手自一体的采摘机器人的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种手自一体的采摘机器人，包含采储装置、移动装置、控制系统，其中：所述采储装置包含至少一个六自由度的采摘机械臂、四指式末端采摘机械手、存储箱，所述移动装置包含两个履带总成、壳体，所述至少一个六自由度的采摘机械臂的一端设置在所述壳体上部基座上，且所述每个六自由度的采摘机械臂的另一端分别设置有四指式末端采摘机械手，存储箱通过支撑架与壳体上部基座铰接连接，且存储箱与基座之间设置有液压装置。本实用新型不仅能够降低果农的劳动强度、提高劳动生产率、降低生产成本、保证果实及时采收、保证果品质量，而且对于促进我国农业科技进步，加速农业现代化进程有着重大的推动作用。
【专利说明】手自一体的采摘机器人
[0001]【技术领域】:
[0002]本实用新型涉及一种采摘机器人，特别是涉及一种手自一体的采摘机器人。
[0003]【背景技术】:
[0004]我国是水果生产大国，从20世纪70年代至今，水果的种植面积和产量一直处于上升的趋势，进入21世纪以来，人口老龄化日益严重，而且随着工业的发展，农业劳动力逐渐向工业及其它行业转移，农业劳动力短缺且成本逐渐提高，其中水果采摘又是最费时、最费力的环节，在采摘过程中，采摘者经常需要借助梯子等登高工具，长时间作业不仅劳动强度大还具有一定的危险性。
[0005]实用新型内容:
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是:克服现有技术的不足，提供一种简单实用，能够提高劳动生产率、降低生产成本的手自一体的米摘机器人。
[0007]本实用新型的技术方案是:一种手自一体的采摘机器人，包含采储装置、移动装置、控制系统，所述采储装置包含至少一个六自由度的采摘机械臂、四指式末端采摘机械手、存储箱，所述移动装置包含两个履带总成、壳体，所述至少一个六自由度的采摘机械臂的一端设置在所述壳体上部基座上，且所述每个六自由度的采摘机械臂的另一端分别设置有四指式末端采摘机械手，存储箱通过支撑架与壳体上部基座铰接连接，且存储箱与基座之间设置有液压装置。
[0008]所述六自由度的采摘机械臂通过转盘设置在基座四角，六自由度的采摘机械臂包含两个关节，且每个关节处都设置有液压装置，所述四指式末端采摘机械手的四指内侧设置有压力传感器、红外传感器、双目摄像机，且所述压力传感器、红外传感器、双目摄像机、液压装置通过电线与控制系统连接。
[0009]所述控制系统包含信息收发装置、中央处理器，且设置在壳体内部，所述壳体内部还设置有伺服电机、电源，伺服电机通过传动装置与驱动轮、导向轮、转盘连接。
[0010]所述履带总成包含承重轮、导向轮、张紧轮、驱动轮、履带，所述壳体四周分别设置至少一个双目摄像机，并通过电线与控制系统连接。
[0011]所述驱动轮、导向轮、转盘、伺服电机分别与控制系统连接，且控制系统与操作终端和显示器连接。
[0012]本实用新型的有益效果是:
[0013]1、本实用新型集手动控制和自动控制于一体，且还能相互自由切换，不仅能够降低果农的劳动强度、提高劳动生产率、降低生产成本、保证果实及时采收、保证果品质量，而且对于促进我国农业科技进步，加速农业现代化进程有着重大的推动作用。
[0014]2、本实用新型四指式末端采摘机械手的四指内侧设置有压力传感器、红外传感器、双目摄像机，获取水果位置信息的同时，还控制一定的抓取力度，防止损坏水果，并且通过旋转的方式把水果摘下，方便快捷。
[0015]3、本实用新型壳体四周分别设置至少一个双目摄像机，能够准确的获取四周的信息，不但方便操作人员对现场环境的了解，进一步提高操作速度，还把信息传送到中央处理器，方便控制系统对环境的分析，提高自动控制时的工作效率。
[0016]4、本实用新型六自由度的采摘机械臂能够水平360度旋转，关节处液压装置的设置更增加了六自由度的采摘机械臂的灵活性，存储箱具有升降功能，配合机械臂的操作，提高工作效率。
[0017]5、本实用新型通过无线装置与操作终端和显示器连接，操作者可以在室内控制，提高了操作者的工作环境，还可以发展旅游。
[0018]【专利附图】
【附图说明】:
[0019]图1为手自一体的采摘机器人主视图。
[0020]图2为手自一体的采摘机器人俯视图。
[0021]【具体实施方式】:
[0022]实施例:参见图1和图2，图中，1-驱动轮，2-履带，3-转盘，4-四指式末端采摘机械手，5-液压装置、6-六自由度的采摘机械臂、7-支撑架、8-存储箱、9-承重轮、10-基座、11-壳体。
[0023]手自一体的采摘机器人:包含采储装置、移动装置、控制系统，采储装置包含至少一个六自由度的采摘机械臂6、四指式末端采摘机械手4、存储箱8，移动装置包含两个履带总成、壳体11，至少一个六自由度的采摘机械臂6的一端设置在壳体11上部基座10上，且每个六自由度的采摘机械臂6的另一端分别设置有四指式末端采摘机械手4，存储箱8通过支撑架7与壳体11上部基座10铰接连接，且存储箱8与基座10之间设置有液压装置5。
[0024]六自由度的采摘机械臂6通过转盘3设置在基座10四角，六自由度的采摘机械臂6包含两个关节，且每个关节处都设置有液压装置5，四指式末端采摘机械手4的四指内侧设置有压力传感器、红外传感器、双目摄像机，且压力传感器、红外传感器、双目摄像机、液压装置5通过电线与控制系统连接。
[0025]控制系统包含信息收发装置、中央处理器，且设置在壳体11内部，壳体11内部还设置有伺服电机、电源，伺服电机通过传动装置与驱动轮1、导向轮、转盘3连接。
[0026]履带总成包含承重轮9、导向轮、张紧轮、驱动轮1、履带3，壳体11四周分别设置至少一个双目摄像机，并通过电线与控制系统连接。
[0027]驱动轮1、导向轮、转盘3、伺服电机分别与控制系统连接，且控制系统与操作终端和显示器连接。
[0028]使用时，为自动采摘模式时，当检测到视野范围内有果树时，履带3停止移动，控制系统向六自由度的采摘机械臂6发送指令，使四指式末端采摘机械手4上的双目摄像机旋转到正对果树方向，双目摄像机采集果树和障碍物的图像信息，对成熟果实及其周围障碍物进行图像识别，然后中央处理器解算出果实相对四指式末端采摘机械手4基坐标的空间位置坐标以及水果抓取所需位姿信息，接下来中央处理器再对采摘路径进行规划，确保采摘过程中机械臂不会碰到障碍物，最后四指式末端采摘机械手4以合适的力度抓取水果，并且旋转直到水果与果树脱离为止，将水果放入存储箱8内，重复执行以上过程，直到采摘范围里的水果全部采摘完毕，移动装置继续前进，并重复以上行走和水果采摘过程；当前进方向壳体11上的双目摄像机检测到路面果树行特征丢失，则采摘机器人到达地头，立刻启动转弯程序，当再次检测到果树行特征时，采摘机器人继续跟踪行特征，并重复以上的水果采摘过程；为手动采摘模式时，操作者观察壳体11四周及四指式末端采摘机械手11上的双目摄像机采集的信息，根据现场的实际情况操作手柄，控制本实用新型的摘取及行动过程。
[0029]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种手自一体的采摘机器人，包含采储装置、移动装置、控制系统，其特征是:所述采储装置包含至少一个六自由度的采摘机械臂、四指式末端采摘机械手、存储箱，所述移动装置包含两个履带总成、壳体，所述至少一个六自由度的采摘机械臂的一端设置在所述壳体上部基座上，且所述每个六自由度的采摘机械臂的另一端分别设置有四指式末端采摘机械手，存储箱通过支撑架与壳体上部基座铰接连接，且存储箱与基座之间设置有液压装置。
2.根据权利要求1所述的手自一体的采摘机器人，其特征是:所述所述六自由度的采摘机械臂通过转盘设置在基座四角，六自由度的采摘机械臂包含两个关节，且每个关节处都设置有液压装置，所述四指式末端采摘机械手的四指内侧设置有压力传感器、红外传感器、双目摄像机，且所述压力传感器、红外传感器、双目摄像机、液压装置通过电线与控制系统连接。
3.根据权利要求1所述的手自一体的采摘机器人，其特征是:所述控制系统包含信息收发装置、中央处理器，且设置在壳体内部，所述壳体内部还设置有伺服电机、电源，伺服电机通过传动装置与驱动轮、导向轮、转盘连接。
4.根据权利要求1所述的手自一体的采摘机器人，其特征是:所述履带总成包含承重轮、导向轮、张紧轮、驱动轮、履带。
5.根据权利要求3所述的手自一体的采摘机器人，其特征是:所述驱动轮、导向轮、转盘、伺服电机分别与控制系统连接，且控制系统与操作终端和显示器连接。
6.根据权利要求1所述的手自一体的采摘机器人，其特征是:所述壳体四周分别设置至少一个双目摄像机，并通过电线与控制系统连接。
【文档编号】A01D46/30GK203788733SQ201420203189
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年4月24日 优先权日:2014年4月24日
【发明者】赵东辉, 张慧, 侯军兴, 路书芬 申请人:郑州电力高等专科学校