CN107175644A - 一种用于果实采摘的智能机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于果实采摘的智能机器人，包括外壳、采摘机构、传送机构、收集机构、移动机构和中控机构。传送机构和移动机构之间传动连接有驱动机构，传送机构包括第二齿轮、两个第一传动轴和传送带，移动机构包括第三齿轮、两个第四齿轮和履带，采摘机构包括升降组件和采摘组件，所述升降组件与采摘组件传动连接，采摘单元包括两个夹取单元，升降组件包括第二电机、第二驱动轴、第五齿轮和竖向设置的升降杆。通过采摘机构，很好的实现了对果实的摘取，通过传送和移动机构，能都把果实进行储存及移动，这样极大的节省了人力劳作，提高了农民的工作效率，节省成本。

Description

一种用于果实采摘的智能机器人
技术领域
本发明涉及智能机器人领域，特别涉及一种用于果实采摘的智能机器人。
背景技术
在很多地方，农业劳动力老龄化和农业劳动力不足的问题十分突出，每当收获的季节，人手总不够用，而且长时间劳作影响农民的身体健康。为了解决这一问题，开发出了一系列不同用途的农业机器人，这其中就包括采摘水果的机器人。这种机器人有他自身的特点:它们一般是在室外工作，作业环境较差，但是在精度上却没有工业机器人那样要求高；这种机器人的使用者不是专门的技术人员，而是普通的农民，所以机器人的生产成本不易过高，从而导致价格太高，影响了机器人的市场推广价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种用于果实采摘的智能机器人。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于果实采摘的智能机器人，包括外壳、采摘机构、传送机构、收集机构、移动机构和中控机构，所述采摘机构设置在外壳的上方，所述移动机构设置在外壳的底部，所述收集机构设置在外壳的一侧且位于传送机构的一端，所述传动机构的另一端位于采摘机构的下方，所述采摘机构、传送机构、收集机构和移动机构均与中控机构电连接；
所述传送机构和移动机构之间传动连接有驱动机构，所述驱动机构包括第一电机、第一驱动轴和第一齿轮，所述第一电机设置在外壳的内部，所述第一电机通过第一驱动轴与第一齿轮传动连接；
所述传送机构包括第二齿轮、两个第一传动轴和传送带，所述第二齿轮与其中一个第一传动轴同轴设置，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，两个第一传动轴分别位于传送带的内部的两端且通过传送带互相连接；
当第一电机启动，第一齿轮随之转动，第一齿轮与第二齿轮啮合，第二齿轮和传送带同轴设置，所以第二齿轮带动传送带开始转动，水果通过传送带，输送到储物箱中。
所述移动机构包括第三齿轮、两个第四齿轮和履带，所述第三齿轮与第一齿轮啮合且位于第一齿轮的下方，所述第三齿轮与其中一个第四齿轮同轴设置，两个所述第四齿轮分别位于履带的内部的两端，所述履带的内壁设有第一传动齿，所述第四齿轮与第一传动齿啮合，所述履带设置在外壳的底部；
当第一电机启动，第一齿轮随之转动，第一齿轮与第三齿轮啮合，第三齿轮和其中一个第四齿轮同轴设置，故带动第四齿轮旋转，第四齿轮和履带内壁的第一传动齿啮合，履带转动前进，通过第一电机的转动，同时实现了水果的传送和履带的转动，由此可见，该机器人中，通过一个电机实现了两个操作，降低了生产成本。
所述采摘机构包括升降组件和采摘组件，所述升降组件与采摘组件传动连接，所述采摘组件包括壳体、设置在壳体内部的控制单元和采摘单元，所述控制单元包括第三电机、第三驱动轴、第六齿轮、移动杆和驱动杆，所述第三电机设置在壳体的内部，所述第三电机通过第三驱动轴与第六齿轮传动连接，所述第六齿轮位于移动杆的一端，所述移动杆水平设置，所述移动杆上设有与第六齿轮啮合的第三传动齿，所述驱动杆设置在移动杆的一端；
所述采摘单元包括两个夹取单元，所述夹取单元关于移动杆的水平中心轴线镜像设置，所述夹取单元包括移动框、固定板和夹板，所述固定板设置在壳体的一端，所述移动框的一端与固定板的一端铰接，所述移动框上设有滑动槽，所述驱动杆的一端位于滑动槽的内部且与移动框滑动连接，所述夹板与移动框和固定板铰接于同一轴；
当第三电机启动，第六齿轮随之转动，第六齿轮与移动杆的第三传动齿发生啮合，实现了移动杆的前后运动。当移动杆往前带动驱动杆向前移动，由于夹板移动框和固定板铰接于同一轴，故移动框发生转动，带动夹板张开，当移动杆后退时，夹板闭合，这样就实现了对水果的采摘。
所述中控机构包括PLC。
作为优选，所述升降组件包括第二电机、第二驱动轴、第五齿轮和竖向设置的升降杆，所述第二电机设置在外壳的内部，所述第二电机通过第二驱动轴与第五齿轮传动连接，所述升降杆位于第五齿轮的一侧，所述升降杆上设有与第五齿轮啮合的第二传动齿，所述升降杆的顶端与壳体连接。
当第二电机启动，第五齿轮随之转动，第五齿轮与升降杆上的第二传动齿发生啮合，通过第二电机的正反转实现了升降杆的上下移动。
作为优选，为了能够使得驱动杆在滑动槽中滑动的时候进行缓冲，滑动槽的内部设有弹簧，所述弹簧的一端与滑动槽的槽壁连接，所述弹簧的另一端与驱动杆的一端连接，所述弹簧的伸缩方向与驱动杆在滑动槽内部的移动方向一致。
作为优选，为了使得果实掉落的过程中造成损伤，所述传送机构和采摘机构之间设有过滤网，所述过滤网设置在外壳的一侧。
作为优选，为了在前进过程中判断行进距离，所述外壳上设有红外线测距仪。
作为优选，为了方便判断机器人工作状态是否正常，所述外壳上还设有状态指示灯。
作为优选，为了可以随时控制机器人工作，所述外壳上还设有控制按键。
作为优选，为了防止果实滑落太快撞坏，所述收集机构包括收集箱，所述收集箱的内部设有缓冲板。
作为优选，为了方便果实滑落道收集箱中，所述传送带倾斜设置。
作为优选，为了可以远程控制机器人，所述中控机构还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块包括蓝牙。
本发明的有益效果是，该用于果实采摘的智能机器人中，通过采摘机构，很好的实现了对果实的摘取，通过传送和移动机构，能都把果实进行储存及移动，这样极大的节省了人力劳作，提高了农民的工作效率，节省成本。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的用于果实采摘的智能机器人的结构示意图；
图2是本发明的用于果实采摘的智能机器人的传送和移动的结构示意图；
图3是本发明的用于果实采摘的智能机器人的升降和采摘的结构示意图；
图4是本发明的用于果实采摘的智能机器人的过滤网的结构示意图；
图中：1.外壳，2.升降组件，3.采摘组件，4.过滤网，5.传送机构，6.收集机构，7.缓冲板，8.移动机构，9.红外线测距仪，10.状态指示灯，11.控制按键，12.第一电机，13.第一驱动轴，14.第一齿轮，15.第二齿轮，16.第一传动轴，17.传送带，18.第三齿轮，19.第四齿轮，20.履带，21.第二电机，22.第二驱动轴，23.第五齿轮，24.升降杆，25.壳体，26.第三电机，27.第三驱动轴，28.第六齿轮，29。移动杆，30.驱动杆，31.移动框，32.夹板，33.固定板，34.弹簧。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图4所示，一种用于果实采摘的智能机器人，包括一种用于果实采摘的智能机器人，其特征在于，包括外壳1、采摘机构、传送机构5、收集机构6、移动机构8和中控机构，所述采摘机构设置在外壳1的上方，所述移动机构8设置在外壳1的底部，所述收集机构6设置在外壳1的一侧且位于传送机构5的一端，所述传动机构的另一端位于采摘机构的下方，所述采摘机构、传送机构5、收集机构6和移动机构8均与中控机构电连接；
所述传送机构5和移动机构8之间传动连接有驱动机构，所述驱动机构包括第一电机12、第一驱动轴13和第一齿轮14，所述第一电机12设置在外壳1的内部，所述第一电机12通过第一驱动轴13与第一齿轮14传动连接；
所述传送机构5包括第二齿轮15、两个第一传动轴16和传送带17，所述第二齿轮15与其中一个第一传动轴16同轴设置，所述第二齿轮15与第一齿轮14啮合，两个第一传动轴16分别位于传送带17的内部的两端且通过传送带17互相连接；
当第一电机12启动，第一齿轮14随之转动，第一齿轮14与第二齿轮15啮合，第二齿轮15和传送带17同轴设置，所以第二齿轮15带动传送带17开始转动，采摘后通过传送带17，输送到储物箱中。
所述移动机构8包括第三齿轮18、两个第四齿轮19和履带20，所述第三齿轮18与第一齿轮14啮合且位于第一齿轮14的下方，所述第三齿轮18与其中一个第四齿轮19同轴设置，两个所述第四齿轮19分别位于履带20的内部的两端，所述履带20的内壁设有第一传动齿，所述第四齿轮19与第一传动齿啮合，所述履带20设置在外壳1的底部；
当第一电机12启动，第一齿轮14随之转动，第一齿轮14与第三齿轮18啮合，第三齿轮18和其中一个第四齿轮19同轴设置，故带动第四齿轮19旋转，第四齿轮19和履带20内壁的第一传动齿啮合，履带20转动前进，通过第一电机12的转动，同时实现了水果的传送和履带20的转动，由此可见，该机器人中，通过一个电机实现了两个操作，降低了生产成本。
所述采摘机构包括升降组件2和采摘组件3，所述升降组件2与采摘组件传动连接，所述采摘组件3包括壳体25、设置在壳体25内部的控制单元和采摘单元，所述控制单元包括第三电机26、第三驱动轴27、第六齿轮28、移动杆29和驱动杆30，所述第三电机26设置在壳体25的内部，所述第三电机26通过第三驱动轴27与第六齿轮28传动连接，所述第六齿轮28位于移动杆29的一端，所述移动杆29水平设置，所述移动杆29上设有与第六齿轮28啮合的第三传动齿，所述驱动杆30设置在移动杆29的一端；
所述采摘单元包括两个夹取单元，所述夹取单元关于移动杆29的水平中心轴线镜像设置，所述夹取单元包括移动框31、固定板33和夹板32，所述固定板33设置在壳体25的一端，所述移动框31的一端与固定板33的一端铰接，所述移动框31上设有滑动槽，所述驱动杆30的一端位于滑动槽的内部且与移动框31滑动连接，所述夹板32与移动框31和固定板33铰接于同一轴；
当第三电机26启动，第六齿轮28随之转动，第六齿轮28与移动杆29的第三传动齿发生啮合，实现了移动杆29的前后运动。当移动杆29往前带动驱动杆30向前移动，由于夹板32、移动框31和固定板33铰接于同一轴，故移动框31发生转动，带动夹板32张开，当移动杆29后退时，夹板32闭合，这样就实现了对水果的采摘。
所述中控机构包括PLC。
作为优选，所述升降组件2包括第二电机21、第二驱动轴22、第五齿轮23和竖向设置的升降杆24，所述第二电机21设置在外壳1的内部，所述第二电机21通过第二驱动轴22与第五齿轮23传动连接，所述升降杆24位于第五齿轮23的一侧，所述升降杆24上设有与第五齿轮23啮合的第二传动齿，所述升降杆24的顶端与壳体25连接。
当第二电机21启动，第五齿轮23随之转动，第五齿轮23与升降杆24上的第二传动齿发生啮合，通过第二电机21的正反转实现了升降杆24的上下移动。
作为优选，为了能够使得驱动杆30在滑动槽中滑动的时候进行缓冲，所述滑动槽的内部设有弹簧34，所述弹簧34的一端与滑动槽的槽壁连接，所述弹簧34的另一端与驱动杆30的一端连接，所述弹簧34的伸缩方向与驱动杆30在滑动槽内部的移动方向一致。
作为优选，为了使得果实掉落的过程中造成损伤，所述传送机构5和采摘机构之间设有过滤网4，所述过滤网4设置在外壳1的一侧。
作为优选，为了在前进过程中判断行进距离，所述外壳1上设有红外线测距仪9。
作为优选，为了方便判断机器人工作状态是否正常，所述外壳1上还设有状态指示灯10。
作为优选，为了可以随时控制机器人工作，所述外壳1上还设有控制按键11。
作为优选，为了防止果实滑落太快撞坏，所述收集机构6包括收集箱，所述收集箱的内部设有缓冲板7。
作为优选，为了方便果实滑落道收集箱中，所述传送带17倾斜设置。
作为优选，为了可以远程控制机器人，所述中控机构还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块包括蓝牙。
与现有技术相比，该用于果实采摘的智能机器人中，通过采摘机构，很好的实现了对果实的摘取，通过传送机构5和移动机构8，能都把果实进行储存及移动，这样极大的节省了人力劳作，提高了农民的工作效率，节省成本。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种用于果实采摘的智能机器人，其特征在于，包括外壳(1)、采摘机构、传送机构(5)、收集机构(6)、移动机构(8)和中控机构，所述采摘机构设置在外壳(1)的上方，所述移动机构(8)设置在外壳(1)的底部，所述收集机构(6)设置在外壳(1)的一侧且位于传送机构(5)的一端，所述传动机构的另一端位于采摘机构的下方，所述采摘机构、传送机构(5)、收集机构(6)和移动机构(8)均与中控机构电连接；
所述传送机构(5)和移动机构(8)之间传动连接有驱动机构，所述驱动机构包括第一电机(12)、第一驱动轴(13)和第一齿轮(14)，所述第一电机(12)设置在外壳(1)的内部，所述第一电机(12)通过第一驱动轴(13)与第一齿轮(14)传动连接；
所述传送机构(5)包括第二齿轮(15)、两个第一传动轴(16)和传送带(17)，所述第二齿轮(15)与其中一个第一传动轴(16)同轴设置，所述第二齿轮(15)与第一齿轮(14)啮合，两个第一传动轴(16)分别位于传送带(17)的内部的两端且通过传送带(17)互相连接；
所述移动机构(8)包括第三齿轮(18)、两个第四齿轮(19)和履带(20)，所述第三齿轮(18)与第一齿轮(14)啮合且位于第一齿轮(14)的下方，所述第三齿轮(18)与其中一个第四齿轮(19)同轴设置，两个所述第四齿轮(19)分别位于履带(20)的内部的两端，所述履带(20)的内壁设有第一传动齿，所述第四齿轮(19)与第一传动齿啮合，所述履带(20)设置在外壳(1)的底部；
所述采摘机构包括升降组件(2)和采摘组件(3)，所述升降组件(2)与采摘组价传动连接，所述采摘组件(3)包括壳体(25)、设置在壳体(25)内部的控制单元和采摘单元，所述控制单元包括第三电机(26)、第三驱动轴(27)、第六齿轮(28)、移动杆(29)和驱动杆(30)，所述第三电机(26)设置在壳体(25)的内部，所述第三电机(26)通过第三驱动轴(27)与第六齿轮(28)传动连接，所述第六齿轮(28)位于移动杆(29)的一端，所述移动杆(29)水平设置，所述移动杆(29)上设有与第六齿轮(28)啮合的第三传动齿，所述驱动杆(30)设置在移动杆(29)的一端；
所述采摘单元包括两个夹取单元，所述夹取单元关于移动杆(29)的水平中心轴线镜像设置，所述夹取单元包括移动框(31)、固定板(33)和夹板(32)，所述固定板(33)设置在壳体(25)的一端，所述移动框(31)的一端与固定板(33)的一端铰接，所述移动框(31)上设有滑动槽，所述驱动杆(30)的一端位于滑动槽的内部且与移动框(31)滑动连接，所述夹板(32)与移动框(31)和固定板(33)铰接于同一轴；
所述中控机构包括PLC。
2.如权利要求1所述的用于果实采摘的智能机器人，其特征在于，所述升降组件(2)包括第二电机(21)、第二驱动轴(22)、第五齿轮(23)和竖向设置的升降杆(24)，所述第二电机(21)设置在外壳(1)的内部，所述第二电机(21)通过第二驱动轴(22)与第五齿轮(23)传动连接，所述升降杆(24)位于第五齿轮(23)的一侧，所述升降杆(24)上设有与第五齿轮(23)啮合的第二传动齿，所述升降杆(24)的顶端与壳体(25)连接。
3.如权利要求1所述的用于果实采摘的智能机器人，其特征在于，所述滑动槽的内部设有弹簧(34)，所述弹簧(34)的一端与滑动槽的槽壁连接，所述弹簧(34)的另一端与驱动杆(30)的一端连接，所述弹簧(34)的伸缩方向与驱动杆(30)在滑动槽内部的移动方向一致。
4.如权利要求1所述的用于果实采摘的智能机器人，其特征在于，所述传送机构(5)和采摘机构之间设有过滤网(4)，所述过滤网(4)设置在外壳(1)的一侧。
5.如权利要求1所述的用于果实采摘的智能机器人，其特征在于，所述外壳(1)上设有红外线测距仪(9)。
6.如权利要求1所述的用于果实采摘的智能机器人，其特征在于，所述外壳(1)上还设有状态指示灯(10)。
7.如权利要求1所述的用于果实采摘的智能机器人，其特征在于，所述外壳(1)上还设有控制按键(11)。
8.如权利要求1所述的用于果实采摘的智能机器人，其特征在于，所述收集机构(6)包括收集箱，所述收集箱的内部设有缓冲板(7)。
9.如权利要求1所述的用于果实采摘的智能机器人，其特征在于，所述传送带(17)倾斜设置。
10.如权利要求1所述的用于果实采摘的智能机器人，其特征在于，所述中控机构还包括无线通讯模块，所述无线通讯模块包括蓝牙。
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