上下协同式无人自主精准保质采棉机器人及其采棉方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115067078A(43)申请公布日2022.09.20(21)申请号202210865906.4(22)申请日2022.07.22(71)申请人上海海洋大学地址201306上海市浦东新区沪城环路999号申请人小家智能科技(上海)有限公司(72)发明人谢嘉陈学飞金昌兵孙帅浩(74)专利代理机构上海伯瑞杰知识产权代理有限公司31227专利代理师刘宗磊(51)Int.Cl.A01D46/30(2006.01)G06V10/22(2022.01)G06V10/764(2022.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称上下协同式无人自主精准保质采棉机器人及其采棉方法(57)摘要本发明提供了一种上下协同式无人自主精保质采棉机器人及其采棉方法，主要由车架、图像识别模块、扶禾机构、棉花扶正机构、棉仓、多轴采棉机构组成。步骤如下：两侧的扶禾机构将棉花苗绽开的棉花枝叶向中间收拢；图像识别模块拍照计算后获取上层棉花的位置；弧形轨道在侧臂轨道上滑动至棉花位置处，扶正梳齿沿内弧轨道滑动以调整棉花的姿态；图像识别模块继续拍照并获取调整姿态后的棉花位置，并对不同质量的棉花进行分类；采棉抓手在三轴轨道上进行空间的移动并抓取棉花，随后将抓取的棉花投放至棉仓内。本发明先对棉花进行姿态进行调整然后采摘，提高了棉花的采摘质量，并且减少了残留在棉花苞上的棉花残留，采摘更加彻底。CN115067078ACN115067078A权利要求书1/2页1.一种上下协同式无人自主精准保质采棉机器人，其特征在于，包含：所述采棉机器人设有车架(100)，所述车架(100)设有左右两侧间隔设置有支撑架(101)，左、右支撑架(101)之间留有供棉花株穿过的间隙，在支撑架(101)底部的前后两端分别设有行走轮(102)和转向轮(103)；在车架(100)的不同方位以及采棉爪手(520)上安装有若干图像识别模块，用于识别棉花、按质量对棉花进行分类、获取棉花的位置；在左、右支撑架(101)均安装有扶禾机构(200)，所述扶禾机构(200)包含有设于支撑架(101)上的竖直栏杆(201)，各竖直栏杆(201)沿车架(100)的前后方向分布，在竖直栏杆(201)的前侧设有扶禾器(202)；在每个扶禾机构(200)上均设有棉花扶正机构(300)，棉花扶正机构(300)包含有侧臂轨道(301)、弧形轨道(302)、扶正梳齿(303)，侧臂轨道(301)竖直安装在竖直栏杆(201)的外侧，弧形轨道(302)上下滑动安装在侧臂轨道(301)上，弧形轨道(302)竖向设置且两侧弧形轨道(302)的开口相对设置，弧形轨道(302)设有内弧轨道(302‑1)，扶正梳齿(303)的一端滑动安装在弧形轨道(302)上且扶正梳齿(303)的另一端交叉穿过竖直栏杆(201)，扶正梳齿(303)始终与弧形轨道(302)的内侧面相切；在车架(100)顶部安装有棉仓(400)、多轴采棉机构(500)，多轴采棉机构(500)由三轴轨道(510)以及安装在三轴轨道(510)上的采棉抓手(520)组成；两侧的扶禾机构(200)将棉花苗竖直聚拢在中间后，弧形轨道(302)在侧臂轨道(301)滑动至并由穿过竖直栏杆(201)的扶正梳齿(303)调整棉花的姿态，使得棉花正面向上，由多轴采棉机构(500)将棉花采摘并投放至棉仓(400)内。2.如权利要求1所述的上下协同式无人自主精准保质采棉机器人，其特征在于，行走轮(102)和转向轮(103)均为星型轮且行走轮(102)配置有轮毂电机，所述采棉机器人通过两个行走轮(102)的速度差来进行转向。3.如权利要求1所述的上下协同式无人自主精准保质采棉机器人，其特征在于，在左、右支撑架(101)上分别固定安装有龙门架(203)用于安装竖直栏杆(201)，扶禾器(202)安装在龙门架的前端，扶禾器(202)为三角形板的导向板。4.如权利要求1所述的上下协同式无人自主精准保质采棉机器人，其特征在于，侧臂轨道(301)上安装有第一同步带以及用于驱动第一同步带上下传动的第一电机(304)，弧形轨道(302)的外弧中部设有供第一同步带穿过的通槽(302‑2)。5.如权利要求1所述的上下协同式无人自主精准保质采棉机器人，其特征在于，弧形轨道(302)的内部设有第二同步带，在弧形轨道(302)上设有用于驱动第二同步带沿弧形轨道(302)内弧方向传动的第二电机(302‑3)；扶正梳齿(303)的一端设有滑块与第二同步带固定连接。6.如权利要求1所述的上下协同式无人自主精准保质采棉机器人，其特征在于，三轴轨道(510)由水平的X轨道(511)、Y轨道(512)以及竖直的Z轨道(513)组成，两个X轨道(511)设有X轴同步带(51