一種蒜薹采收智能機器人制造技術

本實用新型專利技術涉及一種蒜薹采收智能機器人，屬于農業智能裝備領域；該機器人包括采收裝置、移動平臺、控制系統和動力系統；采收裝置為一個或多個，位于移動平臺的前端，每個采收裝置包括三維立體滑臺、夾提與扎薹組件、識別與定位組件、送薹組件和蒜薹容器；三維立體滑臺、夾提與扎薹組件、識別與定位組件、送薹組件，以及移動平臺、動力系統均與控制系統連接。本實用新型專利技術將人工智能與機械設計巧妙結合，模擬人工采收蒜薹的作業過程，通過識株、夾株、捋株、扎薹、提薹、送薹、行進等步驟，實現大蒜植株的高速識別定位和蒜薹的精準快速采收；使用該機器人進行蒜薹采收作業，采收數量可量化，采收進度可預期，采收質量能保障。

An intelligent robot for garlic bolt harvesting

【技術實現步驟摘要】
一種蒜薹采收智能機器人
本技術涉及一種蒜薹采收智能機器人，屬于農業智能裝備

技術介紹
蒜薹是大蒜植株上抽出的花莖，作為一種常見蔬菜，是大蒜產業的主要產品之一。蒜薹采收是大蒜生產中必不可少的作業環節，其季節性強，收獲時間短而集中。長期以來，廣大蒜農主要依靠手工方式或簡易工具抽取蒜薹，作業效率低，勞動強度大，生產成本高，采收質量參差不齊難以保障，蒜薹及蒜頭產量、質量均受到嚴重制約。針對上述問題，國內相關人員進行了研究嘗試，并提出了多種方案，但仍存在較多問題。中國專利申請CN102057810A公開了一種自動化蒜薹收割機，由機架、抽薹部件、圓角矩形導軌、劃割部件、存放箱、嚙刮整合部件、動力裝置及多個傳動單元構成，其被推動前進時，劃割部件將包裹蒜薹的大蒜外皮割破，下部的嚙刮整合部件將蒜薹的底端擠壓斷，頂部的抽薹部件隨之抽取蒜薹并送至存放箱，該技術易造成大蒜植株采后倒伏，影響蒜頭后期生長。中國專利申請CN106941868A公開了一種蒜薹收獲機，將蒜莖切割后再去除蒜皮，未考慮蒜頭的繼續生長；中國專利申請CN103609251A公開了一種蒜苔收獲機，使用拖拉機牽引，并通過夾持輸送機構夾持蒜苔，易導致大蒜莖稈斷裂或整株拔出，另外拖拉機在田間行駛對大蒜種植規格、畦寬等有特定要求，否則容易壓壞蒜苗；中國專利申請CN107455077A公開了一種蒜薹收獲機，存在蒜稈部位重復針扎、多次切割的問題，易導致蒜株扎斷影響生長；中國專利申請CN104663121B公開了一種蒜薹自動采收機械裝置，采用機械臂和末端執行機構，通過夾持提拽蒜薹、縱向剖切蒜苗植株、橫向切斷蒜薹的方法實現采收作業，但未提及或實現該裝置的移動載體平臺，也未提及或實現大蒜植株個體的識別定位方法，因此該方案不具實際意義。總之，國內仍未見在蒜薹采收方面的成熟方案和實用化裝置。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本技術提供一種采收質量高、適用于蒜薹自動化采收的蒜薹采收智能機器人。本技術采用以下技術方案：一方面，本技術提供一種蒜薹采收智能機器人，包括采收裝置、移動平臺、控制系統和為機器人提供動力的動力系統；所述移動平臺為移動車體，所述動力系統、控制系統均位于所述移動平臺上方，所述采收裝置為一個或多個，以平齊或交錯方式位于所述移動平臺的前端，多個采收裝置可進行并行式聯合作業，提高采收效率；每個采收裝置包括三維立體滑臺、夾提與扎薹組件、識別與定位組件、送薹組件和蒜薹容器；所述三維立體滑臺、夾提與扎薹組件、識別與定位組件、送薹組件，以及移動平臺、動力系統均與所述控制系統連接。優選的，該蒜薹采收智能機器人還包括遙控器，所述遙控器與所述控制系統通過無線通信方式連接，實現對機器人的手動遙控，或者，所述遙控器直接與機器人的各組件之間通過無線通訊，實現遙控控制；移動平臺優選采用高腳三輪或四輪車體，車輪采用實心橡膠窄胎，以適應在大蒜田間環境下行走，優選前輪為驅動輪，后輪為轉向輪，分別由電機提供動力，電機均連接至控制系統并受控制系統及遙控器控制；本技術的動力系統主要包括發電機、蓄電池、氣泵和電機等，用于為各種裝置和組件提供能源動力，蓄電池優選采用鉛酸或鋰電等，除可由發電機充電外，也可接受市電充電；本技術的控制系統是以嵌入式計算機(ARM等)為核心的軟件算法和硬件板卡的集合體，具有采集、控制、通信等功能，主要負責采收裝置的運行管理(識株、夾株、捋株、扎薹、提薹、送薹等自動化操作)、移動平臺(車體行進及方向調控)、動力系統的分配和調節、機器人狀態顯示(通過多功能信號器)等，通過控制系統統籌協調各組件工作狀態并對機器人進行集中控制，具體控制原理及過程不是本技術的重點，此處不再詳述，可參照現有技術；在本技術中，可以采用一套采收裝置配一個單獨的蒜薹容器，也可以是多套采收裝置共用一個統一的蒜薹容器，無論哪種方式均不構成對本技術的限制。優選的，所述蒜薹采收智能機器人還包括用于指示機器人工作狀態的多功能信號器，采收裝置、控制系統、動力系統、多功能信號器均集成安裝在移動平臺上，機器人通過移動平臺實現行進和轉向，所述多功能信號器也與所述控制系統連接。本技術的機器人具有兩種工作模式：遙控模式和作業模式，默認處于遙控模式下。人手持遙控器遙控機器人到達起始作業地點(畦頭)，并在遙控器上將機器人工作模式切換為作業模式，此時機器人在控制系統的控制下進行自動采收和自主行進，在此過程中多功能信號器的黃燈閃爍；機器人持續作業，到達畦尾時自動停止并自行切換為遙控模式，此時多功能信號器的綠燈閃爍，人通過遙控器遙控機器人轉向另一畦，在遙控器上切換為作業模式，機器人繼續采收作業，作業完成后，人遙控機器人到達指定位置停放。本技術的機器人，在作業模式下，移動平臺的行進方向由控制系統確定或由人工通過遙控器調整，行進速度則完全由控制系統決定，控制系統會根據采收裝置的工作狀態自行決定機器人是勻速行進還是按一定步長間歇行進，并決定勻速行進的速度或間歇行進的步長；在遙控器模式下，移動平臺的行進及轉向完全由人工通過遙控器遙控。優選的，所述蒜薹容器位于移動平臺上的前方位置，所述蒜薹容器上固定設置有一底座，所述三維立體滑臺位于所述底座上。優選的，所述三維立體滑臺包括X軸平桿、Y軸平桿和Z軸立桿，所述X軸平桿為一對，對稱固定于所述底座的兩端，一對X軸平桿上均設置有能夠沿其滑動的X軸滑塊，所述Y軸平桿固定于所述X軸滑塊上，實現X軸方向的滑動；所述Y軸平桿上設置有能夠沿其滑動的Y軸滑塊，所述Z軸立桿固定于所述Y軸滑塊上，實現Y軸方向的滑動；所述Z軸立桿上設置有能夠沿其滑動的Z軸滑塊，所述X軸滑塊、Y軸滑塊和Z軸滑塊優選分別采用氣動或電動的驅動方式驅動，其驅動裝置均連接至所述控制系統，控制系統通過分別控制其驅動裝置來控制X軸滑塊、Y軸滑塊和Z軸滑塊的動作。上述滑塊對應的平桿或立桿上均優選設置有滑軌，滑塊在其對應的滑軌上滑動，滑塊與滑軌配合，保證不會偏離軌道。優選的，所述夾提與扎薹組件固定于所述Z軸滑塊上，所述識別與定位組件面向Z軸滑塊固定于所述Z軸立桿的下部，即識別與定位組件安裝在Z軸立桿下端背面，且其位置在Z軸立桿上的位置固定，不隨Z軸滑塊做上下運動。本技術的識別與定位組件主要負責大蒜植株的智能識別和大蒜莖稈空間位置的定位(大蒜基部莖稈在三維空間中的坐標數據)，為達到此目的，識別與定位組件可采用雙目視覺、紅外探測、激光探測、超聲波探測等在內的多種原理和相應的元器件，由于上述識別與定位方法現有技術已比較成熟，此處不再贅述，無論采用何種原理和方式，只要是進行大蒜植株的智能識別和大蒜莖稈空間位置的定位，均應包含在本技術的保護范圍內。值得注意的是，X軸、Y軸、Z軸是為了說明和理解本技術的實現方式而進行的定義，并不能構成對本技術保護范圍的限制。優選的，所述夾提與扎薹組件包括第一夾持手和位于第一夾持手內部的扎薹部件；優選的，所述扎薹部件為刺本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種蒜薹采收智能機器人，其特征在于，包括采收裝置、移動平臺、控制系統和為機器人提供動力的動力系統；/n所述移動平臺為移動車體，所述動力系統、控制系統均位于所述移動平臺上方，所述采收裝置為一個或多個，位于所述移動平臺的前端，每個采收裝置包括三維立體滑臺、夾提與扎薹組件、識別與定位組件、送薹組件和蒜薹容器，識別與定位組件采用雙目視覺元器件；/n所述三維立體滑臺、夾提與扎薹組件、識別與定位組件、送薹組件，以及移動平臺、動力系統均與所述控制系統連接。/n

【技術特征摘要】
20181017 CN 201821679288X1.一種蒜薹采收智能機器人，其特征在于，包括采收裝置、移動平臺、控制系統和為機器人提供動力的動力系統；
所述移動平臺為移動車體，所述動力系統、控制系統均位于所述移動平臺上方，所述采收裝置為一個或多個，位于所述移動平臺的前端，每個采收裝置包括三維立體滑臺、夾提與扎薹組件、識別與定位組件、送薹組件和蒜薹容器，識別與定位組件采用雙目視覺元器件；
所述三維立體滑臺、夾提與扎薹組件、識別與定位組件、送薹組件，以及移動平臺、動力系統均與所述控制系統連接。


2.根據權利要求1所述的蒜薹采收智能機器人，其特征在于，包括遙控器，所述遙控器與所述控制系統通過無線通信方式連接。


3.根據權利要求1所述的蒜薹采收智能機器人，其特征在于，所述蒜薹采收智能機器人還包括用于指示機器人工作狀態的多功能信號器，所述多功能信號器位于所述移動平臺上，所述多功能信號器也與所述控制系統連接。


4.根據權利要求1所述的蒜薹采收智能機器人，其特征在于，所述蒜薹容器位于移動平臺上的前方位置，所述蒜薹容器上固定設置有一底座，所述三維立體滑臺位于所述底座上。


5.根據權利要求4所述的蒜薹采收智能機器人，其特征在于，所述三維立體滑臺包括X軸平桿、Y軸平桿和Z軸立桿，所述X...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尚明華，
申請(專利權)人：濟南鈺成霖信息科技有限公司，
類型：新型
國別省市：山東;37