CN105532181A - 微型电动玉米四臂收割机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了微型电动玉米四臂收割机器人，采用尖头的底座的前端设置一个主电动轮，在底座的后端设置个辅助轮，并在其上放置去蓄电池作为电源装置驱动两个固定切割臂和一个可伸缩切割臂,另一个可伸缩切割臂同样连接在圆柱形固定盘上，其水平支臂的动力源输出端还依次连接有支臂伸缩轴和伸缩套筒，伸缩套筒连接在右连接部的一端,从而实现对切割臂的伸缩，最终实现了小范围内无法调整切割玉米秸秆范围的缺陷扩大了玉米秸秆切割的灵活性以及可调节性能，具有较好的用户友好性能。具有较好的灵活调整性能、适应场地性能，从而提高了玉米收割机器人的收割效率,并且实现玉米的自动切割。

Description

微型电动玉米四臂收割机器人

技术领域

本发明涉及玉米收割以及机器人技术领域，特别是涉及微型电动玉米四臂收割机器人。

背景技术

农业机械化起始于资本主义侵入农业以后,其发展在欧美各国一般地经历了三个阶段:①半机械化阶段。大体上是在19世纪中叶到末叶。特征是在农业生产上广泛使用畜力牵引的简单的农业机械。②基本机械化阶段。大体上是在20世纪初至20世纪50年代。特征是主要作物的主要作业普遍采用拖拉机牵引的农业机械。③综合机械化（或称高度机械化）阶段。约始于20世纪50年代以后。特征是在农、林、牧、渔各业的各个环节上,及其产前和产后部门,都广泛地使用更为先进的农业机器。20世纪80年代以来，由于电子计算机等在农业中的应用的增多，农业机械化正在向自动化发展。第三世界的国家和地区，只是在第二次世界大战后，才在不同程度上开始使用农业机器。但受政治、经济和技术等因素制约，迄今多数国家（地区）的机械化水平还较低。

随着农业机械化产业的发展，其在我国农业生产中的地位越来越重要，并且越来越得到人们的青睐。一般来说，农业机械化，是指运用先进适用的农业机械装备农业，改善农业生产经营条件，不断提高农业的生产技术水平和经济效益、生态效益的过程。在农业各部门中最大限度地使用各种机械代替手工工具进行生产。农业现代化的基本内容之一。如在种植业中，使用拖拉机、播种机、收割机、动力排灌机、机动车辆等进行土地翻耕、播种、收割、灌溉、田间管理、运输等各项作业，使全部生产过程主要依靠机械动力和电力，而不是依靠人力、畜力来完成。实现农业机械化，可以节省劳动力，减轻劳动强度，提高农业劳动生产率，增强克服自然灾害的能力。

虽然现在出现了各种各样的农业机械，但是仍然还有很多不足，例如丘陵地区以及山区农业的发展收到其地理位置的限制，大型的收割机、播种机、整地机等很难直接进入农田进行施工，仍需人工人力劳作，故而其生产力仍然很低下，农民的劳动强度仍然繁重，无法获得更多其他的生产生活，以及文化生活。尤其是人工收割玉米时，其强度较大，并且收割玉米时，玉米枯叶会产生一定幅度的摆动，进而割伤人脸以及人手。并且收割玉米时仍需暴晒，对身体损伤也较大。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了微型电动玉米四臂收割机器人，其目的在于提供一种无人电动玉米收割机，无需人力操作，实现将玉米秸秆切割倒地，进而帮助农民减轻一部分收割玉米的劳动强度，同时减少收割玉米时玉米枯叶对人脸以及手的伤害，进而保护了农民的身体健康。

本发明所采用的技术方案是：

微型电动玉米四臂收割机器人，包括整体呈三角形的底座，和位于底座上方的电源装置和两个固定切割臂、至少一个可伸缩切割臂可伸缩切割臂，以及位于底座下方的万向装置；

底座包括前连接部和后连接部，前连接部的前端设有一个主电动轮，主电动轮连接电源装置，后连接部上设有两个辅助轮；

万向装置连接电源装置获取动力，底座的上还设有感应器，感应器与万向装置连接，电源装置为铅蓄电池；

每一个固定切割臂和可伸缩切割臂均包括竖直调节臂和水平支臂，水平支臂的末端设有横向切割刀，竖直调节臂通过连接在底座上的圆柱形固定盘固定在底座上；水平支臂铰接在竖直调节臂顶部位置；竖直调节臂和水平支臂之间分别通过铰接结构共同连接有一根倾斜限位杆；圆柱形固定盘套在电源装置外侧；

其中两个固定切割臂分别向机器人的左侧方以及右侧方位置延伸；并且两个固定切割臂之间的夹角在度100-180度之间；可伸缩切割臂靠近主电动轮设置；

每一个横向切割刀包括刀刃相对设置的左横向切割刀片和右横向切割刀片；

每一个水平支臂包括左连接部、动力支臂和右连接部，动力支臂内设有动力源，右连接部通过左右两根拉臂分别连接左横向切割刀片和右横向切割刀片，每一个拉臂连接在动力源上获取动力，并且拉臂伸缩从而带动左横向切割刀片和右横向切割刀片开合切割玉米；

每一个可伸缩切割臂的水平支臂的动力源输出端还依次连接有支臂伸缩轴和伸缩套筒，伸缩套筒连接在右连接部的一端。本发明的玉米收割机器人，采用尖头的底座的前端设置一个主电动轮，在底座的后端设置个辅助轮，并在其上放置去蓄电池作为电源装置驱动两个固定切割臂和一个可伸缩切割臂,并且将两个固定切割臂按照夹角为100-180度倾斜机器人的运动方向后侧设置,便于机器人在运动过程中割断秸秆,每一个固定切割臂的竖直调节臂和水平支臂、横向切割刀，另一个可伸缩切割臂同样连接在圆柱形固定盘上，其水平支臂的动力源输出端还依次连接有支臂伸缩轴和伸缩套筒，伸缩套筒连接在右连接部的一端,从而实现对切割臂的伸缩，最终实现了小范围内无法调整切割玉米秸秆范围的缺陷扩大了玉米秸秆切割的灵活性以及可调节性能，具有较好的用户友好性能。其对玉米秸秆进行切割，从而进一步增强了该玉米收割机器人切割的效率和适应场地的性能，最终驱动横向切割刀的左横向切割刀片和右横向切割刀片开合运动，从而使得机器人在一个玉米行道内运动切割玉米时，同时能兼顾另一个行道的玉米秸秆切割,并且可以灵活调整，适应场地，从而提高了玉米收割机器人的收割效率,并且实现玉米的自动切割。

本发明的进一步改进在于，每一个竖直调节臂为伸缩式套筒，其包括连接在电源装置上方的伸缩轴，以及套在伸缩杆上的套筒，套筒的顶部位置设有U型切口；水平支臂的左连接部置于U型切口内。从而便于调整水平支臂的伸长高度，达到调节玉米秸秆切割高度的目的，从而满足农民对玉米秸秆的不同处理方式，或者翻埋或者保留作为他用。

本发明的进一步改进在于，每一个水平支臂的左连接部通过紧固件固定在U型切口内转动。进而方便拆卸以及维护固定切割臂，由于竖直调节臂和水平支臂均为关键的作动部件，日常容易损坏，使用紧固件连接，可以方便地更换损坏部件，无需整体更换，为后期使用节约了使用成本。

本发明的进一步改进在于，动力源为电机或者气缸，并且其数量为一个或者两个，使得两个拉臂分别连接在动力源的两个出口处，或者每一个动力源驱动一个拉臂运动。根据动力源的需要进行选择，方便实用。

本发明的进一步改进在于，每一个拉臂为拉簧,结构简单，更换方便，具有较高耐使用性能。

本发明的进一步改进在于，每一个辅助轮通过一个支架连接在底座的后连接部的末端,从而精简了该收割机器人的整体结构，从而节省了能源的消耗，并且最终保证了该机器人能够高效地运作。

本发明的进一步改进在于，后连接部整体为方形结构,结构较为紧凑。

本发明的进一步改进在于，万向装置的底部还设有至少两个万向轮，万向轮与电源装置连接获取动力源以及行动指令。

本发明的进一步改进在于，每一个横向切割刀的左横向切割刀片和右横向切割刀片上分别设置有若干锯齿单元，增强了刀片的适应强度，以及耐用性能，保证其具有较长的使用寿命。

本发明的进一步改进在于，每一对左横向切割刀片和右横向切割刀片通过上压片和下压片、销轴固定在水平支臂的末端。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的玉米收割机器人，采用尖头的底座的前端设置一个主电动轮，在底座的后端设置个辅助轮，并在其上放置去蓄电池作为电源装置驱动两个固定切割臂和一个可伸缩切割臂,并且将两个固定切割臂按照夹角为100-180度倾斜机器人的运动方向后侧设置,便于机器人在运动过程中割断秸秆,每一个固定切割臂的竖直调节臂和水平支臂、横向切割刀，另一个可伸缩切割臂同样连接在圆柱形固定盘上，其水平支臂的动力源输出端还依次连接有支臂伸缩轴和伸缩套筒，伸缩套筒连接在右连接部的一端,从而实现对切割臂的伸缩，最终实现了小范围内无法调整切割玉米秸秆范围的缺陷扩大了玉米秸秆切割的灵活性以及可调节性能，具有较好的用户友好性能。其对玉米秸秆进行切割，从而进一步增强了该玉米收割机器人切割的效率和适应场地的性能，最终驱动横向切割刀的左横向切割刀片和右横向切割刀片开合运动，从而使得机器人在一个玉米行道内运动切割玉米时，同时能兼顾另一个行道的玉米秸秆切割,并且可以灵活调整，适应场地，从而提高了玉米收割机器人的收割效率,并且实现玉米的自动切割。

本发明提供了一种双向切割玉米秸秆的无人电动玉米收割机，其结构以及操作简单、无需人力操作，实现了高效快速地将玉米秸秆切割倒地，进而帮助了农民减轻一部分收割玉米的劳动强度，同时减少了收割玉米时玉米枯叶对人脸以及手的伤害，进而保护了农民的身体健康，具有较高的推广应用的价值。

附图说明

图1为微型电动玉米四臂收割机器人的一个实施例的一个角度的三维结构示意图；

图2为图1的实施例的另一个角度的三维结构示意图；

图3为图1的实施例的底部的三维结构示意图；

图4为图1的实施例的主视图；

其中：1-底座，101-前连接部，102-后连接部，2-主电动轮，3-电源装置，4-竖直调节臂，41-伸缩轴，42-套筒，421-U型切口，5-水平支臂，51-左连接部，52-动力支臂，53-右连接部，54-动力源，6-下压片，7-横向切割刀，71-左横向切割刀片，72-右横向切割刀片，73-锯齿单元，8-支架，9-销轴，10-上压片，11-紧固件，12-辅助轮，13-万向装置，131-万向轮，14-固定切割臂，15-感应器，16-倾斜限位杆，17-拉臂，18-圆柱形固定盘，19-可伸缩切割臂,191-支臂伸缩轴,192-伸缩套筒。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，该实施例仅用于解释本发明，并不对本发明的保护范围构成限定。

如图1和图3所示，微型电动玉米四臂收割机器人，包括整体呈三角形的底座1，和位于底座上方的电源装置3和两个固定切割臂14、至少一个可伸缩切割臂可伸缩切割臂19，以及位于底座1下方的万向装置13；

底座1包括前连接部101和后连接部102，前连接部101的前端设有一个主电动轮2，主电动轮2连接电源装置3，后连接部102上设有两个辅助轮12；

万向装置13连接电源装置3获取动力，如图2所示，底座1的上还设有感应器15，感应器15与万向装置13连接，电源装置为铅蓄电池；

每一个固定切割臂14和可伸缩切割臂19均包括竖直调节臂4和水平支臂5，水平支臂5的末端设有横向切割刀7，竖直调节臂4通过连接在底座1上的圆柱形固定盘18固定在底座1上；水平支臂5铰接在竖直调节臂4顶部位置；竖直调节臂4和水平支臂5之间分别通过铰接结构共同连接有一根倾斜限位杆16；圆柱形固定盘18套在电源装置3外侧；

其中两个固定切割臂14分别向机器人的左侧方以及右侧方位置延伸；并且两个固定切割臂14之间的夹角在100度-180度之间；可伸缩切割臂19靠近主电动轮2设置；

每一个横向切割刀7包括刀刃相对设置的左横向切割刀片71和右横向切割刀片72；

每一个水平支臂5包括左连接部51、动力支臂52和右连接部53，动力支臂52内设有动力源54，右连接部53通过左右两根拉臂17分别连接左横向切割刀片71和右横向切割刀片72，每一个拉臂17连接在动力源54上获取动力，并且拉臂17伸缩从而带动左横向切割刀片71和右横向切割刀片72开合切割玉米；

每一个可伸缩切割臂19的水平支臂5的动力源54输出端还依次连接有支臂伸缩轴191和伸缩套筒192，伸缩套筒192连接在右连接部53的一端。本发明的玉米收割机器人，采用尖头的底座的前端设置一个主电动轮，在底座的后端设置个辅助轮，并在其上放置去蓄电池作为电源装置驱动两个固定切割臂和一个可伸缩切割臂,并且将两个固定切割臂按照夹角为100-180度倾斜机器人的运动方向后侧设置,便于机器人在运动过程中割断秸秆,每一个固定切割臂的竖直调节臂和水平支臂、横向切割刀，另一个可伸缩切割臂同样连接在圆柱形固定盘上，其水平支臂5的动力源54输出端还依次连接有支臂伸缩轴191和伸缩套筒192，伸缩套筒192连接在右连接部53的一端,从而实现对切割臂的伸缩，最终实现了小范围内无法调整切割玉米秸秆范围的缺陷扩大了玉米秸秆切割的灵活性以及可调节性能，具有较好的用户友好性能。其对玉米秸秆进行切割，从而进一步增强了该玉米收割机器人切割的效率和适应场地的性能，最终驱动横向切割刀的左横向切割刀片和右横向切割刀片开合运动，从而使得机器人在一个玉米行道内运动切割玉米时，同时能兼顾另一个行道的玉米秸秆切割,并且可以灵活调整，适应场地，从而提高了玉米收割机器人的收割效率,并且实现玉米的自动切割。

在上述实施例中，每一个竖直调节臂4为伸缩式套筒，其包括连接在电源装置3上方的伸缩轴41，以及套在伸缩杆41上的套筒42，套筒42的顶部位置设有U型切口421；水平支臂5的左连接部51置于U型切口421内。从而便于调整水平支臂的伸长高度，达到调节玉米秸秆切割高度的目的，从而满足农民对玉米秸秆的不同处理方式，或者翻埋或者保留作为他用。

在上述实施例中，每一个水平支臂5的左连接部51通过紧固件11固定在U型切口421内转动。进而方便拆卸以及维护切割臂，由于竖直调节臂和水平支臂均为关键的作动部件，日常容易损坏，使用紧固件连接，可以方便地更换损坏部件，无需整体更换，为后期使用节约了使用成本。

在上述实施例中，动力源54为电机或者气缸，并且其数量为一个或者两个，使得两个拉臂17分别连接在动力源54的两个出口处，或者每一个动力源54驱动一个拉臂17运动。根据动力源的需要进行选择，方便实用。

在上述实施例中，每一个拉臂17为拉簧,结构简单，更换方便，具有较高耐使用性能。

在上述实施例中，每一个辅助轮12通过一个支架8连接在底座1的后连接部102的末端,从而精简了该收割机器人的整体结构，从而节省了能源的消耗，并且最终保证了该机器人能够高效地运作。

在上述实施例中，后连接部102整体为方形结构,结构较为紧凑。

参见图2，万向装置13的底部还设有至少两个万向轮131，万向轮131与电源装置3连接获取动力源以及行动指令。

在上述实施例中，每一个横向切割刀7的左横向切割刀片71和右横向切割刀片72上分别设置有若干锯齿单元73，增强了刀片的适应强度，以及耐用性能，保证其具有较长的使用寿命。

在上述实施例中，每一对左横向切割刀片71和右横向切割刀片72通过上压片10和下压片6、销轴9固定在水平支臂5的末端。

在上述实施例中，参见图1和图2和图4，固定切割臂14和可伸缩切割臂19的水平支臂5和竖直支臂4的长度以及高度可以每一个设置的不一样。

本发明提供了一种双向切割玉米秸秆的无人电动玉米收割机，其结构以及操作简单、无需人力操作，实现了高效快速地将玉米秸秆切割倒地，进而帮助了农民减轻一部分收割玉米的劳动强度，同时减少了收割玉米时玉米枯叶对人脸以及手的伤害，进而保护了农民的身体健康，并且具有较为灵活的场地适应能力，以及具有较高的推广应用的价值。

本发明的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本发明的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本发明的精神，都在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.微型电动玉米四臂收割机器人，其特征在于：包括整体呈三角形的底座（1），和位于底座上方的电源装置（3）和两个固定切割臂（14）、至少一个可伸缩切割臂可伸缩切割臂（19），以及位于底座（1）下方的万向装置（13）；

所述底座（1）包括前连接部（101）和后连接部（102），所述前连接部（101）的前端设有一个主电动轮（2），所述主电动轮（2）连接电源装置（3），所述后连接部（102）上设有两个辅助轮（12）；

所述万向装置（13）连接电源装置（3）获取动力，所述底座（1）的上还设有感应器（15），所述感应器（15）与万向装置（13）连接，所述电源装置为铅蓄电池；

每一个所述固定切割臂（14）和可伸缩切割臂（19）均包括竖直调节臂（4）和水平支臂（5），所述水平支臂（5）的末端设有横向切割刀（7），所述竖直调节臂（4）通过连接在底座（1）上的圆柱形固定盘（18）固定在底座（1）上；所述水平支臂（5）铰接在竖直调节臂（4）顶部位置；所述竖直调节臂（4）和水平支臂（5）之间分别通过铰接结构共同连接有一根倾斜限位杆（16）；所述圆柱形固定盘（18）套在电源装置（3）外侧；

其中两个所述固定切割臂（14）分别向机器人的左侧方以及右侧方位置延伸；并且两个所述固定切割臂（14）之间的夹角在100度-180度之间；所述可伸缩切割臂（19）靠近主电动轮（2）设置；

每一个所述横向切割刀（7）包括刀刃相对设置的左横向切割刀片（71）和右横向切割刀片（72）；

每一个所述水平支臂（5）包括左连接部（51）、动力支臂（52）和右连接部（53），所述动力支臂（52）内设有动力源（54），所述右连接部（53）通过左右两根拉臂（17）分别连接左横向切割刀片（71）和右横向切割刀片（72），每一个所述拉臂（17）连接在动力源（54）上获取动力，并且所述拉臂（17）伸缩从而带动左横向切割刀片（71）和右横向切割刀片（72）开合切割玉米；

每一个所述可伸缩切割臂（19）的水平支臂（5）的动力源（54）输出端还依次连接有支臂伸缩轴（191）和伸缩套筒（192），所述伸缩套筒（192）连接在右连接部（53）的一端。

2.根据权利要求1所述的微型电动玉米四臂收割机器人，其特征在于：每一个所述竖直调节臂（4）为伸缩式套筒，其包括连接在电源装置（3）上方的伸缩轴（41），以及套在伸缩杆（41）上的套筒（42），所述套筒（42）的顶部位置设有U型切口（421）；所述水平支臂（5）的左连接部（51）置于U型切口（421）内。

3.根据权利要求2所述的微型电动玉米四臂收割机器人，其特征在于：每一个所述水平支臂（5）的左连接部（51）通过紧固件（11）固定在U型切口（421）内转动。

4.根据权利要求1所述的微型电动玉米四臂收割机器人，其特征在于：所述动力源（54）为电机或者气缸，并且其数量为一个或者两个，使得两个拉臂（17）分别连接在动力源（54）的两个出口处，或者每一个动力源（54）驱动一个拉臂（17）运动。

5.根据权利要求1或4所述的微型电动玉米四臂收割机器人，其特征在于：每一个所述拉臂（17）为拉簧。

6.根据权利要求1所述的微型电动玉米四臂收割机器人，其特征在于：每一个所述辅助轮（12）通过一个支架（8）连接在底座（1）的后连接部（102）的末端。

7.根据权利要求5所述的微型电动玉米四臂收割机器人，其特征在于：所述后连接部（102）整体为方形结构。

8.根据权利要求1所述的微型电动玉米四臂收割机器人，其特征在于：所述万向装置（13）的底部还设有至少两个万向轮（131），所述万向轮（131）与电源装置（3）连接获取动力源以及行动指令。

9.根据权利要求1所述的微型电动玉米四臂收割机器人，其特征在于：每一个所述横向切割刀（7）的左横向切割刀片（71）和右横向切割刀片（72）上分别设置有若干锯齿单元（73）。

10.根据权利要求9所述的微型电动玉米四臂收割机器人，其特征在于：每一对所述左横向切割刀片（71）和右横向切割刀片（72）通过上压片（10）和下压片（6）、销轴（9）固定在水平支臂（5）的末端。