[发明专利]一种自走式智能果蔬采摘收集机器人及其实现方法

说明书

本发明涉及一种自走式智能果蔬采摘收集机器人及其实现方法，包括智能识别路径小车、两轴直线移动装置、采摘装置、运输与收集装置和图像采集装置；其中，智能识别路径小车作为主体搭配和移动平台，分别与两轴直线移动装置、运输与收集装置、图像采集装置连接，采摘装置与两轴直线移动装置连接。本发明通过设置智能识别路径小车、两轴直线移动装置、采摘装置、运输与收集装置以及图像采集装置，实现实时调整农业机器人的行走路径，准确控制农业机器人的行走精度，提高果蔬采摘效率。

技术领域

本发明涉及智能农业采摘机器技术领域，尤其涉及一种自走式智能果蔬采摘收集机器人及其实现方法。

背景技术

我国是农业大国，也是农产品和水果需求大国，随着城镇化进程加快，大量农村劳动力人口涌入城镇以及其他产业，导致农业劳动人口减少。我国是菠萝水果的消费大国，由于菠萝的口感好以及营养价值高，受到了大家欢迎。目前我国的菠萝种植一般集中在我国南方地区，采摘方式为手工采摘，人工采摘的方式一般有两种，一种是拿小刀切断菠萝果茎；另外一种就是通过折弯来采摘。由于菠萝的采摘季节短，利用现有的采摘方式采摘效率低，若劳动力不足将造成收获不及时导致菠萝过熟影响运输和储藏。

发明内容

为解决现有技术所存在的技术问题，本发明提供一种自走式智能果蔬采摘收集机器人及其实现方法，通过设置智能识别路径小车、两轴直线移动装置、采摘装置、运输与收集装置和图像采集装置，实现实时调整农业机器人的行走路径，准确控制农业机器人的行走精度，提高果蔬采摘效率。

本发明采用以下技术方案来实现：一种自走式智能果蔬采摘收集机器人，包括智能识别路径小车、两轴直线移动装置、采摘装置、运输与收集装置和图像采集装置；其中，智能识别路径小车作为主体搭配和移动平台，分别与两轴直线移动装置、运输与收集装置、图像采集装置连接，采摘装置与两轴直线移动装置连接。

本发明方法采用以下技术方案来实现：一种自走式智能果蔬采摘收集实现方法，包括以下步骤：

S1、利用水平图像采集相机采集前方路径图像，将路径图像信息传至华为云端，华为云端返回路径信息，闭环控制系统控制智能识别路径小车沿识别的路径行走；通过距离传感器检测路径情况，将获取的信号传至闭环控制系统，控制智能识别路径小车通过转向装置转向，绕过障碍物；

S2、双目相机将采集到的图像信号传到华为云端，当识别出有果蔬时，华为云端返回数据结果，闭环控制系统自动控制智能识别路径小车停止移动，根据双目相机测距原理和算法计算出摄像头与果蔬的垂直距离；

S3、通过几何关系计算出果蔬与原始标定在智能识别路径小车上相对点的实际距离，利用闭环控制系统控制两轴直线移动装置使采摘装置的机械爪包裹果蔬，并通过驱动第二气缸气动电磁阀，使第二气缸伸长，推动控制板往前移动，使机械爪闭合，夹紧果蔬；

S4、通过驱动第一气缸气动电磁阀，使第一气缸伸长，利用双摇杆原理，将整个采摘机械手绕着气缸附件旋转达到采摘的目的；

S5、通过驱动两轴直线移动装置使机械爪移动至调节好的初始位置即传送带上方，驱动第二气缸气动电磁阀，使第二气缸缩回来，推动控制板往后移动，使机械爪张开，果蔬将置于传送带上；

S6、通过驱动第一气缸气动电磁阀，使第一气缸缩回去，机械爪回归原位，且处于张开状态进行下一个循环采摘；

S7、果蔬通过传送带运输落入收集箱中，若收集箱装满，则转动挡板，换上新的收集箱继续储存。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明通过设置智能识别路径小车、两轴直线移动装置、采摘装置、运输与收集装置、图像采集装置和闭环控制系统，实现实时调整农业机器人的行走路径，准确控制农业机器人的行走精度，提高果蔬采摘效率。

2、本发明通过两轴直线移动装置，在控制系统的控制下精确达到菠萝的位置，结构紧凑且简单。