一种采摘水蜜桃的智能机器人.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710774538.1 (22)申请日 2017.08.31 (71)申请人 无锡同春新能源科技有限公司 地址 214023 江苏省无锡市梁溪区塘南路 时代上河苑星汇天地27单元9号门 1402室 (72)发明人 林华 (51)Int.Cl. A01D 46/30(2006.01) (54)发明名称 一种采摘水蜜桃的智能机器人 (57)摘要 本发明涉及一种采摘水蜜桃的智能机器人， 属于机器人应用技术领域。 用智能机器人精准采 摘成熟的水蜜桃有利于提高水蜜桃的采摘质量， 增加。

2、水蜜桃园的经济收入。 从锂离子电池输出的 电流通过导电线输入图像摄录仪， 图像摄录仪对 上方的水蜜桃的叶片、 枝条、 果实进行摄录， 获取 多幅果园图像， 作为制订水蜜桃采摘方案的依 据。 从锂离子电池输出的电流通过导电线输入伺 服电机甲， 从伺服电机甲输出的电流通过机器手 臂内导电线向伺服电机乙、 伺服电机丙、 水蜜桃 采摘器、 触觉传感器甲、 触觉传感器乙、 水蜜桃信 息处理器甲和收发水蜜桃信息天线甲供电， 触觉 传感器甲和触觉传感器乙触及果实的外表皮， 感 知水蜜桃已成熟， 由水蜜桃采摘器采摘水蜜桃放 进盛果箱。 权利要求书2页 说明书4页 附图1页 CN 107371616 A 201。

3、7.11.24 CN 107371616 A 1.一种采摘水蜜桃的智能机器人， 其特征是， 由智能机器人 （1） 、 动力装置 （2） 、 锂离子 电池 （3） 、 充电装置 （4） 、 导电线 （5） 、 电子计算机 （6） 、 旋转平台 （7） 、 图像摄录仪 （8） 、 指令处 理设备 （9） 、 指令收发天线 （10） 、 水蜜桃信息处理器乙 （11） 、 收发水蜜桃信息天线乙 （12） 、 伺 服电机甲 （13） 、 机器手臂内导电线 （14） 、 机器手臂下段 （15） 、 伺服电机乙 （16） 、 机器手臂中 段 （17） 、 伺服电机丙 （18） 、 机器手臂上段 （19） 、。

4、 收发水蜜桃信息天线甲 （20） 、 水蜜桃信息处 理器甲 （21） 、 触觉传感器甲 （22） 、 触觉传感器乙 （23） 、 水蜜桃采摘器 （24） 、 水蜜桃采摘器安 装座 （25） 、 制冷风空调 （26） 、 盛果箱 （27） 、 行驶控制装置 （28） 、 前电力驱动装置 （29） 、 前行驶 轮 （30） 、 后电力驱动装置 （31） 和后行驶轮 （32） 共同组成； 在智能机器人 （1） 的前部的上面安装动力装置 （2） ， 在动力装置 （2） 的内部安装锂离子 电池 （3） ， 在锂离子电池 （3） 的前面安装充电装置 （4） ， 在动力装置 （2） 的后方的智能机器人 （1。

5、） 的上面安装水蜜桃信息处理器乙 （11） 和电子计算机 （6） ， 在水蜜桃信息处理器乙 （11） 上 安装收发水蜜桃信息天线乙 （12） ， 在电子计算机 （6） 上安装指令处理设备 （9） 和安装竖杆上 的旋转平台 （7） ， 在指令处理设备 （9） 上安装指令收发天线 （10） ， 在旋转平台 （7） 上安装图像 摄录仪 （8） ， 在电子计算机 （6） 的后方的智能机器人 （1） 的上面安装伺服电机甲 （13） ， 在伺服 电机甲 （13） 的上面安装机器手臂下段 （15） ， 在机器手臂下段 （15） 的上面安装伺服电机乙 （16） ， 在伺服电机乙 （16） 的上面安装机器手臂中。

6、段 （17） ， 在机器手臂中段 （17） 的上面安装 伺服电机丙 （18） ， 在伺服电机丙 （18） 的上面安装机器手臂上段 （19） ， 在机器手臂上段 （19） 的顶面安装水蜜桃采摘器安装座 （25） ， 在水蜜桃采摘器安装座 （25） 的内部安装水蜜桃信息 处理器甲 （21） ， 在水蜜桃信息处理器甲 （21） 上安装收发水蜜桃信息天线甲 （20） ， 在水蜜桃 信息处理器甲 （21） 与伺服电机丙 （18） 之间、 伺服电机丙 （18） 与伺服电机乙 （16） 之间、 伺服 电机乙 （16） 与伺服电机甲 （13） 之间安装机器手臂内导电线 （14） ， 在水蜜桃采摘器安装座 （2。

7、5） 上面的中间安装水蜜桃采摘器 （24） ， 在水蜜桃采摘器 （24） 的两旁的水蜜桃采摘器安装 座 （25） 上安装触觉传感器甲 （22） 和触觉传感器乙 （23） ， 在机器手臂下段 （15） 后方的、 智能 机器人 （1） 的上面安装盛果箱 （27） ， 在盛果箱 （27） 的下面安装制冷风空调 （26） ， 在智能机器 人 （1） 的本体的内部、 从前向后依次安装行驶控制装置 （28） 、 前电力驱动装置 （29） 和后电力 驱动装置 （31） ， 在前电力驱动装置 （29） 的下面安装前行驶轮 （30） ， 在后电力驱动装置 （31） 的下面安装后行驶轮 （32） ； 充电装置 （。

8、4） 通过导电线 （5） 与锂离子电池 （3） 连接， 锂离子电池 （3） 通过导电线 （5） 与 行驶控制装置 （28） 连接， 行驶控制装置 （28） 通过导电线 （5） 与前电力驱动装置 （29） 连接， 前 电力驱动装置 （29） 通过机械传动装置与前行驶轮 （30） 连接， 行驶控制装置 （28） 通过导电线 （5） 与后电力驱动装置 （31） 连接， 后电力驱动装置 （31） 通过机械传动装置与后行驶轮 （32） 连接， 锂离子电池 （3） 通过导电线 （5） 与制冷风空调 （26） 连接， 锂离子电池 （3） 通过导电线 （5） 与伺服电机甲 （13） 连接， 伺服电机甲 （13。

9、） 通过机器手臂内导电线 （14） 与伺服电机乙 （16） 、 伺服电机丙 （18） 、 水蜜桃信息处理器甲 （21） 、 水蜜桃采摘器 （24） 、 收发水蜜桃信息天 线甲 （20） 、 触觉传感器甲 （22） 和触觉传感器乙 （23） 连接， 锂离子电池 （3） 通过导电线 （5） 与 电子计算机 （6） 连接， 电子计算机 （6） 通过导电线 （5） 与伺服电机甲 （13） 连接， 电子计算机 （6） 通过导电线 （5） 与水蜜桃信息处理器乙 （11） 连接， 电子计算机 （6） 通过导电线 （5） 与指令 处理设备 （9） 连接， 指令处理设备 （9） 通过内置导电线与指令收发天线 （。

10、10） 连接， 电子计算 机 （6） 通过导电线 （5） 与安装竖杆上的旋转平台 （7） 和安装在旋转平台 （7） 上面的在图像摄 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 107371616 A 2 录仪 （8） 连接， 锂离子电池 （3） 通过导电线 （5） 与水蜜桃信息处理器乙 （11） 连接， 水蜜桃信息 处理器乙 （11） 通过内置导电线与收发水蜜桃信息天线乙 （12） 连接。 2.根据权利要求1所述的一种采摘水蜜桃的智能机器人， 其特征是， 所述的锂离子电池 （3） 是钴酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池或锰酸锂锂离子电池或磷酸铁锂锂离子电 池。 3.根据权利要求1所述的一种采摘水蜜。

11、桃的智能机器人， 其特征是， 所述的触觉传感器 甲 （22） 和触觉传感器乙 （23） 是压阻式机器人触觉传感器或电容效应式机器人触觉传感器 或磁导式机器人触觉传感器。 4.根据权利要求1所述的一种采摘水蜜桃的智能机器人， 其特征是， 所述的伺服电机甲 （13） 、 伺服电机乙 （16） 、 伺服电机丙 （18） 是直流伺服电机。 5.根据权利要求1所述的一种采摘水蜜桃的智能机器人， 其特征是， 所述的智能机器人 （1） 的长度是120公分到250公分。 6.根据权利要求1所述的一种采摘水蜜桃的智能机器人， 其特征是， 所述的智能机器人 （1） 的宽度是50公分到100公分。 权 利 要 求 。

12、书 2/2 页 3 CN 107371616 A 3 一种采摘水蜜桃的智能机器人 技术领域 0001 本发明涉及一种采摘水蜜桃的智能机器人， 属于机器人应用技术领域。 背景技术 0002 水蜜桃属于蔷薇科桃属植物。 水蜜桃是含有多种营养物质的、 肉甜汁多的浆果， 其 果肉中含有丰富的铁质， 铁质参与人体血液的合成， 具有促进血红蛋白再生的能力。 水蜜桃 的蛋白质含量比苹果、 梨、 葡萄高。 近年来， 发现水蜜桃的桃仁中含有的苯甲醛对癌细胞有 协同破坏作用。 水蜜桃的销售价格比较高， 每年的销售量比较稳定， 无锡加工的水蜜桃汁新 产品已进入国内外市场。 网购水蜜桃已经成为时尚。 0003 水蜜桃。

13、自桃花脱落至桃核层开始硬化进入果实速长期， 果实速长期需要45天左 右， 在果实速长期内果实体积和重量增长快。 从桃核开始硬化到完全硬化为硬核期， 在硬核 期内， 果实发育缓慢。 从核层硬化后至果实成熟前， 在采前半个月左右的时间里， 果实体积 和重量增长最快。 水蜜桃的果实在长大的同时， 果实中的果肉也发生了质的变化， 果肉由干 硬逐渐变得柔软多汁。 由于水蜜桃皮薄， 适时采摘十分重要。 采桃经验不足的人员， 有时采 摘没有完全成熟的水蜜桃， 结果果肉发硬、 经济价值不高， 有时采摘过度成熟的水蜜桃， 结 果果肉在采摘后不久就会腐烂变质、 失去食用的价值。 发明内容 0004 本发明的目的在。

14、于克服现有技术中的不足， 提供一种采摘水蜜桃的智能机器人。 0005 在智能机器人的上面安装竖杆， 在竖杆的上面安装旋转平台， 在旋转平台的上面 安装图像摄录仪， 图像摄录仪在旋转平台上一边旋转、 一边朝上摄录水蜜桃的枝条、 果实、 叶片的多幅图像， 并将图像通过导电线输入电子计算机处理并储存， 接着通过导电线、 指令 处理设备和指令收发天线将图像发送给桃园管理人员， 提供水蜜桃的果实分布、 果实大小、 果皮颜色等图像， 作为果园管理人员制订水蜜桃采摘方案的依据。 0006 从锂离子电池输出的电流通过导电线输入电子计算机、 旋转平台、 图像摄录仪， 提 供用于工作的电力。 从锂离子电池输出的电。

15、流通过导电线输入电子计算机、 指令处理设备 和指令收发天线， 用于接收果园管理人员发来的遥控指令和发送电子计算机中的需要发送 出去的信息。 从锂离子电池输出的电流通过导电线输入水蜜桃信息处理器乙和收发水蜜桃 信息天线乙， 收发水蜜桃信息天线乙与安装在水蜜桃采摘器安装座上的收发水蜜桃信息天 线甲相互收发信息， 水蜜桃信息处理器乙通过收发天线与水蜜桃信息处理器甲互通信息。 从锂离子电池输出的电流通过导电线输入伺服电机甲， 从伺服电机甲输出的电流通过机器 手臂内导电线 （一种柔性的防水导电线） 与伺服电机乙、 伺服电机丙、 水蜜桃信息处理器甲、 水蜜桃采摘器、 收发水蜜桃信息天线甲、 触觉传感器甲和。

16、触觉传感器乙连接， 这种三轴机器 手臂有三个自由度， 机器手臂下段、 机器手臂中段和机器手臂上段按照遥控指令协同运转， 将安装在机器手臂上段上的水蜜桃采摘器安装座运送到果实的面前， 安装在水蜜桃采摘器 安装座上的触觉传感器甲和触觉传感器乙同时触碰果实的表皮， 触觉传感器是模仿触觉功 说 明 书 1/4 页 4 CN 107371616 A 4 能的传感器。 有经验的水蜜桃农只要用手触摸一下果实的果皮有没有开始发软， 就能确认 触摸的水蜜桃可不可以采摘下来。 没有采摘水蜜桃多年经验的人， 用手捏几下果皮， 也不能 确认是否适合采摘。 用于确认水蜜桃成熟的接触觉传感器是根据水蜜桃果实在成熟期的特 。

17、性制造的， 水蜜桃专用的接触觉传感器只要轻触一下水蜜桃的果皮， 就能感知到水蜜桃是 否已经成熟， 是否可以采摘， 如果已经成熟， 水蜜桃采摘器就会将水蜜桃采摘下来。 安装在 水蜜桃采摘器安装座上的水蜜桃信息处理器甲和收发水蜜桃信息天线甲将采果信息发送 给收发水蜜桃信息天线乙和水蜜桃信息处理器乙。 水蜜桃信息处理器乙将采果信息通过导 电线输入电子计算机处理和储存， 电子计算机将采果信息通过导电线、 指令处理设备和指 令收发天线发送给果园管理人员。 0007 为了解决上述技术问题， 本发明是通过以下技术方案实现的： 由智能机器人1、 动力装置2、 锂离子电池3、 充电装置4、 导电线5、 电子计算。

18、机6、 旋转平 台7、 图像摄录仪8、 指令处理设备9、 指令收发天线10、 水蜜桃信息处理器乙11、 收发水蜜桃 信息天线乙12、 伺服电机甲13、 机器手臂内导电线14、 机器手臂下段15、 伺服电机乙16、 机器 手臂中段17、 伺服电机丙18、 机器手臂上段19、 收发水蜜桃信息天线甲20、 水蜜桃信息处理 器甲21、 触觉传感器甲22、 触觉传感器乙23、 水蜜桃采摘器24、 水蜜桃采摘器安装座25、 制冷 风空调26、 盛果箱27、 行驶控制装置28、 前电力驱动装置29、 前行驶轮30、 后电力驱动装置31 和后行驶轮32共同组成； 在智能机器人1的前部的上面安装动力装置2， 在。

19、动力装置2的内部安装锂离子电池3， 在锂离子电池3的前面安装充电装置4， 在动力装置2的后方的智能机器人1的上面安装水蜜 桃信息处理器乙11和电子计算机6， 在水蜜桃信息处理器乙11上安装收发水蜜桃信息天线 乙12， 在电子计算机6上安装指令处理设备9和安装竖杆上的旋转平台7， 在指令处理设备9 上安装指令收发天线10， 在旋转平台7上安装图像摄录仪8， 在电子计算机6的后方的智能机 器人1的上面安装伺服电机甲13， 在伺服电机甲13的上面安装机器手臂下段15， 在机器手臂 下段15的上面安装伺服电机乙16， 在伺服电机乙16的上面安装机器手臂中段17， 在机器手 臂中段17的上面安装伺服电机。

20、丙18， 在伺服电机丙18的上面安装机器手臂上段19， 在机器 手臂上段19的顶面安装水蜜桃采摘器安装座25， 在水蜜桃采摘器安装座25的内部安装水蜜 桃信息处理器甲21， 在水蜜桃信息处理器甲21上安装收发水蜜桃信息天线甲20， 在水蜜桃 信息处理器甲21与伺服电机丙18之间、 伺服电机丙18与伺服电机乙16之间、 伺服电机乙16 与伺服电机甲13之间安装机器手臂内导电线14， 在水蜜桃采摘器安装座25上面的中间安装 水蜜桃采摘器24， 在水蜜桃采摘器24的两旁的水蜜桃采摘器安装座25上安装触觉传感器甲 22和触觉传感器乙23， 在机器手臂下段15后方的、 智能机器人1的上面安装盛果箱27，。

21、 在盛 果箱27的下面安装制冷风空调26， 在智能机器人1的本体的内部、 从前向后依次安装行驶控 制装置28、 前电力驱动装置29和后电力驱动装置31， 在前电力驱动装置29的下面安装前行 驶轮30， 在后电力驱动装置31的下面安装后行驶轮32； 充电装置4通过导电线5与锂离子电池3连接， 锂离子电池3通过导电线5与行驶控制装 置28连接， 行驶控制装置28通过导电线5与前电力驱动装置29连接， 前电力驱动装置29通过 机械传动装置与前行驶轮30连接， 行驶控制装置28通过导电线5与后电力驱动装置31连接， 后电力驱动装置31通过机械传动装置与后行驶轮32连接， 锂离子电池3通过导电线5与制冷。

22、 风空调26连接， 锂离子电池3通过导电线5与伺服电机甲13连接， 伺服电机甲13通过机器手 说 明 书 2/4 页 5 CN 107371616 A 5 臂内导电线14与伺服电机乙16、 伺服电机丙18、 水蜜桃信息处理器甲21、 水蜜桃采摘器24、 收发水蜜桃信息天线甲20、 触觉传感器甲22和触觉传感器乙23连接， 锂离子电池3通过导电 线5与电子计算机6连接， 电子计算机6通过导电线5与伺服电机甲13连接， 电子计算机6通过 导电线5与水蜜桃信息处理器乙11连接， 电子计算机6通过导电线5与指令处理设备9连接， 指令处理设备9通过内置导电线与指令收发天线10连接， 电子计算机6通过导电。

23、线5与安装 竖杆上的旋转平台7和安装在旋转平台7上面的在图像摄录仪8连接， 锂离子电池3通过导电 线5与水蜜桃信息处理器乙11连接， 水蜜桃信息处理器乙11通过内置导电线与收发水蜜桃 信息天线乙12连接。 0008 锂离子电池3是钴酸锂锂离子电池或钛酸锂锂离子电池或锰酸锂锂离子电池或磷 酸铁锂锂离子电池。 0009 触觉传感器甲22和触觉传感器乙23是压阻式机器人触觉传感器或电容效应式机 器人触觉传感器或磁导式机器人触觉传感器。 0010 伺服电机甲13、 伺服电机乙16、 伺服电机丙18是直流伺服电机。 0011 智能机器人1的长度是120公分到250公分。 0012 智能机器人1的宽度是5。

24、0公分到100公分。 0013 与现有技术相比， 本发明的有益效果是： 精准确认成熟的水蜜桃， 及时采摘成熟 的水蜜桃。 提高了采摘水蜜桃的工作效率和水蜜桃的果品质量。 附图说明 0014 图1为本发明的结构示意图。 具体实施方式 0015 果园管理人员坐在果园办公室里的电脑的前面向进入水蜜桃园采摘水蜜桃的智 能机器人发出遥控指令， 智能机器人上面的指令接收天线收到遥控指令后、 输入指令处理 设备， 接着输入电子计算机， 指令行驶控制装置控制前电力驱动装置驱动前行驶轮， 后电力 驱动装置驱动后行驶轮， 使智能机器人上方的图像摄录仪在行驶的过程中， 一边向前行驶、 一边对上方的水蜜桃树枝、 果实。

25、、 叶片进行摄像和录入， 将摄录所得的多幅图像， 通过导电 线输入电子计算机， 接着通过指令处理设备和指令收发天线发送给果园管理人员。 果园管 理人员对水蜜桃园里的果实分布、 果实大小、 果皮颜色进行了解， 安排智能机器人先采摘果 实多、 成熟早的水蜜桃园。 0016 下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述： 从智能机器人的锂离子电池输出的电流通过导电线输入伺服电机甲， 从伺服电机甲输 出的电流通过机器手臂内导电线与伺服电机乙、 伺服电机丙、 水蜜桃信息处理器甲、 收发水 蜜桃信息天线甲、 水蜜桃采摘器、 触觉传感器甲和触觉传感器乙连接。 伺服电机是完全按照 信号的要求而动作的电机， 完全。

26、按照指令工作， 安装在伺服电机上面的机器手臂跟随伺服 电机一起运转， 由伺服电机甲、 机器手臂下段、 伺服电机乙、 机器手臂中段、 伺服电机丙和机 器手臂下段组成的机器手臂有三个自由度， 可以按照信号的要求伸向水蜜桃树的高枝、 中 枝、 低枝、 里枝或外枝之间， 摘取着生在枝条上的不同部位的果实。 在机器手臂上段的顶面 上安装水蜜桃采摘器安装座的上面的中间安装水蜜桃采摘器， 在水蜜桃采摘器的两旁的水 说 明 书 3/4 页 6 CN 107371616 A 6 蜜桃采摘器安装座上安装触觉传感器甲和触觉传感器乙， 当触觉传感器甲和触觉传感器乙 触及生长在树枝上的水蜜桃果实的表皮， 确认水蜜桃已成。

27、熟的电信号从甲、 乙两只触觉传 感器传送到水蜜桃采摘器， 水蜜桃采摘器伸出夹具将成熟的水蜜桃采摘下来。 在水蜜桃采 摘器安装座的内部安装水蜜桃信息处理器甲， 在水蜜桃信息处理器甲上安装收发水蜜桃信 息天线甲， 水蜜桃采摘器采摘水蜜桃的采果信息通过导电线输入水蜜桃信息处理器甲、 接 着通过收发水蜜桃信息天线甲发送给收发水蜜桃信息天线乙接收， 收发水蜜桃信息天线乙 将接收的采果信息输入水蜜桃信息处理器乙、 接着输入电子计算机， 由电子计算机将采果 信息通过指令处理设备和指令收发天线发送出去， 果园管理人员接收到采果信息后， 进一 步做好精准采摘成熟水蜜桃的工作。 机器手臂和水蜜桃采摘器一起将采摘下。

28、来的水蜜桃放 进盛果箱， 每年6月到9月采摘水蜜桃时， 桃园里的温度达到20-35， 采摘下来的水蜜桃 在0-5时、 只能保存二十天， 必须尽早降低果实的温度。 从锂离子电池输出的电流输入 盛果箱下方的制冷风空调， 由制冷风空调向盛果箱内排放冷风降低果温。 0017 现举出实施例如下： 实施例一： 智能机器人进入白花品种水蜜桃园采摘水蜜桃。 白花水蜜桃树形开张， 适合智能机器 人将机器手臂伸进枝条之间采果。 安装在智能机器人上的图像摄录仪对上方的水蜜桃叶 片、 枝条、 果实进行摄录， 摄录所得的果实图像通过导电线输入电子计算机， 接着通过指令 处理设备和指令收发天线将果园图像发送给果园管理人员。

29、观察果实的分布、 果实的大小、 果色的变化， 根据果实的成熟期来制订采摘水蜜桃的方案。 从锂离子电池输出的电流通过 导电线输入伺服电机甲， 从伺服电机甲输出的电流通过机器手臂内导电线向伺服电机乙、 伺服电机丙、 水蜜桃采摘器、 触觉传感器甲、 触觉传感器乙、 水蜜桃信息处理器甲、 收发水蜜 桃信息天线甲供电， 当触觉传感器甲和触觉传感器乙触及水蜜桃果实， 感知水蜜桃已成熟， 将果实成熟的信息传送给水蜜桃采摘器， 水蜜桃采摘器及时采摘水蜜桃。 水蜜桃信息处理 器甲通过收发水蜜桃信息天线甲将采果信息发送给收发水蜜桃信息天线乙接收， 收发水蜜 桃信息天线乙将接收的采果信息通过导电线和水蜜桃信息处理器。

30、乙输入电子计算机进行 处理。 0018 实施例二： 湖景蜜露品种的水蜜桃， 品质优、 产量高， 每亩桃园年产量三千斤， 平均每斤销售价为 10元， 每亩年产值3万元， 如果掌握好成熟期精准采收水蜜桃， 平均每斤销售价可以提高为 15元， 亩产值上升到4万五千元。 当智能机器人的机器手臂将水蜜桃采摘器安装座举起送到 水蜜桃的果实面前时， 灵敏度高的接触觉传感器甲和接触觉传感器乙触及水蜜桃果实， 通 过触碰水蜜桃外表皮的变软程度感知水蜜桃的成熟度， 将果实成熟度信息传送给水蜜桃采 摘器， 由水蜜桃采摘器及时采摘单果重量达150克的湖景蜜露水蜜桃。 说 明 书 4/4 页 7 CN 107371616 A 7 图1 说 明 书 附 图 1/1 页 8 CN 107371616 A 8 。