一种朱砂桔采摘机器人及其采摘方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109348865A(43)申请公布日2019.02.19(21)申请号201811345265.X(22)申请日2018.11.13(71)申请人杭州电子科技大学地址310018浙江省杭州市下沙高教园区2号大街(72)发明人樊志华周易之杨波童康成孙雪松朱轩逸(74)专利代理机构杭州君度专利代理事务所(特殊普通合伙)33240代理人黄前泽(51)Int.Cl.A01D46/30(2006.01)A01D46/22(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图3页(54)发明名称一种朱砂桔采摘机器人及其采摘方法(57)摘要本发明公开了一种朱砂桔采摘机器人及其采摘方法。目前国内朱砂桔的采摘作业基本上还是手工完成，属于典型的劳动密集型工作。本发明一种朱砂桔采摘机器人，包括行进机构、旋转机构、升降机构、伸缩机构、采摘机构和摄像头。行进机构包括行进电机、行进轮和万向轮。摄像头设置在底板上。旋转机构包括旋转板和旋转驱动件。升降机构包括上支撑板、下支撑架、升降架、光轴和升降驱动件。伸缩机构包括伸缩板、伸缩杆组、第三齿轮、第四齿轮和第二舵机。采摘机构包括挡板、固定刀片、主动刀片和第三舵机。本发明通过灰度化、二值化、中值滤波、卷积神经元网络相结合的方式识别图像中的朱砂桔位置，提高了识别的准确性。CN109348865ACN109348865A权利要求书1/3页1.一种朱砂桔采摘机器人，包括行进机构、旋转机构、升降机构、伸缩机构、采摘机构和摄像头；其特征在于：所述的行进机构包括底板、行进电机、行进轮和万向轮；两个行进轮均支承在底板底面；万向轮安装在底板的底面；两个行进轮由两个行进电机分别驱动；所述的摄像头设置在底板上；所述的旋转机构包括旋转板和旋转驱动件；所述的旋转板设置在底板的上方，且与底板构成转动副；旋转板由旋转驱动件驱动；所述的升降机构包括上支撑板、下支撑架、升降架、光轴和升降驱动件；所述光轴的底端均与下支撑架固定，顶端均与上支撑板固定；下支撑架与旋转板固定；所述的升降架与光轴构成滑动副，并由升降驱动件驱动；所述的伸缩机构包括伸缩板、伸缩杆组、第三齿轮、第四齿轮和第二舵机；所述的伸缩杆组包括第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆；所述第一连杆、第二连杆的内端均固定有第三齿轮，且均与升降架铰接；两个第三齿轮啮合；第一连杆、第二连杆的外端与第三连杆、第四连杆的一端分别铰接；第三连杆、第四连杆的另一端均固定有第四齿轮，且均与伸缩板铰接；两个第四齿轮啮合；其中一个第三齿轮由第二舵机驱动；所述的采摘机构包括挡板、固定刀片、主动刀片和第三舵机；第三舵机及挡板均固定在伸缩板上；主动刀片的内端与第三舵机的输出轴固定；固定刀片的外端与挡板固定，内端与第三舵机的输出轴构成转动副。2.根据权利要求1所述的一种朱砂桔采摘机器人，其特征在于：还包括摄像头翻转组件；所述的摄像头云台组件包括云台底座、第一云台架、第二云台架、第四舵机和第五舵机；云台底座固定在底板上；第一云台架与云台底座构成公共轴线竖直设置的转动副；第四舵机固定在云台底座上；第四舵机的输出轴与第一云台架固定；第二云台架与第一云台架构成公共轴线水平设置的转动副；第五舵机固定在第一云台架上；第五舵机的输出轴与第二云台架固定；摄像头固定在第二云台架上。3.根据权利要求1所述的一种朱砂桔采摘机器人，其特征在于：所述的旋转驱动件包括第一舵机、第一齿轮和第二齿轮；所述的第一舵机固定在底板上；第一齿轮、第二齿轮与第一舵机输出轴、旋转板分别固定；第一齿轮与第二齿轮啮合；所述的升降驱动件包括带轮、传动带和升降电机；两个带轮分别支承在上支撑板、下支撑架上，且通过传动带连接；升降电机固定在下支撑架上；升降电机的输出轴与位于下支撑架上的带轮固定。4.根据权利要求1所述的一种朱砂桔采摘机器人，其特征在于：两个行进电机均固定在底板的底面上；两个行进电机输出轴与两个行进轮分别固定；所述的第二舵机固定在升降板上；第二舵机的输出轴与其中一个第三齿轮固定。5.根据权利要求1所述的一种朱砂桔采摘机器人，其特征在于：两个第三齿轮及两个第四齿轮的分度圆直径相等。6.根据权利要求1所述的一种朱砂桔采摘机器人，其特征在于：所述的固定刀片、主动刀片的外端均朝向远离伸缩机构的一侧。7.根据权利要求1所述的一种朱砂桔采摘机器人，其特征在于：所述伸缩板的底面远离伸缩机构的那端固定有收集网兜；收集网兜位于固定刀片、主动刀片外端的正下方。8.如权利要求1所述的一种朱砂桔采摘机器人的采摘方法，其特征在于：步骤一、摄像头开启，拍摄朱砂桔树的照片，得到原始彩色图像；将原始彩色图像进行灰度化处理，得到灰度图；灰度图中第i行第j列的像素的灰度值Grayi,j的表达式如式(1)所示：2CN1093