自动采摘机器人制造技术

本发明专利技术涉及一种自动采摘机器人，其解决了现有工厂化蘑菇栽培过程中，人工手动采摘作业劳动强度大，难度大，耗时长，效率低，周期长，成本高的技术问题，其包括基座、行走机构、X方向线性模组、Y方向线性模组和摘取装置，行走机构与基座连接，X方向线性模组与基座连接，Y方向线性模组与X方向线性模组连接，摘取装置与Y方向线性模组连接，Y方向线性模组包括支撑板、Y方向平移驱动电机、主动同步带轮、从动同步带轮、同步带、滑轨组件和双目摄像头，摘取装置包括支架、升降丝杆电机、螺母座、导轨组件、吸盘安装架、吸盘转动驱动电机、主同步带轮、从同步带轮、空心转轴、吸盘、传感器安装座、真空泵、气管和距离传感器。本发明专利技术广泛用于采摘食用菌等。

【技术实现步骤摘要】
自动采摘机器人
本专利技术涉及自动化设备
，具体而言，涉及一种自动采摘机器人。
技术介绍
众所周知，常见的蘑菇(食用菌)有：香菇、草菇、蘑菇、木耳、银耳、猴头、竹荪、松口蘑(松茸)、口蘑、红菇和牛肝菌等。目前，蘑菇栽培已经实现了工厂化生产，工厂化菇房内需要安装升温、降温、通风换气和增湿设备等，对温湿度、通气和光照等条件可以实现自动化或半自动化的控制，生产不受季节限制，可以天天出菇，周年生产，产量高，效益好。工厂化菇房一般长20～30米、宽6～10米、高5～6米，房内可顺菇房的长度方向设置2～4列多层床架。床架多用金属结构型材制作，床宽1～1.6米，层数5～6层，层间距50～70厘米，床架最下一层和地面的距离约30厘米，最上一层距屋顶1米以上。床架之间的通道宽80～100厘米，床架和墙壁之间的通道宽40～80厘米。蘑菇生长成熟后，需要大量劳动力进行人工手动采摘作业，劳动强度大，耗时长，效率低，周期长，成本高，采摘作业是整个生产链中耗时最长、最辛苦的环节。此外，由于蘑菇生长具有各向异性、密疏不均等差异，也增加了人工采摘的难度。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决现有工厂化蘑菇栽培过程中，人工手动采摘作业劳动强度大，难度大，耗时长，效率低，周期长，成本高的技术问题，提供了一种效率高，成本低，代替人工操作的自动采摘机器人。本专利技术的技术方案是，提供一种自动采摘机器人，包括基座、行走机构、X方向线性模组、Y方向线性模组和摘取装置，行走机构与基座连接，X方向线性模组与基座连接，Y方向线性模组与X方向线性模组连接，摘取装置与Y方向线性模组连接，Y方向线性模组包括支撑板、Y方向平移驱动电机、主动同步带轮、从动同步带轮、同步带、滑轨组件和双目摄像头，Y方向平移驱动电机与支撑板固定连接，主动同步带轮与Y方向平移驱动电机的输出轴连接，从动同步带轮与支撑板转动连接，同步带连接于主动同步带轮和从动同步带轮之间，滑轨组件与支撑板固定连接，支撑板设有孔道，双目摄像头与支撑板连接，支撑板与X方向线性模组连接；摘取装置包括支架、升降丝杆电机、螺母座、导轨组件、吸盘安装架、吸盘转动驱动电机、主同步带轮、从同步带轮、空心转轴、吸盘、传感器安装座、真空泵、气管和距离传感器，升降丝杆电机固定连接于支架的顶面，升降丝杆电机上的丝杆穿过支架，螺母座与升降丝杆电机的丝杆连接匹配，导轨组件与支架固定连接，吸盘安装架设有螺母座连接部，螺母座连接部与螺母座固定连接，螺母座连接部设有通孔，丝杆穿过通孔，导轨组件上的滑块与螺母座连接部的侧面固定连接，吸盘安装架设有导轨通道，导轨通道用于使导轨组件穿过；吸盘转动驱动电机与吸盘安装架的一端连接，主同步带轮与吸盘转动驱动电机的输出轴连接，空心转轴通过轴承与吸盘安装架的另一端转动连接，从同步带轮与空心转轴的上端固定连接，主同步带轮和从同步带轮之间连接有同步带，吸盘与空心转轴的下端固定连接，传感器安装座与空心转轴固定连接，距离传感器与传感器安装座连接，气管的一端穿过空心转轴的中心通孔后与吸盘连接，真空泵固定连接在支架的底面，气管的另一端与真空泵连接；螺母座连接部位于主同步带轮和从同步带轮之间；支架通过同步带连接件与Y方向线性模组的同步带固定连接，支架的顶面与Y方向线性模组中滑轨组件的滑块固定连接，升降丝杆电机的本体穿过支撑板的孔道。优选地，自动采摘机器人还包括转运装置，转运装置与基座连接，转运装置位于Y方向线性模组的下方。优选地，转运装置包括左端连接架、转运驱动电机、锥齿轮组件、第一左同步带轮、第二左同步带轮、第一右同步带轮、第二右同步带轮、第一传送同步带、第二传送同步带、右端连接架和转轴，转运驱动电机固定连接在左端连接架上，转轴与左端连接架转动连接，转运驱动电机的输出轴通过锥齿轮组件与转轴连接，第一左同步带轮、第二左同步带轮分别与转轴固定连接，第一右同步带轮、第二右同步带轮分别与右端连接架转动连接，第一传送同步带连接于第一左同步带轮和第一右同步带轮之间，第二传送同步带连接于第二左同步带轮和第二右同步带轮之间，第一传送同步带和第二传送同步带相互平行并排布置；右端连接架固定连接在基座的右侧，左端连接架固定连接在基座的左侧，基座的右侧正对右端连接架的位置设有出口。优选地，距离传感器的数量是3个以上。优选地，X方向线性模组包括X方向平移驱动电机、X方向主动同步带轮、X方向从动同步带轮、X方向同步带和X方向滑轨组件，X方向平移驱动电机通过电机支架与基座固定连接，X方向主动同步带轮与X方向平移驱动电机的输出轴连接，X方向从动同步带轮与基座的顶部转动连接，X方向同步带连接于X方向主动同步带轮和X方向从动同步带轮之间，X方向滑轨组件与基座的顶部连接，Y方向线性模组的支撑板与X方向滑轨组件的滑块连接，支撑板通过同步带连接件与X方向同步带连接。优选地，行走机构包括转轮驱动电机、两个主动转轮以及两个从动转轮，两个主动转轮与基座的后部连接，两个从动转轮与基座的前部连接，转轮驱动电机通过支架与基座的后侧连接，转轮驱动电机的输出轴通过转轴与两个主动转轮连接。本专利技术的有益效果是：本专利技术占用空间小，尤其高度小从而适用于层间距较小的床架。实现了自动化、智能化采摘作业，代替人工手动采摘作业，无需大量劳动力，采摘速度快、准确度高、效率高，大幅降低了生产成本；采摘质量高，不会发生遗漏。对于密疏不均生长在一起的蘑菇，本专利技术也是适用的。本专利技术进一步的特征，将在以下具体实施方式的描述中，得以清楚地记载。附图说明图1是蘑菇自动采摘机器人的立体图；图2是蘑菇自动采摘机器人的主视图；图3是蘑菇自动采摘机器人俯视图；图4是蘑菇自动采摘机器人左视图；图5是摘取装置与Y方向线性模组安装在一起的立体图；图6是图5所示结构的主视图；图7是图5所示结构的俯视图；图8是图5所示结构的左视图；图9是摘取装置的立体图；图10是摘取装置的主视图；图11是摘取装置的俯视图；图12是摘取装置的剖视图；图13是转运装置的结构示意图；图14是图13所示转运装置上摆放若干个蘑菇的示意图；图15是蘑菇自动采摘机器人安装在多层床架上的结构示意图；图16是图15中的局部位置放大图；图17是基座的设置用于输出蘑菇的出口的结构示意图；图18是X方向线性模组的结构示意图；图19是X方向线性模组的剖视图；图20是控制系统原理框图；图21是蘑菇自动采摘机器人工作过程流程图；图22是图21所示流程中，图像算法的一种具体实现过程流程图。图中符号说明：100.基座，200.行走机构，300.X方向线性模组，301.X方向平移驱动电机，302.X方向主动同步带轮，303.X方向从动同步带轮，304.X方向同步带，305.X方向滑轨组件，306.电机支架，307.同步带连接件；400.Y方向线性模组，401.支撑板，401-1.孔道，402.Y方向平移驱动电机，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动采摘机器人，其特征在于，包括基座、行走机构、X方向线性模组、Y方向线性模组和摘取装置，所述行走机构与基座连接，所述X方向线性模组与基座连接，所述Y方向线性模组与X方向线性模组连接，所述摘取装置与Y方向线性模组连接，所述Y方向线性模组包括支撑板、Y方向平移驱动电机、主动同步带轮、从动同步带轮、同步带、滑轨组件和双目摄像头，所述Y方向平移驱动电机与支撑板固定连接，所述主动同步带轮与Y方向平移驱动电机的输出轴连接，所述从动同步带轮与支撑板转动连接，所述同步带连接于主动同步带轮和从动同步带轮之间，所述滑轨组件与支撑板固定连接，所述支撑板设有孔道，所述双目摄像头与支撑板连接，所述支撑板与X方向线性模组连接；/n所述摘取装置包括支架、升降丝杆电机、螺母座、导轨组件、吸盘安装架、吸盘转动驱动电机、主同步带轮、从同步带轮、空心转轴、吸盘、传感器安装座、真空泵、气管和距离传感器，所述升降丝杆电机固定连接于支架的顶面，升降丝杆电机上的丝杆穿过支架，所述螺母座与升降丝杆电机的丝杆连接匹配，所述导轨组件与支架固定连接，所述吸盘安装架设有螺母座连接部，所述螺母座连接部与螺母座固定连接，所述螺母座连接部设有通孔，所述丝杆穿过通孔，所述导轨组件上的滑块与螺母座连接部的侧面固定连接，吸盘安装架设有导轨通道，导轨通道用于使导轨组件穿过；所述吸盘转动驱动电机与吸盘安装架的一端连接，所述主同步带轮与吸盘转动驱动电机的输出轴连接，所述空心转轴通过轴承与吸盘安装架的另一端转动连接，所述从同步带轮与空心转轴的上端固定连接，所述主同步带轮和从同步带轮之间连接有同步带，所述吸盘与空心转轴的下端固定连接，所述传感器安装座与空心转轴固定连接，所述距离传感器与传感器安装座连接，所述气管的一端穿过空心转轴的中心通孔后与吸盘连接，所述真空泵固定连接在支架的底面，所述气管的另一端与真空泵连接；所述螺母座连接部位于主同步带轮和从同步带轮之间；所述支架通过同步带连接件与Y方向线性模组的同步带固定连接，所述支架的顶面与Y方向线性模组中滑轨组件的滑块固定连接，所述升降丝杆电机的本体穿过支撑板的孔道。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自动采摘机器人，其特征在于，包括基座、行走机构、X方向线性模组、Y方向线性模组和摘取装置，所述行走机构与基座连接，所述X方向线性模组与基座连接，所述Y方向线性模组与X方向线性模组连接，所述摘取装置与Y方向线性模组连接，所述Y方向线性模组包括支撑板、Y方向平移驱动电机、主动同步带轮、从动同步带轮、同步带、滑轨组件和双目摄像头，所述Y方向平移驱动电机与支撑板固定连接，所述主动同步带轮与Y方向平移驱动电机的输出轴连接，所述从动同步带轮与支撑板转动连接，所述同步带连接于主动同步带轮和从动同步带轮之间，所述滑轨组件与支撑板固定连接，所述支撑板设有孔道，所述双目摄像头与支撑板连接，所述支撑板与X方向线性模组连接；
所述摘取装置包括支架、升降丝杆电机、螺母座、导轨组件、吸盘安装架、吸盘转动驱动电机、主同步带轮、从同步带轮、空心转轴、吸盘、传感器安装座、真空泵、气管和距离传感器，所述升降丝杆电机固定连接于支架的顶面，升降丝杆电机上的丝杆穿过支架，所述螺母座与升降丝杆电机的丝杆连接匹配，所述导轨组件与支架固定连接，所述吸盘安装架设有螺母座连接部，所述螺母座连接部与螺母座固定连接，所述螺母座连接部设有通孔，所述丝杆穿过通孔，所述导轨组件上的滑块与螺母座连接部的侧面固定连接，吸盘安装架设有导轨通道，导轨通道用于使导轨组件穿过；所述吸盘转动驱动电机与吸盘安装架的一端连接，所述主同步带轮与吸盘转动驱动电机的输出轴连接，所述空心转轴通过轴承与吸盘安装架的另一端转动连接，所述从同步带轮与空心转轴的上端固定连接，所述主同步带轮和从同步带轮之间连接有同步带，所述吸盘与空心转轴的下端固定连接，所述传感器安装座与空心转轴固定连接，所述距离传感器与传感器安装座连接，所述气管的一端穿过空心转轴的中心通孔后与吸盘连接，所述真空泵固定连接在支架的底面，所述气管的另一端与真空泵连接；所述螺母座连接部位于主同步带轮和从同步带轮之间；所述支架通过同步带连接件与Y方向线性模组的同步带固定连接，所述支架的顶面与Y方向线性模组中滑轨组件的滑块固定连接，所述升降丝杆电机的本体穿过支撑板的孔道。


2.根据权利要求1所述的自动采摘机器人...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴秀娟，黄博，钟鸣，张文蓉，曹景军，孙坦，
申请(专利权)人：中国农业科学院农业信息研究所，双髻鲨威海机器人科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11