CN109451989A - 一种模块化采摘机械手及其伸缩机构 - Google Patents

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朱倩倩
徐晴
陈占富
杨飞
邝乐
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    • A01D—HARVESTING; MOWING
    • A01D46/00—Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
    • A01D46/24—Devices for picking apples or like fruit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明公开了一种模块化采摘机械手及其伸缩机构，有效的解决了高处的果实不便于采摘，现有的采摘辅助机械手容易损坏果树以及采摘机器人成本较高的问题，其包括连接块，所述连接块顶端一侧安装有无线回传摄像头，连接块内部嵌有控制及蓝牙模块，连接块外侧中部嵌有转向舵机，转向舵机顶端套接有驱动齿轮，驱动齿轮外部一侧安装有从动齿轮，从动齿轮上安装的上夹固臂内部一侧固定有弧形刃刀片，本发明结构简单，能够根据果实的高度来调节该装置的长度，并且能够实时传送果实生长情况，方便协助采摘者剔除不合格果实，使用方便，动作灵敏，采摘效率高，具有优良的经济性，有助于降低采摘工作危险程度，还能增加采摘乐趣。

Description

一种模块化采摘机械手及其伸缩机构
技术领域
本发明涉及果实辅助采摘设备技术领域，具体为一种模块化采摘机械手及其伸缩机构。
背景技术
长在较高枝头处的果实往往个大味美，营养丰富，而基于多种因素，但是由于长在高处，所以对此处的果实进行人工采摘却是个难点，对于相关采摘设备的实际应用上，除了一些功能简单的辅助机械手外，目前尚无真正具有系统意义的高空采摘机械手，直接用手爪拉拽拧断果柄，损坏了果树，而采摘机器人主要依赖于视觉识别系统，成本较高。
所以如何设计一种模块化采摘机械手及其伸缩机构，成为我们当前要解决的问题。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种模块化采摘机械手及其伸缩机构，有效的解决了高处的果实不便于采摘，现有的采摘辅助机械手容易损坏果树以及采摘机器人成本较高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：本发明包括连接块，所述连接块顶端一侧安装有无线回传摄像头，连接块内部嵌有控制及蓝牙模块，连接块外侧中部嵌有转向舵机，转向舵机顶端套接有驱动齿轮。
优选的，所述驱动齿轮外部一侧安装有从动齿轮，驱动齿轮和从动齿轮外侧一端均固定有上夹固臂，驱动齿轮上安装的上夹固臂内部一侧固定有锯齿形刀片，从动齿轮上安装的上夹固臂内部一侧固定有弧形刃刀片。
优选的，所述上夹固臂底端嵌有加固铜柱，加固铜柱底端安装有下夹固臂。
本发明包括空心丝杆，所述空心丝杆外侧一端开设有左螺旋纹，空心丝杆外侧另一端开设有右螺旋纹，空心丝杆位于左螺旋纹位置处外侧套接有左螺母，空心丝杆位于右螺旋纹位置处外侧套接有右螺母，左螺母和右螺母外侧均安装有挡块。
优选的，所述左螺母远离右螺母一端固定有第一导套，右螺母远离左螺母一端固定有第二导套，空心丝杆外侧中部固定有减速齿轮，减速齿轮外侧套接有第三导套。
优选的，所述第三导套外侧对应减速齿轮位置处安装有直流电机，第三导套外部一侧安装有触摸屏，第一导套内部底端固定有蓄电池，触摸屏与蓄电池电性连接，无线回传摄像头、控制及蓝牙模块、转向舵机和直流电机均与触摸屏之间电性连接。
本发明结构简单，能够根据果实的高度来调节该装置的长度，并且能够实时传送果实生长情况，方便协助采摘者剔除不合格果实，使用方便，动作灵敏，采摘效率高，具有优良的经济性，有助于降低采摘工作危险程度，还能增加采摘乐趣。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明转向舵机安装结构示意图；
图3是本发明减速齿轮安装结构示意图；
图4是本发明电路框图。
图中标号：1、连接块；2、无线回传摄像头；3、控制及蓝牙模块；4、转向舵机；5、驱动齿轮；6、从动齿轮；7、上夹固臂；8、锯齿形刀片；9、弧形刃刀片；10、加固铜柱；11、下夹固臂；12、空心丝杆；13、左螺旋纹；14、右螺旋纹；15、左螺母；16、右螺母；17、挡块；18、第一导套；19、第二导套；20、减速齿轮；21、第三导套；22、直流电机；23、触摸屏；24、蓄电池。
具体实施方式
下面结合附图1-4对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。
实施例一，由图1和图2给出，本发明包括连接块1，连接块1顶端一侧安装有无线回传摄像头2，无线回传摄像头2实时传输视频信息给采摘者，协助采摘者检查树上未成熟果子是否有伤疤，剔除不合格的果子，连接块1内部嵌有控制及蓝牙模块3，连接块1外侧中部嵌有转向舵机4，转向舵机4顶端套接有驱动齿轮5，转向舵机4带动驱动齿轮5转动，本发明结构简单，能够根据果实的高度来调节该装置的长度，并且能够实时传送果实生长情况，方便协助采摘者剔除不合格果实，使用方便，动作灵敏，采摘效率高，具有优良的经济性，有助于降低采摘工作危险程度，还能增加采摘乐趣。
实施例二，在实施例一的基础上，驱动齿轮5外部一侧安装有从动齿轮6，驱动齿轮5和从动齿轮6外侧一端均固定有上夹固臂7，驱动齿轮5上安装的上夹固臂7内部一侧固定有锯齿形刀片8，从动齿轮6上安装的上夹固臂7内部一侧固定有弧形刃刀片9，上夹固臂7上安装的锯齿形刀片8和弧形刃刀片9对果子上的树枝进行切割。
实施例三，在实施例二的基础上，上夹固臂7底端嵌有加固铜柱10，加固铜柱10底端安装有下夹固臂11，下夹固臂11内侧安装有EVA泡棉板材质柔性内衬，防止损伤果实表皮。
实施例四，由图1和图3给出，本发明包括空心丝杆12，所述空心丝杆12外侧一端开设有左螺旋纹13，空心丝杆12外侧另一端开设有右螺旋纹14，空心丝杆12位于左螺旋纹13位置处外侧套接有左螺母15，空心丝杆12位于右螺旋纹14位置处外侧套接有右螺母16，左螺母15和右螺母16外侧均安装有挡块17，挡块17的安装可以防止左螺母15和右螺母16做圆周运动。
实施例五，在实施例四的基础上，左螺母15远离右螺母16一端固定有第一导套18，右螺母16远离左螺母15一端固定有第二导套19，空心丝杆12外侧中部固定有减速齿轮20，减速齿轮20转动时带动空心丝杆12转动，减速齿轮20外侧套接有第三导套21。
实施例六，在实施例五的基础上，由图4给出，第三导套21外侧对应减速齿轮20位置处安装有直流电机22，第三导套21外部一侧安装有触摸屏23，直流电机22带动减速齿轮20转动，从而实现空心丝杆12的双向收缩，第一导套18内部底端固定有蓄电池24，触摸屏23与蓄电池24电性连接，无线回传摄像头2、控制及蓝牙模块3、转向舵机4和直流电机22均与触摸屏23之间电性连接。
本发明中转向舵机4采用MG996R舵机，直流电机22采用XD-3420-2电机，触摸屏23采用STM32触摸屏。
本发明使用时，使用者通过触摸屏23来调节直流电机22的转动，直流电机22控制减速齿轮20转动，减速齿轮20转动时带动空心丝杆12转动，由于空心丝杆12两端的螺旋纹路相反，所以能够使得空心丝杆12双向伸缩，来调节该装置的长度，左螺母15和右螺母16上安装的挡块17可以防止其周向运动，当调整到合适的长度时，无线回传摄像头2实时传输视频信息给采摘者，协助采摘者检查树上未成熟果子是否有伤疤，剔除不合格的果子，通过触摸屏23打开转向舵机4，转向舵机4带动驱动齿轮5转动，驱动齿轮5带动从动齿轮6转动，驱动齿轮5和从动齿轮6带动上夹固臂7和下夹固臂11做开合运动，下夹固臂11内侧安装有EVA泡棉板材质柔性内衬，防止损伤果实表皮，同时上夹固臂7上安装的锯齿形刀片8和弧形刃刀片9对果子上的树枝进行切割，然后可以通过网兜及分级软管实现果实减震回收。
本发明结构简单，能够根据果实的高度来调节该装置的长度，并且能够实时传送果实生长情况，方便协助采摘者剔除不合格果实，使用方便，动作灵敏，采摘效率高，具有优良的经济性，有助于降低采摘工作危险程度，还能增加采摘乐趣。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种模块化采摘机械手，包括连接块(1)，其特征在于，所述连接块(1)顶端一侧安装有无线回传摄像头(2)，连接块(1)内部嵌有控制及蓝牙模块(3)，连接块(1)外侧中部嵌有转向舵机(4)，转向舵机(4)顶端套接有驱动齿轮(5)。
2.根据权利要求1所述的一种模块化采摘机械手，其特征在于，所述驱动齿轮(5)外部一侧安装有从动齿轮(6)，驱动齿轮(5)和从动齿轮(6)外侧一端均固定有上夹固臂(7)，驱动齿轮(5)上安装的上夹固臂(7)内部一侧固定有锯齿形刀片(8)，从动齿轮(6)上安装的上夹固臂(7)内部一侧固定有弧形刃刀片(9)。
3.根据权利要求2所述的一种模块化采摘机械手，其特征在于，所述上夹固臂(7)底端嵌有加固铜柱(10)，加固铜柱(10)底端安装有下夹固臂(11)。
4.一种伸缩结构，包括空心丝杆(12)，其特征在于，所述空心丝杆(12)外侧一端开设有左螺旋纹(13)，空心丝杆(12)外侧另一端开设有右螺旋纹(14)，空心丝杆(12)位于左螺旋纹(13)位置处外侧套接有左螺母(15)，空心丝杆(12)位于右螺旋纹(14)位置处外侧套接有右螺母(16)，左螺母(15)和右螺母(16)外侧均安装有挡块(17)。
5.根据权利要求4所述的一种伸缩机构，其特征在于，所述左螺母(15)远离右螺母(16)一端固定有第一导套(18)，右螺母(16)远离左螺母(15)一端固定有第二导套(19)，空心丝杆(12)外侧中部固定有减速齿轮(20)，减速齿轮(20)外侧套接有第三导套(21)。
6.根据权利要求5所述的一种伸缩机构，其特征在于，所述第三导套(21)外侧对应减速齿轮(20)位置处安装有直流电机(22)，第三导套(21)外部一侧安装有触摸屏(23)，第一导套(18)内部底端固定有蓄电池(24)，触摸屏(23)与蓄电池(24)电性连接，无线回传摄像头(2)、控制及蓝牙模块(3)、转向舵机(4)和直流电机(22)均与触摸屏(23)之间电性连接。
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