[发明专利]多关节精准定位红花采收机械臂及采收方法

说明书

本发明涉及一种多关节精准定位红花采收机械臂及采收方法。机械臂包括双目视觉识别系统、垂直升降机构、多关节连接模块、电机驱动装置、花丝采收机构和负压采集机构；多关节连接模块包括中间连接块、前端连接块和后端连接块；后端连接块与垂直升降机构的顶端固接；双目视觉识别系统用于采集红花花丝图像；电机驱动装置能够分别驱动多关节连接模块的前端连接块和各中间连接块在水平面内以一定角度移动，达到所需位置；花丝采收机构包括软体仿形手爪、切割装置、电动推杆和采收箱。本发明实现了双目视觉识别系统识别红花与花丝采收机构定位红花，软体仿形手爪准确夹取喂入，保护果实夹取更稳定，刀组从花丝根部切割，降低了花丝破碎率。

技术领域

本发明属于农业机械领域，涉及一种多关节精准定位红花采收机械臂及采收方法。

背景技术

红花花叶上有很多硬刺，采收工人无法长时间连续采摘，人工采收效率很低，汗液也会不同程度污染红花，降低红花品质，且红花种植模式相对粗放、密集无序，难以快速定位，不精准识别定位花丝，易造成无法完整采收花丝。

目前红花采收机械的对花过程仍依靠人工，现有的红花采摘机器人多采用仿红花植株形状或者梳齿式进行红花采收，存在识别定位不准确的问题，花丝采集率低；红花采摘机器人的采摘机械臂多为有限个关节臂组成，可调整自由度不高，无法实现快速精准对花的目的。因此，亟待设计一种空间自由度高、可实现快速定位的采收机械臂，以减少花丝破损率、提高花丝采集率。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的是提供一种多关节精准定位红花采收机械臂及采收方法，运用双目视觉系统精确识别定位，在空间范围多自由度调整，准确地定位花丝，实现花丝的精准切割，降低花丝破碎率，提高花丝采收率。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种多关节精准定位红花采收机械臂，包括双目视觉识别系统1、垂直升降机构2、多关节连接模块3、电机驱动装置4、花丝采收机构5和负压采集机构6。

所述多关节连接模块3包括中间连接块3-1、前端连接块3-2和后端连接块3-3；前端连接块3-2、多个中间连接块3-1、后端连接块3-3首尾依次衔接；所述后端连接块3-3与垂直升降机构2的顶端固接，垂直升降机构2的底端固接在采收机上；所述双目视觉识别系统1固接在前端连接块体3-2-1的前端面上，用于采集红花花丝图像；所述电机驱动装置4能够分别驱动多关节连接模块3的前端连接块3-2和各中间连接块3-1在水平面内以一定角度移动，达到所需位置。

所述中间连接块3-1包括中间连接块体3-1-1、中间左转向齿轮3-1-2、中间蜗杆3-1-3和中间右转向齿轮3-1-4；其中，所述中间连接块体3-1-1的前端面上部和下部分别设有中间连接齿轮3-1-1-3和中间连接底板3-1-1-4，后端面的中部设有中间连接凸台3-1-1-2；所述中间连接齿轮3-1-1-3与中间连接底板3-1-1-4之间间隔一定距离，中间连接齿轮3-1-1-3的下表面、中间连接块体3-1-1的前端面以及中间连接底板3-1-1-4的上表面构成一个容纳空间，所述空间的高度和深度能够容纳其前方的中间连接块体3-1-1的中间连接凸台3-1-1-2；所述中间连接凸台3-1-1-2、中间连接齿轮3-1-1-3和中间连接底板3-1-1-4均呈半圆形；所述中间连接块体3-1-1的左右两侧下部和中间连接底板3-1-1-4的左右两侧分别设有一中间移动滑槽3-1-1-1；所述中间蜗杆3-1-3水平地设置在中间连接块体3-1-1的后端面上部，中间蜗杆3-1-3的转轴的两端分别从中间连接块体3-1-1的左端面和右端面穿出，并分别与中间左转向齿轮3-1-2和中间右转向齿轮3-1-4固接。