CN111855255A - 一种红花采摘机器人采摘性能试验台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种红花采摘机器人采摘性能试验台，包括红花植株姿态调整装置、水平运动模组、竖直移动模组、采摘器、红花植株夹持装置、控制装置、收集装置、台架和平台，台架安装在平台的正上方，水平运动模组安装在台架正上方，竖直移动模组设置在水平运动模组上，采摘器安装在竖直移动模组上，红花植株姿态调整装置和控制装置分别安装在平台的前侧和后侧，红花植株夹持装置安装在平台的正中央，收集装置安装在红花植株姿态调整装置的后侧。本发明可以进行红花采摘机器人采摘性能试验，最终确定采摘性能高的参数组合，为红花采摘机器人的研发奠定基础。
Description
技术领域
本发明涉及农业采摘机器人领域，特别涉及一种红花采摘机器人采摘性能试验台。
背景技术
目前，机器人技术已广泛运用于农业领域，目前采收机器人主要应用于苹果、橘子等目标清晰的农作物上，基本上采用视觉识别技术实现采摘定位，但红花是以条状花丝聚集而成的团簇状作物，且红花存在时空差异性，遮挡、重叠情况较普及，在进行机器视觉识别时，去噪、识别、定位时间较长，无法达到采摘机器人的采摘要求。因此，根据红花植株独特的生长特性,设计一种红花采摘机器人采摘性能试验台进行采摘性能试验，最终确定采摘性能高的参数组合，为红花采摘机器人的研发提供依据。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种红花采摘机器人采摘性能试验台。
本发明涉及一种红花采摘机器人采摘性能试验台，包括红花植株姿态调整装置、水平运动模组、竖直移动模组、采摘器、红花植株夹持装置、控制装置、收集装置、台架和平台，台架安装在平台的正上方，水平运动模组安装在台架正上方，竖直移动模组设置在水平运动模组上，采摘器安装在竖直移动模组上，红花植株姿态调整装置和控制装置分别安装在平台的前侧和后侧，红花植株夹持装置安装在平台的正中央，收集装置安装在红花植株姿态调整装置的后侧。
所述红花植株姿态调整装置包括水平双向滚珠丝杠模组和竖直滚珠丝杠模组。竖直滚珠丝杠模组固定在平台前侧中央，水平双向滚珠丝杠模组固定在竖直滚珠丝杠模组上，实现高度位置的精确调节,弧形板组分别安装在滑块2和滑块1上，实现弧形板组之间距离的精确调节。
所述的水平双向滚珠丝杠模组包括双向滚珠丝杠、水平步进电机、滑块1、滑块2、滑台1、导向光轴2、丝杠固定块1、丝杠尾座1、弧形板组、联轴器1和轴承等。
所述的采摘器包括胶辊1、胶辊2、齿轮1、齿轮2、电机、软管、壳体、胶辊轴承和联轴器3等，胶辊1和胶辊2通过胶辊轴承安装在壳体的前侧，齿轮1和齿轮2分别安装在胶辊1和胶辊2的一端电机和联轴器3安装在胶辊1的后侧，与胶辊1相连，距离感应器安装在胶辊1一侧的壳体上，软管一端安装在对辊上方壳体上，另一端与安装在平台上的收集装置相连。
所述的红花植株夹持装置包括夹持板1、夹持板2、固定角码1、固定角码2、六角螺栓1、六角螺栓2、弹簧1、弹簧2、螺母1和螺母2，其中固定角码1和固定角码2一端与夹持板1固定、另一端固定在平台中央，六角螺栓1和六角螺栓2分别穿过夹持板1和夹持板2的两侧的通孔，分别通过弹簧1、螺母1和弹簧2、螺母2固定。
本发明的工作过程如下：
将红花植株插入平台中央红花植株夹持装置间隙中，调整夹持板2一侧的弹簧1和弹簧2的松紧程度，模拟田间红花植株生长环境，使红花植株固定在夹持板1和夹持板2中部；通过控制位于平台前部的竖直滚珠丝杠模组输出直线运动,调整水平双向滚珠丝杠模组高度，进而改变弧形板组的高度，使弧形板组适应红花植株的高度和果球分布，保证有效夹持和获得果球基本位置；通过控制水平双向滚珠丝杠模组输出直线双向运动驱动弧形板组向预定红花植株中心运动运动，调整弧形板组之间的距离至红花果球基本分布在同一平面时，实现红花植株形态由三维空间形态转变二维平面形态。保证有效调整红花植株形态和确定红花果球基本位置；通过控制台架上方的水平运动模组驱动采摘器横向移动至与红花果球中心同一平面，纵向移动至弧形板组一侧初始采摘位置；距离传感器进行实时距离感应获得红花果球精确位置，控制竖直移动模组和水平运动模组驱动采摘器移动，采摘器启动运行对红花果球逐个进行采摘作业。
附图说明
图1为本发明一种红花采摘机器人采摘性能试验台的整体结构示意图。
图2为本发明竖直移动模组和水平运动模组轴测图。
图3为本发明红花植株姿态调整装置的轴测图。
图4为本发明红花植株姿态调整装置正视图。
图5为本发明红花植株姿态调整装侧视图。
图6为本发明采摘器结构示意图。
图7为本发明红花植株夹持装置结构示意图。
图中所示：1为平台，2为台架，3为收集装置，4为水平双向滚珠丝杠模组，5为竖直滚珠丝杠模组，6为竖直移动模组，7为水平运动模组，8为采摘器，9为控制装置，10为红花植株夹持装置，11为单向滚珠丝杠，12为水平步进电机，13为联轴器1，14为丝杠固定块1，15为双向滚珠丝杠，16为滑块2，17为导向光轴1，18为滑块1，19为丝杠尾座1，20为导向光轴2，21为固定角码，22为丝杠尾座2，23为滑台1，24为弧形板组，25为轴承，26为丝杠固定块2，27为联轴器2，28为竖直步进电机，29为滑台2，30为胶辊2，31为胶辊1，32为齿轮1，33为联轴器3，34为壳体，35为电机，36为齿轮2，37为距离感应器，38为胶辊轴承，39为软管，40为六角螺栓1，41为夹持板1，42为固定角码1，43为固定角码2，44为六角螺栓2，45为弹簧1，46为螺母1，47为夹持板2，48为弹簧2，49为螺母2。
具体实施方式
实施例1：
参照图1，图2，图3，图4，图5，图6，图7所示，本发明涉及一种红花采摘机器人采摘性能试验台，包括红花植株姿态调整装置、水平运动模组（7）、竖直移动模组（6）、采摘器（8）、红花植株夹持装置（10）、控制装置（9）、收集装置（3）、台架（2）和平台（1），台架（2）安装在平台（1）的正上方，水平运动模组（7）安装在台架（2）正上方，竖直移动模组（6）设置在水平运动模组（7）上，采摘器（8）安装在竖直移动模组（6）上，红花植株姿态调整装置和控制装置（9）分别安装在平台（1）的前侧和后侧，红花植株夹持装置（10）安装在平台（1）的正中央，收集装置（3）安装在红花植株姿态调整装置的后侧。
实施例2：
本实例与实施例1的区别在于所述红花植株姿态调整装置包括水平双向滚珠丝杠模组（4）和竖直滚珠丝杠模组(5)。竖直滚珠丝杠模组(5)固定在平台（1）前侧中央水平双向滚珠丝杠模组（4）固定在竖直滚珠丝杠模组(5)上，实现高度位置的精确调节，弧形板组（24）分别安装在滑块2（16）和滑块1（18）上，实现弧形板组（24）之间距离的精确调节。
实施例3：
本实例与实施例1的区别在于所述的水平双向滚珠丝杠模组（4）包括双向滚珠丝杠（15）、水平步进电机（12）、滑块1（18）、滑块2（16）、滑台1（23）、导向光轴2（20）、丝杠固定块1（14）、丝杠尾座1（19）、弧形板组（24）、联轴器1（13）和轴承（25）等。
实施例4：
本实例与实施例1的区别在于所述的采摘器（8）包括胶辊1（31）、胶辊2（30）、齿轮1（32）、齿轮2（36）、电机（34）、软管（39）、壳体（35）、胶辊轴承（38）和联轴器3（33）等，胶辊1（31）和胶辊2（30）通过胶辊轴承（38）安装在壳体（35）的前侧，齿轮1（32）和齿轮2（36）分别安装在胶辊1（31）和胶辊2（30）的一端电机（35）和联轴器3（33）安装在胶辊1（31）的后侧，与胶辊1（31）相连，距离感应器（37）安装在胶辊1（31）一侧的壳体（35）上，软管（39）一端安装在对辊上方壳体（35）上，另一端与安装在平台（1）上的收集装置（3）相连。
实施例5：
本实例与实施例1的区别在于所述的红花植株夹持装置（10）包括夹持板1（41）、夹持板2（47），固定角码1(42)、固定角码2（43）、六角螺栓1（40）、六角螺栓2（44）、弹簧1（45）、弹簧2（48）、螺母1（46）、螺母2（49），其中固定角码1（42）和固定角码2（43）一端与夹持板1（41）固定、另一端固定在平台（1）中央，六角螺栓1（40）和六角螺栓2（44）分别穿过夹持板1（41）和夹持板2（47）的两侧的通孔，分别通过弹簧1（45）、螺母1（46）和弹簧2（48）、螺母2（49）固定。
Claims (5)
1.一种红花采摘机器人采摘性能试验台，包括红花植株姿态调整装置、水平运动模组（7）、竖直移动模组（6）、采摘器（8）、红花植株夹持装置（10）、控制装置（9）、收集装置（3）、台架（2）和平台（1），台架（2）安装在平台（1）的正上方，水平运动模组（7）安装在台架（2）正上方，竖直移动模组（6）设置在水平运动模组（7）上，采摘器（8）安装在竖直移动模组（6）上，红花植株姿态调整装置和控制装置（9）分别安装在平台（1）的前侧和后侧，红花植株夹持装置（10）安装在平台（1）的正中央，收集装置（3）安装在红花植株姿态调整装置的后侧。
2.根据权利要求1所述的一种红花采摘机器人采摘性能试验台，其特征在于所述的红花植株姿态调整装置包括水平双向滚珠丝杠模组（4）和竖直滚珠丝杠模组(5)，竖直滚珠丝杠模组(5)固定在平台（1）前侧中央，水平双向滚珠丝杠模组（4）固定在竖直滚珠丝杠模组(5)上，实现高度位置的精确调节,弧形板组（24）分别安装在滑块2（16）和滑块1（18）上，实现弧形板组（24）之间距离的精确调节。
3.根据权利要求1所述的一种红花采摘机器人采摘性能试验台，其特征在于所述的水平双向滚珠丝杠模组（4）包括双向滚珠丝杠（15）、水平步进电机（12）、滑块1（18）、滑块2（16）、滑台1（23）、导向光轴2（20）、丝杠固定块1（14）、丝杠尾座1（19）、弧形板组（24）、联轴器1（13）和轴承（25）等。
4.根据权利要求1所述的一种红花采摘机器人采摘性能试验台，其特征在于所述的采摘器（8）包括胶辊1（31）、胶辊2（30）、齿轮1（32）、齿轮2（36）、电机（34）、软管（39）、壳体（35）、胶辊轴承（38）和联轴器3（33）等，胶辊1（31）和胶辊2（30）通过胶辊轴承（38）安装在壳体（35）的前侧，齿轮1（32）和齿轮2（36）分别安装在胶辊1（31）和胶辊2（30）的一端电机（35）和联轴器3（33）安装在胶辊1（31）的后侧，与胶辊1（31）相连，距离感应器（37）安装在胶辊1（31）一侧的壳体（35）上，软管（39）一端安装在对辊上方壳体（35）上，另一端与安装在平台（1）上的收集装置（3）相连。
5.根据权利要求1所述的一种红花采摘机器人采摘性能试验台，其特征在于所述的红花植株夹持装置（10）包括夹持板1（41）、夹持板2（47）、固定角码1(42)、固定角码2（43）、六角螺栓1（40）、六角螺栓2（44）、弹簧1（45）、弹簧2（48）、螺母1（46）、螺母2（49），其中固定角码1（42）和固定角码2（43）一端与夹持板1（41）固定、另一端固定在平台（1）中央，六角螺栓1（40）和六角螺栓2（44）分别穿过夹持板1（41）和夹持板2（47）的两侧的通孔，分别通过弹簧1（45）、螺母1（46）和弹簧2（48）、螺母2（49）固定。
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