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申请/专利权人：中国农业大学

摘要：本发明属于智能农业装备技术领域，涉及一种盆栽植物智能管理机器人系统，主要包括行走单元、抓取单元、分发单元、施肥单元、存储单元、导航单元、检测识别单元、控制单元等。机器人通过检测识别单元对盆栽进行分类定位；由抓取单元将盆栽抓取放置于分发单元的分发平台上；施肥单元完成施肥动作；分发平台对盆栽分级分选后暂存至存储单元不同的立体仓库；机器人将盆栽运送至盆栽养护区完成放置。本发明实现了盆栽植物的智能分类管理，能够单机完成盆栽抓取、施肥、分级分选、定位放置等功能。机器人体积小，操作简单，自动化程度高，成本低。

主权项：1.一种盆栽苗木智能管理机器人系统，其特征在于，包括：车身底盘（1）、行走单元（2）、抓取单元（6）、分发单元（7）、施肥单元（9）、存储单元（18）、PCB电路板（12）、导航单元（20）、检测识别单元（21）、控制单元（22）和导轨；所述PCB电路板（12）安装于导轨上，导轨的一端固定安装于车身底盘（1）上，所述行走单元（2）安装于车身底盘（1）下方，用于实现机器人的行走，所述抓取单元（6）用于实现花盆抓取，包括：滑轨、机械手升降齿轮（6-1）、机械手升降电机（6-2）、水平啮合大齿轮（6-3）、齿条（6-4）、机械手开合电机（6-5）、末端执行器（6-6）、机械手转动电机（6-7）、水平啮合小齿轮（6-8）、机械手外壳（6-9）和机械手升降滑块（6-11）；所述滑轨的下端固定于车身底盘（1）上，所述滑轨的上端设有限位块，所述齿条（6-4）固定于滑轨上，所述机械手升降滑块（6-11）安装在滑轨上，所述机械手外壳（6-9）与机械手升降滑块（6-11）固定连接，水平啮合小齿轮（6-8）通过连接件Ⅰ与机械手转动电机（6-7）相连；机械手转动电机（6-7）固定于机械手外壳（6-9）上；水平啮合大齿轮（6-3）固定于末端执行器（6-6）的延伸臂（6-10）上，且通过轴承与机械手外壳（6-9）固定连接，能绕齿条（6-4）转动；水平啮合大齿轮（6-3）与水平啮合小齿轮（6-8）相互啮合；机械手开合电机（6-5）安装于末端执行器（6-6）的延伸臂（6-10）上；机械手升降齿轮（6-1）通过连接件Ⅱ与机械手升降电机（6-2）相连；机械手升降齿轮（6-1）与齿条（6-4）啮合；机械手升降电机（6-2）固定于机械手外壳（6-9）上；末端执行器（6-6）的前端两侧相互啮合，机械手转动电机（6-7）用于驱动齿轮转动实现末端执行器（6-6）的抱轴周向旋转；机械手升降电机（6-2）用于驱动机械手升降齿轮（6-1）沿齿条（6-4）转动，实现末端执行器（6-6）的垂直升降动作；机械手开合电机（6-5）用于控制末端执行器（6-6）的开合动作；所述分发单元（7）用于实现盆栽苗木的分级分选，包括：分发平台（7-1）、过渡平台（7-2）、平台升降电机（7-3）、平台转动电机（7-4）、同步带、分发升降滑块（7-5）和分发滑轨（7-6）；分发滑轨（7-6）固定于车身底盘（1）上，平台升降电机（7-3）固定于车身底盘（1）上，过渡平台（7-2）固定于分发升降滑块（7-5）上，分发平台（7-1）固定于过渡平台（7-2）的上方，平台转动电机（7-4）固定于过渡平台（7-2）的下方；分发平台（7-1）与平台转动电机（7-4）通过连接件Ⅲ连接，平台转动电机（7-4）用于驱动分发平台（7-1）转动，实现盆栽分发功能；平台升降电机（7-3）通过同步带与过渡平台（7-2）连接，平台升降电机（7-3）用于卷动同步带实现过渡平台（7-2）的升降，进而实现分发平台（7-1）的升降功能；所述存储单元（18）用于临时存储放置的盆栽，包括：上层物料立体仓库Ⅰ（10）、上层物料立体仓库Ⅱ（11）、下层物料立体仓库Ⅰ（8）和下层物料立体仓库Ⅱ（13），所述上层物料立体仓库Ⅰ（10）和下层物料立体仓库Ⅰ（8）分别位于机器人一侧的上方和下方，上层物料立体仓库Ⅱ（11）和下层物料立体仓库Ⅱ（13）分别位于机器人另一侧的上方和下方，下层物料立体仓库Ⅰ（8）和下层物料立体仓库Ⅱ（13）均固定于车身底盘（1）上，所述施肥单元（9）位于分发滑轨（7-6）的上方；用于实现对盆栽苗木施肥，所述施肥单元（9）包括：施肥电机（9-1）、出肥口（9-2）、施肥漏斗（9-3）、槽轮（9-4）和施肥外壳（9-5）；所述槽轮（9-4）安装于施肥外壳（9-5）的内部，施肥电机（9-1）安装于施肥外壳（9-5）的内部，槽轮（9-4）与施肥电机（9-1）通过键连接，施肥漏斗（9-3）安装于施肥外壳（9-5）上端口处，出肥口（9-2）固定于施肥外壳（9-5）一侧；施肥电机（9-1）用于驱动槽轮（9-4）转动，使肥料经施肥漏斗（9-3）至槽轮（9-4），最后从出肥口（9-2）转出从而完成施肥动作；所述导航单元（20）包括：四个传感器（3）和陀螺仪（19）；四个传感器（3）分别通过连接件Ⅳ固定在车身底盘（1）的四周对角线上，用于检测机器人与基准面的距离；陀螺仪（19）水平安装于PCB电路板（12）预留的接口上，用于检测航向角；所述检测识别单元（21）包括：两个识别模块（4）、树莓派（23）和检测开关（5）；两个识别模块（4）分别通过连接件Ⅴ固定于车身底盘（1）两侧，用于识别盆栽苗木的种类；检测开关（5）固定在末端执行器（6-6）上，用于检测盆栽苗木的位置；树莓派（23）安装于PCB电路板（12）的后方；所述控制单元（22）包括：控制器（24）和电机控制板，电机控制板安装于车身底盘（1）的下方，控制器（24）安装于PCB电路板（12）预留的接口上，控制器（24）通过串口与电机控制板连接，用于实现机器人运动以及各执行动作的控制；所述行走单元（2）包括：四个全向轮（2-1）和四个行走电机（2-2），四个全向轮（2-1）呈十字对称布置，四个行走电机（2-2）均安装于车身底盘（1）下方，行走电机（2-2）与全向轮（2-1）连接，用于驱动全向轮（2-1）转动；所述过渡平台（7-2）上设有两个斜坡出口，分发平台（7-1）设有一级斜坡出口。

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