一种山地用果实自动采摘机器人的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种山地用果实自动采摘机器人，主要包括：山地拖拉机(1)、控制盒(2)、伺服电机(3)(5)(8)、位置传感器(4)(6)(9)、机械臂(7)、机械手(10)、摄像头(11)、红外距离传感器(12)、支撑架(13)、蓄电池(14)等。该山地拖拉机(1)以柴油机为动力机，通过柴油机带动发电机发电，给蓄电池(14)充电，再由蓄电池(14)给机械臂(7)供电。在机械手(10)中间有摄像头(11)，可以捕获机械手(10)前方的果实图像，并传给控制盒(2)，控制盒(2)将图像处理后，结合红外距离传感器(12)的信息进行分析决策，确定机器人的动作，控制拖拉机(1)跟机械臂(7)的运动以及机械手(10)的收缩来采摘果实。该机器人主要功能为采摘生长在山地且人力采摘不方便的果实，具有较强的实用性和推广价值。
【专利说明】—种山地用果实自动采摘机器人
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种采摘机器人，尤其是涉及一种山地用果实自动采摘机器人，属于农业机械领域。
【背景技术】
[0002]山地拖拉机的发明，大大拓展了拖拉机的适用领域，使其能在山地上作业，但是仍需人力进行现场操作，不能很好地解放人力，尤其是在在人力不易采摘的山地上，而研究一种代替人力进行田间工作的机器人显得尤为重要。装有机械臂的山地机器人可以代替人力，在山地进行果实采摘工作，并且可以设定自动程序进行自动采摘。
【发明内容】
[0003]针对以上所述的需要，本发明的目的在于提供一种山地用果实自动采摘机器人，它能通过摄像头采集现场图像，再通过控制盒对图像的处理和控制盒对机械臂的控制，完成机械臂的运作，实现对人力的代替。
[0004]为了实现上述目的，本发明的山地用果实自动采摘机器人包括:山地拖拉机(I)、控制盒⑵、伺服电机⑶(5)⑶、位置传感器⑷(6) (9)、机械臂(7)、机械手(10)、摄像头
(11)、红外距离传感器(12)、支撑架(13)、蓄电池(14)等。该山地拖拉机以柴油机为动力机，通过柴油机带动发电机发电，给蓄电池(14)充电，再由蓄电池(14)给机械臂(7)供电。所述摄像头(11)装在机械手(10)中间，可以捕获机械手(10)前方的图像；所述红外距离传感器(12)装在摄像头(11)旁边；所述控制盒(2)通过螺栓固定住支架(13)上；所述控制盒(2)内装有ARM处理器，ARM处理器与DSP芯片、伺服电机驱动、位置传感器(4) (6) (9)相连，DSP芯片与摄像头(11)、红外传感器(12)相连，DSP芯片对图像进行处理并传给ARM处理器，ARM处理器进行分析，并控制山地拖拉机(I)的转向和机械臂(7)上电机的转动，实现机械臂(7)的运动以及机械手(10)的活动；所述的机械臂(7)通过螺栓固定在支撑架
(13)上；所述的蓄电池(14)通过螺栓固定在拖拉机车架上；支架(13)为角钢结构，底部左右各有两个支撑腿焊接在车架上；所述支撑架(13)通过螺栓固定住拖拉机(I)上；所述机械手有三个手指，每个手指有两个指节，指节之间用伺服电机连接；每个伺服电机通过导线与控制盒(2)连接；上述山地拖拉机为柴油拖拉机。
[0005]本发明具有以下优点:
[0006]I)在山地拖拉机上装机械臂，能够采摘生长在山地且人力采摘不方便的果实，解放人力。
[0007]2)先通过摄像头获取果实位置，再通过果实在图像中所占比例的扩大来使机械手准确移向果实，并结合红外距离传感器进行定位，随后由机械手抓住果实。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]下面将参照附图描述本发明的实施方式。[0009]附图1是本发明一种山地用果实自动采摘机器人的主视图。
[0010]附图2是本发明机械手的主视图。
[0011]附图3是本发明控制盒中结构示意图。
[0012]以下是图中各部件的标号:
[0013]1-山地拖拉机，2-控制盒，3-伺服电机，4-位置传感器，5-伺服电机，6_位置传感器，7-机械臂，8-伺服电机，9-位置传感器，10-机械手，11-摄像头，12-红外距离传感器，13-支撑架，14-蓄电池。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明:
[0015]该山地用果实自动采摘机器人的组件包括:山地拖拉机(I)、控制盒(2)、伺服电机⑶(5)⑶、位置传感器⑷(6) (9)、机械臂(7)、机械手(10)、摄像头(11)、红外距离传感器(12)、支撑架(13)、蓄电池(14)等。
[0016]机械臂(7)包括机械臂底座、两节机械臂、底座上和两个关节处都装有伺服电机，机械臂(7)末端装有机械手(10)，机械手(10)上装有三个机械手指，每根手指由两个手指节组成，每个手指关节处装有伺服电机，手指上的伺服电机使用同一个控制电路，机械手
(10)中心装有摄像头(11)跟红外距离传感器(12)，摄像头(10)与控制盒(2)中的DSP芯片连接。每个伺服电机处都装有驱动电路、位置传感器(4) (6) (9)。
[0017]控制盒(2)中装有控制电路，包括ARM处理器、DSP芯片，ARM处理器与电机驱动连接，DSP芯片与摄像头(11)连接。
[0018]工作时，先由摄像头(11)采集图像，然后传到控制盒⑵中的DSP芯片，由DSP芯片处理图像信号，并将图像进行处理并传给ARM处理器，ARM处理器根据图像中颜色的区别确定果实的位置，再根据机械臂(7)中位置传感器(4) (6) (9)的数据，计算出拖拉机的行进路线以及机械臂(7)的活动方式，然后控制拖拉机前进以及转向，然后根据控制台信号控制机械臂(7)中伺服电机(3) (5) (8)转动，使机械臂(7)活动，通过反复的移动，使果实的图像在采集的图像中所占比例逐渐扩大，等到机械手(10)接近目标时，ARM处理器再控制伺服电机⑶(5)⑶转动，使机械手(10)指收紧，抓住果实。
[0019]根据上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更与修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，凡在本发明的精神和原则之内所做的任何修改，等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种山地用果实自动采摘机器人，其主要包括:山地拖拉机(I)、控制盒(2)、伺服电机⑶(5)⑶、位置传感器⑷(6) (9)、机械臂(7)、机械手(10)、摄像头(11)、红外距离传感器(12)、支撑架(13)、蓄电池(14)等。该山地拖拉机以柴油机为动力机，通过柴油机带动发电机发电，给蓄电池(14)充电，再由蓄电池(14)给机械臂(7)供电。所述摄像头(11)装在机械手(10)中间，可以捕获机械手(10)前方的图像；所述红外距离传感器(12)装在摄像头(11)旁边；所述控制盒⑵通过螺栓固定住支架(13)上；所述控制盒(2)内装有ARM处理器，ARM处理器与DSP芯片、伺服电机驱动、位置传感器(4) (6) (9)相连，DSP芯片与摄像头(11)、红外传感器(12)相连，DSP芯片对图像进行处理并传给ARM处理器，ARM处理器进行分析，并控制山地拖拉机(I)的转向和机械臂(7)上电机的转动，实现机械臂(7)的运动以及机械手(10)的活动；所述的机械臂(7)通过螺栓固定在支撑架(13)上；所述的蓄电池(14)通过螺栓固定在拖拉机车架上；支架(13)为角钢结构，底部左右各有两个支撑腿焊接在车架上；所述支撑架(13)通过螺栓固定住拖拉机(I)上；所述机械手有三个手指，每个手指有两个指节，指节之间用伺服电机连接；每个伺服电机通过导线与控制盒(2)连接；上述山地拖拉机为柴油拖拉机。
【文档编号】B25J19/04GK103481296SQ201310423029
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月10日 优先权日:2013年9月10日
【发明者】杨福增, 朱海, 于龙飞, 蒲应俊, 刘志杰 申请人:西北农林科技大学