[实用新型]草莓采摘机器人

说明书

技术领域

本实用新型属于农业机械技术领域，涉及一种用于草莓采摘的草莓采摘机器人。

背景技术

草莓采摘多是人工采摘，摘果时常要弯腰，劳动强度大，市场上有一些的草莓采摘工具，如草莓采摘器、采摘钳、采摘手套等，虽然可以帮助人采摘草莓，但依然是人工操作，并且都是简易的剪切工具，需要人眼寻找草莓才能操作。

摘机器人是农业机器人的主要类型之一，采摘机器人多应用在体积大、坚硬的果实采摘上，因为这些果实采摘难度响度较小。而草莓果实具有体积小、皮薄、果实肉软等特点，采摘不慎极易被破坏。目前也有应用于草莓采摘的采摘机器人，但是这些机器人仅仅实现了果实采摘的功能，由于控制系统和采摘执行机构设计的不合理，对成熟果实的判断效果较差，果实损坏率较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于根据现有技术的不足，提供一种可自动识别成熟草莓、自动行走、采摘损伤率小的草莓采摘机器人。

本实用新型的技术方案是：草莓采摘机器人，包括移动机构和设置在移动机构上的采摘机构、控制器，所述采摘机构包括机械臂，其特征在于：还包括道路识别系统和图像识别系统，所述机械臂通过舵机和安装座安装在移动机构上，舵机接收控制器的转动信号传递到机械臂；所述采摘机构还包括设置在机械臂末端的采摘执行器，所述道路识别系统包括红外对管，红外对管将采集的道路信息传递到控制器；所述图像识别系统包括与机械臂并行安装在移动机构上的摄像装置，摄像装置包括摄像头和安装摄像头的支杆，摄像头安装在支杆的最高端，所述支杆高度高于机械臂的高度，摄像头与控制器相连。

优选的是：采摘执行器为剪刀状结构，包括一对相互配合工作的镜像采摘剪，所述采摘剪包括相互轴接的采摘剪头和采摘剪柄，采摘剪柄的末端连接有舵机，可平行转动，带动采摘剪头转动，转动过程中采摘剪头可相互接触。

优选的是：一对采摘剪的采摘剪头相互接触处为齿状结构。

本实用新型的有益效果是：

图像识别系统可自动识别成熟果实，道路识别系统可识别路径，控制采摘机器人的行走。图像识别系统与机械臂并行安装，使采摘剪正对图像识别系统所采集的果实，便于精准进行采摘动作。考虑到草莓果实比较柔软怕捏的特点，采摘执行器采用了剪刀装结构，由采摘剪头的端部进行采摘切断动作，采摘剪不直接触碰草莓的装置，而是对与草莓相连的茎进行操作，也可以避开草莓茎叶，采摘剪头相互接触处为齿状结构，靠锯齿的啮合力切断草莓茎，剪切力较常见的机械手小，减少采摘过程对草莓的损坏。

附图说明

附图1为本实用新型结构示意图

附图2为采摘剪结构示意图

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。

草莓采摘机器人包括移动机构1和设置在移动机构上的采摘机构、控制器5，还包括道路识别系统和图像识别系统。

采摘机构包括机械臂2，机械臂2通过舵机3和安装座安装在移动机构上，舵机3接收控制器5的转动信号传递到机械臂2，控制机械臂2转动；采摘机构还包括设置在机械臂2末端的采摘执行器，采摘执行器为剪刀状结构，包括一对相互配合工作的镜像采摘剪6，采摘剪6包括相互轴接的采摘剪头7和采摘剪柄8，采摘剪柄8的末端连接有舵机，舵机接收控制器5的控制信号，可带动采摘剪柄8平行转动，从而带动采摘剪头8转动，转动过程中采摘剪头8可相互接触。一对采摘剪6的采摘剪头8相互接触处9为齿状结构。

道路识别系统包括红外对管10，红外对管将采集的道路信息传递到控制器5；图像识别系统包括与机械臂2并行安装在移动机构上的摄像装置，摄像装置包括摄像头4和安装摄像头的支杆11，摄像头4安装在支杆11的最高端，支杆11高度高于机械臂2的高度，摄像头4与控制器5相连。

进行采摘作业时，在种植区域需要采摘机器人行走的区域撒上白石灰，启动采摘机器人后，红外对管10对黑白进行检测，将检测结果反馈到控制器5，控制器控制移动机构1的行动路线。行动过程中，摄像头4采集草莓果实图像，反馈到控制器，控制器上的图像识别模块对图像进行色彩分析，根据果实的色彩判断其是否成熟，并对成熟的果实执行采摘动作。采摘时采摘剪6穿过草莓茎叶，到草莓茎处，通过采摘剪头8对草莓茎执行剪短动作。