【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的油茶果采摘机器人
[0001]本专利技术属于农业机械领域,具体涉及一种基于机器视觉的油茶果采摘机器人。
技术介绍
[0002]油茶是世界四大木本油料之一,也是中国特有的油料物种,茶油因具有独特的营养价值,被誉为“油中之王”“东方橄榄油”。市场对油茶果采摘机械的需求很大,专利CN111713259A公开了一种变间距梳刷式油茶果采摘机,包括动力装置和梳刷装置;电机接头、传动轴和采摘杆同轴布置,梳刷装置包括可转动地定位在梳刷指驱动轴末端的采摘头横杆、铰接在采摘头横杆上的若干梳刷指、与各梳刷指滑动配合的变间距横杆以及两端分别铰接在变间距横杆和传动箱外壁上的变间距支撑杆;但是当梳刷指与油茶果的接触点为油茶果的表面时,梳刷指改变间距会对油茶果产生指向油茶果中心的力,从而损伤油茶果,而且该采摘机容易被油茶果的树叶和树枝阻挡,降低采摘的效率。专利CN213662529U公开了一种齿梳回转式油茶果采收末端执行器,驱动旋转架通过主轴设置在机架上且随主轴旋转,驱动旋转架上沿周向均布有多组齿梳,保持旋转架与各组齿梳之间还分别设置有连杆,齿梳的齿梳脊梁一端端部穿过驱动旋转架与相对应连杆的一端过盈配合,连杆的另一端与保持旋转架转动连接;但是该末端执行器所占用的体积较大,而且栅板结构会导致采摘过程中整个末端执行器容易被树枝挡住,栅板结构还会横放着树枝,影响油茶果的收集和采摘效率。因此,急需研制一种采摘效率高且不损伤油茶果的采摘机器人。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术中存在的缺点,提供一 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的油茶果采摘机器人,其特征在于:包括运输平台、六自由度机械臂、末端执行器、输送管、收集筐和视觉装置;所述收集筐、六自由度机械臂分别安装在运输平台的前部和中部;所述末端执行器安装在六自由度机械臂的第六轴上,并通过输送管与收集筐相连通。2.根据权利要求1所述的油茶果采摘机器人,其特征在于:所述末端执行器包括左机械臂杆、连接杆、右机械臂杆、外部齿梳、果实轨道、电机、行星轮机构、大轴承、小轴承;所述行星轮机构包括太阳轮、行星轮和齿轮圈,所述电机安装在左机械臂杆内并与行星轮机构的太阳轮相连接,太阳轮与行星轮相啮合,齿轮圈套在太阳轮和行星轮的外圈,齿轮圈与外部齿梳相连接;外部齿梳包括连接环和仿手指钩子,外部齿梳的连接环与左机械臂杆、右机械臂杆之间均设有大轴承;所述外部齿梳内有果实轨道,果实轨道与右机械臂杆之间装有小轴承39。3.根据权利要求2所述的油茶果采摘机器人,其特征在于:所述外部齿梳的仿手指钩子安装在连接环的圆周上,整个圆周上有三行仿手指钩子,每两个仿手指钩子之间的距离根据成熟油茶果的大小进行设计;所述仿手指钩子的外形为类似人的手指,其安装的一端为垂直于圆周的圆柱,另一端是带有弧度的圆柱;所述外部齿梳的连接环由两个圆环和三条弧形板组成,两个圆环用于连接两端的轴承,三条弧形板夹在两个圆环之间,弧形板彼此间相差60
°
。4.根据权利要求2所述的油茶果采摘机器人,其特征在于:果实轨道为圆柱形斜坡状,即圆柱的径向进行切割,从而使得其轴向形成一个斜坡,斜坡的低端与输送管相连。5.根据权利要求1所述的油茶果采摘机器人,其特征在于:所述视觉装置包括工控机、双目立体相机和相机架,工控机安装在运输平台上,双目立体相机通过相机架安装在六自由度机械臂上。6.根据权利要求1所述的油茶果采摘机器人,其特征在于:所述六自由度机械臂包括一轴底座、二轴机械臂、三轴机械臂、四轴机械臂、五轴机械臂关节、六轴末端执行器,且依次相连接;一轴底座固定在运输平台上方的中部位置,在一轴底座下方的运输平台中装有机械臂控制电路板,在机械臂连接的关节处有舵机、减速器和电位计;进行油茶果采摘的末端执行器安装在第六轴上。7.根据权利要求1所述的油茶果采摘机器人,其特征在于:所述运输平台的四周装有距离传感器、红外线传感器,内部装有速度传感器、加速度传感器、位置传感器和GPS定位器;距离传感器和红外线传感器用于收集机器人周围的环境信息并反馈传输给机器人的控制系统;速度传感器、加速度传感器和位置传感器用于收集机器人当前的移动速度和位置信息并反馈传输给机器人的控制系统;GPS定位器用于收发机器人的位置和方向信息;控制系统根据接收到的传感器数据控制机器人移动。8.一种权利要求1~7中任一项所述的油茶果采摘机器人的应用,其特征在于包括下述步骤:(1)前期准备:根据农场的实际种植情况对农场进行建模,并根据建模后的地图进行路径规划,将规划好的路径信息导入机器人的控制系统内,使机器人能自主的按照规定好的路径行进和停留作业;(2)在田地中工作时,油茶果采摘机器人从指定位置开始,工控机中的控制系统根据规
划好的路径信息发出控制信号给运输平台,从而控制机器人的整体移动,在移动过程中红外线传感器和距离传感器负责感应前进方向上的障碍物信息,速度、加速度和位置传感器负责实时检测机器人当时的速度、加速度和位置信息,GPS定位器将实时收发机器人当前的定位和姿态,所有传感器信息在机器人工作过程中都实时反馈到机器人的控制系统中,机器人控制系统将实时监控机器人的状态,若传感器遇到障碍物时,机器人能自主偏离预定轨迹,并根据红外线传感器和接近传感器所获得的环境信息进行自主的避障,若检测到没有足够空间进行避障时,机器人会对远程监控的工作人员进行提醒,前方障碍物移除后便可继续按照规定路线进行;(3)当机器人到达设定好的油茶果树附近时,机器人将转动面向油茶果树,双目立...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵新芳,付西西,宋振华,黎敏,杨昊,何卓超,
申请(专利权)人:中以新创广州机器人有限公司,
类型:发明
国别省市:
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