[发明专利]草莓采摘机器人

说明书

本发明公开了一种适合在丘陵地区使用的草莓采摘机器人。包括机身、行走腿、机械臂、机械手，所述行走腿的数量为多条，多条行走腿对称设置在机身左右两侧，每条行走腿分别包括大腿、小腿，并设置三个自由度，使机器人可以行走；所述机械臂包括设于机身背部前端的大臂、小臂，所述机械臂具有三个自由度，用于带动机械手运动至所摘草莓的位置，扩大作业范围；所述机械手设于小臂末端，所述机械手包括左夹钳和右夹钳，左夹钳和右夹钳后端铰接定位，左夹钳和右夹钳的上端设置刀刃，用于剪切果柄，左夹钳和右夹钳之间设有一手抓舵机，所述手抓舵机通过左动杆和右动杆带动左夹钳和右夹钳的前部合拢，进行夹持、剪切。

技术领域

本发明属于农业机械领域，具体涉及一种草莓采摘机器人。

背景技术

草莓，蔷薇科草莓属植物，多年生草本，高10-40厘米，茎低于叶或近相等，果实成锥体结构。聚合果大，宿存萼片直立，紧贴于果实；瘦果尖卵形，光滑。花期4-5月，果期6-7月。原产南美，中国各地及欧洲等地广为栽培。草莓营养价值高，含有多种维生素营养物质，且有保健功效。

目前，我国种植规模普遍以农户种植为主，规模化较小，收获完全依靠人工采摘，无大型成熟的草莓采摘设备。因而人工采摘劳动强度大，效率低，耗费大量的人力，也浪费较多的时间。国内外学者一直都在寻找采摘草莓的机械化、自动化、高效率的草莓收获方法。然而，由于草莓果实液汁丰富，细腻柔软，容易受伤损坏，且外形独特，再加上丘陵山地地势的崎岖不平，实现草莓采摘的机械化，自动化，高效率化具有一定难度。

我国丘陵地区的草莓种植一般植株比较矮小，果实吊挂位置比较低矮，植株间距较小，而目前国内的草莓采摘机器人采用高架草莓采摘机器人(农业机械学报，2011.42(9)：155-161)、垄作草莓采摘机器人(中国专利CN201210037967.8)等，要求种植地形为垄作或高架，果实成下吊坠方式；采用平行双目视觉模块定位(中国专利201610277479.2)或者三相定位(中国专利201610710577.0)方式，实现目标草莓果实的观察和判别；已有的多用途仿生螃蟹机器人，整体机构庞大，目标判定误差大，工作过程中占用较多行走空间，作业空间范围较小，影响正常的种植密度，且不适合在丘陵，山地这样的地区使用。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种适合在丘陵地区使用的草莓采摘机器人。

本发明的目的是这样实现的：

一种草莓采摘机器人，包括机身、行走腿、机械臂、机械手。

所述行走腿的数量为多条，多条行走腿对称设置在机身左右两侧，每条行走腿分别包括大腿、小腿，并设置三个自由度，分别为第一舵机控制行走腿在水平面内摆动的第一髋关节自由度，第二舵机控制大腿竖直平面内摆动的第二髋关节自由度，以及第三舵机控制小腿竖直平面内摆动的膝关节自由度，第二舵机、第三舵机联合工作，使机器人可以作俯仰运动，第一舵机、第二舵机、第三舵机联合工作，使机器人可以行走；

所述机械臂包括设于机身背部前端的大臂、小臂，所述机械臂具有三个自由度，分别为第四舵机带动机械臂在水平面360°旋转的第一肩关节自由度，第五舵机带动上臂俯仰的第二肩关节自由度，第六舵机带动小臂俯仰的肘关节自由度；第四舵机、第五舵机、第六舵机联合工作，用于带动机械手运动至所摘草莓的位置，扩大作业范围；

所述机械手设于小臂末端，所述机械手包括左夹钳和右夹钳，左夹钳和右夹钳后端铰接定位，左夹钳和右夹钳的上端设置刀刃，刀刃突出左夹钳和右夹钳的相向面，用于剪切果柄，左夹钳和右夹钳之间设有一手抓舵机，所述手抓舵机的输出端连接手抓底盘，所述手抓底盘分别铰接左动杆和右动杆的一端，左动杆和右动杆的另一端分别铰接于左夹钳和右夹钳的中部，所述手抓舵机通过左动杆和右动杆带动左夹钳和右夹钳的前部合拢，进行夹持、剪切，形成双支点回转型剪夹一体化机构。