【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及果树修剪机械装置，具体涉及一种基于机器视觉与芽点分布映射识别的猕猴桃剪枝机器人。
技术介绍
1、冬季剪枝是猕猴桃栽培管理过程中必不可少的环节。盲目保留过多枝条会导致树冠冗杂，影响光线照射和营养积累，降低果实质量，并易患病害。因此，合理冬剪能够控制枝条数量和长度，保持猕猴桃植株强健和高产能力。
2、剪枝机械装备对果园生产具有重要意义。尽管在果树剪枝工作中，传统的人工剪枝仍然占主导地位，但其工作量大、成本高，属于劳动密集型作业。然而，人工剪枝技术性强，且操作具有不可逆性，因此需对操作员进行培训。此外，由于剪枝作业需要长时间举臂，大面积作业时工作效率低下且容易导致职业病。仅仅依靠人工剪枝无法满足生产需求，因此半自动剪枝机械设备应运而生。然而半自动机械剪枝多适用于果树粗剪，对果园种植模式和树形要求严格，目前主要应用于现代矮砧密植型果园中，难以适用于棚架栽培式猕猴桃园。因此有必要研发猕猴桃自动剪枝机器人，推进猕猴桃生产全程机械化的发展。
技术实现思路
1、针对上述现有技术的缺陷研制一种基于机器视觉与芽点分布映射识别的猕猴桃剪枝机器人。
2、本专利技术为解决其技术问题，采用的技术方案如下:
3、一种基于机器视觉与芽点分布映射识别的猕猴桃剪枝机器人，其包括电动剪枝器、机械臂、控制箱、视觉感知系统、承载支架、移动底盘；
4、电动剪枝器包含动刀片、定刀片、齿轮箱、电机、电源开关、连接件、控制板以及机壳；其中连接件与机械臂的腕部相固接，电源
5、机械臂包含底座、主构架、伺服电机、大臂、小臂、传动板、大臂水平保持连杆、小臂传动杆、三角保持架、小臂水平保持连杆、腕部；其中底座与移动底盘通过承载支架相固接，主构架与底座通过球铰相铰接，伺服电机与主构架相固接，传动板与大臂水平保持连杆通过球铰相铰接，三角保持架与大臂相固接，三角保持架与小臂传动杆和小臂水平保持连杆分别通过球铰相铰接，腕部与小臂相固接。
6、本专利技术作业时，rgb-d相机b实时采集猕猴桃树行道路图像，检测并定位道路两侧猕猴桃树干位置信息，根据视野中左右树干的距离变化调整移动底盘转向，当距离相等时走直线，保持猕猴桃剪枝机器人在道路中间行驶。当猕猴桃剪枝机器人行驶至待剪枝区域，rgb-d相机a开始开始采集冠层图像，通过检测猕猴桃枝条和芽点分布映射识别得到剪枝位置，并计算输出剪枝位置的三维坐标，为机械臂路径规划提供位置信息。随后控制箱控制机械臂运动，移动至剪枝位置后，控制箱向电动剪枝器的控制板发送信号使刀片闭合，实现自动剪枝。
7、本专利技术所述一种基于机器视觉与芽点分布映射识别的猕猴桃剪枝机器人采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
8、本专利技术所设计的一种基于机器视觉与芽点分布映射识别的猕猴桃剪枝机器人，利用rgb-d相机b实时捕获的猕猴桃剪枝区域的道路图像指导移动底盘行进；另一方面通过rgb-d相机a拍摄待剪枝区域的冠层图像以确定剪枝位置，确定剪枝位置的三维坐标后移动机械臂移动至剪枝位置后使刀片闭合，完成剪枝操作；
9、所述的电动剪枝器由动刀片、定刀片、齿轮箱、电机、电源开关、连接件、控制板以及机壳组成；其中连接件与机械臂的腕部相固接，电源开关与控制板相固接，控制板与电机通讯连接，电机输出端传动固接到齿轮箱，齿轮箱前端固接动刀片；当打开电源开关，控制板发出信号使电机转动，并通过齿轮箱驱动动刀片转动，使得动刀片与定刀片相互闭合或分离，完成剪切动作。
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1.一种基于机器视觉与芽点分布映射识别的猕猴桃剪枝机器人，包括电动剪枝器（1）、机械臂（2）、控制箱（3）、视觉感知系统（4）、承载支架（5）、移动底盘（6）六个部分，其特征在于：电动剪枝器（1）与机械臂（2）的腕部（209）相固接，机械臂（2）、控制箱（3）、视觉感知系统（4）均与承载支架（5）相固接，承载支架（5）与移动底盘（6）相固接，控制箱（3）分别与电动剪枝器（1）、机械臂（2）、视觉感知系统（4）、移动底盘（6）通讯连接；
【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉与芽点分布映射识别的猕猴桃剪枝机器人，包括电动剪枝器（1）、机械臂（2）、控制箱（3）、视觉感知系统（4）、承载支架（5）、移动底盘（6）六个部分，其特征在于：电动剪枝器（1）与机械臂（2）的腕部（2...
【专利技术属性】
技术研发人员：傅隆生，陈池，贺磊磊，李瑞，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：发明
国别省市：
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