夹持器驱动机构制造技术

技术编号:24321705 阅读:11 留言:0更新日期:2020-05-29 16:56
本发明专利技术涉及一种夹持器驱动机构,包括:采摘主架构,包括限位开关、履带底盘、驱动马达、电力供应设备、第一伺服电机、主臂、第二伺服电机、连杆、大臂、第三伺服电机和夹持器;第一伺服电机用于驱动主臂,第二伺服电机用于驱动大臂,第三伺服电机用于驱动夹持器;驱动马达与履带底盘连接,用于驱动履带底盘的滚动式前进或后退;数量提取设备,用于将多个参考图像区域作为一个整体图像,基于预设果实外形对整体图像执行果实对象提取,以获得多个果实子图像;第三伺服电机用于在多个果实子图像的数量低于预设数量阈值时,驱动夹持器前往下一枝果枝。通过本发明专利技术,能够提升夹持器驱动控制的自动化程度。

Gripper drive mechanism

【技术实现步骤摘要】
夹持器驱动机构
本专利技术涉及采摘设备领域,尤其涉及一种夹持器驱动机构。
技术介绍
采摘设备采用电气驱动,但是为了降低成本,使用油压驱动,比以蓄电池为动力源的电气驱动要经济的多。没有使用价格相对较高的高精度油压控制马达,而是采用了油缸控制,这样做也降低了设备的成本。作为动力源的内燃发动机驱动2台油压泵,其中的一台是用于驱动机械手,另一台是为操纵行走车辆的方向盘以及驱动制动器的控制油缸,它比前一台的压力要大得多。机械手是由4个由4节连杆构成的手指组成的系统,在手指的尖端装有滑轮。当机械手抓拿果实时,机械手从果实上面降下,手指的滑轮沿西瓜表面边滑动边下降,当到达最下端时就停止;上升时,利用果实自身的重量,使机械手自锁,利用这种方式来抓取果实。这种结果不需要复杂的控制系统,同时也适合于定位不准的情况,而且也比较容易操作。
技术实现思路
为了解决当前采摘设备的驱动过于依赖人工的技术问题,本专利技术提供了一种夹持器驱动机构。为此,本专利技术需要具备以下三个关键专利技术点:(1)对当前果枝的果体数量进行判断,以在数据过少时,采用伺服电机驱动夹持器前往下一枝果枝;(2)在对图像执行拉普拉斯滤波处理的基础上,对滤波处理结果执行色彩丰满度和色彩精细度的检测,以基于检测结果确定是否需要进行相应的色阶调整;(3)通过对各个图像区域内在HSB颜色空间下的像素值的梯度分析,确定具有较高像素值梯度的图像区域为参考图像区域。根据本专利技术的一方面,提供了一种夹持器驱动机构,所述机构包括:采摘主架构,包括限位开关、履带底盘、驱动马达、电力供应设备、第一伺服电机、主臂、第二伺服电机、连杆、大臂、第三伺服电机和夹持器;所述第一伺服电机用于驱动所述主臂,所述第二伺服电机用于驱动所述大臂,所述第三伺服电机用于驱动所述夹持器;所述驱动马达与所述履带底盘连接,用于驱动所述履带底盘的滚动式前进或后退;所述电力供应设备设置在所述履带底盘上,所述电力供应设备分别与所述第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机连接;实时抓拍设备,设置在所述夹持器上,用于对所述夹持器前方的一枝果枝进行实时抓拍操作,以获得时间轴上连续的多帧实时果枝图像;抖动滤波设备,与所述实时抓拍设备连接,用于对当前实时果枝图像帧执行基于其图像抖动量的自适应递归滤波处理,以获得对应的抖动滤波图像;拉普拉斯滤波设备,与所述抖动滤波设备连接,用于对所述抖动滤波图像执行拉普拉斯滤波处理,以获得对应的拉普拉斯滤波图像;色阶检测设备,与所述拉普拉斯滤波设备连接,用于对所述拉普拉斯滤波图像执行色彩丰满度和色彩精细度的检测,以输出相应的当前丰满度和当前精细度;色阶调整设备,与所述色阶检测设备连接,用于在所述当前丰满度未落在预设丰满度范围或所述当前精细度未落在预设精细度范围内时,对所述拉普拉斯滤波图像进行相应的色阶调整,并输出调整后的色阶处理图像;空间转换设备,与所述色阶调整设备连接,用于对所述色阶处理图像执行YUV颜色空间到HSB颜色空间的转换,以获得所述色阶处理图像中每一个像素点的色相分量;区域采集设备,与所述空间转换设备连接,用于将所述色阶处理图像均分为多个相同大小的图像区域,对每一个图像区域执行以下动作:基于所述图像区域中各个像素点的色相分量对所述图像区域中的每一个像素点的各个方向的各个梯度值进行解析,将所述图像区域中所有像素点的梯度值中的最大值作为所述图像区域的梯度值;所述区域采集设备还用于接收所述色阶处理图像中各个图像区域的各个梯度值,将梯度值最高的预设数量的多个图像区域作为多个参考图像区域输出;数量提取设备,与所述区域采集设备连接,用于将所述多个参考图像区域作为一个整体图像,基于预设果实外形对所述整体图像执行果实对象提取,以获得多个果实子图像;所述第三伺服电机分别与所述夹持器和所述数量提取设备连接,用于在所述多个果实子图像的数量低于预设数量阈值时,驱动所述夹持器前往下一枝果枝。更具体地,在所述夹持器驱动机构中,还包括:DDR存储设备,与所述色阶调整设备连接,用于存储所述预设丰满度范围和所述预设精细度范围。更具体地,在所述夹持器驱动机构中:所述色阶检测设备包括丰满度检测子设备和精细度检测子设备,所述丰满度检测子设备用于对所述拉普拉斯滤波图像执行色彩丰满度检测,所述精细度检测子设备用于对所述拉普拉斯滤波图像执行色彩精细度检测。更具体地,在所述夹持器驱动机构中:所述丰满度检测子设备和所述精细度检测子设备与同一时钟振荡器连接,所述时钟振荡器设置在所述色阶检测设备内。更具体地,在所述夹持器驱动机构中:所述空间转换设备还用于获得所述色阶处理图像中每一个像素点的亮度分量以及所述色阶处理图像中每一个像素点的饱和度分量。更具体地,在所述夹持器驱动机构中:所述抖动滤波设备包括图像比较单元,用于获取当前实时果枝图像帧,将所述当前实时果枝图像帧与之前最近接收到的历史实时果枝图像帧进行比较以获得当前实时果枝图像帧对应的图像抖动平均值。更具体地,在所述夹持器驱动机构中:所述抖动滤波设备包括现场滤波单元,与所述图像比较单元连接,用于在接收到的图像抖动平均值大于等于预设抖动阈值时,基于所述图像抖动平均值确定对所述当前实时果枝图像帧进行平均分割的图像区域数量,所述图像抖动平均值越高,对所述当前实时果枝图像帧进行平均分割的图像区域数量越多,对各个图像区域分别执行基于图像区域的自适应递归滤波处理操作以获得各个滤波区域,图像区域对比度越小,对图像区域执行的自适应递归滤波处理操作力度越大,将各个滤波区域合并以获得现场滤波图像。更具体地,在所述夹持器驱动机构中:所述现场滤波单元还用于在接收到的图像抖动平均值小于预设抖动阈值时,对所述当前实时果枝图像帧整体执行自适应递归滤波处理以获得对应的现场滤波图像。附图说明以下将结合附图对本专利技术的实施方案进行描述,其中:图1为根据本专利技术实施方案示出的夹持器驱动机构的夹持器的工作模拟图。具体实施方式下面将参照附图对本专利技术的夹持器驱动机构的实施方案进行详细说明。农业劳动力老龄化和农业劳动力不足的问题十分突出,为了解决这一问题,设计一系列不同用途的农业设备,这其中就包括采摘水果的设备。这种机器人有他自它们一般是在室外工作,作业环境较差,但是在精度上却没有工业机器人那样要求高;使用者不是专门的技术人员,而是普通的农民,所以技术不能太复杂,而且价格也不能太高。为了克服上述不足,本专利技术搭建了一种夹持器驱动机构,能够有效解决相应的技术问题。图1为根据本专利技术实施方案示出的夹持器驱动机构的夹持器的工作模拟图。根据本专利技术实施方案示出的夹持器驱动机构包括:采摘主架构,包括限位开关、履带底盘、驱动马达、电力供应设备、第一伺服电机、主臂、第二伺服电机、连杆、大臂、第三伺服电机和夹持器;所述第一伺服电机用于驱动所述主臂,所述第二伺服电机用于驱动所述大臂,所述第三伺服电机用于驱动所述夹持器;所述驱动马达与所述履带底盘连接,用于驱动所述履带底盘的滚动式前进或后退;<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种夹持器驱动机构,其特征在于,所述机构包括:/n采摘主架构,包括限位开关、履带底盘、驱动马达、电力供应设备、第一伺服电机、主臂、第二伺服电机、连杆、大臂、第三伺服电机和夹持器;/n所述第一伺服电机用于驱动所述主臂,所述第二伺服电机用于驱动所述大臂,所述第三伺服电机用于驱动所述夹持器;/n所述驱动马达与所述履带底盘连接,用于驱动所述履带底盘的滚动式前进或后退;/n所述电力供应设备设置在所述履带底盘上,所述电力供应设备分别与所述第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机连接;/n实时抓拍设备,设置在所述夹持器上,用于对所述夹持器前方的一枝果枝进行实时抓拍操作,以获得时间轴上连续的多帧实时果枝图像;/n抖动滤波设备,与所述实时抓拍设备连接,用于对当前实时果枝图像帧执行基于其图像抖动量的自适应递归滤波处理,以获得对应的抖动滤波图像;/n拉普拉斯滤波设备,与所述抖动滤波设备连接,用于对所述抖动滤波图像执行拉普拉斯滤波处理,以获得对应的拉普拉斯滤波图像;/n色阶检测设备,与所述拉普拉斯滤波设备连接,用于对所述拉普拉斯滤波图像执行色彩丰满度和色彩精细度的检测,以输出相应的当前丰满度和当前精细度;/n色阶调整设备,与所述色阶检测设备连接,用于在所述当前丰满度未落在预设丰满度范围或所述当前精细度未落在预设精细度范围内时,对所述拉普拉斯滤波图像进行相应的色阶调整,并输出调整后的色阶处理图像;/n空间转换设备,与所述色阶调整设备连接,用于对所述色阶处理图像执行YUV颜色空间到HSB颜色空间的转换,以获得所述色阶处理图像中每一个像素点的色相分量;/n区域采集设备,与所述空间转换设备连接,用于将所述色阶处理图像均分为多个相同大小的图像区域,对每一个图像区域执行以下动作:基于所述图像区域中各个像素点的色相分量对所述图像区域中的每一个像素点的各个方向的各个梯度值进行解析,将所述图像区域中所有像素点的梯度值中的最大值作为所述图像区域的梯度值;所述区域采集设备还用于接收所述色阶处理图像中各个图像区域的各个梯度值,将梯度值最高的预设数量的多个图像区域作为多个参考图像区域输出;/n数量提取设备,与所述区域采集设备连接,用于将所述多个参考图像区域作为一个整体图像,基于预设果实外形对所述整体图像执行果实对象提取,以获得多个果实子图像;/n所述第三伺服电机分别与所述夹持器和所述数量提取设备连接,用于在所述多个果实子图像的数量低于预设数量阈值时,驱动所述夹持器前往下一枝果枝。/n...

【技术特征摘要】
1.一种夹持器驱动机构,其特征在于,所述机构包括:
采摘主架构,包括限位开关、履带底盘、驱动马达、电力供应设备、第一伺服电机、主臂、第二伺服电机、连杆、大臂、第三伺服电机和夹持器;
所述第一伺服电机用于驱动所述主臂,所述第二伺服电机用于驱动所述大臂,所述第三伺服电机用于驱动所述夹持器;
所述驱动马达与所述履带底盘连接,用于驱动所述履带底盘的滚动式前进或后退;
所述电力供应设备设置在所述履带底盘上,所述电力供应设备分别与所述第一伺服电机、第二伺服电机和第三伺服电机连接;
实时抓拍设备,设置在所述夹持器上,用于对所述夹持器前方的一枝果枝进行实时抓拍操作,以获得时间轴上连续的多帧实时果枝图像;
抖动滤波设备,与所述实时抓拍设备连接,用于对当前实时果枝图像帧执行基于其图像抖动量的自适应递归滤波处理,以获得对应的抖动滤波图像;
拉普拉斯滤波设备,与所述抖动滤波设备连接,用于对所述抖动滤波图像执行拉普拉斯滤波处理,以获得对应的拉普拉斯滤波图像;
色阶检测设备,与所述拉普拉斯滤波设备连接,用于对所述拉普拉斯滤波图像执行色彩丰满度和色彩精细度的检测,以输出相应的当前丰满度和当前精细度;
色阶调整设备,与所述色阶检测设备连接,用于在所述当前丰满度未落在预设丰满度范围或所述当前精细度未落在预设精细度范围内时,对所述拉普拉斯滤波图像进行相应的色阶调整,并输出调整后的色阶处理图像;
空间转换设备,与所述色阶调整设备连接,用于对所述色阶处理图像执行YUV颜色空间到HSB颜色空间的转换,以获得所述色阶处理图像中每一个像素点的色相分量;
区域采集设备,与所述空间转换设备连接,用于将所述色阶处理图像均分为多个相同大小的图像区域,对每一个图像区域执行以下动作:基于所述图像区域中各个像素点的色相分量对所述图像区域中的每一个像素点的各个方向的各个梯度值进行解析,将所述图像区域中所有像素点的梯度值中的最大值作为所述图像区域的梯度值;所述区域采集设备还用于接收所述色阶处理图像中各个图像区域的各个梯度值,将梯度值最高的预设数量的多个图像区域作为多个参考图像区域输出;
数量提取设备,与所述区域采集设备连接,用于将所述多个参考图像区域作为一个整体图像,基于预设果实外形对所述整体图像执行果实对象提取,以获得多个果实子图像;
...

【专利技术属性】
技术研发人员:王桂玲叶晓诗
申请(专利权)人:宁波锦觅电子科技有限公司
类型:发明
国别省市:浙江;33

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