CN106818057A - 一种智能蔬菜采摘机器人 - Google Patents
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- A01D46/00—Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
- A01D46/30—Robotic devices for individually picking crops
Abstract
本发明提供一种智能蔬菜采摘机器人，包括底板、车轮、直流电机、储物盒、横向导轨、第一伺服电机、第一电缸、横向滑块、第二伺服电机、第三伺服电机、纵向导轨，其特征在于：所述的底板是一块长方形平板，底板的四个角下部安装着四个直流电机，每个直流电机的电机轴上都安装着一个车轮，通过直流电机带动车轮旋转；在底板上方中央位置安装有一个第一伺服电机，通过设置两个可以开闭的半圆导轨，可以将植物的藤蔓置于整圆导轨的内部，方便气动夹爪沿着整圆导轨360°无死角采摘，每完成一个高度上的蔬菜采摘工作后，还可以通过纵向滑块进行下一个高度上的蔬菜采摘工作，提高了采摘效率。
Description
技术领域
本发明涉及智能农业技术领域，特别涉及一种智能蔬菜采摘机器人。
背景技术
随着现代农业的快速发展，塑料大棚种植业也快速兴起，使我们可以种植更多的蔬菜，譬如黄瓜、豆角等，但是这些有藤蔓的蔬菜在采摘的时候需要耗费较多的人力和物力，目前市场上的蔬菜采摘设备如申请号为201310454257X的一项发明专利公开了《一种双臂果蔬采收机器人系统及其果蔬采收方法》，该机器人的机械手装置包括两个 5 自由度机械臂，第一个自由度为升降自由度，起抬升机械臂的作用 ；中间三个自由度为旋转自由度，分别相当于人的腰部、大臂和小臂关节 ，该机械臂不能360°无死角的采摘具有藤蔓的蔬菜，譬如豆角、黄瓜等，因此需要一种可以采摘这些有藤蔓类蔬菜的设备。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种智能蔬菜采摘机器人，通过设置两个可以开闭的半圆导轨，可以将植物的藤置于整圆导轨的内部，方便气动夹爪沿着整圆导轨360°无死角采摘，每完成一个高度上的蔬菜采摘工作后，还可以通过纵向滑块进行下一个高度上的蔬菜采摘工作，提高了采摘效率。
本发明所使用的技术方案是：一种智能蔬菜采摘机器人，包括底板、车轮、直流电机、储物盒、横向导轨、第一伺服电机、第一电缸、横向滑块、第二伺服电机、第三伺服电机、纵向导轨、半圆导轨、第四伺服电机、第五伺服电机、主动齿轮A、第六伺服电机、主动齿轮B、滑块B、方形平板、第二电缸、第三电缸、第七伺服电机、方套筒、滑动杆、第八伺服电机、摆动杆、摄像机、气动夹爪、纵向滑块，其特征在于：所述的底板是一块长方形平板，底板的四个角下部安装着四个直流电机，每个直流电机的电机轴上都安装着一个车轮，通过直流电机带动车轮旋转；在底板上方中央位置安装有一个第一伺服电机，第一伺服电机的前部安装有储物盒，第一伺服电机的电机轴端部与横向导轨的后部固定连接，横向导轨上设有可以滑动的横向滑块，横向滑块的滑动通过第一电缸驱动，第一电缸后端固定在横向导轨上，第一电缸的前端与横向滑块连接，横向滑块上方安装有竖直向上的第二伺服电机，第二伺服电机的电机轴端部与第三伺服电机侧面固定连接，第三伺服电机的电机轴端部与纵向导轨下端部固定连接，纵向导轨的侧面设有齿条，在纵向导轨上设有可以上下滑动的纵向滑块，纵向滑块的后部设有第五伺服电机，第五伺服电机的电机轴上设有主动齿轮A，主动齿轮A与纵向导轨上的齿条啮合，通过第五伺服电机可以控制纵向滑块上下滑动，纵向滑块的前端并列安装着两个第四伺服电机，每个第四伺服电机的电机轴上都安装着一个半圆导轨，两个半圆导轨可以在第四伺服电机的驱动下张开或组合成一个整圆导轨，半圆导轨的内侧设有内齿，半圆导轨内侧滑动安装有滑块B，滑块B的内侧安装着一个第六伺服电机，第六伺服电机的电机轴上安装着主动齿轮B，主动齿轮B与半圆导轨内侧的内齿啮合，通过第六伺服电机可以驱动滑块B在半圆导轨上滑动，滑块B上方安装有方形平板，方形平板上方通过球铰安装有一个第三电缸，第三电缸的两个垂直方向上各安装有一个第二电缸，每个第二电缸一端铰接在方形平板上，另一端铰接在第三电缸的外壁上，第三电缸的伸缩杆端部安装着一个第七伺服电机，第七伺服电机的电机轴上安装着方套筒，方套筒中滑动安装有滑动杆，滑动杆的滑动是通过设置在方套筒内部的液压缸控制的，滑动杆的端部安装有第八伺服电机，第八伺服电机的电机轴端部安装有摆动杆，摆动杆的前端部安装有气动夹爪，气动夹爪的上方安装有摄像头。
本发明有益效果：
本发明通过设置两个可以开闭的半圆导轨，可以将植物的藤蔓置于整圆导轨的内部，方便气动夹爪沿着整圆导轨360°无死角采摘，每完成一个高度上的蔬菜采摘工作后，还可以通过纵向滑块进行下一个高度上的蔬菜采摘工作，提高了采摘效率。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的半圆导轨安装示意图。
附图标号：1-底板；2-车轮；3-直流电机；4-储物盒；5-横向导轨；6-第一伺服电机；7-第一电缸；8-横向滑块；9-第二伺服电机；10-第三伺服电机；11-纵向导轨；12-半圆导轨；13-第四伺服电机；14-第五伺服电机；15-主动齿轮A；16-第六伺服电机；17-主动齿轮B；18-滑块B；19-方形平板；20-第二电缸；21-第三电缸；22-第七伺服电机；23-方套筒；24-滑动杆；25-第八伺服电机；26-摆动杆；27-摄像机；28-气动夹爪；29-纵向滑块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例
如图1、图2所示，一种智能蔬菜采摘机器人，包括底板1、车轮2、直流电机3、储物盒4、横向导轨5、第一伺服电机6、第一电缸7、横向滑块8、第二伺服电机9、第三伺服电机10、纵向导轨11、半圆导轨12、第四伺服电机13、第五伺服电机14、主动齿轮A15、第六伺服电机16、主动齿轮B17、滑块B18、方形平板19、第二电缸20、第三电缸21、第七伺服电机22、方套筒23、滑动杆24、第八伺服电机25、摆动杆26、摄像机27、气动夹爪28、纵向滑块29，其特征在于：所述的底板1是一块长方形平板19，底板1的四个角下部安装着四个直流电机3，每个直流电机3的电机轴上都安装着一个车轮2，通过直流电机3带动车轮2旋转；在底板1上方中央位置安装有一个第一伺服电机6，第一伺服电机6的前部安装有储物盒4，第一伺服电机6的电机轴端部与横向导轨5的后部固定连接，横向导轨5上设有可以滑动的横向滑块8，横向滑块8的滑动通过第一电缸7驱动，第一电缸7后端固定在横向导轨5上，第一电缸7的前端与横向滑块8连接，横向滑块8上方安装有竖直向上的第二伺服电机9，第二伺服电机9的电机轴端部与第三伺服电机10侧面固定连接，第三伺服电机10的电机轴端部与纵向导轨11下端部固定连接，纵向导轨11的侧面设有齿条，在纵向导轨11上设有可以上下滑动的纵向滑块29，纵向滑块29的后部设有第五伺服电机14，第五伺服电机14的电机轴上设有主动齿轮A15，主动齿轮A15与纵向导轨11上的齿条啮合，通过第五伺服电机14可以控制纵向滑块29上下滑动，纵向滑块29的前端并列安装着两个第四伺服电机13，每个第四伺服电机13的电机轴上都安装着一个半圆导轨12，两个半圆导轨12可以在第四伺服电机13的驱动下张开或组合成一个整圆导轨，半圆导轨12的内侧设有内齿，半圆导轨12内侧滑动安装有滑块B18，滑块B18的内侧安装着一个第六伺服电机16，第六伺服电机16的电机轴上安装着主动齿轮B17，主动齿轮B17与半圆导轨12内侧的内齿啮合，通过第六伺服电机16可以驱动滑块B18在半圆导轨12上滑动，滑块B18上方安装有方形平板19，方形平板19上方通过球铰安装有一个第三电缸21，第三电缸21的两个垂直方向上各安装有一个第二电缸20，每个第二电缸20一端铰接在方形平板19上，另一端铰接在第三电缸21的外壁上，第三电缸21的伸缩杆端部安装着一个第七伺服电机22，第七伺服电机22的电机轴上安装着方套筒23，方套筒23中滑动安装有滑动杆24，滑动杆24的滑动是通过设置在方套筒23内部的液压缸控制的，滑动杆24的端部安装有第八伺服电机25，第八伺服电机25的电机轴端部安装有摆动杆26，摆动杆26的前端部安装有气动夹爪28，气动夹爪28的上方安装有摄像头。
本发明工作原理：本发明通过四个车轮2在塑料大棚中行走；通过第一伺服电机6带动横向导轨5转动；通过第一电缸7带动横向滑块8在横向导轨5上移动；通过第二伺服电机9带动第三伺服电机10转动；通过第三伺服电机10控制纵向导轨11与地面间的角度；通过第五伺服电机14可以控制纵向滑块29上下滑动，从而调节纵向滑块29的高度位置；通过第六伺服电机16可以驱动滑块B18在半圆导轨12上滑动；通过摄像头观察蔬菜的位置；本发明在使用时首先移动到黄瓜或豆角的藤蔓的旁边位置，下一步通过两个第四伺服电机13把两个半圆导轨12打开，然后通过第一伺服电机6控制横向导轨5转动，使横向导轨5指向藤条，然后第一电缸7伸出，横向滑块8外移，植物的藤条进入到两个半圆导轨12中间位置，下一步两个半圆导轨12关闭形成一个整圆的导轨，下一步纵向滑块29上升到藤蔓的顶部位置，下一步通过两个第二电缸20联动控制第三电缸21的姿态，使气动夹爪28对准黄瓜或豆角的根部位置，下一步滑动杆24伸出，气动夹爪28前端夹住黄瓜或豆角的根部位置，然后滑动杆24退回将蔬菜摘下来，摘完一个黄瓜或豆角后调整气动夹爪28的位置，使气动夹爪28位于储物盒4的正上方，下一步气动夹爪28松开，蔬菜掉落在储物盒4中，下一步气动夹爪28返回，继续沿着半圆导轨12移动并采摘蔬菜，每一层高度上的蔬菜采摘完成后就下降一个高度，直至整个藤高上的蔬菜完全被采摘完成。
Claims (1)
1.一种智能蔬菜采摘机器人，包括底板（1）、车轮（2）、直流电机（3）、储物盒（4）、横向导轨（5）、第一伺服电机（6）、第一电缸（7）、横向滑块（8）、第二伺服电机（9）、第三伺服电机（10）、纵向导轨（11）、半圆导轨（12）、第四伺服电机（13）、第五伺服电机（14）、主动齿轮A（15）、第六伺服电机（16）、主动齿轮B（17）、滑块B（18）、方形平板（19）、第二电缸（20）、第三电缸（21）、第七伺服电机（22）、方套筒（23）、滑动杆（24）、第八伺服电机（25）、摆动杆（26）、摄像机（27）、气动夹爪（28）、纵向滑块（29），其特征在于：所述的底板（1）是一块长方形平板（19），底板（1）的四个角下部安装着四个直流电机（3），每个直流电机（3）的电机轴上都安装着一个车轮（2），通过直流电机（3）带动车轮（2）旋转；在底板（1）上方中央位置安装有一个第一伺服电机（6），第一伺服电机（6）的前部安装有储物盒（4），第一伺服电机（6）的电机轴端部与横向导轨（5）的后部固定连接，横向导轨（5）上设有可以滑动的横向滑块（8），横向滑块（8）的滑动通过第一电缸（7）驱动，第一电缸（7）后端固定在横向导轨（5）上，第一电缸（7）的前端与横向滑块（8）连接，横向滑块（8）上方安装有竖直向上的第二伺服电机（9），第二伺服电机（9）的电机轴端部与第三伺服电机（10）侧面固定连接，第三伺服电机（100）的电机轴端部与纵向导轨（11）下端部固定连接，纵向导轨（11）的侧面设有齿条，在纵向导轨（11）上设有可以上下滑动的纵向滑块（29），纵向滑块（29）的后部设有第五伺服电机（14），第五伺服电机（14）的电机轴上设有主动齿轮A（15），主动齿轮A（15）与纵向导轨（11）上的齿条啮合，通过第五伺服电机（14）可以控制纵向滑块（29）上下滑动，纵向滑块（29）的前端并列安装着两个第四伺服电机（13），每个第四伺服电机（13）的电机轴上都安装着一个半圆导轨（12），两个半圆导轨（12）可以在第四伺服电机（13）的驱动下张开或组合成一个整圆导轨，半圆导轨（12）的内侧设有内齿，半圆导轨（12）内侧滑动安装有滑块B（18），滑块B（18）的内侧安装着一个第六伺服电机（16），第六伺服电机（16）的电机轴上安装着主动齿轮B（17），主动齿轮B（1777）与半圆导轨（12）内侧的内齿啮合，通过第六伺服电机（16）可以驱动滑块B（18）在半圆导轨（12）上滑动，滑块B（18）上方安装有方形平板（19），方形平板（19）上方通过球铰安装有一个第三电缸（21），第三电缸（21）的两个垂直方向上各安装有一个第二电缸（20），每个第二电缸（20）一端铰接在方形平板（19）上，另一端铰接在第三电缸（21）的外壁上，第三电缸（21）的伸缩杆端部安装着一个第七伺服电机（22），第七伺服电机（22）的电机轴上安装着方套筒（23），方套筒（23）中滑动安装有滑动杆（24），滑动杆（24）的滑动是通过设置在方套筒（23）内部的液压缸控制的，滑动杆（244）的端部安装有第八伺服电机（25），第八伺服电机（25）的电机轴端部安装有摆动杆（26），摆动杆（26）的前端部安装有气动夹爪（28），气动夹爪（28）的上方安装有摄像头。
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