一种养蚕全生命周期自动采桑机器人及采桑控制方法

本发明属于农业设备，尤其涉及一种养蚕全生命周期自动采桑机器人及采桑控制方法。

背景技术：

1、养蚕过程中，桑叶是蚕的是蚕的主要食物，一只蚕从蚕蛹开始到最后吐丝需要食用掉大概0.4～0.6公斤的桑叶，而大规模地养殖蚕的企业来说，养殖的蚕需要吃掉多少的桑叶可想而知。而一个成年人在熟练的情况下能采摘100～150kg的桑叶，如果采用人工进行采桑，在大规模养蚕的过程中，需要使用大量的劳动力才能满足日常的桑叶喂养需求。

2、桑叶采摘一直单株采摘或切割叶片等的生产模式，而单株采摘费时费力，切割作业又极易影响植株的生长，对于大规模养殖蚕的企业来说，现有的采摘方式采桑效率低下，已经无法满足采桑者的需求了。

3、因如何提供一种自动采摘桑叶的设备，以解决现有技术中使用人力进行桑叶采摘过程中存在的效率低下，无法适应现在的规模化和现代化养蚕的需要的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种养蚕全生命周期自动采桑机器人及采桑控制方法，用以解决现有技术中使用人力进行桑叶采摘过程中存在的效率低下，无法适应现在的规模化和现代化养蚕的需要的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

3、第一方面，提供一种养蚕全生命周期自动采桑机器人，包括图像采集装置、图像识别装置、桑叶采摘装置、桑叶存储装置和主控装置；所述图像采集装置、图像识别装置、桑叶采摘装置、桑叶存储装置与所述主控装置连接；

4、所述图像采集装置用于采集待采桑叶的图像以及蚕的图像；

5、所述图像识别装置用于对蚕图像的蚕龄的识别，以及对桑叶图像进行老叶、嫩叶和病虫害叶的识别；

6、所述桑叶采摘装置用于根据主控装置计算的老叶采摘量和嫩叶的采摘量对桑叶进行采摘作业，并基于图像识别装置的图像识别结果进行老叶、嫩叶和病虫害叶的采摘；

7、所述桑叶存储装置用于对采摘后的桑叶进行暂时的存储，包括存储老叶的第一存储单元、存储嫩叶的第二存储单元以及存储病虫害叶的第三存储单元；

8、所述主控装置用于对已识别的蚕龄的图像进行相应蚕龄的蚕的数量进行计算，计算需要的老叶采摘量和嫩叶的采摘量，并实现对图像采集装置、图像识别装置、桑叶采摘装置、桑叶存储装置和桑叶转移装置的开启和关闭的控制。

9、优选的，所述桑叶采摘装置包括底座，所述底座上设有支撑座，所述支撑座上设有高度调节装置，所述高度调节装置的上端设有机械臂，所述机械臂包括伸缩装置和旋转装置，所述机械臂的活动端依次设有图像采集装置中的第二图像采集单元和切割装置；

10、所述底座的上部设有桑叶存储装置，同时桑叶存储装置设于所述切割装置下方；所述图像采集装置还包括设置于蚕架上的第一图像采集单元，所述第一图像采集单元和第二图像采集单元均与所述图像识别装置通信连接；

11、所述图像识别装置和主控装置设于所述底座的内部。

12、优选的，所述主控装置控制所述图像采集装置和图像识别装置常开，第一图像采集单元对蚕进行实时采集，并将采集的蚕的图像传输给图像识别装置，第二图像采集单元对待采摘桑叶图像进行采集，并将采集的桑叶图像传输给图像识别装置，图像识别装置对蚕图像以及桑叶图像进行识别后传输给主控装置；

13、主控装置获取已识别的蚕图像以及桑叶图像后，计算不同蚕龄的蚕对应的数量，以及当前阶段需要喂食的老叶量和嫩叶量。

14、优选的，所述主控装置在计算出需要喂食的老叶量和嫩叶量的同时，控制所述桑叶采摘装置进行桑叶采摘作业，采摘作业的同时，主控装置控制第二图像采集单元持续工作，并基于图像识别装置对桑叶的识别作用将采摘的老叶、嫩叶和病虫害叶分别放置于所述桑叶存储装置的第一存储单元、第二存储单元和第三存储单元。

15、优选的，还包括桑叶称取装置，包括设于所述第一存储单元的第一桑叶称取装置，包括设于所述第二存储单元的第二桑叶称取装置，所述第一桑叶称取装置和第二桑叶称取装置与主控装置连接，主控装置控制第一桑叶称取装置和第二桑叶称取装置常开，所述第一桑叶称取装置用于实时称取老叶采摘量，所述第二桑叶称取装置用于实时称取嫩叶采摘量，并分别将实时称取的老叶采摘量和嫩叶采摘量传输給主控装置。

16、优选的，第一存储单元、第二存储单元以及第三存储单元所述桑叶存储装置均设有清洗消毒装置，所述第三存储单元设有杀虫装置，所述清洗消毒装置和杀虫装置分别与所述主控装置连接；

17、所述清洗消毒装置用于对桑叶进行消毒处理，所述杀虫装置用于对存在病虫害的桑叶进行杀虫处理；

18、主控装置控制所述清洗消毒装置和杀虫装置常闭，当桑叶采摘完毕后，主控装置控制所述清洗消毒装置和杀虫装置开启，对桑叶进行消毒和杀虫作业。

19、优选的，还包括桑叶转移装置，所述桑叶转移装置用于将采摘的桑叶转移至指定位置；

20、所述主控装置控制所述桑叶转移装置常闭，当桑叶消毒完毕后，主控装置控制所述桑叶转移装置启动，将桑叶转移至指定位置。

21、第二方面，提供一种养蚕全生命周期自动采桑控制方法，基于上述任意一项所述的一种养蚕全生命周期自动采桑机器人，包括以下步骤：

22、s1：采集蚕的图像以及待采桑叶的图像；

23、s2：对蚕的图像进行蚕龄识别，并对待采桑叶的图像进行老叶和嫩叶的识别；

24、s3：根据蚕的图像的识别结果进行不同蚕龄的蚕的数量的计算，并根据不同蚕龄的蚕的数量计算的结果进行老叶采摘量和嫩叶采摘量；

25、s4：根据老叶采摘量和嫩叶采摘量的计算结果进行老叶的采摘和嫩叶的采摘；并基于桑叶的图像进行病虫害叶的采摘，并将老叶、嫩叶和病虫害叶分别存放。

26、优选的，在步骤s4完成后，再对存放的老叶、嫩叶和病虫害叶分别进行消毒作业，并对病虫害叶进行杀虫作业。

27、本发明的有益效果包括：

28、本发明提供的养蚕全生命周期自动采桑机器人及采桑控制方法，通过图像采集装置采集蚕的图像以及待采桑叶的图像；图像识别装置对蚕的图像进行蚕龄识别，并对待采桑叶的图像进行老叶和嫩叶的识别；桑叶采摘装置进行不同蚕龄的蚕的数量计算，并计算老叶采摘量和嫩叶采摘量；最后进行老叶的采摘和嫩叶的定量采摘。通过上述装置的配合，实现了根据蚕的实时生长情况，不同蚕龄的蚕需要分别喂食老叶和嫩叶，因此分别对老叶和嫩叶的采摘量的进行控制，更利于蚕的生长，并且能够有效避免采桑过多或者采桑不够的情况。

29、附图说明

30、图1为本发明的一种养蚕全生命周期自动采桑机器人的组成结构图。

31、图2为本发明的一种养蚕全生命周期自动采桑控制方法的流程图。

技术特征：

1.一种养蚕全生命周期自动采桑机器人，其特征在于，包括图像采集装置(22)、图像识别装置、桑叶采摘装置、桑叶存储装置(3)和主控装置；所述图像采集装置(22)、图像识别装置、桑叶采摘装置、桑叶存储装置(3)与所述主控装置连接；

2.根据权利要求1所述的一种养蚕全生命周期自动采桑机器人，其特征在于，所述桑叶采摘装置包括底座(1)，所述底座(1)上设有支撑座(10)，所述支撑座(10)上设有高度调节装置(11)，所述高度调节装置(11)的上端设有机械臂，所述机械臂包括伸缩装置(20)和旋转装置(21)，所述机械臂的活动端依次设有图像采集装置(22)中的第二图像采集单元和切割装置(23)；

3.根据权利要求2所述的一种养蚕全生命周期自动采桑机器人，其特征在于，所述主控装置控制所述图像采集装置(22)和图像识别装置常开，第一图像采集单元对蚕进行实时采集，并将采集的蚕的图像传输给图像识别装置，第二图像采集单元对待采摘桑叶图像进行采集，并将采集的桑叶图像传输给图像识别装置，图像识别装置对蚕图像以及桑叶图像进行识别后传输给主控装置；

4.根据权利要求3所述的一种养蚕全生命周期自动采桑机器人，其特征在于，所述主控装置在计算出需要喂食的老叶量和嫩叶量的同时，控制所述桑叶采摘装置进行桑叶采摘作业，采摘作业的同时，主控装置控制第二图像采集单元持续工作，并基于图像识别装置对桑叶的识别作用将采摘的老叶、嫩叶和病虫害叶分别放置于所述桑叶存储装置(3)的第一存储单元、第二存储单元和第三存储单元。

5.根据权利要求1所述的一种养蚕全生命周期自动采桑机器人，其特征在于，还包括桑叶称取装置，包括设于所述第一存储单元的第一桑叶称取装置，包括设于所述第二存储单元的第二桑叶称取装置，所述第一桑叶称取装置和第二桑叶称取装置与主控装置连接，主控装置控制第一桑叶称取装置和第二桑叶称取装置常开，所述第一桑叶称取装置用于实时称取老叶采摘量，所述第二桑叶称取装置用于实时称取嫩叶采摘量，并分别将实时称取的老叶采摘量和嫩叶采摘量传输給主控装置。

6.根据权利要求5所述的一种养蚕全生命周期自动采桑机器人，其特征在于，第一存储单元、第二存储单元以及第三存储单元所述桑叶存储装置(3)均设有清洗消毒装置，所述第三存储单元设有杀虫装置，所述清洗消毒装置和杀虫装置分别与所述主控装置连接；

7.根据权利要求6所述的一种养蚕全生命周期自动采桑机器人，其特征在于，还包括桑叶转移装置，所述桑叶转移装置用于将采摘的桑叶转移至指定位置；

8.一种养蚕全生命周期自动采桑控制方法，其特征在于，基于权利要求1～7任意一项所述的一种养蚕全生命周期自动采桑机器人，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的一种养蚕全生命周期自动采桑控制方法，其特征在于，在步骤s4完成后，再对存放的老叶、嫩叶和病虫害叶分别进行消毒作业，并对病虫害叶进行杀虫作业。

技术总结本发明属于农业设备技术领域，具体涉及一种养蚕全生命周期自动采桑机器人及采桑控制方法，包括图像采集装置、图像识别装置、桑叶采摘装置、桑叶存储装置和主控装置。首先图像采集装置采集蚕的图像以及待采桑叶的图像；图像识别装置对蚕的图像进行蚕龄识别，并对待采桑叶的图像进行老叶和嫩叶的识别；桑叶采摘装置进行不同蚕龄的蚕的数量计算，并计算老叶采摘量和嫩叶采摘量；最后进行老叶的采摘和嫩叶的定量采摘。通过上述装置的配合，实现了根据蚕的实时生长情况，不同蚕龄的蚕需要分别喂食老叶和嫩叶，因此分别对老叶和嫩叶的采摘量的进行控制，更利于蚕的生长，并且能够有效避免采桑过多或者采桑不够的情况。技术研发人员：青学刚,王琳璐,刘刚,陈小平,周跃,李文学,黄盖群,尹红,青小龙,赵颖,何昌良受保护的技术使用者：四川省农业科学院蚕业研究所（四川省农业科学院特种经济动植物研究所）技术研发日：技术公布日：2024/6/11