一种教学用采摘竞赛机器人的控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种教学用采摘竞赛机器人的控制系统，包括底盘、行走机构、旋转云台、机械臂机构和采摘机构，所述底盘底部安装有用于行走机构工作的驱动电机、光电传感器和灰度传感器，所述底盘表面后部固定放置有储物筐，底盘表面前部固定连接有旋转云台，所述机械臂机构上安装有多个舵机，所述采摘机构上安装有用于识别成熟果实的识别相机和采摘机械手，所述底盘表面还固定连接有控制器。本实用新型专利技术通过控制器与各个驱动元件和采集元件的配合，使得机器人能够实现自主导航、精确识别和稳定采摘的功能，在机器人整个采摘过程中，便于学生更好地熟悉竞赛场地和竞赛内容，便于教师对学生进行讲解。教师对学生进行讲解。教师对学生进行讲解。

【技术实现步骤摘要】
一种教学用采摘竞赛机器人的控制系统


[0001]本技术属于农业采摘
，具体涉及一种教学用采摘竞赛机器人的控制系统。

技术介绍

[0002]采摘竞赛机器人项目作为农业服务机器人板块的重要部分，是中国机器人大赛的一个子项目，其需要在竞赛地图中完成成熟果实的采摘，在地图中成熟果实为红色，未成熟果实为绿色，并将采摘的成熟果实置于储物筐并运送至地图终点处。比赛的地图分为A、B、C三个区域，A区为基础设施完备采摘区，区域内有6个红色成熟果实及行走引导线，在采摘地点A2、A3、A4有提示线； B区为基础设施不够齐全或发生故障区，区域内有4个红色成熟果实，2个绿色未成熟果实，位置固定，有行走引导线，采摘地点B2、B3、B4无提示线；C 区为开放果园区，在果树的6个不同位置随机分布3个红色成熟果实与3个绿色未成熟果实无行走引导线，采摘地点C2、C3、C4、C6有提示线。为了帮助学生更好、更容易的熟悉比赛场地，了解比赛的内容，故设计一款教学用的采摘机器人及用于采摘机器人的控制系统。

技术实现思路

[0003]本技术所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种教学用采摘竞赛机器人的控制系统，它能够帮助机器人实现自主导航、精确识别和稳定采摘，从而有效完成竞赛任务，从而帮助学生理解竞赛地图和竞赛内容。
[0004]本技术所采用的技术方案是：一种教学用采摘竞赛机器人的控制系统，包括底盘、行走机构、旋转云台、机械臂机构和采摘机构，所述底盘底部安装有用于行走机构工作的驱动电机、光电传感器和灰度传感器，所述底盘表面后部固定放置有储物筐，底盘表面前部固定连接有旋转云台，旋转云台上安装有驱动其旋转的转动电机，所述机械臂机构上安装有多个用于调节机械臂角度的舵机，所述采摘机构上安装有用于识别成熟果实的识别相机和采摘机械手，采摘机械手连接有双头电机，所述底盘表面还固定连接有控制器，所述控制器分别与驱动电机、光传感器、灰度传感器、转动电机、多个舵机、识别相机和双头电机连接。
[0005]作为优选，所述行走机构包括四个对称安装在底盘两侧的行走轮，每个行走轮分别连接一个驱动电机，所述底盘底面前部两侧对称设有光电传感器，底盘底部前侧安装有灰度传感器。
[0006]作为优选，所述旋转云台包括旋转支撑架，旋转支撑架的底部与底盘表面固定连接，旋转支撑架顶部中心设有转动盘，转动盘底部固定连接有转动电机，所述转动电机固定在旋转支撑架上。
[0007]作为优选，所述机械臂机构包括长臂和短臂，所述长臂与旋转云台之间通过大舵机连接，大舵机固定在旋转云台顶部，所述长臂与短臂之间通过小舵机连接，所述短臂远离小舵机的一端连接固定有采摘舵机，采摘舵机远离短臂的一侧固定连接有调节舵机，调节
舵机与采摘机构固定连接。
[0008]作为优选，所述采摘机构包括固定架和三组竖直设置的卡爪，所述固定架一侧与调节舵机固定连接，三组卡爪分别位于固定架的顶部、中部和底部，位于固定架顶部和底部的两组卡爪的端部设有相互啮合的齿轮，两组齿轮分别固定连接在固定架的顶部和底部，所述固定架上固定连接有双头电机，双头电机的两个输出轴分别与两组齿轮连接，位于固定架中部的一卡爪的端部与固定架转动连接，所述固定架前侧还安装有安装支架，安装支架上连接有识别相机，所述识别相机位于对称卡爪的中线上。
[0009]作为优选，所述底盘上还安装有陀螺仪，所述陀螺仪与控制器连接。
[0010]本技术的有益效果在于：
[0011](1)通过长臂、短臂、大舵机、小舵机、采摘舵机和调节舵机的配合，通过控制器控制长臂、短臂、大舵机、小舵机和采摘舵机实现了机械臂竖直方向的多角度调节摆动，同时还通过控制器控制调节舵机实现了水平方向的采摘角度调节，使得机械臂结构的调节更加快捷和精准；
[0012](2)通过控制器控制旋转云台的转动，实现了机械臂结构的转向，便于进行采摘，并在采摘后将成熟果实放入储物筐中，保证了采摘的稳定性及高效性；
[0013](3)机械手采用三组卡爪实现，避免了单一卡爪在抓取后容易滑脱的问题，增强了果实抓取的稳定性。
[0014]本技术通过控制器与各个驱动元件和采集元件的配合，使得机器人能够实现自主导航、精确识别和稳定采摘的功能，在机器人整个采摘过程中，便于学生更好地熟悉竞赛场地和竞赛内容，便于教师对学生进行讲解。
附图说明
[0015]图1为本技术的系统框图；
[0016]图2为本技术的结构示意图；
[0017]图3为本技术底盘的结构示意图；
[0018]图4为本技术旋转云台的结构示意图；
[0019]图5为本技术机械臂机构的结构示意图；
[0020]图6为本技术采摘机构的机构示意图；
[0021]图7为竞赛场地地图。
[0022]图中：1、底盘；2、行走轮；3、驱动电机；4、光电传感器；5、灰度传感器；6、储物筐；7、旋转云台；8、长臂；9、短臂；10、大舵机；11、小舵机；12、采摘舵机；13、调节舵机；14、固定架；15、采摘机构；16、陀螺仪； 17、控制器；151、卡爪；152、齿轮；153、双头电机；154、防护板；155、防滑凸棱；156、安装支架；157、识别相机；701、旋转支撑架；702、转动盘；703、转动电机；704、连接件。
具体实施方式
[0023]下面将结合附图及具体实施例对本技术作进一步详细说明。
[0024]实施例
[0025]如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，本实施例提供的教学用采摘竞赛机器
人，包括采摘机器人和与其匹配的控制系统；
[0026]所述教学用采摘竞赛机器人包括底盘1和固定在底盘1上的控制器17，所述底盘1两侧对称设有行走轮2，每个行走轮2分别连接有一个驱动电机3，所述底盘1底面前部两侧还对称设有光电传感器4，底盘1底部前侧还安装有灰度传感器5；
[0027]所述驱动电机3、光传感器和灰度传感器5分别与控制器17连接，所述灰度传感器5用于检测地面行进标识线，并将检测信号发送给控制器17，控制器 17接收信号后控制驱动电机3工作，使得驱动电机3驱动行走轮2行走，在行走过程中，光电传感器4用于检测行径路线两旁的待采摘植株，在行进时，光电传感器4检测到待采摘植株后发送信号至控制器17，控制器17控制驱动电机3停止工作，机器人停止行走；
[0028]所述底盘1表面后部固定放置有储物筐6，底盘1表面前部固定连接有旋转云台7，即底盘1表面前部固定连接有旋转支撑架701，旋转支撑架701顶部中心设有转动盘702，转动盘702底部固定连接有转动电机703，所述转动电机703固定在旋转支撑架701上；
[0029]所述转动电机703与控制器17连接，在采摘果实过程中，需要进行水平转动时，控制器17控制转动电机703工作，实现机械臂机构和采摘机构15的转向；
[0030]所述转动盘702表面通过连接件70本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种教学用采摘竞赛机器人的控制系统，包括底盘(1)、行走机构、旋转云台(7)、机械臂机构和采摘机构(15)，其特征在于：所述底盘(1)底部安装有用于行走机构工作的驱动电机(3)、光电传感器(4)和灰度传感器(5)，所述底盘(1)表面后部固定放置有储物筐(6)，底盘(1)表面前部固定连接有旋转云台(7)，旋转云台(7)上安装有驱动其旋转的转动电机(703)，所述机械臂机构上安装有多个用于调节机械臂角度的舵机，所述采摘机构(15)上安装有用于识别成熟果实的识别相机(157)和采摘机械手，采摘机械手连接有双头电机(153)，所述底盘(1)表面还固定连接有控制器(17)，所述控制器(17)分别与驱动电机(3)、光传感器、灰度传感器(5)、转动电机(703)、多个舵机、识别相机(157)和双头电机(153)连接。2.根据权利要求1所述的一种教学用采摘竞赛机器人的控制系统，其特征在于：所述行走机构包括四个对称安装在底盘(1)两侧的行走轮(2)，每个行走轮(2)分别连接一个驱动电机(3)，所述底盘(1)底面前部两侧对称设有光电传感器(4)，底盘(1)底部前侧安装有灰度传感器(5)。3.根据权利要求1所述的一种教学用采摘竞赛机器人的控制系统，其特征在于：所述旋转云台(7)包括旋转支撑架(701)，旋转支撑架(701)的底部与底盘(1)表面固定连接，旋转支撑架(701)顶部中心设有转动盘(702)，转动盘(702)底部固定连接有转动电机(703)，所述转动电机(703)固定在旋转支撑架(701)上。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗家宁，肖雨萌，汪寅河，史颖刚，刘利，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：新型
国别省市：