CN109156162A - 一种采摘机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种采摘机器人，通过电机带动机械手指张开与闭合来抓住果实，并通过旋转底座带动手指旋转将果实扭下，不需要在额外设置切割装置，结构简单，并避免了切割装置对树枝的损伤，扭下的果实直接通过滑网落入收集清洗装置中，不需要机械手在将其放入收集装置，收集果实快速简单，并在收集的同时完成对果实的清洗，在车体上设置收集铲和震动筛分装置对地面上的果实进行收集，将地面上的果实运输进入清洗收集装置，完成了同时对树上和地面上果实的收集。

Description

一种采摘机器人
技术领域
本发明涉及果实采摘领域，具体为一种采摘机器人。
背景技术
现有的果实采摘一般用人力进行采摘，由操作人员操作切割装置将连着果实的枝条剪断并将果实收集至网兜中，随着机械化的发展，由人力操纵的机器人被用于采摘果实，一般的果实采摘机器人都是用机械臂驱动机械手指抓住果实再由剪切装置进行剪切，剪切后再由机械手抓住果实放入收集装置中，但这种由机器人剪切果实的方式会剪断的枝条较多，对树木损伤较大，且机械手在抓取果实时会使果实表皮受到一定程度的损伤，将果实放入收集装置需要一定的时间，导致采集的时间太长，且不能对掉落在地面上的果实进行收集。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种采摘机器人，可用机械手对果实进行扭转，将果实从树上扭掉后顺着滑道滑入收集装置中，减少收集果实的时间。
一种采摘机器人，包括车体，车体的底部设置有行走轮，行走轮通过伸缩杆与车体底板上的伸缩气缸连接，车体上设置有电机Ⅰ，电机Ⅰ与立柱连接，电机Ⅰ带动立柱转动，立柱与第一机械臂铰接，立柱上设置有电机Ⅱ，电机Ⅱ带动第一机械臂转动，第一机械臂通过第一铰支架与第二机械臂连接，电机Ⅲ设置在第一机械臂上，电机Ⅲ带动第二机械臂转动，第一机械臂和第二机械臂之间互相铰接，第二机械臂的末端和采摘电机连接，采摘电机连接采摘装置，采摘装置包括旋转底座、安装座、采摘手指；旋转底座和采摘电机的输出轴连接，采摘电机驱动旋转底座旋转，旋转底座和安装座之间通过多根支杆连接，安装座为中空圆柱状座体，安装座的上部边缘对称设置有两根支撑杆，两根支撑杆的上部均连接有采摘手指电机，一个采摘手指电机的输出轴与半圆环Ⅰ连接，半圆环Ⅰ上设置有两根采摘手指，另一个采摘手指电机的输出轴与半圆环Ⅱ连接，半圆环Ⅱ上设置有另外两根采摘手指，半圆环Ⅰ和半圆环Ⅱ的末端相互对应但不接触，采摘手指分为大指和小指，大指和小指相互铰接，安装座的中空底部与滑网的上部连接，滑网可随着采摘臂上下运动，滑网的底端设置有收集清洗箱，收集清洗箱中装有用于清洗的水，收集清洗箱的顶端设置有第一进料口，果实从滑网滑下落入收集清洗箱中，收集清洗箱的侧壁上设置有一排喷水孔和喷气孔，第一进料口设置在喷水孔的上端，从侧壁上对收集清洗箱内喷水和喷气，使得清洗箱中的水向另一端远离第一进料口的一侧流动，使得先落入收集清洗箱的果实被水流带到收集箱的另一侧。
进一步地，收集清洗箱远离第一进料口的一侧设置有第二进料口，车体的前端设置有收集铲，收集铲通过连接板与输送链连接，输送链的两端设置有主动轮和从动轮，主动轮的驱动轴与连接板上的电机的输出轴连接，电机驱动主动轮转动带动输送链转动将车体前行由收集铲收集的土壤和落在地上的果实向上输送，输送链上设置有震动装置，输送链条之间的空隙大于土粒的直径小于果实的直径，输送链的顶端与第二进料口对应。
进一步地，滑网从上端到下端逐渐变窄，滑网的上端半径大于等于果实的平均半径，滑网的下段最窄处的半径大于果实平均半径的一半小于果实的平均半径。
进一步地，采摘手指的小指上连接有包果网兜，包果网兜的上部和底部开口，网兜的底部与滑网的上部连通，网兜随着采摘手指的转动张开与闭合，从而完成对果实的包裹。
与现有技术相比，本发明具备以下有益效果：
本发明通过电机带动机械手指张开与闭合来抓住果实，并通过旋转底座带动手指旋转将果实扭下，不需要在额外设置切割装置，结构简单，并避免了切割装置对树枝的损伤，扭下的果实直接通过滑网落入收集清洗装置中，不需要机械手在将其放入收集装置，收集果实快速简单，并在收集的同时完成对果实的清洗，在车体上设置收集铲和震动筛分装置对地面上的果实进行收集，将地面上的果实运输进入清洗收集装置，完成了同时对树上和地面上果实的收集，清洗装置中通过侧壁出水出气使得果实被水流冲向进果口的另一端，使得先落下的果实不会与后落下的相撞损伤，采摘手指上连接包果网兜防止果实在被抓住时损伤表皮。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图。
图2为本发明采摘装置结构示意图。
图3为本发明采摘手指示意图。
图中：1-车体、2-伸缩杆、3-行走轮、4-电机Ⅰ、5-立柱、6第一机械臂、7-第二机械臂、8-滑网、9-收集清洗箱、10-喷水孔、11-收集铲、12-输送链、13-采摘电机、14-旋转底座、15-支杆、16-安装座、17-采摘手指电机、18-半圆环Ⅰ、19-半圆环Ⅱ、20-采摘手指、21-包果网兜。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，包括车体1，车体1的底部设置有行走轮3，行走轮3通过伸缩杆2与车体1底板上的伸缩气缸连接，车体1上设置有电机Ⅰ4，电机Ⅰ4与立柱连接，电机Ⅰ4带动立柱5转动，立柱5与第一机械臂6铰接，立柱5上设置有电机Ⅱ，电机Ⅱ带动第一机械臂6转动，第一机械臂6通过第一铰支架与第二机械臂7连接，电机Ⅲ设置在第一机械臂6上，电机Ⅲ带动第二机械臂7转动，第一机械臂6和第二机械臂7之间互相铰接，第二机械臂7的末端和采摘电机13连接，采摘电机13连接采摘装置，采摘装置包括旋转底座14、安装座16、采摘手指20；旋转底座14和采摘电机13的输出轴连接，采摘电机13驱动旋转底座14旋转，旋转底座14和安装座16之间通过多根支杆15连接，安装座16为中空圆柱状座体，安装座的上部边缘对称设置有两根支撑杆，两根支撑杆的上部均连接有采摘手指电机17，一个采摘手指电机17的输出轴与半圆环Ⅰ18连接，半圆环Ⅰ18上设置有两根采摘手指20，另一个采摘手指电机17的输出轴与半圆环Ⅱ19连接，半圆环Ⅱ19上设置有另外两根采摘手指20，半圆环Ⅰ18和半圆环Ⅱ19的末端相互对应但不接触，采摘手指20分为大指和小指，大指和小指相互铰接，安装座16的中空底部与滑网8的上部连接，滑网8可随着采摘臂上下运动，滑网8的底端设置有收集清洗箱9，收集清洗箱9中装有用于清洗的水，收集清洗箱9的顶端设置有第一进料口，果实从滑网8滑下落入收集清洗箱9中，收集清洗箱9的侧壁上设置有一排喷水孔10和喷气孔，第一进料口设置在喷水孔10的上端，从侧壁上对收集清洗箱内喷水和喷气，使得清洗箱中的水向另一端远离第一进料口的一侧流动，使得先落入收集清洗箱的果实被水流带到收集箱的另一侧，收集清洗箱9远离第一进料口的一侧设置有第二进料口，车体1的前端设置有收集铲11，收集铲11通过连接板与输送链12连接，输送链12的两端设置有主动轮和从动轮，主动轮的驱动轴与连接板上的电机的输出轴连接，电机驱动主动轮转动带动输送链12转动将车体前行由收集铲11收集的土壤和落在地上的果实向上输送，输送链11上设置有震动装置，输送链条之间的空隙大于土粒的直径小于果实的直径，输送链11的顶端与第二进料口对应，滑网8从上端到下端逐渐变窄，滑网8的上端半径大于等于果实的平均半径，滑网8的下段最窄处的半径大于果实平均半径的一半小于果实的平均半径，采摘手指的小指上连接有包果网兜21，包果网兜21的上部和底部开口，网兜21的底部与滑网8的上部连通，网兜21随着采摘手指的转动张开与闭合，从而完成对果实的包裹。
本发明的工作过程为：各个电机带动机械臂上下转动，到达果实位置后，采摘手指电机驱动采摘手指转动抓住果实，从而使得网兜缩紧，使果实被包裹在网兜中，采摘电机驱动旋转底座转动使得果实从树枝上被扭断，采摘手指电机反转使得采摘手指松开将果实由网兜向下向滑网滑去，通过滑网滑入收集清洗装置清洗，收集铲在车体前进过程中将地上的果实经过输送链输送至清洗收集装置。

Claims (4)

1.一种采摘机器人，包括车体，车体的底部设置有行走轮，行走轮通过伸缩杆与车体底板上的伸缩气缸连接，车体上设置有电机Ⅰ，电机Ⅰ与立柱连接，电机Ⅰ带动立柱转动，立柱与第一机械臂铰接，立柱上设置有电机Ⅱ，电机Ⅱ带动第一机械臂转动，第一机械臂通过第一铰支架与第二机械臂连接，电机Ⅲ设置在第一机械臂上，电机Ⅲ带动第二机械臂转动，第一机械臂和第二机械臂之间互相铰接，第二机械臂的末端和采摘电机连接，其特征在于：采摘电机连接采摘装置，采摘装置包括旋转底座、安装座、采摘手指；旋转底座和采摘电机的输出轴连接，采摘电机驱动旋转底座旋转，旋转底座和安装座之间通过多根支杆连接，安装座为中空圆柱状座体，安装座的上部边缘对称设置有两根支撑杆，两根支撑杆的上部均连接有采摘手指电机，一个采摘手指电机的输出轴与半圆环Ⅰ连接，半圆环Ⅰ上设置有两根采摘手指，另一个采摘手指电机的输出轴与半圆环Ⅱ连接，半圆环Ⅱ上设置有另外两根采摘手指，半圆环Ⅰ和半圆环Ⅱ的末端相互对应但不接触，采摘手指分为大指和小指，大指和小指相互铰接，安装座的中空底部与滑网的上部连接，滑网可随着采摘臂上下运动，滑网的底端设置有收集清洗箱，收集清洗箱中装有用于清洗的水，收集清洗箱的顶端设置有第一进料口，果实从滑网滑下落入收集清洗箱中，收集清洗箱的侧壁上设置有一排喷水孔和喷气孔，第一进料口设置在喷水孔的上端，从侧壁上对收集清洗箱内喷水和喷气，使得清洗箱中的水向另一端远离第一进料口的一侧流动，使得先落入收集清洗箱的果实被水流带到收集箱的另一侧。
2.根据权利要求1所述的采摘机器人，其特征在于：收集清洗箱远离第一进料口的一侧设置有第二进料口，车体的前端设置有收集铲，收集铲通过连接板与输送链连接，输送链的两端设置有主动轮和从动轮，主动轮的驱动轴与连接板上的电机的输出轴连接，电机驱动主动轮转动带动输送链转动将车体前行由收集铲收集的土壤和落在地上的果实向上输送，输送链上设置有震动装置，输送链条之间的空隙大于土粒的直径小于果实的直径，输送链的顶端与第二进料口对应。
3.根据权利要求1所述的采摘机器人，其特征在于：滑网从上端到下端逐渐变窄，滑网的上端半径大于等于果实的平均半径，滑网的下段最窄处的半径大于果实平均半径的一半小于果实的平均半径。
4.根据权利要求1所述的采摘机器人，其特征在于：采摘手指的小指上连接有包果网兜，包果网兜的上部和底部开口，网兜的底部与滑网的上部连通，网兜随着采摘手指的转动张开与闭合，从而完成对果实的包裹。
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