[发明专利]一种水果采摘机器人及其采摘方法

权利要求书

1.一种水果采摘机器人，包括行走单元、设置在行走单元上的调节单元、设置在调节单元上的传送单元（3）、设置在传送单元前端的采摘单元；所述调节单元用于调节传送单元（3）的旋转角度和升降高度；所述采摘单元用于采摘和收集水果；其特征在于：

所述传送单元（3）包括两个倾斜向上的倾斜筒（31）、可在倾斜筒（31）内伸缩的两个伸缩杆（32）、设置在两个倾斜筒（31）前端之间的水果减速转向杆（33）以及设置在两个伸缩杆（32）前端的采摘器（5）；

两个伸缩杆（32）平行且设置有间隙；

所述水果减速转向杆（33）倾斜向下设置，后端设置在倾斜筒（31）的前端；前端低于相应位置处的两个伸缩杆（32）的高度；

所述两个伸缩杆（32）的间隙以及倾斜筒（31）的倾斜角度设定条件是：水果可在两个伸缩杆（32）之间受重力作用而滚动；

所述水果减速转向杆（33）的倾斜角度设定条件是：两个伸缩杆（32）之间受重力作用而滚动的水果被水果减速转向杆（33）抬升、减速并在水果减速转向杆（33）后端失去平衡，从其中一个伸缩杆（32）外侧掉落；

所述调节单元包括设置在行走单元上的高度调节组件（1）、设置在倾斜筒（31）底部的可旋转圆盘（2）和设置在倾斜筒（31）上部的三目识别定位系统（4）；所述可旋转圆盘（2）底部设置在高度调节组件（1）的伸缩杆顶端，所述可旋转圆盘（2）可带动传送单元（3）和三目识别定位系统（4）在水平方向上同步转动。

2.根据权利要求1所述的一种水果采摘机器人，其特征在于：所述采摘单元包括采摘器（5）和采摘篮（6），所述采摘器（5）设置在两个伸缩杆（32）的前端，所述采摘篮（6）设置在水果减速转向杆（33）的后端正下方，且设置在高度调节组件（1）的伸缩杆上。

3.根据权利要求2所述的一种水果采摘机器人，其特征在于：所述高度调节组件（1）为液压调节组件或电动调节组件；所述伸缩杆（32）采用液压驱动或电动驱动方式在倾斜筒（31）内进行伸缩；所述三目识别定位系统（4）的摄像头与采摘器（5）平齐；所述行走单元为履带式移动平台；所述采摘篮（6）设有可拆卸式缓冲漏网。

4.根据权利要求3所述的一种水果采摘机器人，其特征在于：所述液压调节组件包括第一液压缸（11）、设置在第一液压缸（11）一侧的竖直支架（12）和第二液压缸（13）；所述第一液压缸（11）的缸底固连在行走单元上，所述第一液压缸（11）的活塞杆顶端通过水平支架与竖直支架（12）顶部固连，所述竖直支架（12）底部设置有水平台（14），所述第二液压缸（13）的缸底固连在水平台（14）上，所述可旋转圆盘（2）设置在第二液压缸（13）的活塞杆顶端。

5.根据权利要求3所述的一种水果采摘机器人，其特征在于：所述倾斜筒（31）通过调节支架固定在可旋转圆盘（2）上；所述水果减速转向杆（33）的后端通过调节螺栓固定在倾斜筒（31）的上部。

6.一种水果采摘方法，采用权利要求1至5任一一项所述的水果采摘机器人，其特征在于，包括以下步骤：

1）行走单元靠近果树；

2）三目识别定位系统（4）对采摘范围内的水果进行识别，并对所识别的水果分别进行高度、方位和距离定位；

3）高度调节组件（1）根据所识别的某个水果的高度信息升降可旋转圆盘（2）；

4）可旋转圆盘（2）根据该水果的方位信息带动传送单元（3）旋转；

5）传送单元（3）根据该水果的距离信息控制两个伸缩杆（32）的同步伸缩；

6）两个伸缩杆（32）前方的采摘器（5）动作，使水果自由下落到向下后方倾斜的两个伸缩杆（32）的间隙之间；

7）该水果依靠重力作用从两个伸缩杆（32）前端滚动至两个伸缩杆（32）后端，两个伸缩杆（32）之间的水果减速转向杆（33）将水果抬升、减速，并将其抬升至高于两个伸缩杆（32）的高度，从其中一个伸缩杆（32）外侧掉落至水果减速转向杆（33）下方的采摘篮（6）内；

8）重复步骤3至7，直至三目识别定位系统（4）所识别的水果采摘完毕；

9）重复步骤1-8，直至采摘篮（6）装满水果。