利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法技术

本发明专利技术公开了一种利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法，1）中央控制器控制机器人运行至采摘目的地；2）采摘作业；模仿人类的采摘动作完成果实的采摘任务；3）果实分级；一般果实经由常规通道直接穿过梯形果实自动分级器进入一个果实收集箱内；较大的果实经由常规通道到达梯形果实自动分级器，由分级器分级处理后，进入另一个果实收集箱；4）果实分级器复位；5）果实收集箱整理与更换；中央控制器控制三坐标系移动系总成动作，实现果实在果实收集箱中按照既定位置摆放，其中一个果实收集箱收集满后，采摘停止，更换果实收集箱后，进行新的采摘作业。该方法适应能力强，运动灵活，安全可靠。

Picking Classification Method of Robot with Double-arm Apple Picking Round Classification Collection

The invention discloses a method of harvesting and grading by using double-arm apple harvesting circular grading collection robot. 1) the central controller controls the robot to run to the harvesting destination; 2) the harvesting operation; completes the harvesting task by imitating the human harvesting action; 3) the fruit grading; and the general fruit enters a fruit collection directly through a trapezoidal fruit grader through a conventional channel. In the box, the larger fruits reach the trapezoidal fruit automatic grader through the conventional channel, and are graded by the grader and then processed into another fruit collection box; 4) fruit grader reset; 5) fruit collection box arrangement and replacement; the central controller controls the movement system assembly of the three coordinate system, so that the fruits can be placed in the fruit collection box according to the established position, and one of the fruits can be collected and replaced. When the box is full, the picking stops. After replacing the fruit collection box, the new picking operation is carried out. This method has strong adaptability, flexible movement, safety and reliability.

【技术实现步骤摘要】
利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法
本专利技术涉及一种机器人技术，尤其是一种利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法。
技术介绍
水果采摘耗时，耗力，为了保证水果质量，需要适时采摘。目前，我国水果采摘主要通过手工完成，要在短时间内采摘所有水果必须投入大量人力，物力，且采摘劳动强度大。随着机器人技术的进步和现代高效农业的不断发展，机器人取代传统的农业机械是大势所趋。水果采摘机器人是发展现代化农业生产的主要手段之一，果实采摘机器人不仅应具备准确识别成熟果实及准确定位的功能，还能快速规划出合适的采摘路径，实现快速自主采摘。中国专利文献201410159419.1公开了一种双臂水果采摘机器人及水果采摘方法。双臂水果采摘机器人包括果实采摘机械装置和控制系统。果实采摘机械装置包括左机械臂，右机械臂，左末端执行器，右末端执行器，移动平台，果篮。左机械臂和右机械臂结构相同，分别安装于移动平台的左侧和右侧。左机械臂和右机械臂分别完成将左末端执行器和右末端执行器送到指定采摘点工作。左末端执行器和右末端执行器结构相同，分别安装于左机械臂和右机械臂前端。左末端执行器和右末端执行器分别完成机器人行进方向左侧和右侧果树水果获取，回收工作。控制系统完成机器人导航，行走和采摘的控制任务。本专利技术还公开了一种双臂水果采摘机器人的水果采摘方法，机械臂分采摘点进行采摘，一个采摘点可实现多个果实连续分别采摘。该专利申请技术双臂单独作业，不能实现果实的自动分级收集。中国专利申请201810949753.5公开了一种智能采摘机器人，包括：升降杆，所述升降杆包括主体杆及滑轨，所述滑轨设于所述主体杆；取果钳组件，所述取果钳组件包括钳体及驱动装置，所述钳体与所述滑轨滑动连接，所述驱动装置用于驱动所述钳体沿所述滑轨的延伸方向运动；果桶，所述果桶包括桶体，活动板，弹性件及钥匙块，所述桶体与所述滑轨滑动连接，且所述桶体的开口朝向所述钳体，所述活动板设于所述桶体内，所述弹性件弹性连接所述活动板与所述桶体，所述钥匙块固设于所述活动板，且所述活动板覆盖所述弹性件与所述钥匙块；自动锁止件，所述自动锁止件包括转动件，转轴，支撑件，滑道结构，卡块，弹簧及锁止块，所述转动件通过所述转轴与所述主体杆转动连接，所述转动件的一端与所述桶体抵接，所述支撑件位于所述主体杆内，且与所述主体杆连接，所述滑道结构与所述支撑件连接，所述转动件上形成有锁止通道，所述卡块的一端插入所述锁止通道，所述卡块的另一端滑入所述滑道结构，且与所述滑道结构抵接，所述弹簧弹性连接所述卡块的另一端与所述支撑件，所述锁止块贯穿所述桶体，并伸入所述锁止通道，且所述锁止块朝向所述钥匙块设置；其中，所述锁止块的长度等于所述锁止通道的长度，所述钥匙块的长度大于或者等于所述卡块的长度。该专利申请技术不具有视觉定位功能，且不能实现果实的自动分级收集。中国专利申请201710857174.3公开了一种基于机器视觉的智能水果采摘机器人，包括控制系统及与其分别连接的行走机构，采摘机械手，视觉系统，电源系统，控制系统，电源系统与行走机构固定连接，采摘机械手为四自由度关节型机械手且通过底座与行走机构固定连接，视觉系统的视觉传感器固定设置于采摘机械手的腕部上方，视觉系统的视觉控制模块与控制系统集成并与视觉传感器信号连接，视觉控制模块用于基于图像分割的全卷积网络图像处理技术对视觉传感器的图像进行目标定位识别，视觉控制模块将目标定位信息传给控制系统，控制系统控制行走机构移动和/或机械手摘取水果。该专利申请技术视觉系统的视觉传感器固定设置于采摘机械手的腕部上方，由于枝干树叶的遮挡，采摘可达域受限；并且该专利申请技术没有果实传输系统，从采摘到收集均由单一机械手完成，采摘效率较低。中国专利申请201611222939.8公开了一种基于机器视觉的水果采摘机器人，它包括车架，广角相机，机械爪，所述车架底部设有蓄电池，所述车架左右两侧设有左前轮，左后轮，右后轮和右前轮，所述车架上设有广角相机，所述广角相机正下方设有图像处理装置，通过机器视觉来实现果品的自动识别，通过广角相机和前置摄像头相互配合来实现果品的精确采摘，解决了双目相机三维重构的精度和效率的不足，实现了实时处理信息，可以对果品进行快速采摘。该专利申请技术解决了双目相机三维重构的精度和效率的不足，实现了实时信息处理，但是由于枝干树叶的遮挡，采摘可达域受限，且没有果品收集装置，不能独立完成采摘作业。中国专利申请201811099973.X公开了一种水果采摘分级装箱机器人，包括机架，所述机架的两侧安装有履带行进轮，所述机架内安装有用于驱动履带行进轮转动的驱动装置；所述机架的左右两侧分别沿竖直方向安装有左侧板和右侧板，所述左侧板和右侧板之间安装有水平横板，其特征在于，所述水平横板上在靠近前端处安装有左清理机构和右清理机构，所述水平横板上在所述左清理机构和右清理机构的出口处沿垂直于机架的长度方向分别安装有用于输送包装盒体的左传送带和右传送带，所述左侧板和右侧板上分别设有用于向左传送带和右传送带上放置包装盒体的投放口；所述左侧板和右侧板之间架设有用于将水果从左清理机构的出口抓取放置到位于左传送带上的包装盒体内，以及将水果从右清理机构的出口抓取放置到位于右传送带上的包装盒体内的抓取机构；所述水平横板上在靠近其后端处沿机架的长度方向安装有与左传送带配合的左后传送带，与右传送带配合的右后传送带；所述水平横板上在左清理机构和左传送带之间设有用于将左传送带上的包装盒体推送至左后传送带上的左推送机构，在右清理机构和右传送带之间设有用于将右传送带上的包装盒体推送至右后传送带上的右推送机构；所述左侧板和右侧板之间架设有用于给位于左后传送带上的包装盒体，以及位于右后传送带上的包装盒体封盖的包装机构；所述左侧板上安装有用于采摘水果并且根据水果大小将水果放置到左清理机构和右清理机构内的采摘机构，所述采摘机构上安装有用于控制采摘机构和驱动装置的智能摄像头。该专利申请技术智能摄像头安装在采摘机构上，由于枝干树叶的遮挡，采摘可达域受限；并且，该专利申请技术没有果实传输系统，从采摘到收集均由单一机械手完成，采摘效率较低。上述采摘机器人均可用于苹果采摘，由于采用单臂单独作业，没有充分考虑枝干树叶的遮挡，采摘可达域受限。
技术实现思路
本专利技术的目的是为克服上述现有苹果采摘机器人技术的不足，提供一种适应能力强，运动灵活，安全可靠的利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法。为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：一种利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法，所述双臂苹果采摘圆形分级收集机器人包括自主移动平台，自主移动平台上部中心位置安装有机器人本体，机器人本体的顶部安装有双目视觉传感器机构，机器人本体前面设置有与其相配合的果实传输分级收集系统；自主移动平台上还设置有蓄电池组，蓄电池组上部安装有中央控制器，蓄电池组为机器人本体和自主移动平台上的所有电机、传感器以及中央控制器提供动力；中央控制器是整个机器人的控制中心，控制所有电器元件工作；所述果实传输分级收集系统包括由上下两部分组成的果实传输通道，上下两部分之间设置有与其相对应的圆形果实自动分级器，上部分果实传输通道和下部分果实传输通道的上端均通过支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法，其特征是，所述双臂苹果采摘圆形分级收集机器人包括自主移动平台，自主移动平台上部中心位置安装有机器人本体，机器人本体的顶部安装有双目视觉传感器机构，机器人本体前面设置有与其相配合的果实传输分级收集系统；自主移动平台上还设置有蓄电池组，蓄电池组上部安装有中央控制器，蓄电池组为机器人本体和自主移动平台上的所有电机、传感器以及中央控制器提供动力；中央控制器是整个机器人的控制中心，控制所有电器元件工作；所述果实传输分级收集系统包括由上下两部分组成的果实传输通道，上下两部分之间设置有与其相对应的圆形果实自动分级器，上部分果实传输通道和下部分果实传输通道的上端均通过支撑装置安装于机器人本体前侧面上，圆形果实自动分级器安装于支撑装置上，下部分果实传输通道的中间安装于三坐标移动系统总成上，果实传输通道的末端延伸至设置于自主移动平台上的果实收集箱内，三坐标移动系统总成底部安装于自主移动平台上，果实收集箱对应设置于三坐标移动系统总成的门式框架下方；所述圆形果实自动分级器包括基座，基座上相对设置有两组圆环体，每组圆环体均由相对的两个半圆环体组成，并能够通过安装在基座上的驱动舵机实现两个半圆环体的开合；具体采摘分级步骤如下：1）中央控制器根据双目视觉传感器机构反馈的路面信息，控制机器人自主移动平台运动，实现自动平稳运行至采摘目的地；2）采摘作业；到达指定的采摘目的地时，双臂采摘机器人本体模仿人类的采摘动作完成果实的采摘任务；3）果实分级；一般果实经由常规通道直接穿过梯形果实自动分级器进入与其相对应的一个果实收集箱内；较大的果实经由常规通道到达梯形果实自动分级器，由分级器分级处理后，进入另一个果实收集箱；4）果实分级器复位；果实离开果实分级器之后，果实分级器恢复至初始状态，在果实分级器复位之前，不允许新果进入果实传输第一通道；5）果实收集箱整理与更换；中央控制器控制三坐标系移动系统总成动作，实现果实在果实收集箱中按照既定位置摆放，其中一个果实收集箱收集满后，采摘停止，更换果实收集箱后，进行新的采摘作业。...

【技术特征摘要】
1.一种利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法，其特征是，所述双臂苹果采摘圆形分级收集机器人包括自主移动平台，自主移动平台上部中心位置安装有机器人本体，机器人本体的顶部安装有双目视觉传感器机构，机器人本体前面设置有与其相配合的果实传输分级收集系统；自主移动平台上还设置有蓄电池组，蓄电池组上部安装有中央控制器，蓄电池组为机器人本体和自主移动平台上的所有电机、传感器以及中央控制器提供动力；中央控制器是整个机器人的控制中心，控制所有电器元件工作；所述果实传输分级收集系统包括由上下两部分组成的果实传输通道，上下两部分之间设置有与其相对应的圆形果实自动分级器，上部分果实传输通道和下部分果实传输通道的上端均通过支撑装置安装于机器人本体前侧面上，圆形果实自动分级器安装于支撑装置上，下部分果实传输通道的中间安装于三坐标移动系统总成上，果实传输通道的末端延伸至设置于自主移动平台上的果实收集箱内，三坐标移动系统总成底部安装于自主移动平台上，果实收集箱对应设置于三坐标移动系统总成的门式框架下方；所述圆形果实自动分级器包括基座，基座上相对设置有两组圆环体，每组圆环体均由相对的两个半圆环体组成，并能够通过安装在基座上的驱动舵机实现两个半圆环体的开合；具体采摘分级步骤如下：1）中央控制器根据双目视觉传感器机构反馈的路面信息，控制机器人自主移动平台运动，实现自动平稳运行至采摘目的地；2）采摘作业；到达指定的采摘目的地时，双臂采摘机器人本体模仿人类的采摘动作完成果实的采摘任务；3）果实分级；一般果实经由常规通道直接穿过梯形果实自动分级器进入与其相对应的一个果实收集箱内；较大的果实经由常规通道到达梯形果实自动分级器，由分级器分级处理后，进入另一个果实收集箱；4）果实分级器复位；果实离开果实分级器之后，果实分级器恢复至初始状态，在果实分级器复位之前，不允许新果进入果实传输第一通道；5）果实收集箱整理与更换；中央控制器控制三坐标系移动系统总成动作，实现果实在果实收集箱中按照既定位置摆放，其中一个果实收集箱收集满后，采摘停止，更换果实收集箱后，进行新的采摘作业。2.根据权利要求1所述的利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法，其特征是，步骤1）中，根据速度传感器和旋转编码器的反馈信息调整机器人自主移动平台驱动电机的转速和转向电机角位移，控制机器人自主移动平台的运行速度和转向角，实现机器人平稳运行。3.根据权利要求1所述的利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法，其特征是，步骤2）中，双臂采摘机器人本体左侧的采摘机械臂和采摘手爪与右侧的采摘机械臂和推挡手爪配合完成果实抓取任务。4.根据权利要求3所述的利用双臂苹果采摘圆形分级收集机器人的采摘分级方法，其特征是，步骤2）中，中央控制器根据双目视觉传感器机构反馈的成熟果...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海燕，高佳，王晓红，苏现征，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东,37