一种智能摘果机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种智能摘果机器人，本发明专利技术是一款可通过Wi‑Fi接入互联网、可自动摘果、可通过手机辅助控制的智能摘果机器人，其包括监控与控制终端、云服务器、路由器、摘果机械臂、运输机器人、图像识别处理模块、Wi‑Fi模块、集成控制系统、集成电路板。由无线模块提供接入网络能力，由图像识别模块识别果的特征、位置、成熟度后将相关信息通过UATR串口发回STM32控制器，STM32控制器收到后根据事先设置好的程序判断控制摘果机械臂摘果，本发明专利技术还支持单人手持摘果机械臂使用。与现有技术相比，本发明专利技术专利实现了提高了采摘果实的效率，解放了人力。

【技术实现步骤摘要】
一种智能摘果机器人
本专利技术涉及一种智能摘果机器人，是一款可通过Wi-Fi接入互联网、可自动摘果、可通过手机辅助控制的智能摘果机器人。
技术介绍
目前果农采摘果实主要是通过雇取工人手工采摘或者使用单一工具自行采摘，这种方法费时费力，果实太高采摘麻烦，采摘后的果实难收集且辨别果实成熟度只能通过肉眼观察，采摘果实的效率太低。本专利技术针对以上问题，提供一种智能摘果机器人，旨在能够在果园中，智能摘果机器人能够自主采摘果实或果农可以手持摘果机械臂通过专门的客户端来控制摘果机械臂摘果。
技术实现思路
为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种智能摘果机器人，其特征在于，其包括云服务器、监控与控制终端、STM32控制器、摘果机械臂、运输机器人、图像识别处理模块、Wi-Fi模块、集成电路板、外壳、电源电路和云服务器，其中，所述云服务器包括TCP服务器、数据库服务器、数据挖掘服务器；所述STM32控制器控制机械臂摘果动作，并支持学习、储存信号；所述摘果机械臂实现对果实的摘果动作；所述运输机器人能够自主行走、自动避障、且具有减震弹簧，该运输机器人能够由手机辅助遥控行走；Wi-Fi模块采用蓝牙模块、红外模块、ZigBee模块、4G模块、GPRS模块、RoLa无线通信模块中一个或者多个；所述的图像识别处理模块包括果的特征识别、果的位置识别、果的成熟度识别；所述摘果机械臂能够根据所述的图像识别处理模块对果的识别信息进行自动摘果，并可自动放入运输机器人中，且摘果数据能够由云服务器和监控与控制终端进行管理并存储。进一步，作为优选，所述摘果机械臂包括伸缩撑杆、铡刀电机组件和多级缓冲收集袋，其中，伸缩撑杆上设置有所述铡刀电机组件，所述伸缩撑杆上位于所述铡刀电机组件的铡刀下方设置有多级缓冲收集袋。进一步，作为优选，所述伸缩撑杆分为四部分,其顶部为伸缩范围在0-100cm伸缩速度10cm/s的直线行程电机；伸缩撑杆上部分为长度在100-200cm的合金撑杆，合金撑杆不可伸缩；中间为伸缩范围在0-200cm的电动滑杆；底部为可360度旋转的电动转盘。进一步，作为优选，所述铡刀电机组件由舵机、牵引绳和铡刀、弹簧组成，铡刀电机组件用于剪断叶枝，所述舵机设置在伸缩撑杆下部，所述舵机上连接牵引绳，所述牵引绳的端部连接铰接杆，铰接杆与铡刀之间设置弹簧，所述铡刀由所述舵机操作实现剪切作业，所述多级缓冲收集袋设置在铡刀下方，图像识别处理模块的摄像头设置在铡刀一侧上方。进一步，作为优选，多级缓冲收集袋由十级环形缓冲收集袋组成，多级缓冲收集袋完全伸展时总长度为2米，十级环形缓冲收集袋完全收缩时最短长度为60cm,环形缓冲收集袋最大圆环面积约为0.045平方米。进一步，作为优选，所述STM32控制器包括一定数量的IO口、PWM发生器、UART串口，并通过UART串口发送摘果信号以达到控制机械臂摘果动作，伸缩撑杆由STM32控制PWM发生器控制伸缩动作。进一步，作为优选，所述运输机器人前、左、右端装有超声波模块，机器人内部为镂空容器，运输机器人主体封装于塑料外壳中，其内部设置有STM32控制器、Wi-Fi模块、超声波模块及电源电路，所述的超声波模块装在运输机器人上，用以运输机器人的避障功能。进一步，作为优选，还包括电源电路，电源电路使用5V-24V直流电输入，通过电路降压为整个电路所需的3.3V电源。进一步，作为优选，所述运输机器人具有自动模式和手机辅助控制模式。进一步，作为优选，所述的Wi-Fi模块通过UART和STM32控制器连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术能够有效的降低了制造成本，与传统的人工采摘相比，不仅大大减少了人力，也提升了效率，可以使用手机操作，方便控制，实现自动的摘果，并能够对果的成熟度等数据进行识别、判定并存储，本专利技术能够自主采摘果实，果农可以手持摘果机械臂通过专门的客户端来控制摘果机械臂摘果。附图说明图1是本专利技术的总体结构图；图2是本专利技术的运输机器人主要组成部分示意图；图3是本专利技术的摘果机械臂主要组成部分示意图；图4是本专利技术的图像采集与识别部分示意图；图5是本专利技术的摘果机械臂结构示意图；图6是本专利技术的运输机器人结构示意图；图7是本专利技术的运输机器人模块结构框图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-7，本专利技术提供一种技术方案：一种智能摘果机器人，包括监控与控制终端16、云服务器、路由器15、摘果机械臂2、运输机器人4、图像识别处理模块11、Wi-Fi模块9、集成控制系统6、集成电路板；其中，所述云服务器包括TCP服务器17、数据库服务器18、数据挖掘服务器19；所述的监控与控制终端16采用滑动控制小车运动、具有视频页面查看机械臂所在画面、在手动操作时用文字提示用户所摘果实是否满足要求。使用时首先打开手机上的客户端软件，搜索并与目标Wi-Fi模块进行连接，再经过手机界面发送指令给目标Wi-Fi模块，目标Wi-Fi模块接收到指令后通过串口以相同的指令发送给STM32控制模块的UART串口，再由STM32控制器进行判断，通过已经烧写在其中的程序指令执行相应的操作，以此达到人工控制运输机器人及摘果机械臂摘果的目的。所述的摘果机械臂包括伸缩撑杆21、铡刀电机、多级缓冲收集袋3及电源电路，摘果机械臂2可组装在运输机器人上，由STM32控制器收到摘果信号后驱动电机执行相关操作。所述的铡刀电机由舵机和刀口组成，所述的多级缓冲收集袋由十级环形缓冲收集袋组成，伸缩撑杆21包括合金撑杆24、直线行程电机25、电动滑杆30、电动转盘31。所述铡刀电机组件由舵机26、牵引绳27和铡刀28、弹簧29组成，铡刀电机组件用于剪断叶枝，所述舵机设置在伸缩撑杆下部，所述舵机上连接牵引绳27，所述牵引绳27的端部连接铰接杆，铰接杆与铡刀之间设置弹簧，所述铡刀由所述舵机操作实现剪切作业，所述多级缓冲收集袋设置在铡刀下方，图像识别处理模块的摄像头设置在铡刀一侧上方.所述的运输机器人，包括运输机器人主体封装于塑料外壳中，包括STM32控制器、Wi-Fi模块9、摄像头12、超声波模块14及电源电路。其中运输机器人具有自动模式和手机辅助控制模式。所述的图像识别处理模块11，包括深度学习算法后识别果的特征识别、果的位置识别、果的成熟度识别。所述的集成控制系统，包括STM32控制器、超声波模块14、摄像头12、Wi-Fi模块9。所述的STM32控制器包括一定数量的IO口13、UART串口接收模块10。所述的超声波模块装在运输机器人上，用以运输机器人的避障功能。所述的摄像头应装在摘果机械臂上，用以图像识别处理模块，识别果的特征识别、果的位置、果的成熟度，所述的Wi-Fi模块通过UART和STM32控制器连接。下面详细介绍本专利技术的工作过程及工作原理：（1）如图1所示，接入移动电源24v电压，接入摘果机械臂2供电，经过降压模块5处理后电压为5v，接到STM32控制器6上DC5v处，为整个电路供电。（2）如图1所示，STM32控制器6上含本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能摘果机器人，其特征在于，其包括云服务器、监控与控制终端、STM32控制器、摘果机械臂、运输机器人、图像识别处理模块、Wi‑Fi模块、集成电路板、外壳、电源电路和云服务器，其中，所述云服务器包括TCP服务器、数据库服务器、数据挖掘服务器；所述STM32控制器控制机械臂摘果动作，并支持学习、储存信号；所述摘果机械臂实现对果实的摘果动作；所述运输机器人能够自主行走、自动避障、且具有减震弹簧，该运输机器人能够由手机辅助遥控行走；Wi‑Fi模块采用蓝牙模块、红外模块、ZigBee模块、4G模块、GPRS模块、RoLa无线通信模块中一个或者多个；所述的图像识别处理模块包括果的特征识别、果的位置识别、果的成熟度识别；所述摘果机械臂能够根据所述的图像识别处理模块对果的识别信息进行自动摘果，并可自动放入运输机器人中，且摘果数据能够由云服务器和监控与控制终端进行管理并存储。

【技术特征摘要】
1.一种智能摘果机器人，其特征在于，其包括云服务器、监控与控制终端、STM32控制器、摘果机械臂、运输机器人、图像识别处理模块、Wi-Fi模块、集成电路板、外壳、电源电路和云服务器，其中，所述云服务器包括TCP服务器、数据库服务器、数据挖掘服务器；所述STM32控制器控制机械臂摘果动作，并支持学习、储存信号；所述摘果机械臂实现对果实的摘果动作；所述运输机器人能够自主行走、自动避障、且具有减震弹簧，该运输机器人能够由手机辅助遥控行走；Wi-Fi模块采用蓝牙模块、红外模块、ZigBee模块、4G模块、GPRS模块、RoLa无线通信模块中一个或者多个；所述的图像识别处理模块包括果的特征识别、果的位置识别、果的成熟度识别；所述摘果机械臂能够根据所述的图像识别处理模块对果的识别信息进行自动摘果，并可自动放入运输机器人中，且摘果数据能够由云服务器和监控与控制终端进行管理并存储。2.根据权利要求1所述的一种智能摘果机器人，其特征在于：所述摘果机械臂包括伸缩撑杆、铡刀电机组件和多级缓冲收集袋，其中，伸缩撑杆上设置有所述铡刀电机组件，所述伸缩撑杆上位于所述铡刀电机组件的铡刀下方设置有多级缓冲收集袋。3.根据权利要求2所述的一种智能摘果机器人，其特征在于：所述伸缩撑杆分为四部分,其顶部为伸缩范围在0-100cm伸缩速度10cm/s的直线行程电机；伸缩撑杆上部分为长度在100-200cm的合金撑杆，合金撑杆不可伸缩；中间为伸缩范围在0-200cm的电动滑杆；底部为可360度旋转的电动转盘。4.根据权利要求2所述的一种智能摘果机器人，其特征在于：所述铡刀电机组件由舵机、牵引...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖义奎，宋因建，殷徐栋，官玉恒，韦政，林宝玲，
申请(专利权)人：广西民族大学，
类型：发明
国别省市：广西,45