仿鸟夹食的采摘装置制造方法及图纸

本申请公开了一种仿鸟夹食的采摘装置。其中，该装置包括：至少一个采摘机械手，用于采集与待采摘目标相关的图像，将所采集的图像传送给控制平台，并基于所述控制平台的控制，对所述待采摘目标进行夹取；所述控制平台，用于识别所采集的图像中是否包含所述待采摘目标，并在所采集的图像中包含所述待采摘目标的情况下，控制至少一个所述采摘机械手夹取所述待采摘目标。本申请解决了采摘机器采摘效率低、采摘质量差的技术问题。摘质量差的技术问题。摘质量差的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
仿鸟夹食的采摘装置


[0001]本申请涉及仿生农业机械领域，具体而言，涉及一种仿鸟夹食的采摘装置。

技术介绍

[0002]我国是茶的故乡，自古以来茶叶的种植、采摘始终伴随着中国文化的发展并且形成了独具一格的茶文化。茶叶作为一种绿色纯天然的健康饮品一直被广大消费者所喜爱，尤其是名优茶的需求一直居高不下。
[0003]传统茶叶采摘是指人工采摘茶叶，但存在着劳动强度大、劳动力短缺、采摘效率低和手工采摘成本日益上涨等问题，加之成熟的名优茶叶需要在短时间内采摘，否则就会错过最佳采摘时期影响茶的品质，而且需要叶片的完整程度较高，所以茶叶芽采摘困难的问题始终制约着茶叶产业的发展。
[0004]现有成熟的采茶机器多为在陇上复切割式，该方法虽然提高了采摘的效率，但是所采摘的茶叶芽无法分离老叶和新叶，多余的茶叶梗也为后面的加工增加许多麻烦，复式切割也会破坏茶叶的整体性，陇上复切割式采茶机器无法准确识别与定位茶叶芽，采摘的质量相比较于手工采摘差很多，对于名优茶叶的采摘更是无法满足叶片高完整度需求，而且在抢收茶叶时无法夜间作业。
[0005]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0006]本申请实施例提供了一种仿鸟夹食的采摘装置，以至少解决采摘机器采摘效率低、采摘质量差的技术问题。
[0007]根据本申请实施例的一个方面，提供了一种仿鸟夹食的采摘装置，包括：至少一个采摘机械手，用于采集与待采摘目标相关的图像，将所采集的图像传送给控制平台，并基于所述控制平台的控制，对所述待采摘目标进行夹取；所述控制平台，用于识别所采集的图像中是否包含所述待采摘目标，并在所采集的图像中包含所述待采摘目标的情况下，控制至少一个所述采摘机械手夹取所述待采摘目标。
[0008]在一个示例中，每个所述采摘机械手呈鸟头状，并且包括：微型摄像头，位于鸟头状的所述采摘机械手的鸟眼位置处，用于采集与所述待采摘目标相关的图像；采摘机械手上喙和采摘机械手下喙，位于鸟头状的所述采摘机械手的鸟嘴的上下喙位置处，用于夹取所述待采摘目标；两个压力传感器，分别位于所述采摘机械手上喙和所述采摘机械手下喙处，用于检测所述采摘机械手上喙和所述采摘机械手下喙的压力，并将所检测到的压力发送给所述控制平台；提拉机构，与所述采摘机械手上喙和所述采摘机械手下喙相连，用于在所述控制平台的指示下，对所述采摘机械手上喙和所述采摘机械手下喙进行提拉，以使得所述采摘机械手上喙和所述采摘机械手能够夹取所述待采摘目标。
[0009]在一个示例中，所述提拉机构包括：直杆结构，包括主干和两个分支，所述主干和两个所述分支呈Y字型，两个所述分支分别与所述采摘机械手上喙和所述采摘机械手下喙
相连；舵机驱动电路，用于通过轴承和传送带拉动所述直杆结构的主干，以通过两个所述分支控制仿鸟夹食的采摘机械手上喙和仿鸟夹食的采摘机械手下喙的张合。
[0010]在一个示例中，每个所述采摘机械手还包括柔性定位装置：电动推杆，包括第一电机、电动推杆上的伸缩杆，所述第一电机用于控制所述电动推杆上的伸缩杆伸缩，以控制所述采摘机械手到达所述待采摘目标位置的上方；万向球控制器，用于通过所述电动推杆控制所述采摘机械手的横向和纵向移动。
[0011]在一个示例中，所述万向球控制器包括：第一旋转架、第二旋转架、导杆、滑块、万向球、第二电机和第三电机，其中，所述导杆通过所述滑块与万向球连接；第二电机，用于带动所述第一旋转架和与万向球连接的导杆进行纵向移动；第三电机，用于带动所述第二旋转架和与所述万向球连接的所述导杆进行横向移动。
[0012]在一个示例中，所述采摘装置还包括仿机械手支撑架，所述仿机械手支撑架上设置有以行列式的方式排布的至少一个所述采摘机械手设置以及控制按钮，其中，所述控制按钮用于关闭和启动所述采摘装置以及控制所述采摘装置的采摘频率。
[0013]在一个示例中，所述采摘装置还包括收集盒，所述收集盒包括：吸入式鼓风机，所述吸入式鼓风机一端与收集袋相连，另一端与所述仿机械手支撑架相连，其中，所述仿机械手支撑架内部用风管连通，所述吸入式鼓风机能够将所述采摘机械手夹取的所述待采摘目标通过所述风管吸入到所述收集袋中。
[0014]在一个示例中，所述控制平台包括数据处理模块，用于基于深度学习S SD目标检测算法来计算所述待采摘目标的三维位置。
[0015]在一个示例中，所述数据处理模块还被用于：对采集到的所述待采摘目标进行SSD目标检测，运用深度学习SSD目标检测算法建立图像识别模型，所述图像识别模型依据所述图像的主要特征，对所述图像进行特征优化，提取所述待采摘目标的参数进而识别出所述待采摘目标，运用改进的双相机前方三角交会算法进行相对于相机的所述待采摘目标的三维位置的计算，得到所述仿鸟夹食的采摘机械手到所述待采摘目标的位置距离误差。
[0016]在一个示例中，所述数据处理模块还被用于在采摘完成后调用所述SS D目标检测算法，对采摘结果进行检查，以确定所述待采摘目标是否采摘完毕。
[0017]在本申请实施例中，采集与待采摘目标相关的图像，将所采集的图像传送给控制平台，并基于所述控制平台的控制，对所述待采摘目标进行夹取，进而解决了采摘机器采摘效率低、采摘质量差的技术问题。
附图说明
[0018]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0019]图1为根据本申请实施例的仿鸟夹食的采摘机械手及茶叶芽收集装置整体的结构示意图；
[0020]图2为根据本申请实施例的仿鸟夹食的采摘机械手的内部结构图；
[0021]图3为根据本申请实施例的仿鸟夹食的采摘机械手的正视图；
[0022]图4为根据本申请实施例的柔性定位装置的结构图；
[0023]图5为根据本申请实施例的二自由度万向球控制器的结构图；
[0024]图6为根据本申请实施例的基于SSD目标识别算法的茶叶芽自动识别系统的整体流程图；
[0025]图7为根据本申请实施例的机器视觉计算机的程序流程图；
[0026]图8为根据本申请实施例的茶叶芽定位装置的反馈调节程序的流程图；
[0027]附图标记说明：1、采摘机械手；11、微型摄像头； 12、薄膜式夹紧压力传感器； 121、上喙薄膜式夹紧压力传感器；122、下喙薄膜式夹紧压力传感器；13、提拉结构； 131、舵机驱动电路； 132、直杆结构； 133、仿鸟夹食的采摘机械手上喙；134、仿鸟夹食的采摘机械手下喙；2、机械手支撑架； 21、控制握把； 211、关闭按钮； 212、启动按钮； 213、加速按钮；214、减速按钮； 22、活动杆； 23、可扩展机械手接口； 24、防堵塞疏通口；25、第一喉箍；26、万向轮；3、软管；4、吸入式茶叶收集盒；41、吸入式鼓风机； 42、第二喉箍； 43、茶叶芽收集袋； 5、控制平台； 51、机器视觉计算机；511、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种仿鸟夹食的采摘装置，其特征在于，包括：至少一个采摘机械手，用于采集与待采摘目标相关的图像，将所采集的图像传送给控制平台，并基于所述控制平台的控制，对所述待采摘目标进行夹取；所述控制平台，用于识别所采集的图像中是否包含所述待采摘目标，并在所采集的图像中包含所述待采摘目标的情况下，控制至少一个所述采摘机械手夹取所述待采摘目标。2.根据权利要求1所述的采摘装置，其特征在于，每个所述采摘机械手呈鸟头状，并且包括：微型摄像头，位于鸟头状的所述采摘机械手的鸟眼位置处，用于采集与所述待采摘目标相关的图像；采摘机械手上喙和采摘机械手下喙，位于鸟头状的所述采摘机械手的鸟嘴的上下喙位置处，用于夹取所述待采摘目标；两个压力传感器，分别位于所述采摘机械手上喙和所述采摘机械手下喙处，用于检测所述采摘机械手上喙和所述采摘机械手下喙的压力，并将所检测到的压力发送给所述控制平台；提拉机构，与所述采摘机械手上喙和所述采摘机械手下喙相连，用于在所述控制平台的指示下，对所述采摘机械手上喙和所述采摘机械手下喙进行提拉，以使得所述采摘机械手上喙和所述采摘机械手能够夹取所述待采摘目标。3.根据权利要求2所述的采摘装置，其特征在于，所述提拉机构包括：直杆结构，包括主干和两个分支，所述主干和两个所述分支呈Y字型，两个所述分支分别与所述采摘机械手上喙和所述采摘机械手下喙相连；舵机驱动电路，用于通过轴承和传送带拉动所述直杆结构的主干，以通过两个所述分支控制仿鸟夹食的采摘机械手上喙和仿鸟夹食的采摘机械手下喙的张合。4.根据权利要求3所述的采摘装置，其特征在于，每个所述采摘机械手还包括柔性定位装置：电动推杆，包括第一电机、电动推杆上的伸缩杆，所述第一电机用于控制所述电动推杆上的伸缩杆伸缩，以控制所述采摘机械手到达所述待采摘目标位置的上方；万向球控制器，用于通过所述电动推杆控制所述采摘机械手的横向和纵向移动。5.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛鹏，李擎，付国栋，苏中，张腾龙，
申请(专利权)人：北京信息科技大学，
类型：发明
国别省市：