本发明涉及农业机器人，特别是涉及一种轮距、高度可调的田间金银花自动采摘机器人。
背景技术：
1、金银花(lonicerajaponica)是一种重要的草本植物，被广泛用于中药材的生产。近年来，金银花的收获过程仍然依赖传统的人工方法，这导致了劳动强度大的问题。虽然金银花的栽培技术相对成熟，但在金银花收获过程中，仍然需要大量的人工劳动。目前，金银花的采摘通常需要人工采摘花朵，并将其收集起来。这个过程既费时又劳动密集，限制了金银花的大规模生产。为了解决这个问题，可以考虑采用计算机视觉技术来识别和定位金银花的花朵，然后开发自动采摘装置，以实现自动化的金银花采摘和收集。
2、通过将花朵识别与定位算法与采摘装置集成到自动化采摘机器人中，可以显著提高金银花的采摘效率，减轻人工劳动强度，并加速金银花的生产过程。此外，为了适应不同金银花种植行距的需求，可以设计一种具有可调节车轮间距，采摘高度可调的机构，从而增加机器人的适用性。
3、总之，设计一种具有自动识别和采摘功能的金银花采摘机器人，可以在金银花的生产中发挥重要作用，提高生产效率，降低劳动强度，并促进金银花产业的发展。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种轮距、高度可调的田间金银花自动采摘机器人，以解决上述现有技术存在的问题，适用于不同金银花种植行距和不同采摘高度，能够实现金银花的自动识别和采摘，提高生产效率，降低劳动强度。
2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
3、本发明提供一种轮距、高度可调的田间金银花自动采摘机器人，包括车体、车轮组件、变距驱动装置、毫米波雷达、二自由度直线模组、采摘机械手、收集箱、深度相机和微型计算机；
4、所述车体前后两端各对称安装两个所述车轮组件，所述车轮组件包括上固定板、下固定板、偏转板、车轮转向驱动装置、伸缩架和电驱动车轮，所述上固定板固定于所述车体上，所述上固定板的内外两端分别铰接连接两个所述偏转板的上端，两个所述偏转板的下端分别铰接于所述下固定板的内外两端，所述车轮转向驱动装置包括转向电机、转向减速器、万向轴套、万向伸缩轴和连接盘，所述转向电机与所述转向减速器连接，所述转向减速器的输出轴通过十字万向节与所述万向轴套的上端连接，所述万向伸缩轴上端滑动连接在所述万向轴套内，所述万向伸缩轴下端通过十字万向节与所述连接盘上的连接柱连接，所述连接盘转动连接在所述下固定板上，所述伸缩架上端固定于所述连接盘下端，所述伸缩架下端连接所述电驱动车轮，所述伸缩架由伸缩缸驱动上下伸缩；
5、所述车体前端的两个所述车轮组件之间以及所述车体后端的两个所述车轮组件之间各设有一个所述变距驱动装置，所述变距驱动装置包括变距电机、双向丝杠、滑块、导杆和变距连杆，所述双向丝杠转动连接在所述车体下端并由所述变距电机驱动旋转，所述双向丝杠的旋向相反的两段螺纹段上分别螺纹连接有所述滑块，两个所述滑块均滑动连接在所述导杆上，一个所述滑块通过一个所述变距连杆与一侧的所述车轮组件的所述偏转板连接，另一个所述滑块通过另一个所述变距连杆与另一侧的所述车轮组件的所述偏转板连接，所述变距连杆与所述滑块和所述偏转板的连接方式均为铰接；
6、所述二自由度直线模组安装在所述车体的下端，所述采摘机械手安装于所述二自由度直线模组上，由所述二自由度直线模组带动所述采摘机械手沿z轴和y轴方向移动，所述z轴方向为高度方向，所述y轴方向为所述车体前后移动方向；
7、所述采摘机械手前后方向的所述车体下端各安装有一个所述收集箱，用于收集采摘的金银花；
8、所述毫米波雷达安装于所述车体上，所述深度相机安装于所述车体下端，所述毫米波雷达、所述深度相机、所述转向电机、所述变距电机、所述电驱动车轮和所述二自由度直线模组分别与所述微型计算机信号连接，所述伸缩缸和所述采摘机械手由所述微型计算机进行控制。
9、优选地，所述二自由度直线模组包括y轴直线模组和z轴直线模组，所述y轴直线模组包括y轴电机、y轴丝杠、y轴导轨和y轴滑块，所述车体下端固定连接有安装架，所述y轴导轨固定于所述安装架上，所述y轴丝杠转动连接在所述y轴导轨上并与所述y轴电机连接，所述y轴滑块螺纹连接在所述y轴丝杠上并滑动设置于所述y轴导轨上；所述z轴直线模组包括z轴电机、z轴丝杠、z轴导轨和z轴滑块，所述z轴导轨固定于所述y轴滑块上，所述z轴丝杠转动连接在所述z轴导轨上并与所述z轴电机连接，所述z轴滑块螺纹连接在所述z轴丝杠上并滑动设置于所述z轴导轨上；所述采摘机械手安装于所述z轴滑块上。
10、优选地，所述采摘机械手包括机械手安装板、机械手驱动电机、机械手减速器、偏心转盘、偏心杆、往复连接杆、连接轴、伸缩杆、旋转盘连接杆、机械手固定板和机械手旋转盘，所述机械手安装板安装于所述z轴滑块上，所述机械手驱动电机与所述机械手减速器连接，所述机械手减速器安装于所述机械手安装板上，所述偏心转盘固定于所述机械手减速器的输出轴上，所述偏心杆偏心固定于所述偏心转盘上，所述往复连接杆一端转动连接在所述偏心杆上，另一端通过所述连接轴与所述伸缩杆一端转动连接，所述伸缩杆沿直线滑动设置于所述机械手安装板上，所述伸缩杆另一端与所述旋转盘连接杆的一端转动连接，所述旋转盘连接杆的另一端与所述机械手旋转盘转动连接，所述机械手固定板固定于所述机械手安装板上，所述机械手旋转盘连接在所述机械手固定板上；
11、所述机械手旋转盘的中部设有夹持通孔，所述机械手旋转盘的盘面两侧设有与所述机械手旋转盘同轴心的弧形槽，所述机械手固定板上固定设有分别与两个所述弧形槽对应的导向销轴，所述导向销轴滑动设置于所述弧形槽中，所述机械手旋转盘通过所述导向销轴与所述弧形槽的配合能够绕其轴心自转，所述机械手旋转盘与所述机械手固定板之间设有三组夹持组件；
12、所述夹持组件包括长夹持板和短连接板，所述长夹持板和所述短连接板的一端转动连接，所述长夹持板的另一端转动连接在所述机械手固定板上，所述短连接板的另一端转动连接在所述机械手旋转盘上，三个所述长夹持板围成夹持空间，所述机械手旋转盘旋转时，三个所述长夹持板向内聚合将所述夹持空间内的金银花剪切并夹持，或向外打开以松开对金银花的夹持。
13、优选地，所述伸缩架包括车轮安装板、方形套管、方形伸缩杆和顶板，所述车轮安装板上端固定设有若干个所述方形套管，所述顶板下端固定设有分别与各所述方形套管一一对应的所述方形伸缩杆，各所述方形伸缩杆分别滑动设置于各所述方形套管内，所述车轮安装板与所述顶板之间通过所述伸缩缸连接。
14、优选地，所述车体包括车箱和安装于所述车箱上端的车盖，所述车箱内设有配电箱、车轮电机驱动器、变距电机驱动器和直线模组电机驱动器，所述配电箱内设有电池。
15、优选地，所述微型计算机安装于所述车箱内，各所述转向电机和各所述转向减速器均安装于所述车箱内。
16、优选地，所述转向减速器为直角减速器。
17、优选地，所述车箱为方形车箱，所述车箱的四角位置处各设有一个第一车盖安装座，所述车箱的两个长边中间位置各设有一个第二车盖安装座，所述车盖通过螺钉与所述第一车盖安装座和所述第二车盖安装座螺纹连接。
18、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
19、本发明提供的轮距、高度可调的田间金银花自动采摘机器人，根据金银花田不同行距，可通过车轮转向驱动装置与变距驱动装置进行车轮间距调整，通过伸缩缸可驱动伸缩架上下伸缩，实现车体的高度调整，从而适用于不同金银花种植行距和不同采摘高度，通过毫米波雷达对田间周围环境进行感知并进行路径规划，实现田间金银花采摘机器人的自主移动，到达待采摘区域后，通过深度相机对车体下方的目标金银花进行识别与定位，通过二自由度直线模组带动采摘机械手到达目标位置，控制采摘机械手对金银花进行剪切夹持，然后将剪切完成后的金银花放入收集箱中，完成自动化采摘作业，提高生产效率，降低劳动强度。
1.一种轮距、高度可调的田间金银花自动采摘机器人，其特征在于：包括车体、车轮组件、变距驱动装置、毫米波雷达、二自由度直线模组、采摘机械手、收集箱、深度相机和微型计算机；
2.根据权利要求1所述的轮距、高度可调的田间金银花自动采摘机器人，其特征在于：所述二自由度直线模组包括y轴直线模组和z轴直线模组，所述y轴直线模组包括y轴电机、y轴丝杠、y轴导轨和y轴滑块，所述车体下端固定连接有安装架，所述y轴导轨固定于所述安装架上，所述y轴丝杠转动连接在所述y轴导轨上并与所述y轴电机连接，所述y轴滑块螺纹连接在所述y轴丝杠上并滑动设置于所述y轴导轨上；所述z轴直线模组包括z轴电机、z轴丝杠、z轴导轨和z轴滑块，所述z轴导轨固定于所述y轴滑块上，所述z轴丝杠转动连接在所述z轴导轨上并与所述z轴电机连接，所述z轴滑块螺纹连接在所述z轴丝杠上并滑动设置于所述z轴导轨上；所述采摘机械手安装于所述z轴滑块上。
3.根据权利要求2所述的轮距、高度可调的田间金银花自动采摘机器人，其特征在于：所述采摘机械手包括机械手安装板、机械手驱动电机、机械手减速器、偏心转盘、偏心杆、往复连接杆、连接轴、伸缩杆、旋转盘连接杆、机械手固定板和机械手旋转盘，所述机械手安装板安装于所述z轴滑块上，所述机械手驱动电机与所述机械手减速器连接，所述机械手减速器安装于所述机械手安装板上，所述偏心转盘固定于所述机械手减速器的输出轴上，所述偏心杆偏心固定于所述偏心转盘上，所述往复连接杆一端转动连接在所述偏心杆上，另一端通过所述连接轴与所述伸缩杆一端转动连接，所述伸缩杆沿直线滑动设置于所述机械手安装板上，所述伸缩杆另一端与所述旋转盘连接杆的一端转动连接，所述旋转盘连接杆的另一端与所述机械手旋转盘转动连接，所述机械手固定板固定于所述机械手安装板上，所述机械手旋转盘连接在所述机械手固定板上；
4.根据权利要求1所述的轮距、高度可调的田间金银花自动采摘机器人，其特征在于：所述伸缩架包括车轮安装板、方形套管、方形伸缩杆和顶板，所述车轮安装板上端固定设有若干个所述方形套管，所述顶板下端固定设有分别与各所述方形套管一一对应的所述方形伸缩杆，各所述方形伸缩杆分别滑动设置于各所述方形套管内，所述车轮安装板与所述顶板之间通过所述伸缩缸连接。
5.根据权利要求1所述的轮距、高度可调的田间金银花自动采摘机器人，其特征在于：所述车体包括车箱和安装于所述车箱上端的车盖，所述车箱内设有配电箱、车轮电机驱动器、变距电机驱动器和直线模组电机驱动器，所述配电箱内设有电池。
6.根据权利要求5所述的轮距、高度可调的田间金银花自动采摘机器人，其特征在于：所述微型计算机安装于所述车箱内，各所述转向电机和各所述转向减速器均安装于所述车箱内。
7.根据权利要求1所述的轮距、高度可调的田间金银花自动采摘机器人，其特征在于：所述转向减速器为直角减速器。
8.根据权利要求5所述的轮距、高度可调的田间金银花自动采摘机器人，其特征在于：所述车箱为方形车箱，所述车箱的四角位置处各设有一个第一车盖安装座，所述车箱的两个长边中间位置各设有一个第二车盖安装座，所述车盖通过螺钉与所述第一车盖安装座和所述第二车盖安装座螺纹连接。
