一种农业大棚专用机器人设备及方法与流程

1.本发明涉及农业机器人采摘技术领域，尤其涉及一种农业大棚专用机器人设备及方法。


背景技术：

2.农业大棚专用机器人适合应对农业劳动力老龄化和农业劳动力不足的问题，提高工作效率，但是现有的农业大棚采摘机器人只适合固定的运动轨迹，采摘种类单一，降低其实用性，适用性较差，为此提供一种农业大棚专用机器人设备及方法。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于：为了解决上述问题，而提出的一种农业大棚专用机器人设备及方法。
4.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
5.一种农业大棚专用机器人设备，包括底座，所述底座的底部设置有两个对称分布的轨道专用轮，所述底座的顶部设置有控制终端，所述控制终端上设置有路径识别相机和浇灌物识别相机，所述控制终端的两侧分别设置有第一机械臂和第二机械臂，所述第一机械臂的一端转动设置有多个均匀分布的第一夹爪，所述第二机械臂的一端转动设置有两个对称分布的第二夹爪，所述第一机械臂和第二机械臂的内部均设置有调节机构，以用于调节第一夹爪和第二夹爪的抓取状态，所述底座上设置有两个对称分布的装配座，所述装配座的两侧均设置有连接柱，所述装配座的两侧表壁均转动连接有与连接柱配合的第一支杆，所述连接柱的下方设置有辅助轮，所述连接柱的下方设置有用于驱动辅助轮的驱动机构，所述装配座的内部设置有第一液压件，所述第一液压件的输出端设置有连接块，所述连接块上转动设置有两个对称分布的与第一支杆配合的第二支杆，所述底座的上方设置有采摘筐，所述底座的上方设置有与采摘筐配合的倒料组件。
6.优选地，所述调节机构包括开设在第一机械臂和第二机械臂上的凹槽，所述凹槽的内部设置有第二液压件，所述第二液压件的伸缩端固定连接有顶杆，所述顶杆的端部固定连接有蜗杆，所述凹槽的内部设置有与顶杆配合的挡板，所述顶杆通过弹簧与挡板弹性连接，所述第一夹爪和第二夹爪上均设置有与蜗杆配合的调节件。
7.优选地，所述驱动机构包括固定安装在连接柱底部的固定板，所述固定板的底部转动设置有转动座，所述转动座的下表壁设置有两个对称分布的固定块，两个所述固定块之间转动设置有与辅助轮配合的轴杆，所述固定板的下表壁固定安装有第一电机，所述第一电机的输出端固定设置有第一齿轮，所述转动座上开设有与第一齿轮配合的通槽，所述转动座的一侧设置有第二电机，所述第二电机的输出端固定安装有第三齿轮，所述轴杆上套设有与第三齿轮配合的第二齿轮。
8.优选地，所述倒料组件包括设置在底座顶部的与采摘筐配合的支撑座，所述底座的顶部靠近支撑座的一侧设置有第三液压件，所述第三液压件的伸缩端与采摘筐的底部转
动连接。
9.优选地，其中一个所述装配座的底部设置有避障雷达。
10.优选地，所述采摘筐的底部设置有重量传感器。
11.优选地，所述控制终端的内部设置有蓄电池，所述控制终端的外侧设置有直流供电口。
12.优选地，所述底座的底部设置有平衡传感器，所述底座的顶部设置有与平衡传感器配合的报警装置。
13.优选地，一种农业大棚专用机器人设备使用方法，所述使用方法包括以下步骤：
14.s1：当机器人位于农业大棚内时，大棚内铺设有与机器人轨道专用轮配合的轨道，机器人沿固定轨道运行，进而完成在大棚内的采摘工作；
15.s2：机器人上的浇灌物识别相机全方位识别出农业种类，将信号传输给控制终端，控制终端做出分析后控制第一机械臂或第二机械臂进行采摘工作的准备；
16.s3：第一机械臂或第二机械臂准备采摘时，第二液压件向凹槽外推动顶杆，使得蜗杆带动调节件进行偏转，使得能够夹持相应采摘物，第二液压件再通过顶杆将蜗杆向凹槽内部拉动，实现对采摘物的夹持，然后将采摘物放置在采摘筐的内部；
17.s4：当采摘筐内部的重量达到重量传感器设定值时，第三液压件向上推动采摘筐，将采摘筐内部的采摘物自动投进就近集装筐的内部；
18.s5：当机器人脱离固定轨道时，第一液压件通过连接块带动第二支杆进行偏转，在第二支杆和第一支杆相互配合的作用下，使得辅助轮充分与地面接触，使得机器人根据规定的路线继续运动；
19.s6：路径识别相机和控制终端的相互配合，使得第二电机带动第三齿轮转动，在第三齿轮和第二齿轮啮合的作用下，实现辅助轮的运转过工作，在避障雷达和控制终端的相互配合，使得第一电机通过第一齿轮带动转动座进行旋转，对机器人运动方向进行调整，避免撞到障碍物；
20.s7：在机器人运动过程中，若出现倾斜翻倒的现象时，平衡传感器将信号传输给控制终端，控制终端发出信号，报警装置发出报警信息。
21.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
22.1.本技术通过设置的装配座、连接柱、第一支杆、辅助轮、第一液压件、连接块、第二支杆和驱动机构的相互配合，能够保证机器人脱离固定轨道后的正常运动，通过避障雷达和路径识别相机能够在规定路线上运动，第二电机带动第三齿轮转动，在第三齿轮和第二齿轮啮合的作用下，实现辅助轮的运转工作，在避障雷达和控制终端的相互配合，使得第一电机通过第一齿轮带动转动座进行旋转，对机器人运动方向进行调整，避免撞到障碍物，进一步提高机器人的适用性。
23.2.本技术通过的第一机械臂、第二机械臂、第一夹爪、第二夹爪和调节机构的相互配合，能够实现对不同采摘物进行采摘，进一步提高机器人的实用性，浇灌物识别相机全方位识别采摘物，然后第一机械臂或第二机械臂进行采摘工作时，第二液压件向凹槽外推动顶杆，使得蜗杆带动调节件进行偏转，使得能够夹持相应采摘物，第二液压件再通过顶杆将蜗杆向凹槽内部拉动，实现对采摘物的夹持，然后将采摘物放置在采摘筐的内部，实现自动是被采摘工作。
附图说明
24.图1示出了根据本发明实施例提供的机器人第一视角结构示意图；
25.图2示出了根据本发明实施例提供的机器人第二视角结构示意图；
26.图3示出了根据本发明实施例提供的机器人正面剖视结构示意图；
27.图4示出了根据本发明实施例提供的装配座及辅助轮结构示意图；
28.图5示出了根据本发明实施例提供的第一夹爪整体结构示意图；
29.图6示出了根据本发明实施例提供的第二夹爪部分剖视结构示意图。
30.图例说明：
31.1、底座；2、轨道专用轮；3、控制终端；4、路径识别相机；5、浇灌物识别相机；6、第一机械臂；7、第二机械臂；8、第一夹爪；9、第二夹爪；10、装配座；11、第一支杆；12、连接柱；13、固定板；14、转动座；15、第一电机；16、第一齿轮；17、固定块；18、轴杆；19、辅助轮；20、第二齿轮；21、第二电机；22、第三齿轮；23、第一液压件；24、连接块；25、第二支杆；26、第二液压件；27、顶杆；28、蜗杆；29、调节件；30、弹簧；31、避障雷达；32、报警装置；33、直流供电口；34、支撑座；35、采摘筐；36、第三液压件。
具体实施方式
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
33.请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：
34.一种农业大棚专用机器人设备，包括底座1，底座1的底部设置有两个对称分布的轨道专用轮2，底座1的顶部设置有控制终端3，控制终端3上设置有路径识别相机4和浇灌物识别相机5，控制终端3的两侧分别设置有第一机械臂6和第二机械臂7，第一机械臂6的一端转动设置有多个均匀分布的第一夹爪8，第二机械臂7的一端转动设置有两个对称分布的第二夹爪9，第一机械臂6和第二机械臂7的内部均设置有调节机构，以用于调节第一夹爪8和第二夹爪9的抓取状态，底座1上设置有两个对称分布的装配座10，装配座10的两侧均设置有连接柱12，装配座10的两侧表壁均转动连接有与连接柱12配合的第一支杆11，连接柱12的下方设置有辅助轮19，连接柱12的下方设置有用于驱动辅助轮19的驱动机构，装配座10的内部设置有第一液压件23，第一液压件23的输出端设置有连接块24，连接块24上转动设置有两个对称分布的与第一支杆11配合的第二支杆25，底座1的上方设置有采摘筐35，底座1的上方设置有与采摘筐35配合的倒料组件。
35.具体的，如图1和图5和所示，调节机构包括开设在第一机械臂6和第二机械臂7上的凹槽，凹槽的内部设置有第二液压件26，第二液压件26的伸缩端固定连接有顶杆27，顶杆27的端部固定连接有蜗杆28，凹槽的内部设置有与顶杆27配合的挡板，顶杆27通过弹簧30与挡板弹性连接，设置的弹簧30保证顶杆27往复滑动的稳定性，第一夹爪8和第二夹爪9上均设置有与蜗杆28配合的调节件29，调节件29的一端周壁上设置有与蜗杆28啮合的齿槽，蜗杆28在凹槽往复滑动的过程中，实现第一夹爪8或第二夹爪9的抓取工作。
36.具体的，如图1和图4所示，驱动机构包括固定安装在连接柱12底部的固定板13，固
定板13的底部转动设置有转动座14，转动座14的下表壁设置有两个对称分布的固定块17，两个固定块17之间转动设置有与辅助轮19配合的轴杆18，固定板13的下表壁固定安装有第一电机15，第一电机15的输出端固定设置有第一齿轮16，转动座14上开设有与第一齿轮16配合的通槽，转动座14的一侧设置有第二电机21，第二电机21的输出端固定安装有第三齿轮22，轴杆18上套设有与第三齿轮22配合的第二齿轮20。
37.具体的，如图1和图3所示，倒料组件包括设置在底座1顶部的与采摘筐35配合的支撑座34，采摘筐35的底部一侧设置有与支撑座34配合的转动轴，底座1的顶部靠近支撑座34的一侧设置有第三液压件36，第三液压件36的伸缩端与采摘筐35的底部转动连接，第三液压件36向上推动采摘筐35，实现采摘筐35的卸料工作。
38.具体的，如图1和图4所示，其中一个装配座10的底部设置有避障雷达31，避障雷达31感应到所运行轨道上的障碍物时，及时将信号传递给控制终端3，然后启动第一电机15，在第一齿轮16和转动座14上通槽啮合的作用下，实现对辅助轮19运动方向的调节。
39.具体的，如图3所示，采摘筐35的底部设置有重量传感器(图中没有显示)，图中没有显示重量传感器通过设定值进行信号传递，使得第三液压件36抵采摘筐35进行翻转，实现采摘筐35的及时卸料，保证采摘工作的正常进行。
40.具体的，如图2所示，控制终端3的内部设置有蓄电池，当内置蓄电池缺电时，可自动运行到充电桩无线充电，控制终端3的外侧设置有直流供电口33，在大棚内吊装铺设供电线缆，通过机器人直流供电口33与线缆接触直流供电，机器人采用内置电池及外部质粒生供电模式，提高机器人使用的便捷性。
41.具体的，如图2所示，底座1的底部设置有平衡传感器(图中没有显示)，在机器人出现倾斜或者翻到的现象时，平衡传感器根据感应到的信号传输给控制终端3，底座1的顶部设置有与平衡传感器配合的报警装置32，控制终端3将信号传递给报警装置32，使得报警装置32发出报警信息，以及时提醒工作人员进行应对措施。
42.具体的，如图1所示，一种农业大棚专用机器人设备使用方法，使用方法包括以下步骤：
43.s1：当机器人位于农业大棚内时，大棚内铺设有与机器人轨道专用轮2配合的轨道，机器人沿固定轨道运行，进而完成在大棚内的采摘工作；
44.s2：机器人上的浇灌物识别相机5全方位识别出农业种类，将信号传输给控制终端3，控制终端3做出分析后控制第一机械臂6或第二机械臂7进行采摘工作的准备；
45.s3：第一机械臂6或第二机械臂7准备采摘时，第二液压件26向凹槽外推动顶杆27，使得蜗杆28带动调节件29进行偏转，使得能够夹持相应采摘物，第二液压件26再通过顶杆27将蜗杆28向凹槽内部拉动，实现对采摘物的夹持，然后将采摘物放置在采摘筐35的内部；
46.s4：当采摘筐35内部的重量达到重量传感器设定值时，第三液压件36向上推动采摘筐35，将采摘筐35内部的采摘物自动投进就近集装筐的内部；
47.s5：当机器人脱离固定轨道时，第一液压件23通过连接块24带动第二支杆25进行偏转，在第二支杆25和第一支杆11相互配合的作用下，使得辅助轮19充分与地面接触，使得机器人根据规定的路线继续运动；
48.s6：路径识别相机4和控制终端3的相互配合，使得第二电机21带动第三齿轮22转动，在第三齿轮22和第二齿轮20啮合的作用下，实现辅助轮19的运转过工作，在避障雷达31
和控制终端3的相互配合，使得第一电机15通过第一齿轮16带动转动座14进行旋转，对机器人运动方向进行调整，避免撞到障碍物；
49.s7：在机器人运动过程中，若出现倾斜翻倒的现象时，平衡传感器将信号传输给控制终端3，控制终端3发出信号，报警装置32发出报警信息。
50.实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。