一种花椒采摘系统、花椒采摘方法及采摘车移动方法技术方案

本发明专利技术公开了一种花椒采摘系统、花椒采摘方法及采摘车移动方法，所述系统包括采摘装置和若干个双目摄像头，所述采摘装置包括若干采摘机构和若干机械臂，所述机械臂的一端与采摘车连接，且另一端与采摘机构、双目摄像头连接，所述采摘机构包括空心转筒和第一电机，所述第一电机位于机械臂上，所述第一电机的输出轴与空心转筒的一端连接，所述空心转筒的另一端开口设置，所述空心转筒的内部沿周向设置有若干个扇叶，且侧壁沿周向设置有贯通的若干组通风孔，所述空心转筒的外侧壁沿周向设置有若干组采摘部，所述采摘部包括若干个采摘凸起，相邻采摘凸起形成采摘卡槽。采摘凸起形成采摘卡槽。采摘凸起形成采摘卡槽。

【技术实现步骤摘要】
一种花椒采摘系统、花椒采摘方法及采摘车移动方法


[0001]本专利技术属于花椒采摘的
，具体涉及一种花椒采摘系统、花椒采摘方法及采摘车移动方法。

技术介绍

[0002]花椒采摘的方法一般分为手工采摘和机器采摘，机器采摘相比手工采摘的优势在于：不伤手，不费力，可以避免工人被花椒刺刺伤，提高了采摘安全性；速度快，工作效率是人工的5
‑
6倍；降低劳动强度；使用轻便安全，操作方便灵活，经济实用。
[0003]目前，市面上的花椒采摘机的采摘原理分为三种：1、类似“理发推剪”的结构从花椒果柄处剪断，进行采摘；2、以机械手抓取方式，将花椒果实拽下；3、以滚转运动，带动铁丝，将花椒颗粒敲打下来。然而，使用第1、2种采摘原理的采摘机要求高精度对准花椒果柄或者花椒粒进行操作；使用第3种采摘原理的采摘机在花椒采摘过程中并未对花椒果实、花椒枝叶、花椒花芽做专门保护，且采摘效果存较大提升空间。在采摘效率方面，现有自动化的采摘设备虽然使用了双目立体定位技术，但在定位算法上，均使用人工设定算子以及特征的方法来进行图像处理，配合使用空间几何学方法进行目标定位。因此，在识别花椒时，识别效果受背景、光线影响较大、鲁棒性差；在成本上，只出现过一个载具搭载一个采摘设备的技术，没有充分发挥载具的效能。在载具设计方面，现有载具存在转弯半径大、单桥驱动的缺点，不利于在具有树冠低矮特征的花椒园中行进。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种花椒采摘系统、花椒采摘方法及采摘车移动方法，旨在更好的采摘花椒果实、定位花椒果实以及在采摘园中方便采摘车移动。
[0005]本专利技术的技术方案是：
[0006]本专利技术提供了一种花椒采摘系统，包括采摘装置和若干个双目摄像头，所述采摘装置包括若干采摘机构和若干机械臂，所述机械臂的一端与采摘车连接，且另一端与采摘机构、双目摄像头连接；
[0007]所述采摘机构包括空心转筒和第一电机，所述第一电机位于机械臂上，所述第一电机的输出轴与空心转筒的一端连接，所述空心转筒的另一端开口设置，所述空心转筒的内部沿周向设置有若干个扇叶，且侧壁沿周向设置有贯通的若干组通风孔，所述空心转筒的外侧壁沿周向设置有若干组采摘部，所述采摘部包括若干个采摘凸起，相邻采摘凸起形成采摘卡槽。
[0008]上述技术方案的工作原理如下：
[0009]双目摄像头用于获取果实图像信息，以处理获得位置信息。通过机械臂灵活操作采摘装置对花椒进行采摘，所述第一电机通过输出轴带动空心转筒转动，机械臂将空心转筒接近花椒树并进行扫动，以面接触的方式，对一整个区域范围的花椒作采摘。在此过程中，旋转空心转筒并使其内部的扇叶随之转动产生气流，由于花椒树的枝叶、花芽与花椒果
实的重力不同，因此气流透过通风孔可以将花椒树的枝叶、花芽吹开，方便采摘花椒果实，同时可以阻止花椒树的枝叶、花芽被卷入采摘机构，避免了采摘时对花椒树的损伤。
[0010]本专利技术通过设置采摘装置和双目摄像头，能很好地对花椒树的果实进行采摘，效率高，具有较好的实用性。
[0011]为了更好地实现本专利技术，进一步的，所述机械臂包括若干第二电机、若干连杆，任意相邻两个连杆之间设有第二电机，所述机械臂一端的连杆与采摘车连接，且另一端的连杆与第一电机的侧壁连接，所述双目摄像头通过支撑杆连接在设有第一电机的连杆上。
[0012]相邻连杆之间的第二电机驱动其中一个连杆相对转动，实现采摘机构的角度调节，所述机械臂另一端的连杆上还设置有驱动第二电机升降的第三电机，实现其他连杆的整体升降运动，本专利技术通过多轴驱动的方式，使得采摘机构能够更好地采摘花椒果实，提高了操作的灵活性。
[0013]为了更好地实现本专利技术，进一步的，还包括夹持机构，所述采摘车的前端设置有夹持机构，所述夹持机构包括两个开合臂和两个第一液压缸，两个所述开合臂的一端均铰接在采摘车上，且两个所述开合臂围成一个圆形的夹持空间，两个所述第一液压缸分别位于采摘车上，且两个所述第一液压缸的活塞端分别与开合臂连接，所述第一液压缸驱动两个开合臂打开或关闭，两个开合臂的顶部分别对应设置有采摘装置。
[0014]工作时，两个第一液压缸相互配合驱动两个开合臂打开，并环绕花椒树树干围住后，第一液压缸驱动两个开合臂合拢，机械臂带动采摘机构对花椒树进行采摘。
[0015]为了更好地实现本专利技术，进一步的，还包括收集机构，所述收集机构包括第一帆布、第二帆布和收集槽，所述开合臂的顶部沿周向设置有第一帆布，且底部横向设置有第二帆布，相邻第二帆布相对侧分别通过弹簧绳与开合臂连接，相邻开合臂顶部的第一帆布合并形成收集空间，相邻开合臂底部的第二帆布合并形成的夹持空间内，且相邻第二帆布的一端构成通槽，所述通槽的底部对应设置有收集槽，所述收集槽与采摘车连接。
[0016]第一帆布位于两个开合臂的顶部，收集落下来的花椒果实，第二帆布通过两个弹簧绳安装在两个开合臂形成的夹持空间内，开合臂夹持花椒树树干时，弹簧绳随树干变形，并使得第二帆布尽量贴合树干，采集完毕后，经第一帆布收集到的花椒果实全部落入第二帆布上，此时，开合臂打开并退出环抱花椒树树干后，合拢开合臂，翻转板向上翻转，第二帆布上的花椒果实经通槽全部落入到收集槽内，完成对花椒果实的收集。
[0017]为了更好地实现本专利技术，进一步的，还包括设置在采摘车前端的转动板，所述夹持机构通过转动板与采摘车连接，两个所述开合臂和两个第一液压缸均安装在转动板上，所述转动板与车体铰接，且所述转动板的底部通过第二液压缸与采摘车连接，所述第二液压缸驱动转动板向上或向下翻转。
[0018]转动板向上翻转，带动夹持机构和采摘装置向上翻转，方便采摘车在果园中移动，需要采摘时，转动板向下翻转即可。
[0019]为了更好地实现本专利技术，进一步的，所述采摘车包括车体和多个转向轮，所述车体上设置有驱动转向轮转动的转向机构；所述转向机构包括第四电机、主动齿轮和从动齿轮，所述第四电机位于车体上，且所述第四电机的输出轴延伸至车体的底部与主动齿轮连接，所述从动齿轮与车体可转动连接，所述转向轮通过从动齿轮与车体连接，所述主动齿轮与从动齿轮啮合。
[0020]第四电机转动带动主动齿轮转动，进而驱动从动齿轮转动，使得转向轮转向，同时，主动齿轮的轮齿数小于从动齿轮的轮齿数，起到减速器的作用。
[0021]本专利技术还提供了一种花椒采摘方法，包括以下步骤：
[0022]S1、以双目摄像头为原点建立坐标系，通过双目摄像头获取目标图像，并处理得到目标的三维坐标Pn(Xns,Yns,Zns)；
[0023]S2、以两个开合臂围成的夹持空间的轴心处为原点，将目标的三维坐标Pn进行坐标变换得到三维坐标Po(Xos,Yos,Zos)；
[0024]其中，坐标变换的公式为P
o
＝T
n
*P
n
+M
n
；
[0025][0026][0027]式中，P
o
为以两个开合臂围成的夹持空间本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种花椒采摘系统，其特征在于，包括采摘车(10)、采摘装置(20)和若干个双目摄像头(223)，所述采摘装置(20)包括若干采摘机构(21)和若干机械臂(22)，所述机械臂(22)的一端与采摘车(10)连接，且另一端与采摘机构(21)、双目摄像头(223)连接；所述采摘机构(21)包括空心转筒(211)和第一电机(212)，所述第一电机(212)位于机械臂(22)上，所述第一电机(212)的输出轴与空心转筒(211)的一端连接，所述空心转筒(211)的另一端开口设置，所述空心转筒(211)的内部沿周向设置有若干个扇叶(213)，且侧壁沿周向设置有贯通的若干组通风孔(214)，所述空心转筒(211)的外侧壁沿周向设置有若干组采摘部，所述采摘部包括沿空心转筒(211)外侧壁周向设置的若干个采摘凸起(215)，相邻采摘凸起(215)形成采摘卡槽(216)。2.根据权利要求1所述的一种花椒采摘系统，其特征在于，所述机械臂(22)包括若干第二电机(221)、若干连杆(222)，任意相邻两个连杆(222)之间设有第二电机(221)，所述机械臂(22)一端的连杆(222)与采摘车(10)连接，且另一端的连杆(222)与第一电机(212)的侧壁连接，所述双目摄像头(223)通过支撑杆连接在设有第一电机(212)的连杆(222)上。3.根据权利要求1所述的一种花椒采摘系统，其特征在于，还包括夹持机构(14)，所述采摘车(10)的前端设置有夹持机构(14)，所述夹持机构(14)包括两个开合臂(141)和两个第一液压缸(142)，两个所述开合臂(141)的一端均铰接在采摘车(10)上，且两个所述开合臂(141)围成一个圆形的夹持空间，所述第一液压缸(142)位于采摘车(10)上，且所述第一液压缸(142)的活塞端与开合臂(141)连接，所述第一液压缸(142)驱动两个开合臂(141)打开或关闭，两个开合臂(141)的顶部分别对应设置有采摘装置(20)。4.根据权利要求3所述的一种花椒采摘系统，其特征在于，还包括收集机构(17)，所述收集机构(17)包括第一帆布(171)、第二帆布(172)和收集槽(173)，所述开合臂(141)的顶部沿周向设置有呈放射状的第一帆布(171)，且底部横向设置有第二帆布(172)，相邻开合臂(141)顶部的第一帆布(171)合并形成收集空间，相邻第二帆布(172)相对侧分别通过弹簧绳与开合臂(141)连接，相邻开合臂(141)底部的第二帆布(172)合并形成夹持空间，且相邻第二帆布(172)的一端构成通槽，所述通槽的底部对应设置有收集槽(173)，所述收集槽(173)与采摘车(10)连接。5.根据权利要求3所述的一种花椒采摘系统，其特征在于，还包括设置在采摘车(10)前端的转动板(15)、第二液压缸(16)，所述夹持机构(14)通过转动板(15)与采摘车(10)连接，两个所述开合臂(141)和两个第一液压缸(142)均安装在转动板(15)上，所述转动板(15)与车体(11)铰接，且所述转动板(15)的底部通过第二液压缸(16)与采摘车(10)连接，所述第二液压缸(16)驱动转动板(15)向上或向下翻转。6.根据权利要求1所述的一种花椒采摘系统，其特征在于，所述采摘车(10)...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜正聪，黎安庆，何龙科，蒋林均，张小帆，
申请(专利权)人：西昌学院，
类型：发明
国别省市：