[发明专利]基于视觉识别的仿生蜈蚣爪结构小果实采摘机器人

说明书

本发明公开了一种基于视觉识别的仿生蜈蚣爪结构小果实采摘机器人，机械臂、嵌入式主控制端、视觉识别机构和筛选机构安装在底座支撑机构上，机械臂的末端安装有末端执行机构；末端执行器固定架安装在机械臂的末端，末端执行器舵机安装在末端执行器固定架上，凸轮安装在末端执行器舵机传动轴上，凸轮的下端与柔性上蜈蚣爪相接触，柔性上蜈蚣爪与柔性下固定爪通过蜈蚣爪卡扣相连接，蜈蚣爪卡扣的中间安装有扭簧，用于柔性上蜈蚣爪与柔性下固定爪的啮合；柔性下固定爪固定在末端执行器固定架上。本发明具有很好的仿生效果，柔性上蜈蚣爪与柔性下固定爪的仿生蜈蚣爪细长形状可以很好地适用于果实定位与采摘，可以迅速促进果实和枝条的分离。

技术领域

本发明属于农业机械领域，具体涉及一种基于视觉识别的仿生蜈蚣爪结构小果实采摘机器人。

背景技术

枸杞在我国种植范围广泛，目前枸杞采收机械主要包括往复振动采收装置和气吸式采收装置。如专利CN106612960A公开了一种全自动枸杞采摘机，振摇系统、收集运输系统以及果叶分离系统，其中振摇系统用于将枸杞、枸杞叶从枸杞树上以振摇的方式分离下来；但是该装置在采摘和振摇过程中，目标果实、枝叶与机械机构间的刚性接触会将枸杞果实和枸杞叶一起振落下来，加大后续的果叶分离难度，且易损伤果实表皮，采摘效率较低。如专利CN111034461A公开了一种气吸梳刷式枸杞采摘机，工作时将树枝夹入两逆向旋转的梳刷工作头之间，引风机启动后将果柄由下垂状变为水平状，当枝条通过两逆向转动的工作头时，与其产生相对运动，果实从枝条梳摘进入输送管；但是该装置在气吸过程中对叶片和枝条存在一定的损伤程度。因此，如何减少枸杞采摘过程中对枸杞枝叶的损伤，提高采摘效率，是本领域迫切需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种基于视觉识别的仿生蜈蚣爪结构小果实采摘机器人，结构简单，同时保护果实和枝叶，采摘效率高。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种基于视觉识别的仿生蜈蚣爪结构小果实采摘机器人，包括机械臂、末端执行机构2、嵌入式主控制端3、视觉识别机构4、底座支撑机构5、筛选机构6；机械臂、嵌入式主控制端3、视觉识别机构4和筛选机构6安装在底座支撑机构5上，机械臂的末端安装有末端执行机构2。

所述机械臂为四自由度舵机机械臂1，包括大底座7、小底座8、机械臂舵机固定架9、机械臂舵机10、交叉滚子轴承11、主动臂12、从动臂13；大底座7安装在底座支撑机构5上，大底座7与小底座8通过螺纹紧固连接，机械臂舵机固定架9安装在大底座7与小底座8之间，交叉滚子轴承11通过机械臂舵机10的舵机头安装在小底座8上，该机械臂舵机10通过传动轴带动交叉滚子轴承11旋转；另有三个相同型号的机械臂舵机分别安装在主动臂12上、主动臂12与从动臂13的交界处、从动臂的末端，分别用于控制主动臂12、从动臂与末端执行机构的运动。

所述的末端执行机构2，包括末端执行器固定架14、凸轮15、末端执行器舵机传动轴16、末端执行器舵机17、柔性上蜈蚣爪18、柔性下固定爪19、柔性蜈蚣爪卡扣20、扭簧21；末端执行器固定架14安装在四自由度舵机机械臂的末端，末端执行器舵机17安装在末端执行器固定架14上，凸轮15安装在末端执行器舵机传动轴16上，凸轮15的下端与柔性上蜈蚣爪18相接触，柔性上蜈蚣爪18与柔性下固定爪19通过蜈蚣爪卡扣20相连接，蜈蚣爪卡扣20的中间安装有扭簧21，用于柔性上蜈蚣爪18与柔性下固定爪19的啮合；柔性下固定爪19固定在末端执行器固定架14上。所述柔性上蜈蚣爪18与柔性下固定爪19均为软性硅胶材料。