一种草莓采摘机器人

1.本发明涉及到一种机器人，具体涉及到一种草莓采摘机器人。


背景技术：

2.近年来，我国草莓的种植面积迅速增长，但目前我国对于草莓的采摘还大多采用人工采摘，并成熟的草莓采摘设备。而人工采摘劳动强度又大，效率又低，并且草莓每天的适宜采摘时间在早晨露水已干至午间高温未到之前，或傍晚天气凉爽时，草莓的结果期长，还要分批分次采收，成熟的草莓一旦漏采就会失去商品性，这无疑增加了人工采摘的负担。
3.我国种植的草莓植株比较矮小，果实的位置也比较矮，并且植株的间距较小，所以并不能像欧美国家一样采用大型的采摘设备。并且草莓果实形状奇特，柔嫩多汁，并且极易损伤，包括采摘时造成的机械损伤，或者草莓储存时草莓过多底层草莓被压伤，草莓一旦损伤就会加速腐烂。因此，需要一种结构小巧，定位准确，防止草莓受伤的采摘设备。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种不损伤草莓，适合在空间较小的草莓种植地中进行采摘的草莓采摘机器人。
5.本发明为实现上述目的，采用以下的技术方案：
6.一种草莓采摘机器人，包括移动平台和采摘装置，所述采摘装置固定在移动平台上，移动平台上还设有收纳盒，所述采摘装置包括机械臂和切割组件，所述机械臂通过固定底座固定在移动平台上，机械臂的末端设有保护罩，所述切割组件位于保护罩内，所述保护罩固定连接在机械臂的一端，收纳盒底部设有压力传感器，压力传感器与报警系统相连。
7.进一步地，所述切割组件通过连接板固定在保护罩的内部，切割组件包括动刀片、静刀片、第一齿轮和第二齿轮，静刀片固定在连接板上，静刀片上设有第一舵机，所述第一舵机的转动轴与第一齿轮连接，第一齿轮与第二齿轮相啮合，静刀片与动刀片铰接，所述第二齿轮通过销轴固定在静刀片与动刀片的铰接处。
8.进一步地，所述保护罩底部设有挡板，所述挡板与保护罩铰接，一端连接在保护罩上，另一端连接有第三齿轮；保护罩旁侧还设有第二舵机，所述第二舵机连接有第四齿轮，所述第三齿轮与第四齿轮相啮合。
9.进一步地，所述移动平台还包括转向系统，所述转向系统固定在移动平台的一侧；转向系统包括稳定组件，所述稳定组件包括上梁和下梁，所述上下梁之间通过第一支撑柱固定连接，上梁上连接有第三舵机，所述第三舵机的连接轴与第一连杆连接，上下梁两侧固定有固定杆，所述每个固定杆上连接有第二连杆，第二连杆在与固定杆连接处设有轴孔，所述轴孔与行走轮连接，第二连杆之间连接有稳定杆，所述稳定杆也与第一连杆连接。
10.进一步地，所述移动平台包括上车板和下车板，所述上车板与下车板之间通过第二支撑柱固定连接，下梁与下车板连接。
11.进一步地，所述移动平台还包括驱动系统，所述驱动系统包括第五齿轮、第六齿轮
和第二电机；所述第二电机固定在下车板上，第二电机与第五齿轮连接，第五齿轮与第六齿轮相啮合，所述第六齿轮中间设有行走主动轴，所述行走主动轴两端与行走轮连接，行走主动轴的两侧设有固定架，所述固定架内设有第三轴承。
12.进一步地，所述第三舵机的连接轴使用第一连接轴，所述第三舵机的连接轴使用第一d形轴，第一连杆也设有与连接轴相适配的d形孔，并使用螺钉进行连接，所述轴孔与车轮的固定轴相连接，所述固定轴末端采用第二d形轴。
13.进一步地，所述保护罩顶部连接有图像处理传感器，保护罩上设有与之相适配的连接孔。
14.进一步地，所述轴孔内设有第一轴承，所述第一轴承内圈与固定轴连接，外圈连接在轴孔内部；所述固定杆与支架连接处设有第二轴承，支架与固定杆的连接处设有与第二轴承适配的安装孔，所述安装孔位于支架上。
15.进一步地，所述保护罩顶面设有进果口，所述进果口呈碗状，从保护罩顶部向上一体延伸一段距离，进果口顶部处于开口状态。
16.本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
17.本发明通过图像处理传感器对成熟的草莓进行定位，使移动平台移动到指定位置后，通过机械臂的调整使草莓进入保护罩内，然后切割组件对草莓果柄进行切割，使草莓无损伤的落入到保护罩内，当保护罩内装满后，就会通过保护罩下面的挡板将草莓放入到移动平台上的收纳盒中，收纳盒与压力传感器连接，当草莓的重量超过一定值后，与压力传感器连接的报警系统就会发出声响，提示果农进行卸装，防止出现草莓压伤的现象。本发明能够避免草莓出现机械损伤或压伤，并且可以在狭小的草莓种植地进行工作。
附图说明
18.图1为一种草莓采摘机器人总装示意图。
19.图2为保护罩与挡板连接示意图。
20.图3为稳定组件连接示意图。
21.图4为转向系统与行走轮连接示意图。
22.图5为转向系统示意图。
23.图6驱动系统与下车板连接示意图。
24.图7为切割组件示意图。
25.图8为挡板与第二舵机连接示意图。
具体实施方式
26.结合图1至图8，一种草莓采摘机器人，包括移动平台1和采摘装置2，所述采摘装置2固定在移动平台1上，移动平台1上还设有收纳盒3，所述采摘装置2包括机械臂4和切割组件，所述机械臂4通过固定底座6固定在移动平台1上，机械臂4的末端设有保护罩7，所述切割组件位于保护罩7内，所述保护罩7与机械臂的小臂相连接，收纳盒3底部设有压力传感器，压力传感器与报警系统相连。所述压力传感器可以对收纳盒3里面的草莓实时称重，当重量高于草莓承受的压力时，压力传感器就会对报警系统发出电信号，报警系统就会发出声响提醒果农需要将收纳盒3里的草莓进行转移，防止草莓压伤失去商品性。
27.所述保护罩顶部连接有图像处理传感器5，保护罩上设有与之相适配的连接孔。所述图像处理传感器5能够根据获取的图像识别草莓是否满足采摘条件，并且能够识别出草莓的果实与移动平台的距离。
28.所述保护罩顶面设有进果口8，所述进果口8呈碗状，从保护罩7顶部向上一体延伸一段距离形成，进果口8顶部处于开口状态。当机械臂4辅助进果口到达指定位置时，进果口8会将丛生聚集的草莓分离开，防止对其他的草莓造成误伤。
29.所述切割组件通过连接板9固定在保护罩7内部的侧壁上，切割组件包括动刀片10、静刀片11、第一齿轮12和第二齿轮13，静刀片11固定在连接板9上，静刀片11上设有第一舵机14，所述第一舵机的转动轴与第一齿轮12连接，第一齿轮12与第二齿轮13相啮合，静刀片11与动刀片10铰接，所述第二齿轮13通过销轴15固定在静刀片11与动刀片10的铰接处。当草莓进到进果口8后，草莓的果柄会停在静刀片11与动刀片10之间，通过第一舵机14使动刀片10对果柄进行剪切，剪切后的草莓就会掉落到保护罩7一定的储存空间内。所述第一舵机14的转动范围为90
°
至360
°
即可满足工作需要，所以第二齿轮13采用半圆齿轮，防止对误碰到待剪切的草莓，使草莓产生不必要的损伤。
30.所述保护罩7底部设有挡板15，所述挡板与保护罩7铰接，一端连接在保护罩7上，另一端连接有第三齿轮16；保护罩7旁侧还设有第二舵机17，所述第二舵机17连接有第四齿轮18，所述第三齿轮16与第四齿轮18相啮合。当草莓果实装满保护罩7的储存空间后，机械臂4就会辅助保护罩7到达收纳盒上方，第二舵机17驱动挡板15打开，使草莓落入铺有一定厚度的柔性材料垫的收纳盒3中，来确保草莓不会因掉落而摔坏。
31.所述移动平台1还包括转向系统19，所述转向系统19固定在移动平台的1一侧；转向系统19包括稳定组件，所述稳定组件包括上梁20和下梁21，所述上下梁之间通过第一支撑柱22固定连接，上梁20上连接有第三舵机23，所述第三舵机的连接轴与第一连杆24连接，上下梁两侧固定有固定杆25，所述每个固定杆25上连接有第二连杆26，第二连杆26在与固定杆25连接处设有轴孔27，所述轴孔27与行走轮28连接，第二连杆26之间连接有稳定杆29，所述稳定杆29也与第一连杆24连接。使移动平台的稳定性更好，便于在复杂的环境下工作。
32.所述移动平台包括上车板30和下车板31，所述上车板30与下车板31之间通过第二支撑柱32固定连接，分别分布在上下车板的四个角落。所述上梁20上连接第三舵机23，下梁21与下车板31连接。下车板31的前部安装有转向系统19，转向时行走轮28会发生轨迹为圆形的转动，所以在下车板31前部开有预留槽33，防止与行走轮28发生接触。
33.所述移动平台1还包括驱动系统，所述驱动系统包括第五齿轮34、第六齿轮35和第二电机36；所述第二电机36固定在下车板31上，第二电机36与第五齿轮34连接，第五齿轮34与第六齿轮35相啮合，所述第六齿轮35中间设有行走主动轴36，所述行走主动轴36两端与行走轮28连接，行走主动轴36的两侧设有固定架37，所述固定架37内设有第三轴承38，第三轴承38用于减小行走主动轴36与固定架37之间的摩擦，减少行走主动轴36的磨损。
34.所述第三舵机的连接轴使用第一d形轴39，第一连杆24上设有与连接轴相适配的d形孔，并使用螺钉40进行连接，所述轴孔27与行走轮28的固定轴相连接，所述固定轴使用第二d形轴41。所述轴孔27内设有第一轴承42，所述第一轴承42内圈与第二d形轴41连接，外圈连接在轴孔27内部；所述固定杆25与支架连接处设有第二轴承43，支架与固定杆25的连接处设有与第二轴承43适配的安装孔，所述安装孔位于支架上。因为此装置中的第一轴承42
和第二轴承43所受力既有轴向力也有径向力且载荷较大，故都采用深沟球轴承，采用深沟球轴承的目的是为了使连接处尽可能的降低摩擦力，减少轴的磨损。
35.所述下车板上还具有中枢处理系统44，包括避障传感器，电控系统和报警系统来辅助移动平台进行自动移动和自动定位。
36.该设备的使用方法：
37.当一种草莓采摘机器人将要开始工作时，首先通过保护罩7上的图像处理传感器5，对草莓的图像进行采集并处理，然后传递信号给移动平台1，使移动平台1辅助采摘装置2移动到达到采摘条件的草莓处，然后机械臂4使成熟的草莓果实进入进果口8里面，进果口8将其他不是本次采摘目的的草莓都隔在保护罩7外面，防止对其他草莓造成不必要的损伤，进到进果口8里的草莓，使草莓果柄停留在静刀片11与动刀片10之间，然后第一舵机14使动刀片10对草莓果柄完成切割，切割后的草莓暂时存放在保护罩7里面，当保护罩7里面空间不足时，机械臂4就使保护罩7到达收纳盒3的上方，第二舵机17驱动挡板15打开，使草莓落入到铺有一定厚度的柔性材料垫的收纳盒3中，保证草莓不会因掉落而摔烂，当收纳盒3里的重量达到一定程度后，为防止草莓压伤或到达期待重量后，收纳盒3下面的压力传感器就会对报警系统发出电信号，使报警系统发出声响，提醒果农及时将草莓转移，压力传感器还可以对收纳盒3中的草莓进行实时称重。
38.当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。