CN102577754B - 自动香榧采摘机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动香榧采摘机，属于香榧采摘机械技术领域，其特征在于：包括底座，在底座上安装有车轮，驱动电机与车轮联动连接，升降装置安装于底座上，升降装置主要由三组剪叉机构组成，其中：第一剪叉机构与第二剪叉机构设置于底座左右两端呈相互平行，第三剪叉机构设置于第一剪叉机构与第二剪叉机构之间并与其垂直，三组剪叉机构形成了H型结构，托板安装于升降装置上，在托板上安装有采摘装置，柔性收集装置安装于托板上。本发明具有采摘方便可靠、使用安全等优点。
Description
技术领域：
本发明涉及一种自动化装置，更具体讲是涉及一种自动香榧采摘机。
背景技术：
香榧作为干果中的珍品，向来被作为宴席上的上乘佳果之一。香榧果食用营养价值很高，含有丰富的蛋白质和多种微量元素。然而在我们享受美味的时候，却未曾想过榧农在采摘香榧时的危险。每年，因为采摘香榧而导致采摘的榧农身体伤害常见诸报端。因此，设计香榧采摘机已然是一件迫在眉睫的事。
目前，国内市场上已经出现了不少采摘机，如针对茶叶的自动采摘机，但是尚无针对香榧的采摘机，究其原因，一则是由于香榧树体较高，与一般果树具有较大区别，二是香榧果实体型特殊，不如茶叶般方便采摘收集，很容易导致香榧果采摘不下，或者采摘的香榧果掉落丢失。
有基于解决上述技术问题，申请人作出本发明。
发明内容：
本发明的目的即在于通过对香榧果树和香榧果的特点进行分析，从而提供一种既采摘方便可靠、又使用安全的自动香榧采摘机。
本发明采取的技术方案如下：
一种自动香榧采摘机，其特征在于：包括底座，在底座上安装有车轮，驱动电机与车轮联动连接，升降装置安装于底座上，升降装置主要由三组剪叉机构组成，其中：第一剪叉机构与第二剪叉机构设置于底座左右两端呈相互平行，第三剪叉机构设置于第一剪叉机构与第二剪叉机构之间并与其垂直，三组剪叉机构形成了H型结构，托板安装于升降装置上，在托板上安装有采摘装置，柔性收集装置安装于托板上。
本发明进一步设置在于：
第一剪叉机构为主动驱动机构，第二剪叉机构、第三剪叉机构分别与第一剪叉机构联动连接。
车轮共设有四只，分别安装于底座的四角，在左右两侧的车轮上分别各安装了一只驱动电机。
第一剪叉机构包括升降电机，升降电机安装于底座上，丝杆与升降电机联动连接，螺母套装于丝杆上，剪叉组的下部剪叉活动地安装于第一导轨上，螺母与第一剪叉组的下部剪叉相连，在第一导轨的两端安装有限位螺钉，在第一剪叉组的上部剪叉一端连接有托板，另一端活动地安装于滑槽内，滑槽安装于托板上。
第二剪叉机构通过连接杆与第一剪叉机构相连，第二剪叉机构包括安装于底座上的第二导轨，第二剪叉组的下部剪叉活动地安装于第二导轨上，第二剪叉组的上部剪叉通过连接杆与第一剪叉组的上部剪叉相连。
第三剪叉机构包括安装于底座上的第三导轨，第三剪叉组的下部剪叉活动地安装于第三导轨上，第三剪叉组与与第一剪叉组的回转中心相连。
采摘装置包括回转电机，回转电机安装于托板上，回转臂与回转电机连接，采摘大臂通过安装板安装于回转臂上，采摘大臂电机安装于安装板上，采摘大臂与采摘大臂电机联动连接，采摘小臂安装于采摘大臂上，采摘小臂与小臂电机联动连接，在采摘小臂上安装有无线摄像头，机械手抓与采摘小臂相连，手爪旋转电机与机械手抓联动连接，钢丝绳一端安装于机械手抓上，另一端绕装于钢丝绳转筒上，钢丝绳转筒与缠绕电机联动连接，在机械手爪的下方安装有暂存箱，暂存箱的底部设置为可活动的开启或关闭。
本发明有益效果如下：
1、独特的升降机构设计：本发明的升降机构由三组剪叉结构组成，其中两组剪叉互相平行，而另一组剪叉与其垂直，形成了H型结构，一方面提高了升降机构的整体稳定性，从而保证了在香榧采摘时，即使是较高的香榧树，也可以保持稳定和安全，另一方面也根据香榧树和香榧果，随时调整采摘位置。
2、本发明通过对采摘臂和机械手爪的设计，采用四自由度机械手臂，能够使机械手爪在茂密的树枝间灵活的移动，从而对任意位置的香榧均可方便进行采摘。
3、采用本发明后，榧农只需在地面上控制主运动机构的升降，使之达到要采摘果实的高度。当香榧果实进入视觉系统的视野范围内，确定目标后通过采摘机构的旋转采摘果实，采摘完后机械手爪复位，使果实先落入位于机械手爪下方的暂储装置，待暂储装置达到一定量后，再转入位于工作平台上的柔性收集装置中。在保证采摘效率的同时，也可以保证果实的完好和榧农的人身安全。
以下通过附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
附图说明：
图1为本发明的正面结构示意图；
图2为本发明的侧面结构示意图；
图3为图1的A向视图；
具体实施方式：
如图1、图2、图3所示，本发明的自动香榧采摘机，包括底座31，在底座31上安装有车轮32，车轮32设有四只，分别安装于底座31的四角，驱动电机20与车轮32联动连接，用于驱动整台机器的前进或后退，本实施例中，在左右两侧的车轮32上分别各安装了一只驱动电机21，升降装置安装于底座31上，升降装置主要由3组剪叉机构组成，其中第一剪叉机构10与第二剪叉机构20设置于底座31左右两端呈相互平行，第三剪叉机构30设置于第一剪叉机构10与第二剪叉机构20之间并与其垂直，3组剪叉机构形成了H型结构，从而稳定的安装于底座31上。
第一剪叉机构10包括升降电机1，升降电机1安装于底座31上，丝杆2与升降电机1联动连接，螺母3套装于丝杆2上，剪叉组17的下部剪叉34活动地安装于第一导轨19上，螺母3与第一剪叉组17的下部剪叉34相连，在第一导轨19的两端安装有限位螺钉33，在第一剪叉组17的上部剪叉35一端连接有托板5，另一端活动地安装于滑槽4内，滑槽4安装于托板5上。启动升降电机1，联动丝杆2，从而驱动螺母3沿第一导轨19左右滑动，使第一剪叉组17完成上升或下降的动作，托板5随第一剪叉组17同时完成上升或下降。
第二剪叉机构20通过连接杆16与第一剪叉机构10相连，第二剪叉机构20包括安装于底座31上的第二导轨23，第二剪叉组24的下部剪叉36活动地安装于第二导轨23上，第二剪叉组24的上部剪叉37通过连接杆16与第一剪叉组17的上部剪叉35相连，通过第一剪叉组17的动作，联动第二剪叉机构20的第二剪叉组24沿导轨23运动，完成上升或下降的动作。
第三剪叉机构30包括安装于底座31上的第三导轨22，第三剪叉组18的下部剪叉38活动地安装于第三导轨22上，第三剪叉组18与与第一剪叉组17的回转中心相连，通过第一剪叉组17的动作，联动第三剪叉机构30的第三剪叉组18沿导轨22运动，完成上升或下降的动作。
采摘装置40安装于托板5上，采摘装置40包括回转电机15，回转电机15安装于托板5上，回转臂14与回转电机15连接，采摘大臂6通过安装板39安装于回转臂14上，采摘大臂电机13安装于安装板39上，采摘大臂6与采摘大臂电机13联动连接，采摘小臂8安装于采摘大臂6上，采摘小臂8与小臂电机12联动连接，在采摘小臂8上安装有无线摄像头7，机械手抓28与采摘小臂8相连，手爪旋转电机25与机械手抓28联动连接，钢丝绳27一端安装于机械手抓28上，另一端绕装于钢丝绳转筒26上，钢丝绳转筒26与缠绕电机29联动连接，在机械手爪28的下方安装有暂存箱9，暂存箱9的底部设置为可活动的开启或关闭。通过回转电机15，控制回转臂14转动，通过大臂电机13驱动采摘大臂6旋转，通过小臂电机12使采摘小臂8旋转，通过回转臂24、采摘大臂6、采摘小臂8的配合，即可使机械手爪28到达采摘目标的位置，然后通过缠绕电机29驱动机械手爪28完成抓取或松开的动作，并将抓取的香榧落入暂存箱9内。
柔性收集装置11安装于托板5上，用于收集暂存箱9内的香榧。
本发明的工作原理如下：
1、通过采摘小臂8上的无线摄像头7获取的图像信号，传输至显示器（图中未示出），通过显示器上的图像信号，由操作者判断具体采摘那颗香榧。
2、通过启动驱动电机21，移动采摘机的位置，然后启动剪叉升降电机1，丝杆2开始转动，带动螺母3联动第一剪叉组17沿第一导轨19滑动，使第一剪叉组17上升(或下降)，带动托板5上升(或下降)，第一剪叉组17的回转中心与第三剪叉组18相连，使第三剪叉组18上升(或下降)，同时沿轨道22滑动。第一剪叉组17通过连接杆16与第二剪叉组24相连，使第二剪叉组24上升(或下降)，同时沿轨道23滑动。
3、启动回转电机15，使回转臂14旋转。启动大臂电机13，使采摘大臂6旋转。启动小臂电机12，使采摘小臂8旋转。在无线摄像头7传回的图像的监视下，通过三者的配合运动和，使机械手爪28定位到采摘目标上。
4、通过机械手爪，完成目标物采摘：启动缠绕电机29，带动钢丝绳27沿钢丝绳转筒26转动，使钢丝绳27拉紧，机械手爪28合拢。启动手爪旋转电机25，通过旋转动作，将目标物摘下。然后缠绕电机29反转，松开钢丝绳27，通过安装在手指关节P、Q处的扭力弹簧，使手爪复位。采摘下来的香榧将掉入暂存装置9中。当暂存装置9中的香榧达到一定量时，将其移动到柔性收集装置11上方，将暂存装置9的底部打开，即可将采摘到的香榧放入柔性收集装置11中。
Claims (5)
1.一种自动香榧采摘机，其特征在于：包括底座，在底座上安装有车轮，驱动电机与车轮联动连接，升降装置安装于底座上，升降装置主要由三组剪叉机构组成，其中：第一剪叉机构与第二剪叉机构设置于底座左右两端呈相互平行，第三剪叉机构设置于第一剪叉机构与第二剪叉机构之间并与其垂直，三组剪叉机构形成了H型结构，托板安装于升降装置上，在托板上安装有采摘装置，柔性收集装置安装于托板上；
所述第一剪叉机构为主动驱动机构，第二剪叉机构、第三剪叉机构分别与第一剪叉机构联动连接；
所述采摘装置包括回转电机，回转电机安装于托板上，回转臂与回转电机连接，采摘大臂通过安装板安装于回转臂上，采摘大臂电机安装于安装板上，采摘大臂与采摘大臂电机联动连接，采摘小臂安装于采摘大臂上，采摘小臂与小臂电机联动连接，在采摘小臂上安装有无线摄像头，机械手爪与采摘小臂相连，手爪旋转电机与机械手爪联动连接，钢丝绳一端安装于机械手爪上，另一端绕装于钢丝绳转筒上，钢丝绳转筒与缠绕电机联动连接，机械手爪的手指关节（P、Q）处安装有扭力弹簧，在机械手爪的下方安装有暂存箱，暂存箱的底部设置为可活动的开启或关闭。
2.根据权利要求1所述的一种自动香榧采摘机，其特征在于：车轮共设有四只，分别安装于底座的四角，在左右两侧的车轮上分别各安装了一只驱动电机。
3.根据权利要求1所述的一种自动香榧采摘机，其特征在于：第一剪叉机构包括升降电机，升降电机安装于底座上，丝杆与升降电机联动连接，螺母套装于丝杆上，第一剪叉机构的下部剪叉活动地安装于第一导轨上，螺母与第一剪叉机构的下部剪叉相连，在第一导轨的两端安装有限位螺钉，在第一剪叉机构的上部剪叉一端连接有托板，另一端活动地安装于滑槽内，滑槽安装于托板上。
4.根据权利要求3所述的一种自动香榧采摘机，其特征在于：第二剪叉机构通过连接杆与第一剪叉机构相连，第二剪叉机构包括安装于底座上的第二导轨，第二剪叉机构的下部剪叉活动地安装于第二导轨上，第二剪叉机构的上部剪叉通过连接杆与第一剪叉机构的上部剪叉相连。
5.根据权利要求3所述的一种自动香榧采摘机，其特征在于：第三剪叉机构包括安装于底座上的第三导轨，第三剪叉机构的下部剪叉活动地安装于第三导轨上，第三剪叉机构与与第一剪叉机构的回转中心相连。
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