CN105684646A - 一种榛子采摘器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种榛子采摘器，包括履带式行进机构、车身机构、采摘位姿调整机构、动力机构、视觉机构、采摘机构、落料机构和控制系统，履带机构通过键与车身机构的轴相连接；车身机构通过螺栓与采摘位姿调整机构相连接；采摘位姿调整机构通过螺栓与视觉机构相连接；动力机构通过螺栓与采摘位姿调整机构相连接；采摘机构通过螺栓与动力机构相连接,通过螺栓与落料机构相连接；落料机构通过螺栓与采摘位姿调整机构相连接；控制系统通过螺栓与车身相连接。本发明能够实现山坡地形上对榛子的自动化采摘，能够适应崎岖的地形，节约人力，提高榛子的采摘效率。

Description

一种榛子采摘器

技术领域

本发明涉及一种坚果采摘器，特别是涉及一种自动化榛子采摘器，属于农林类机械设备技术领域。

背景技术

榛子生长于野外山区之中，靠人力采摘费时费力，使用自动化的机械采摘设备代替人力是一个很好的发展方向，面对障碍复杂的野外地形环境采摘器行走机构需要能有较好的越障能力；为了能够实现榛子采摘的自动化，采摘器需配备视觉和控制系统；其结构和行为方式要合理、灵活、高效。

发明内容

本发明采取的技术方案为：一种自动化的榛子采摘器，包括履带式行进机构、车身机构、采摘位姿调整机构、动力机构、视觉机构、采摘机构、落料机构和控制系统，其特征在于：所述的履带式行进机构通过键与车身机构的轮轴相连接，履带式行进机构的链轮通过键与车身机构的轮轴相连接；所述的车身机构通过螺栓与采摘位姿调整机构相连接；所述的采摘位姿调整机构通过螺栓与动力机构相连接；所述的视觉机构通过螺栓与动力机构相连接；所述的动力机构通过螺栓与采摘机构相连接；所述的采摘机构通过螺栓与落料机构相连接；所述的落料机构通过螺栓与动力机构相连接；所述的控制系统通过螺栓与车身相连接。

所述的履带式行进机构包括履带、履带轮、履带架、链轮，所述的履带轮通过键与履带架相连接；所述的履带架通过键与车身机构的轮轴相连接；所述的链轮通过键与轮轴相连接，通过链轮上的链齿与履带相啮合。

所述的车身机构包括轮轴和车身；所述的轮轴通过键与链轮相连接，通过键与履带架相连接；所述的车身通过螺栓与液压缸基座相连接；所述的车身通过螺栓与控制机固定座相连接。

所述的采摘位姿调整机构包括液压缸基座、液压缸推杆一、液压缸缸筒一、液压缸推杆二、液压缸缸筒二，所述的液压缸基座通过螺栓与车身相连接；所述的液压缸推杆一通过销钉与液压缸基座相连接；所述的液压缸缸筒一通过螺栓与减速箱箱体相连接；所述的液压缸推杆二通过销钉与液压缸基座相连接；所述的液压缸缸筒二通过销钉与减速箱箱体相连接。

所述的动力机构包括伺服电机、电机座、联轴器、输入轴、减速箱、输出轴、输出轴套筒，所述的伺服电机通过螺栓与电机座相连接；所述的电机座通过螺栓与减速箱相连接；所述的输入轴通过联轴器与伺服电机相连接；所述的减速箱通过螺栓与摄像头支架相连接，通过螺栓与连接板相连接，通过销钉与液压缸缸筒一相连接，通过螺栓与液压缸缸筒二相连接，通过螺栓与输出轴套筒相连接；所述的输出轴套筒通过螺栓与接料漏斗相连接。

所述的视觉机构包括摄像头支架和摄像头，所述的摄像头支架通过螺栓与减速箱相连接；所述的摄像头通过螺栓与摄像头支架相连接。

所述的采摘机构包括双十字型采摘杆、拨料杆、接料漏斗、，所述的双十字型采摘杆通过螺纹与输出轴相连接；所述的拨料杆通过键与输出轴相连接；所述的接料漏斗通过螺栓与输出轴套筒相连接，通过螺栓与斜落料管相连接。

所述的落料机构包括斜落料管、法兰、连接板、软管，所述的斜落料管通过螺栓与接料漏斗相连接，通过螺栓与法兰相连接；所述的法兰通过螺栓与连接板相连接；所述的软管直接套在连接板伸出嘴上。

所述的控制系统包括控制机和控制机固定座，所述的控制机通过螺栓与控制机固定座相连接；所述的控制机固定座通过螺栓与车身相连接。

进一步地，所述的采摘位姿调整机构可通过液压缸的伸长和缩短自由地调整采摘机构的高度和仰角。进一步地，所述的摄像头可以通过图像监测将反馈信号传递给控制机，控制履带式行进机构和采摘位姿调整机构的动作从而进行采摘；进一步地，所述的软管可以根据实际情况调整软管的直径的大小和软管的长度。进一步地，所述的双十字型采摘杆可以根据实际情况调整伸出毛刺的数量。

由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：（1）本发明通过采用履带式的行进机构，使其能够适应野外不同地表，实现跨越障碍较好，可在室外复杂环境中运动，具有良好的应用前景；（2）本榛子采摘器配备了视觉系统和控制系统，实现了榛子采摘的自动化，极大地节省了人力。

附图说明

图1为本发明的三维立体结构示意图。

图2为本发明另一角度的三维立体结构示意图。

图3为本发明另一角度的三维立体结构示意图。

图4为本发明中双十字采摘杆的三维立体结构示意图。

图中：1-履带；2-履带轮；3-履带架；4-轮轴；5-链轮；6-车身；7-液压缸基座；8-液压缸推杆一；9-液压缸缸筒一；10-液压缸推杆二；11-液压缸缸筒二；12-伺服电机；13-电机座；14-联轴器；15-输入轴；16-减速箱；17-输出轴套筒；18-摄像头支架；19-摄像头；20-双十字型采摘杆；21-输出轴；22-拨料杆；23-接料漏斗；24-斜落料管；25-法兰；26-连接板；27-软管；28-控制机；29-控制机固定座。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

如图1、图2、图3、图4所示，一种自动化的榛子采摘器，包括履带式行进机构、车身机构、采摘位姿调整机构、动力机构、视觉机构、采摘机构、落料机构和控制系统，其特征在于：履带式行进机构通过键与车身机构的轮轴4相连接，履带式行进机构的链轮5通过键与车身机构的轮轴4相连接；车身机构通过螺栓与采摘位姿调整机构相连接；采摘位姿调整机构通过螺栓与动力机构相连接；视觉机构通过螺栓与动力机构相连接；动力机构通过螺栓与采摘机构相连接；采摘机构通过螺栓与落料机构相连接；落料机构通过螺栓与动力机构相连接；控制系统通过螺栓与车身相连接。

履带式行进机构包括履带1、履带轮2、履带架3、链轮5，履带轮2通过键与履带架3相连接；履带架3通过键与车身机构的轮轴4相连接；链轮5通过键与轮轴4相连接，通过链轮5上的链齿与履带1相啮合，用于将轮轴4的转动转化为履带的运动。

车身机构包括轮轴4和车身6；轮轴通过键与链轮5相连接，通过键与履带架3相连接用于传递动力；车身6通过螺栓与液压缸基座7相连接；车身6通过螺栓与控制机固定座29相连接。

采摘位姿调整机构包括液压缸基座7、液压缸推杆一8、液压缸缸筒一9、液压缸推杆二10、液压缸缸筒二11，液压缸基座7通过螺栓与车身6相连接；液压缸推杆一8通过销钉与液压缸基座7相连接；液压缸缸筒一9通过螺栓与减速箱箱体16相连接；液压缸推杆二10通过销钉与液压缸基座7相连接，用于调整采摘机构的仰角；液压缸缸筒二11通过销钉与减速箱箱体16相连接，用于调整采摘机构的高度。

动力机构包括伺服电机12、电机座13、联轴器14、输入轴15、减速箱16、输出轴21、输出轴套筒17，伺服电机12通过螺栓与电机座13相连接；电机座13通过螺栓与减速箱16相连接；输入轴15通过联轴器与伺服电机12相连接；减速箱16通过螺栓与摄像头支架18相连接，通过螺栓与连接板26相连接，通过销钉与液压缸缸筒一9相连接，通过螺栓与液压缸缸筒二11相连接，通过螺栓与输出轴套筒17相连接，用于固定采摘位姿调整机构、采摘机构和落料机构；输出轴套筒17通过螺栓与接料漏斗23相连接，用于固定并支撑接料漏斗。

视觉机构包括摄像头支架18和摄像头19，摄像头支架18通过螺栓与减速箱16相连接，用于固定落料机构；摄像头19通过螺栓与摄像头支架18相连接，用于固定视觉机构。

采摘机构包括双十字型采摘杆20、拨料杆22、接料漏斗23，双十字型采摘杆20通过螺纹与输出轴21相连接，用于使双十字型采摘杆20在输出轴21的带动下旋转，通过毛刺2001击落榛子；拨料杆22通过键与输出轴21相连接，用于使拨料杆22在输出轴21的带动下旋转，拨动接料漏斗23中的榛子落入落料机构并最终使榛子落入车斗；接料漏斗23通过螺栓与输出轴套筒17相连接，通过螺栓与斜落料管24相连接，用于固定落料机构。

落料机构包括斜落料管24、法兰25、连接板26、软管27，斜落料管24通过螺栓与接料漏斗23相连接，通过螺栓与法兰25相连接；法兰25通过螺栓与连接板26相连接；软管27直接套在连接板26伸出嘴上，用于将已经过采摘的榛子通过落料机构送入车斗中。

控制系统包括控制机28和控制机固定座29，控制机28通过螺栓与控制机固定座29相连接，用于固定控制机；控制机固定座29通过螺栓与车身6相连接，用于固定并支撑控制系统。

为了调整采摘机构的高度和仰角，采摘位姿调整机构采用两个液压缸实现。

摄像头19可以通过图像监测将反馈信号传递给控制机28，控制履带式行进机构和采摘位姿调整机构的动作从而进行采摘；为了提高采摘器的适应性，用于不同品种地榛子的采摘，落料机构末端采用可以根据实际情况调整直径的大小和长度的软管27；为了适应不同的榛子生长分布状况，双十字型采摘杆20的伸出毛刺采用可拆卸式，可以根据实际情况调整伸出毛刺2002的数量。

本发明的工作原理为：鉴于成熟的榛子很容易从枝头脱落，采摘末端执行器是一个双十字型采摘杆20，双十字型采摘杆20与输出轴21通过键相连接，伺服电动机12经减速箱16减速通过输出轴21带动采摘杆20转动，视觉机构发现待采摘的成熟榛子后，将榛子位置图像信息传输到控制机，控制机对信息进行处理后，发出指令，控制履带式行进机构运动，调整榛子采摘器位置，然后对液压缸发出指令，控制液压缸伸缩调节采摘位姿，转动的十字型采摘杆20击打枝头的榛子使其脱落，榛子掉落在接料漏斗23后经拨料杆22拨动落入落料口，经斜落料管24和软管27后落入车斗中，视觉机构继续搜索下一采摘目标，进入下一次采摘过程。

Claims (4)

1.一种榛子采摘器，包括履带式行进机构、车身机构、采摘位姿调整机构、动力机构、视觉机构、采摘机构、落料机构和控制系统，其特征在于：所述的履带式行进机构通过键与车身机构的轮轴（4）相连接，履带式行进机构的链轮（5）通过键与车身机构的轮轴（4）相连接；所述的车身机构通过螺栓与采摘位姿调整机构相连接；所述的采摘位姿调整机构通过螺栓与动力机构相连接；所述的视觉机构通过螺栓与动力机构相连接；所述的动力机构通过螺栓与采摘机构相连接；所述的采摘机构通过螺栓与落料机构相连接；所述的落料机构通过螺栓与动力机构相连接；所述的控制系统通过螺栓与车身相连接；

所述的履带式行进机构包括履带（1）、履带轮（2）、履带架（3）、链轮（5），所述的履带轮（2）通过键与履带架（3）相连接；所述的履带架（3）通过键与车身机构的轮轴（4）相连接；所述的链轮（5）通过键与轮轴（4）相连接，通过链轮（5）上的链齿与履带（1）相啮合；

所述的车身机构包括轮轴（4）和车身（6）；所述的轮轴通过键与链轮（5）相连接，通过键与履带架（3）相连接；所述的车身（6）通过螺栓与液压缸基座（7）相连接；所述的车身（6）通过螺栓与控制机固定座（29）相连接；

所述的采摘位姿调整机构包括液压缸基座（7）、液压缸推杆一（8）、液压缸缸筒一（9）、液压缸推杆二（10）、液压缸缸筒二（11），所述的液压缸基座（7）通过螺栓与车身（6）相连接；所述的液压缸推杆一（8）通过销钉与液压缸基座（7）相连接；所述的液压缸缸筒一（9）通过螺栓与减速箱箱体（16）相连接；所述的液压缸推杆二（10）通过销钉与液压缸基座（7）相连接；所述的液压缸缸筒二（11）通过销钉与减速箱箱体（16）相连接；

所述的动力机构包括伺服电机（12）、电机座（13）、联轴器（14）、输入轴（15）、减速箱（16）、输出轴（21）、输出轴套筒（17），所述的伺服电机（12）通过螺栓与电机座（13）相连接；所述的电机座（13）通过螺栓与减速箱（16）相连接；所述的输入轴（15）通过联轴器与伺服电机（12）相连接；所述的减速箱（16）通过螺栓与摄像头支架（18）相连接，通过螺栓与连接板（26）相连接，通过销钉与液压缸缸筒一（9）相连接，通过螺栓与液压缸缸筒二（11）相连接，通过螺栓与输出轴套筒（17）相连接；所述的输出轴套筒（17）通过螺栓与接料漏斗（23）相连接；

所述的视觉机构包括摄像头支架（18）和摄像头（19），所述的摄像头支架（18）通过螺栓与减速箱（16）相连接；所述的摄像头（19）通过螺栓与摄像头支架（18）相连接；

所述的采摘机构包括双十字型采摘杆（20）、拨料杆（22）、接料漏斗（23），所述的双十字型采摘杆（20）通过螺纹与输出轴（21）相连接；所述的拨料杆（22）通过键与输出轴（21）相连接；所述的接料漏斗（23）通过螺栓与输出轴套筒（17）相连接，通过螺栓与斜落料管（24）相连接；

所述的落料机构包括斜落料管（24）、法兰（25）、连接板（26）、软管（27），所述的斜落料管（24）通过螺栓与接料漏斗（23）相连接，通过螺栓与法兰（25）相连接；所述的法兰（25）通过螺栓与连接板（26）相连接；所述的软管（27）直接套在连接板（26）伸出嘴上；

所述的控制系统包括控制机（28）和控制机固定座（29），所述的控制机（28）通过螺栓与控制机固定座（29）相连接；所述的控制机固定座（29）通过螺栓与车身（6）相连接。

2.如权利要求1所述的一种榛子采摘器，其特征在于：所述的摄像头（19）可以通过图像监测将反馈信号传递给控制机（28），控制履带式行进机构和采摘位姿调整机构的动作从而进行采摘。

3.如权利要求1所述的一种榛子采摘器，其特征在于：所述的软管（27）可以根据实际情况调整软管（27）的直径的大小和软管（27）的长度。

4.如权利要求1所述的一种榛子采摘器，其特征在于：所述的双十字型采摘杆（20）可以根据实际情况调整伸出毛刺（2002）的数量。