技术领域
[0001] 本实用新型涉及农业设备技术领域，具体涉及基于
机器人视觉的树莓采摘机器。
背景技术
[0002] 树莓具有涩精益肾助阳明目、醒酒止渴、化痰解毒之功效，主治肾虚、遗精、醉酒、丹毒等症。叶性微苦，解毒、消肿、敛疮等、咽喉肿痛、多发性脓肿、
乳腺炎等症。
[0003] 树莓的采摘多为人工采摘，树莓采摘需要及时，从可摘取开始需要2天内摘下，但是树莓的种植均是大面积种植，因此采摘浪费人
力，而且树莓采摘季每天需要采摘很是辛苦，同时树莓树具有刺，摘取时总是扎手。随着农机业的发展，用机器摘取树莓正在逐渐普及，机器摘取均是基于机器人视觉也就是
图像采集识别，机器摘取节省人力、避免了人工采摘的
手指被扎破。
[0004] 树莓和草莓同属蔷薇科，对采摘及时要求都较高，采摘均较为辛苦，相比较来说树莓更难保存。草莓的采摘机械化发展较快，
申请号为CN201821022949.1、名称为《一种草莓自动识别采摘机》的
专利中，公开了一种草莓自动识别采摘机包括
支架、动力传输机构、采摘机构、收集缓冲装置和总收集箱，所述采摘机构和动力传输机构设于支架上，所述采摘机构通过动力传输机构实现前后左右移动，所述收集缓冲装置设于所述采摘机构的下方并与采摘机构连接，所述总收集箱设于支架的底部；所述采摘机构包括机械手、上下移动机构和图像采集组件。相比较来说，由于树莓更难保存，树莓采摘机械化发展更需要快速。公开号为CN109168606A、名称为《一种手持式树莓采摘机》的专利申请中，公开了具有执行机构和枝条固定机构、供能系统和控制系统的采摘机，执行机构包括果实传输管道、入果口、
真空泵和集料斗。但是该种采摘机仍是半人力采摘，虽然解决了扎手的问题，但采摘人仍然会很累腰和背。同时集料斗内的树莓集满时，需导入采摘人
水深背/挎的桶中，待采摘人到达收集盘处，再将树莓从桶中倾倒到收集盘中，树莓经历了树到集料斗、集料斗到桶、桶到收集盘的三次移位，由于树莓怕磕怕碰怕移动，这种采摘方式树莓易受伤，会影响树莓保存时间，影响树莓外观、故而影响树莓售卖。实用新型内容
[0005] 为了解决上述的问题，本实用新型提供基于机器人视觉的树莓采摘机器。
[0006] 本实用新型为解决技术问题所采用的技术方案如下：
[0007] 基于机器人视觉的树莓采摘机器，包括采摘系统，所述采摘系统包括枝条固定机构、采果口、果实传输管道、入果口、
真空泵和集料斗，真空泵设置在集料斗的上方的一侧，入果口设置在集料斗上方与所述真空泵相对的一侧，采果口通过果实传输管道连接入果口；树莓采摘机器还包括支架、连接支架的移动轮、设置在支架上的多个收集盘摆放台、放置在收集盘摆放台上的收集盘、设置在支架上的动力传输机构、设置在动力传输机构上的上下移动机构和设置在支架上的图像采集组件，所述图像采集组件与具有成熟树莓识别程序的计算机连接，所述收集盘位于动力传输机构的下方，所述集料斗和枝条固定机构均连接上下移动机构，集料斗和枝条固定机构通过动力传输机构实现前后左右移动、通过上下移动机构实现上下移动，集料斗的下底面可滑动打开。
[0008] 进一步的，所述树莓采摘机器还包括供能系统，供能系统为采摘系统、动力传输机构、上下移动机构和图像采集组件供能。
[0009] 进一步的，所述果实传输管道为高强度不锈
钢螺纹软管。
[0010] 进一步的，所述集料斗的
侧壁或顶部连接上下移动机构。
[0011] 进一步的，所述入果口与真空泵正对应。
[0012] 本实用新型的有益效果是：
[0013] 本实用新型实现采摘机械化，解决了采摘累腰和背的问题。集料斗内的树莓集满时，直接倒在收集盘中，减少了一次换树莓盛装容器的过程，无需人工用桶背/挎树莓，节省人力；树莓经历了树到集料斗、集料斗到收集盘的两次移位，减少树莓受伤的程度和可能性，提高树莓保存时间、树莓外观、利于树莓售卖。
附图说明
[0014] 图1为本实用新型的基于机器人视觉的树莓采摘机器集料斗的部分结构示意图。
[0015] 图2为本实用新型的基于机器人视觉的树莓采摘机器的执行机构的剖视图。
[0016] 图中：1、支架，2、移动轮，3、收集盘摆放台，4、收集盘，5、动力传输机构，6、上下移动机构，7、集料斗，7.1、下底面，8、驱动杆，9、固定环，10、真空泵，11、入果口，12、果实传输管道。
具体实施方式
[0017] 下面结合附图和
实施例对本实用新型做进一步详细说明。
[0018] 基于机器人视觉的树莓采摘机器，包括采摘系统、支架1、移动轮2、收集盘摆放台3、收集盘4、动力传输机构5、上下移动机构6和图像采集组件。
[0019] 如图1，移动轮2连接支架1，用于移动支架1。收集盘摆放台3设置在支架1上，数量为多个，用于放置收集盘4。收集盘4放置在收集盘摆放台3上。动力传输机构5设置在支架1上，位于收集盘4的上方。上下移动机构6设置在动力传输机构5上。图像采集组件设置在支架1上，图像采集组件与具有成熟树莓识别程序的计算机连接。
[0020] 采摘系统包括枝条固定机构、采果口、果实传输管道12、入果口11、真空泵10和集料斗7，真空泵10设置在集料斗7的上方的一侧，入果口11设置在集料斗7上方与真空泵10相对的一侧，采果口通过果实传输管道12连接入果口11。集料斗7和枝条固定机构均连接上下移动机构6，集料斗7和枝条固定机构通过动力传输机构5实现前后左右移动、通过上下移动机构6实现上下移动，集料斗7的下底面7.1可滑动打开。
[0021] 采摘系统为现有，采摘系统包括执行机构和枝条固定机构。枝条固定机构包括固定环9、驱动杆8和
支撑杆；其中，固定环9与驱动杆8相连，
开关与控制系统相连，控制系统控制驱动杆8，从而控制固定环9的开合，支撑杆连接上下移动机构6，固定环9设置在支撑杆的顶端，固定环9内侧加垫柔性
缓冲层，固定环9用于固定树莓枝条。驱动杆8可以包括多个依次相连的分体，实现驱动杆8的可弯折与扭转，即相互连接的分体间能够相对扭转，驱动杆8的结构同现有的机器人的机械手臂。执行机构包括果实传输管道12、入果口11、真空泵10和集料斗7，如图2；集料斗7为漏斗状结构或为长方体，集料斗7的上方一侧设有真空泵10，真空泵10的对侧设有入果口11，入果口11与果实传输管道12的一端相连，果实传输管道12的另一端为采果口，通过真空泵10将果实从采果口吸入，果实经由果实传输管道12通过入果口11进入集料斗7内，集料斗7内的上方还可设有光学扫描器。集料斗7的侧壁或顶部连接上下移动机构6；集料斗7的下底面7.1可滑动打开，滑动打开时，集料斗7内的树莓倾倒而出，落在收集盒内，然后通过滑动关闭下底面7.1。集料斗7的下底面7.1可滑动开合并不影响真空泵10的采摘，可以将集料斗7下底面7.1与集料斗7的连接处设有
硅胶条等，提高下底面7.1关闭的
密封性；另外，现有真空泵10工作时的抽真空效率高，且真空泵10正对入果口11，成熟树莓的采摘容易，采摘所需要的
吸附力很小，即使下底面7.1封闭不够严密，也能实现树莓的采摘。优选的是入果口11与真空泵10正对应设置。
[0022] 图像采集组件与具有成熟树莓识别程序的计算机连接，该成熟树莓识别程序属于
现有技术，不是本实用新型保护的技术特征。图像采集组件包括
正面摄像头、侧面摄像头和激光发生器，正面摄像头的镜头朝向地面，侧面摄像头的镜头朝向水平方向。正面摄像投影实现XOY平面的
定位，侧面摄像头在正面摄像头和激光发生器的辅助下可获取目标Z向上的深度信息。本实施例中，采用Open CV
计算机视觉库进行
图像处理分析，通过图像中物体红色的
亮度值与设定亮度值所占的比例值，找到成熟的树莓，对这些
像素点数据求导找到树莓边界，同时只显示出树莓轮廓，再对轮廓值的X、Y方向均求平均数，找到树莓的几何中心，根据所找到的成熟树莓，向该树莓上方进行
颜色和轮廓识别，寻找与所找到的成熟树莓连接的枝条。根据所找到树莓的几何中心和所找到树莓的上方相连的枝条控制采摘系统、动力传输机构5和上下移动机构6运动，树莓集合中心正好位于屏幕中心一定范围值时，采摘系统停止X方向移动，向Z正方向移动适宜距离，约5mm，然后向Y方向上伸出，固定枝条并吸附采摘树莓。
[0023] 动力传输机构5和上下移动机构6也为现有，具体可采用的申请号为CN201821022949.1、名称为《一种草莓自动识别采摘机》的专利中动力传输机构5和上下移动机构6。支架1为四面体形，包括四根竖直支杆和四根横向
导轨配合完成。四根竖直支杆设置在矩形的
顶点处，在支架1正上方加装一
块与地面平行的木板，用于固定四根竖直支杆上端的
位置，减少由采摘系统移动所带来的不稳定。竖直支杆四脚各自连接
滑轮，实现在垄地中或平地上的自由移动。
[0024] 本实用新型的工作原理为：
[0025] 通过枝条固定机构通过推动驱动杆8打开固定环9和关闭固定环9，通过固定环9来固定枝条，将成熟度在95％以上的树莓果从采果口被真空泵10以真空
负压方式吸入果实传输管道12中，并进一步从入果口11进入集料斗7，当集料斗7内树莓装满时，集料斗7运动至位于收集盒的正上方，通过集料斗7的下底面7.1取出树莓果，树莓果落入收集盒，当收集盒装满时，将最上侧的收集盒和空收集盒调换。
[0026] 本实用新型还包括控制系统和供能系统，供能系统为采摘系统、动力传输机构5、上下移动机构6和图像采集组件等供能。控制系统控制采摘系统、动力传输机构5、上下移动机构6和图像采集组件等的工作，控制系统为PLC。集料斗7内可设有检测器，用于检测集料斗7内树莓是否达到预设位置，达到预设位置后发给控制系统，控制系统控制集料斗7移动至收集盒的上方。
[0027] 本实用新型实现采摘机械化，解决了人工采摘累腰和背的问题。集料斗7内的树莓集满时，直接倒在收集盘4中，减少了一次换树莓盛装容器的过程，无需人工用桶背/挎树莓，节省人力；树莓经历了树到集料斗7、集料斗7到收集盘4的两次移位，减少树莓采摘过程受伤的程度和降低受伤可能性，提高树莓保存时间、树莓外观、利于树莓售卖。
[0028] 以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
