在线分级的果品采摘机器人及方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115039574A(43)申请公布日2022.09.13(21)申请号202210512929.7(22)申请日2022.05.12(71)申请人山东农业大学地址271018山东省泰安市岱宗大街61号(72)发明人苑进刘雪美杜鲜峰方家明(74)专利代理机构山东祺智知识产权代理有限公司37361专利代理师赵斌(51)Int.Cl.A01D91/04(2006.01)A01D46/30(2006.01)B07C5/04(2006.01)B07C5/34(2006.01)B07C5/342(2006.01)B07C5/38(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图3页(54)发明名称在线分级的果品采摘机器人及方法(57)摘要本发明公开了一种在线分级的果品采摘机器人，包括采摘机构、运输管、相机、采摘直线模组、承接机构、分级直线模组、分级果箱、行走机架和驱控系统。采摘机构用于完成果品采摘，运输管用于运输管倾斜布置，相机用于获取果品的空间位置和果实的大小、颜色、成熟度等信息，采摘直线模组用于带动采摘机构实现采收不同高度的果实，承接机构用于承接和暂存从运输管滚落的果品及控制果品是否滚出进入分级果箱，分级果箱用于存储不同等级的果品，行走机架用于固定采摘直线模组、分级直线模组和分级果箱，并在种植行间行走，驱控系统用于处理相机的感知信息以及驱动和控制上述执行部件。本发明实现果品采摘、运输、分级和集箱的并行作业，收获效率高。CN115039574ACN115039574A权利要求书1/1页1.在线分级的果品采摘机器人，其特征在于：包括采摘机构、运输管、相机、采摘直线模组、承接机构、分级直线模组、分级果箱、行走机架、驱控系统；所述的采摘机构固定在采摘直线模组的滑块上，用于完成果品采摘；所述的运输管固定在采摘机构的下方，运输管倾斜布置，使果品能在重力的作用下向后运输；所述的相机，可为双目相机或激光雷达，安装在采摘机构的上方，用于获取果品的空间位置和果实的大小、颜色、成熟度信息；所述的采摘直线模组固定在行走机架上，采摘机构固定在采摘直线模组的滑块上，用于带动采摘机构上下运动，采收不同高度的果实；所述的分级直线模组固定在行走机架上；所述的承接机构固定在分级直线模组的滑块上，带动承接机构上下运动；所述的承接机构由承接装置和开合装置组成，承接装置用于承接和暂存从运输管滚落的果品，开合装置固定在承接装置的尾部，用控制果品是否滚出承接装置，进入所述的分级果箱；所述的分级果箱多为多个果箱，固定在行走机架上，分级果箱内分布有缓冲材料，用于缓冲滚入的果品，并存储不同等级的果品；所述的行走机架用于固定采摘直线模组、分级直线模组和分级果箱，并在种植行间行走；所述的驱控系统用于处理相机的感知信息以及驱动和控制上述执行部件。2.采用权利要求1所述的在线分级的果品采摘机器人的采收方法，其特征在于，包括如下步骤：1)行间行走：驱控系统(9)驱动行走机架(8)在种植行间行走；2)果实扫描：驱控系统(9)接受相机(3)扫描植株上的果实所获取适采果实的空间位置和果品的大小、颜色、成熟度信息；3)采摘果品：驱控系统(9)控制采摘机构(1)依次将适采的当前果实摘下，随后果品进入运输管；4)输送果品：果实进入运输管(2)后，在重力的作用下向后运输，同时驱控系统(9)控制分级直线模组(6)带动承接机构(5)运动至运输管(2)出口侧下方；5)暂存果品：果实从运输管(9)内滚出，滚入承接机构(5)的承接装置内暂存；6)等级决策：驱控系统(9)依据相机(3)所获取的当前采收果实的大小或颜色信息，决策出当前所采果实的分级等级；7)分级入箱：驱控系统(9)依据决策的分级等级信息，控制分级直线模组(6)将承接机构(5)内的果实运送至相应的分级果箱(7)的入口处，驱控系统(9)控制开合装置(11)打开，果实滚入相应的分级果箱(7)，完成该果实的分级作业；8)接果等待：驱控系统(9)控制分级直线模组(6)将承接机构(5)运送至由采摘直线模组(4)带动的运输管(2)出口的侧下方，等待下一个果实的采收和运输，采收控制逻辑转入第2)步，以此往复循环。2CN115039574A说明书1/3页在线分级的果品采摘机器人及方法技术领域[0001]本发明属于农业机器人领域，涉及一种在线分级的果品采摘机器人及方法，实现果品采摘、运输、分级和集箱的并行作业。技术背景[0002]目前，我国番茄、苹果等果品的种植面积及年产量越来越大，但番茄、苹果等果品的收获还基本处于依靠人工采摘的阶段。人工采摘劳动强度高，效率低。急需提高机械化收获水平。现有果品采摘机器人在采摘完成后，需要将果品放入收集框，且后期还需要对果品进行分级处理，增加了处理环节和时间成本。[0003]针对现