本技術屬于自動化采摘，具體涉及一種葡萄采摘機器人。

背景技術：

1、現(xiàn)有葡萄采摘機器人在智能農(nóng)業(yè)中扮演著重要角色，但技術仍存在缺陷：

2、與結構性環(huán)境下工作的工業(yè)機器人相比，葡萄采摘機器人在戶外作業(yè)時需要考慮到作物自身的特征和外界生長環(huán)境的影響。這些因素包括作物的種類、大小、形狀、重量等，以及天氣、溫度、濕度等自然環(huán)境條件，都對機器人的設計和操作提出了更高的要求。

3、早期的采摘機器主要采用機械震搖式和氣動震搖式收獲方式，其自動化和智能化程度較低，且容易摔傷果實，難以適應復雜的采摘任務。

4、由于葡萄種植的多樣性和復雜性，機器人需要具備良好的適應性和靈活性，以應對不同品種、不同生長狀態(tài)的葡萄。目前的技術可能還難以達到這一點，限制了機器人的應用范圍。

5、因此，為解決上述問題提出了一種葡萄采摘機器人。

技術實現(xiàn)思路

1、本實用新型的目的在于提供一種葡萄采摘機器人。能夠代替人工進行葡萄采摘，大大提升采摘效率的機器人。在減輕人工勞動強度的同時，保證果實質量，避免采摘未成熟或破損的果實，實現(xiàn)高效、精準的葡萄采摘。

2、本實用新型包括采摘模塊和接取模塊，所述的采摘模塊包括采摘履帶底盤、機械臂、攝像頭、超聲波測距模塊和采摘裝置；機械臂為六自由度機械臂，機械臂的底座固定在采摘履帶底盤上，機械臂的抓取端設置有攝像頭、超聲波測距模塊和采摘裝置，采摘履帶底盤上還設置有用于控制機械臂的伺服電機；

3、所述的采摘履帶底盤的驅動輪通過直流電機帶動；采摘裝置包括夾具和刀片，兩者互相獨立且分別接有直流電機，夾具表面設置有薄膜壓力傳感器；采摘模塊的每個直流電機均由樹莓派4b主板通過電機驅動板驅動，伺服電機由樹莓派4b主板通過電機驅動器驅動。

4、在所述的采摘履帶底盤內(nèi)設置有主控板，主控板選用樹莓派4b主板，攝像頭、超聲波測距模塊、薄膜壓力傳感器、直流電機、伺服電機均與樹莓派4b主板通過線路連接。

5、所述的接取模塊包括接取履帶底盤和升降平臺，升降平臺可升降設置在接取履帶底盤上。

6、在所述的接取履帶底盤內(nèi)設置有微控制器、藍牙模塊和電源，微控制器和藍牙模塊通過線路連接；液壓系統(tǒng)和接取履帶底盤的驅動輪分別通過兩個直流電機帶動，每個直流電機均由微控制器通過電機驅動板驅動。

7、作為優(yōu)選，所述的機械臂選用arduino六軸機械臂。

8、進一步的，所述的升降平臺通過剪叉式升降結構和液壓傳動可升降設置在接取履帶底盤上。

9、進一步的，所述的升降平臺上放置有用于接取葡萄的采收筐。

10、進一步的，所述的主控板通過線路與電源連接，為其余模塊供電。

11、進一步的，所述的微控制器通過線路與電源連接，為其余模塊供電。

12、作為優(yōu)選，所述的攝像頭選用幻爾gc0308高清攝像頭70°，超聲波測距模塊選用hy-srf05超聲模塊，薄膜壓力傳感器型號為rfp602，電機驅動板型號為l298n，驅動器型號為cdv3，微控制器型號為stc89c52rc，藍牙模塊型號為e104-bt40。

13、進一步的，所述的主控板還連接有gps模塊和無線通訊模塊。

14、作為優(yōu)選，所述的gps模塊選用gt-u8定位器，無線通信模塊選用nrf24l01無線模塊。

15、進一步的，所述的在采摘履帶底盤和接取履帶底盤底部均設置有懸掛系統(tǒng)。

16、本實用新型能夠提高葡萄采摘效率，代替人工進行葡萄采摘，減少人工成本。履帶式行進，適用于復雜性的作業(yè)環(huán)境；夾取式采摘，保證果實的完整度，且適用于任何品種、生長狀態(tài)的葡萄；還能保證果實質量：通過攝像頭和主控板的配合，精確地識別和采摘成熟的葡萄，避免采摘未成熟或破損的果實，保證果實的品質；減輕勞動強度，通過連續(xù)穩(wěn)定地工作減輕工人的勞動強度。

技術特征：

1.一種葡萄采摘機器人，包括采摘模塊和接取模塊，其特征在于：所述的采摘模塊包括采摘履帶底盤、機械臂、攝像頭、超聲波測距模塊和采摘裝置；機械臂為六自由度機械臂，機械臂的底座固定在采摘履帶底盤上，機械臂的抓取端設置有攝像頭、超聲波測距模塊和采摘裝置，采摘履帶底盤上還設置有用于控制機械臂的伺服電機；

2.如權利要求1所述的葡萄采摘機器人，其特征在于：所述的機械臂選用arduino六軸機械臂。

3.如權利要求1所述的葡萄采摘機器人，其特征在于：所述的升降平臺通過剪叉式升降結構和液壓傳動可升降設置在接取履帶底盤上。

4.如權利要求1所述的葡萄采摘機器人，其特征在于：所述的升降平臺上放置有用于接取葡萄的采收筐。

5.如權利要求1所述的葡萄采摘機器人，其特征在于：所述的主控板通過線路與電源連接，為其余模塊供電。

6.如權利要求1所述的葡萄采摘機器人，其特征在于：所述的微控制器通過線路與電源連接，為其余模塊供電。

7.如權利要求1所述的葡萄采摘機器人，其特征在于：所述的攝像頭選用幻爾gc0308高清攝像頭70°，超聲波測距模塊選用hy-srf05超聲模塊，薄膜壓力傳感器型號為rfp602，電機驅動板型號為l298n，驅動器型號為cdv3，微控制器型號為stc89c52rc，藍牙模塊型號為e104-bt40。

8.如權利要求1所述的葡萄采摘機器人，其特征在于：所述的主控板還連接有gps模塊和無線通訊模塊。

9.如權利要求8所述的葡萄采摘機器人，其特征在于：所述的gps模塊選用gt-u8定位器，無線通信模塊選用nrf24l01無線模塊。

10.如權利要求1所述的葡萄采摘機器人，其特征在于：所述的在采摘履帶底盤和接取履帶底盤底部均設置有懸掛系統(tǒng)。

技術總結
本技術涉及一種葡萄采摘機器人。本技術包括采摘模塊和接取模塊，采摘模塊包括采摘履帶底盤、機械臂、攝像頭、超聲波測距模塊和采摘裝置；機械臂為六自由度機械臂，機械臂的底座固定在采摘履帶底盤上，機械臂的抓取端設置有攝像頭、超聲波測距模塊和采摘裝置，采摘履帶底盤上還設置有用于控制機械臂的伺服電機；接取模塊包括接取履帶底盤和升降平臺，升降平臺可升降設置在接取履帶底盤上。本技術能夠提高葡萄采摘效率，代替人工進行葡萄采摘，減少人工成本。履帶式行進，適用于復雜性的作業(yè)環(huán)境；夾取式采摘，保證果實的完整度，且適用于任何品種、生長狀態(tài)的葡萄，還能保證果實質量。

技術研發(fā)人員：王雅淇,丁鈺,張俊濤
受保護的技術使用者：杭州師范大學
技術研發(fā)日：20240416
技術公布日：2025/1/6