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(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CN109220225A(43)申请公布日2019.01.18(21)申请号201811229173.5(22)申请日2018.10.22(71)申请人湖北理工学院地址435003湖北省黄石市下陆区桂林北路16号(72)发明人杨秀芝蔺绍江阮文廉杨松松陈微董春法吴小艳杨春杰徐绍勇(74)专利代理机构北京中索知识产权代理有限公司11640代理人宋涛(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5页(54)发明名称一种全自动水果采摘装置(57)摘要本发明公开了一种全自动水果采摘装置,具有履带车,履带车上设有水果箱与控制装置,履带车上还设有移动基架,移动基架具有XY轴移动平台,XY轴移动平台上竖直装有伸缩式支撑架;伸缩式支撑架的顶部通过回转机构连接三自由度机械臂的一端,三自由度机械臂的另一端装有剪切操作手;剪切操作手具有基座,在基座的上、中、下三个部位对应装有水平布置的双目摄像机、剪切刀具和吊环,吊环连接软袋的上端口,软袋的下端口伸入至水果箱中,并在软袋内设有若干层防撞裙边;本发明实现了对履带车的自动导航控制,并对目标果实进行自动标识和定位以便实施采摘,确保了采摘质量,不仅采摘效率高,可行性高,通用性强,而且适用于对不同水果的自动化摘取。CN109220225ACN109220225A权利要求书1/3页1.一种全自动水果采摘装置,具有履带车,履带车上设有水果箱与控制装置,其特征在于,在履带车上还设有移动基架,移动基架具有XY轴移动平台,XY轴移动平台上竖直装有伸缩式支撑架;伸缩式支撑架的顶部通过回转机构连接三自由度机械臂的一端,三自由度机械臂的另一端装有剪切操作手;剪切操作手具有基座,在基座的上、中、下三个部位对应装有水平布置的双目摄像机、剪切刀具和吊环,吊环连接软袋的上端口,软袋的下端口伸入至水果箱中,并在软袋内设有若干层防撞裙边;控制装置由相互通讯连接的上层主控制器与下层行走控制器、移动机架控制器、末端执行控制器组成,其中行走控制器用于控制履带车的行走动作,移动机架控制器用于控制三自由度机械臂在移动基架上的三维基坐标,末端执行控制器用于控制三自由度机械臂的动作,主控制器通讯连接双目摄像机和GPS监测接收机,并通过对双目摄像机拍摄到的当前路面图像信息和果树图像信息进行处理,以提取视觉导航参数并对目标果实进行标识和定位,从而对目标果实实施采摘操作。2.根据权利要求1所述的一种全自动水果采摘装置,其特征在于,所述履带车具有车体,在车体上侧安装所述移动机架;在车体下侧的前、后两端对应装有两个从动链轮和两个主动链轮,并且位于车体同左/右侧的一组从动链轮与主动链轮上对应披装有履带,每个主动链轮对应通过齿轮传动机构连接伺服电机A的输出端,在伺服电机A上配装有编码器;所述编码器通讯连接行走控制器,行走控制器根据每台伺服电机A上编码器实时反馈的数据对该伺服电机A的转速进行实时控制,并且通过对两个主动链轮所对应的伺服电机A的差速调节来实现对履带车行走动态的实时控制。3.根据权利要求1所述的一种全自动水果采摘装置,其特征在于,所述XY轴移动平台由X向滑台和Y向滑台组成,其中Y向滑台安装在X向滑台的上侧;所述X向滑台和Y向滑台设有相同结构的水平驱动机构,所述水平驱动机构包括装设在底板上呈并排布置的一根丝杆和至少两根水平导向杆,丝杆的一端连接伺服电机B的输出端,在丝杆上装设有与其通过螺纹相匹配的水平滑块,所述水平滑块套装在水平导向杆上,在水平滑块上装有用于安装X向滑台或Y向滑台的转接板;所述伸缩式支撑架由电动推杆和设置在电动推杆左、右两侧的剪叉式支架组成,电动推杆的顶升端和剪叉式支架的上端分别连接升降基座,电动推杆的底座和剪叉式支架的下端连接XY轴移动平台;所述伺服电机B和电动推杆的工作动态由移动机架控制器进行实时控制。4.根据权利要求3所述的一种全自动水果采摘装置,其特征在于,所述伸缩式支撑架的外侧套装有橡胶护套,橡胶护套的上端口连接升降基座,剪叉式支架上的每个铰接点分别通过软连接连接橡胶护套的内侧壁。5.根据权利要求1所述的一种全自动水果采摘装置,其特征在于,所述回转机构具有设置在伸缩式支撑架顶端且呈同轴布置的两个轴承座,在两个轴承座中配装有回转轴,并在其中一个轴承座的一侧装有与其并排布置的伺服电机C,伺服电机C的输出端装有小齿轮,回转轴上安装有与小齿轮相啮合的大齿轮;所述三自由度机械臂包括有大臂和小臂,大臂的一端连接所述回转轴,大臂的另一端装有伺服减速电机A,伺服减速电机A的输出端装有伞齿轮A,伞齿轮A与伞齿轮B相啮合,伞齿轮B的中心孔中配装有中心轴,伺服减速电机A的中心线与中心轴的中轴线垂直相交;所述