CN109566100A - 一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水果采摘技术领域，具体是一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，包括车架；所述车架的下端分别安装有用于采摘车转向的前轮和用于驱动采摘车移动的履带驱动机构，还包括通过电动回转盘安装在车架上的机械臂机构和安装在机械臂机构上端用于水果抓取采摘的触碰自动抓取机构，与所述机械臂机构连接的触碰自动抓取机构的下方设置有用于水果承接的防护罩，防护罩的下端通过引导管与安装在车架上的收集箱连通，所述车架的上端还设置有放置电池箱及其控制板和24V蓄电池的箱子,24V蓄电池与控制板相连接，且控制板与远程控制器进行信息交互。本发明通过小车对采摘器支撑以及对果实收集，节约了人力成本，简化了后续工作。

Description

一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车

技术领域

本发明涉及水果采摘技术领域，具体是一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车。

背景技术

水果，是指多汁且主要味觉为甜味和酸味，可食用的植物果实。水果不但含有丰富的营养，而且能够促进消化。

国内市面上的水果采摘器还停留在人手控制采摘的阶段上。国内外虽然也有不少遥控式的水果采摘器，但因其技术层面高，采摘效率慢，涵盖的采摘流程少未能的普及运用。在水果采摘数量庞大、采摘后续流程的过于冗杂的背景下，本发明更能契合农户的需求，自动对水果进行采摘、包装、运输。更因其体积小巧，高效灵活的特点，可解决不少采摘过程中的难题，有很好的市场前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，包括车架；所述车架的下端分别安装有用于采摘车转向的前轮和用于驱动采摘车移动的履带驱动机构，前轮通过前轮轴与车架转动连接，还包括通过电动回转盘安装在车架上的机械臂机构和安装在机械臂机构上端用于水果抓取采摘的触碰自动抓取机构，与所述机械臂机构连接的触碰自动抓取机构的下方设置有用于水果承接的防护罩，防护罩的下端通过引导管与安装在车架上的收集箱连通，所述车架的上端还设置有放置于电池箱内的控制板和24V蓄电池,24V蓄电池与控制板电连接，且控制板与远程控制器进行信息交互。

作为本发明进一步的方案：所述履带驱动机构包括履带、防护板、驱动轮和支重轮，所述防护板呈三角形结构设置，支重轮设置有两个且与驱动轮分别位于防护板的三个角处，履带套设在两个支重轮和驱动轮外侧，所述驱动轮通过与之固定的后驱动轴与三级减速机构连接。

作为本发明再进一步的方案：所述三级减速机构包括电动机、小齿轮和前驱动齿轮，前驱动齿轮及与之固定的中齿轮固定在与对称侧板转动连接的中齿轮轴上，小齿轮固定在与对称侧板转动连接的后齿轮轴上，小齿轮与中齿轮啮合，所述驱动齿轮与固定在带轮轴上的齿轮啮合，带轮轴通过固定在其上的小带轮与固定在电动机输出轴上的大带轮通过皮带转动连接。

作为本发明再进一步的方案：所述后齿轮轴通过小齿轮与固定在后驱动轴上大齿轮的啮合作用与后驱动轴转动连接。

作为本发明再进一步的方案：所述机械臂机构包括通过动臂接合轴转动连接的三段小伸缩臂和用于驱动三段小伸缩臂转动的电动推杆A、电动推杆B和电动推杆C，三段所述小伸缩臂从上到下分别为上伸缩臂、中伸缩臂和下伸缩臂，所述电动推杆A的两端分别铰接在上伸缩臂和中伸缩臂一侧，所述电动推杆B的两端分别铰接在中伸缩臂和下伸缩臂一侧，且电动推杆B和电动推杆A位于于中伸缩臂的两侧，所述电动推杆C的两端分别铰接在下伸缩臂和与下伸缩臂下端通过活动连接轴转动连接的支撑架上，且电动推杆C与电动推杆B位于下伸缩臂的两侧。

作为本发明再进一步的方案：所述支撑架固定在电动回转盘上，位于最上端的所述小伸缩臂的上端安装有与触碰自动抓取机构连接的机械臂终端接头。

作为本发明再进一步的方案：所述电动推杆A的侧端安装有通过成像对果实位置进行确定的副微型摄像头。

作为本发明再进一步的方案：所述触碰自动抓取机构包括三组驱动指和安装在机械臂机构上端且用于使驱动指带动果实转动的旋转架，三组驱动指呈周向排放在旋转架上。

作为本发明再进一步的方案：所述驱动指包括抓取指、驱动副指和驱动主指，驱动主指安装在旋转架上且通过驱动副指与抓取指转动连接，所述驱动指上安装有主微型摄像头，抓取指上设置有微触压片，还包括外侧护板，所述外侧护板固定在旋转架上且位于两个驱动指之间。

作为本发明再进一步的方案：所述收集箱的下端与在设置于车架上的导轨滑动连接，收集箱的侧端设置有用于推动收集箱移动的丝杆组件，且车架的端部设置有用于收集箱滑动的楔形滑道，所述收集箱的内侧设置有计数传感器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明设计新颖，通过远程控制器发出指令到控制板，控制板根据发出的指令进行信号发送，随后控制机械臂机构及触碰自动抓取机构进行抓取工作，不需要人实地摘果，只通过远程调控即可对水果进行采摘；采果速度快效率高，并可实现“一次多果”的采摘功能；本发明通过小车对采摘器支撑以及对果实收集，节约了人力成本，简化了后续工作，其有效解决了现有的采摘车因其技术层面高，采摘效率低，涵盖的采摘流程少且未能得到普及运用的问题；本发明利用蓄电池提供动力，通过智能车上的主微型摄像头对目标果实进行精准定位后，操纵机械臂移动伸缩至果实正下方，再由头部抓取机构进行采摘，摘取下的水果通过引导管导入智能车的收集装置，本机器适用于各种不同地貌的果园，可对类似于苹果、梨、柑橘等带有果梗的水果进行采摘；在大型果园、种植基地等果树较多的地方使用，可大大提高采摘效率、减少采摘成本，且因本装置制作成本较低，不需要大量的资金投入，有较大的经济效益，可以推广。

附图说明

图1为远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车的结构示意图。

图2为远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车的仰视图。

图3为远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车的俯视图。

图4为远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车中触碰自动抓取机构的结构示意图。

图5为远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车中机械臂机构的结构示意图。

图6为远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车中三级减速机构的结构示意图。

图7为远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车中履带驱动机构的结构示意图。

图8为远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车自行走车架控制系统电路图。

图9为远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车的机械臂控制系统电路图。

图中：1-前轮、2-车架、3-收集箱、4-引导管、5-防护罩、6-抓取指、7-外侧护板、8-旋转架、9-小伸缩臂、10-电动推杆A、11-动臂接合轴、12-活动连接轴、13-电动回转盘、14-电池箱、15-履带、16-防护板、17-后齿轮轴、18-小齿轮、19-大齿轮、20-中齿轮轴、21-后驱动轴、22-前驱动齿轮、23-皮带、24-电动机、25-前轮轴、26-控制板、27-24V蓄电池、28-驱动副指、29-驱动主指、30-连接销、31-主微型摄像头、32-电动推杆B、33-机械臂终端接头、34-副微型摄像头、35-电动推杆C、36-支持架、37-大带轮、38-带轮轴、39-小带轮、40-中齿轮、41-驱动轮、42-支重轮。

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。

请参阅图1~9;

实施例一本发明实施例中，一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，包括车架2；所述车架2的下端分别安装有用于采摘车转向的前轮1和用于驱动采摘车移动的履带驱动机构，前轮1通过前轮轴25与车架2转动连接，具体的，履带驱动机构包括履带15、防护板16、通过三级减速机构驱动的驱动轮41和支重轮42，所述防护板16呈三角形结构设置，支重轮42设置有两个且与驱动轮41分别位于防护板16的三个角处，履带套设在两个支重轮42和驱动轮41外侧，实现支重轮42和驱动轮41的同步转动且稳定性高，所述驱动轮41通过与之固定的后驱动轴21与三级减速机构连接。

具体来说，所述三级减速机构包括电动机24、小齿轮18和前驱动齿轮22，前驱动齿轮22及与之固定的中齿轮40固定在与对称侧板转动连接的中齿轮轴20上，小齿轮18固定在与对称侧板转动连接的后齿轮轴17上，小齿轮18与中齿轮40啮合，实现传动，所述驱动齿轮22与固定在带轮轴38上的齿轮啮合，带轮轴38通过固定在其上的小带轮39与固定在电动机24输出轴上的大带轮37通过皮带23转动连接，电动机4驱动带轮轴38转动，带轮轴38通过齿轮与前驱动齿轮22的啮合作用带动中齿轮轴20转动，中齿轮轴20通过中齿轮轴20与小齿轮18的啮合作用带动后齿轮轴17。

所述后齿轮轴17通过小齿轮18与固定在后驱动轴21上大齿轮19的啮合作用与后驱动轴21转动连接，从而实现转速的逐渐递减，实现驱动轮41的转动，进而实现履带驱动机构的缓慢转动。

还包括通过电动回转盘13安装在车架2上的机械臂机构和安装在机械臂机构上端用于水果抓取采摘的触碰自动抓取机构，与所述机械臂机构连接的触碰自动抓取机构的下方设置有用于水果承接的防护罩5，防护罩5的下端通过引导管4与安装在车架2上的收集向3连通，所述车架2的上端还设置有放置于电池箱14内的控制板26和24V蓄电池27,24V蓄电池27与控制板26电连接，且控制板26与远程控制器进行信息交互，通过远程控制器发出指令到控制板26，控制板26根据发出的指令进行信号发送，随后控制机械臂机构及触碰自动抓取机构进行抓取工作。

本发明对机械臂机构的结构进行了进一步说明，具体的，所述机械臂机构包括通过动臂接合轴11转动连接的三段小伸缩臂9和用于驱动三段小伸缩臂9转动的电动推杆A10、电动推杆B32和电动推杆C35，为了方便说明，本发明对三段小伸缩臂9进行命名，从上到下分别为上伸缩臂、中伸缩臂和下伸缩臂，所述电动推杆A10的两端分别铰接在上伸缩臂和中伸缩臂一侧，电动推杆A10伸缩时驱动上伸缩臂和中伸缩臂之间的夹角改变，实现对准果实的功能，所述电动推杆B32的两端分别铰接在中伸缩臂和下伸缩臂一侧，且电动推杆B32和电动推杆A10位于于中伸缩臂的两侧，电动推杆B32用于驱动中伸缩臂和下伸缩臂之间的角度变换，调整高度到达果实正下方位置，所述电动推杆C35的两端分别铰接在下伸缩臂和与下伸缩臂下端通过活动连接轴12转动连接的支撑架36上，且电动推杆C35与电动推杆B32位于下伸缩臂的两侧，电动推杆C35驱动下伸缩臂转动，从而实现下伸缩臂与水平面之间的角度调节，通过电动推杆A10、电动推杆B32和电动推杆C35的作用实现机械臂的灵活伸缩及位置变换。

所述支撑架36固定在电动回转盘13上，电动回转盘13用于驱动机械臂机构进行转动，从而实现多方位的水果采摘，位于最上端的所述小伸缩臂9的上端安装有与触碰自动抓取机构连接的机械臂终端接头33。

优选的，所述电动推杆A10的侧端安装有通过成像对果实位置进行确定的副微型摄像头34，实现采摘车的精准移动。

具体来说，所述触碰自动抓取机构包括三组驱动指和安装在机械臂机构上端且用于使驱动指带动果实转动的旋转架8，三组驱动指呈周向排放在旋转架8上，所述驱动指包括抓取指6、驱动副指28和驱动主指29，驱动主指29安装在旋转架8上且通过驱动副指28与抓取指6转动连接，驱动副指28通过传动销30与抓取齿6转动连接，驱动指采用两指联合工作为使果实表面与驱动指更好地贴合，仿照人手的形状，避免果实被机器划伤，在使用时，驱动主指29牵动驱动副指28向内收敛至一定形态对水果进行抓取。

为了确保驱动指对水果抓取准确，本发明在具体实施过程中，于所述驱动指上安装有通过成像对果实位置进行精准确定的主微型摄像头31且于所述抓取指6上设置有微触压片，当水果轻碰抓取指6上的微触压片时，驱动主指29末端处的旋转架8启动，带动已被稳定抓取好的果实旋转，当旋转架8处的拉力传感器感应到果实果梗断开，便将信号传给此时闭合的驱动主指29与驱动副指28向外张开，完成一个完整的摘取过程。

另外，为了有效防止水果在其梗断开后从侧端掉出触碰自动抓取机构，本发明在具体实施过程中，还包括外侧护板7，所述外侧护板7固定在旋转架8上且位于两个驱动指之间，主微型摄像头31设置在外侧护板7侧端。

实施例二

为了增加该采摘车的功能性，本发明在具体实施过程中还提出了另一种实施例来完善本申请，具体的，所述收集箱3的下端与在设置于车架2上的导轨滑动连接，收集箱3的侧端设置有用于推动收集箱3移动的丝杆组件，且车架2的端部设置有用于收集箱3滑动的楔形滑到，所述收集箱3的内侧设置有计数传感器，当达到计数上线，丝杆推动收集箱向前移动，直至其重心不在小车上，便沿着小车外置的楔形滑道滑到外面，实现一次收集过程。

优选的，所述收集箱3的内侧底部还安装有对水果进行保护的减震机构，减震机构为弹簧及活动板组成。

需要特别说明的是，本申请中电动推杆A、电动推杆B、电动推杆C和电动机为现有技术的应用，通过远程控制器发出指令到控制板，控制板根据发出的指令进行信号发送，随后控制机械臂机构及触碰自动抓取机构进行抓取工作，需要人实地摘果，只通过远程调控即可对水果进行采摘；采果速度快效率高，并可实现“一次多果”的采摘功能；本发明通过小车对采摘器支撑以及对果实收集，节约了人力成本，简化了后续工作为本申请的创新点，其有效解决了现有的采摘车因其技术层面高，采摘效率慢，涵盖的采摘流程少未能得到普及运用的问题。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，包括车架（2）；所述车架（2）的下端分别安装有用于采摘车转向的前轮（1）和用于驱动采摘车移动的履带驱动机构，前轮（1）通过前轮轴（25）与车架（2）转动连接，其特征在于；

还包括通过电动回转盘（13）安装在车架（2）上的机械臂机构和安装在机械臂机构上端用于水果抓取采摘的触碰自动抓取机构，与所述机械臂机构连接的触碰自动抓取机构的下方设置有用于水果承接的防护罩（5），防护罩（5）的下端通过引导管（4）与安装在车架（2）上的收集箱（3）连通；

所述车架（2）的上端还设置有放置于电池箱（14）内的控制板（26）和24V蓄电池（27）,24V蓄电池（27）与控制板（26）电连接，且控制板（26）与远程控制器进行信息交互。

2.根据权利要求1所述的一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，其特征在于，所述履带驱动机构包括履带（15）、防护板（16）、驱动轮（41）和支重轮（42），所述防护板（16）呈三角形结构设置，支重轮（42）设置有两个且与驱动轮（41）分别位于防护板（16）的三个角处，履带套设在两个支重轮（42）和驱动轮（41）外侧，所述驱动轮（41）通过与之固定的后驱动轴（21）与三级减速机构连接。

3.根据权利要求2所述的一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，其特征在于，所述三级减速机构包括电动机（24）、小齿轮（18）和前驱动齿轮（22），前驱动齿轮（22）及与之固定的中齿轮（40）固定在与对称侧板转动连接的中齿轮轴（20）上，小齿轮（18）固定在与对称侧板转动连接的后齿轮轴（17）上，小齿轮（18）与中齿轮（40）啮合，所述驱动齿轮（22）与固定在带轮轴（38）上的齿轮啮合，带轮轴（38）通过固定在其上的小带轮（39）与固定在电动机（24）输出轴上的大带轮（37）通过皮带（23）转动连接。

4.根据权利要求3所述的一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，其特征在于，所述后齿轮轴（17）通过小齿轮（18）与固定在后驱动轴（21）上大齿轮（19）的啮合作用与后驱动轴（21）转动连接。

5.根据权利要求1所述的一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，其特征在于，所述机械臂机构包括通过动臂接合轴（11）转动连接的三段小伸缩臂（9）和用于驱动小伸缩臂（9）转动的电动推杆A（10）、电动推杆B（32）和电动推杆C（35），三段所述小伸缩臂（9）从上到下分别为上伸缩臂、中伸缩臂和下伸缩臂，所述电动推杆A（10）的两端分别铰接在上伸缩臂和中伸缩臂一侧，所述电动推杆B（32）的两端分别铰接在中伸缩臂和下伸缩臂一侧，且电动推杆B（32）和电动推杆A（10）位于于中伸缩臂的两侧，所述电动推杆C（35）的两端分别铰接在下伸缩臂和与下伸缩臂下端通过活动连接轴（12）转动连接的支撑架（36）上，且电动推杆C（35）与电动推杆B（32）位于下伸缩臂的两侧。

6.根据权利要求5所述的一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，其特征在于，所述支撑架（36）固定在电动回转盘（13）上，位于最上端的所述小伸缩臂（9）的上端安装有与触碰自动抓取机构连接的机械臂终端接头（33）。

7.根据权利要求5所述的一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，其特征在于，所述电动推杆A（10）的侧端安装有通过成像对机械臂活动位置进行确定的副微型摄像头（34）。

8.根据权利要求6所述的一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，其特征在于，所述触碰自动抓取机构包括三组驱动指和安装在机械臂机构上端且用于使驱动指带动果实转动的旋转架（8），三组驱动指呈周向排放在旋转架（8）上。

9.根据权利要求8所述的一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，其特征在于，所述驱动指包括抓取指（6）、驱动副指（28）和驱动主指（29），驱动主指（29）安装在旋转架（8）上且通过驱动副指（28）与抓取指（6）转动连接，所述驱动指上安装有通过成像对果实位置进行精准确定的主微型摄像头（31），抓取指（6）上设置有微触压片，还包括外侧护板（7），所述外侧护板（7）固定在旋转架（8）上且位于两个驱动指之间，主微型摄像头（31）位于外侧护板（7）侧端。

10.根据权利要求1-9任一所述的一种远程遥控可伸缩微触碰剪切式水果智能采摘车，其特征在于，所述收集箱（3）的下端与在设置于车架（2）上的导轨滑动连接，收集箱（3）的侧端设置有用于推动收集箱（3）移动的丝杆组件，且车架（2）的端部设置有用于收集箱（3）滑动的楔形滑道，所述收集箱（3）的内侧设置有计数传感器。