采摘到的果蔬，由于小车转盘113上有四个可旋转式多自由度机械手2，再放下后靠近采摘区域的可旋转式多自由度机械手2进行工作，采摘完成后转至后置货箱12放下，逆时针或顺时针旋转小车转盘113依次循环，最后结束时由AGV智能小车1将后置货箱12送到指定位置。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置，其特征在于：包括AGV智能小车(1)和可旋转式多自由度机械手(2)，所述AGV智能小车(1)为装置搭载主体，包括AGV智能小车前驱(11)、小车连接装置(116)、后置货箱(12)，所述AGV智能小车前驱(11)和后置货箱(12)，通过小车连接装置(116)连接，所述可旋转式多自由度机械手(2)为装置抓取工作主体，包括机械爪(21)、机械爪旋转小电机(22)、机械爪旋转小电机支架(23)、二级旋转电机(24)、一级旋转电机(25)、一级旋转电机支架(26)、底部固定座支架(27)、底部固定座(28)、固定座螺丝孔(29)。

2.根据权利要求1所述的可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置，其特征在于：AGV智能小车(1)包括小车连接装置(116)为柔性材料。

3.根据权利要求1所述的可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置，其特征在于：AGV智能小车前驱包括小车感应模块(111)、小车前驱车轮(112)、小车转盘(113)、小车转盘连接孔(114)、小车自动识别摄像装置(115)，所述小车感应模块(111)位于AGV智能小车前驱(11)前端倾斜表面处，所述小车前驱车轮(112)共四个，AGV智能小车前驱(11)左右各两个，所述小车转盘(113)位于AGV智能小车前驱(11)的上部，小车转盘(113)上设置有小车转盘连接孔(114)，所述小车转盘连接孔(114)分别与可旋转式多自由度机械手(2)的固定座螺丝孔(29)相连接，所述小车自动识别摄像装置(115)位于小车转盘(113)中部位置。

4.根据权利要求1所述的可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置，其特征在于：后置货箱(12)包括后置货箱排列槽(121)、两侧平衡轮(122)、中部障碍轮(123)，所述后置货箱排列槽(121)位于后置货箱(12)内部，所述两侧平衡轮(122)共四个位于后置货箱(12)左右各两个，所述中部障碍轮(123)位于后置货箱(12)中部左右各一个。

5.根据权利要求4所述的可旋转式多自由度果蔬采摘收集装置，其特征在于：后置货箱排列槽(121)槽内形状为波浪形。

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