CN110226412B - 一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及果园管理相关技术领域，具体为一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人，包括链轨式底座，链轨式底座的表面螺接有防护架，防护架的内壁螺接有第一电机，传动杆的表面焊接有切割刀盘，密封板的表面焊接有转动杆，连接斗的内部设有转动槽，密封板转动连接在转动槽的内部，有益效果为：采摘水果时，采摘斗与水果相接触，启动振动电机，振动电机带动采摘斗发生振动，通过振动作用使得水果脱离果树，完成对水果的采摘，通过多组弹簧增强振动，加快采摘速度，采摘后的水果与密封板相接触，通过转动转动架并调节第二气缸，使得水果进入收集斗内，完成水果采摘，水果采摘效率高，适合推广。

Description

一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人

技术领域

本发明涉及果园管理相关技术领域，具体为一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人。

背景技术

为谋求果园获得较高经济效益、生态效益和社会效益而采取的各种技术措施，一般根据树龄、树势和环境条件的变化进行，果园管理的内容大致可归纳为土壤管理、树体管理和灾害防治等方面，一般通过链轨式果园管理机器人对果园进行管理，但一般的链轨式果园管理机器人在实际使用中仍存在以下弊端：

1.果园管理机器人在对果园进行管理时，其通过链轨在果园内部道路上移动，在果园的道路上会生长出杂草等其他植物，果园管理机器人在道路上移动是，杂草等植物易与其链轨相接触，导致链轨出现卡死等现象，影响果园管理机器人的正常使用，防护效果较差，需要人工定期对果园内部杂草进行处理，费时费力，使用效果较差；

2.一般的果园管理机器人不具有采摘水果的功能，通过需要工人操作采摘器采摘果树上的水果，操作复杂，工人们的劳动强度较高，水果的采摘效率低下，部分果园管理机器人上设置有采摘结构，但是其不能够快速的对果树上的水果进行采摘，采摘效率低下；

3.在采摘果树上的水果时，一般的采摘机构通过对水果与果树连接的枝干进行击打，使得水果脱离果树，在采摘水果的过程中，果树的枝干易发生断裂，影响果树上水果的二次生长，进而影响水果的采摘质量，完成水果的采摘后，水果不能够快速的进入到水果收集箱内，进而影响水果采摘的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人，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：一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人，包括链轨式底座，所述链轨式底座的表面螺接有防护架，所述防护架的内壁螺接有第一电机，所述第一电机的动力输出端传动连接有传动杆，所述传动杆的表面焊接有切割刀盘，防护架的表面螺接有安装板，所述安装板的内壁螺接有第二电机，所述第二电机的动力输出端传动连接有外固定杆，所述外固定杆的内部滑动连接有内伸缩杆，所述内伸缩杆的表面焊接有第一气缸，所述第一气缸螺接在外固定杆的内壁，内伸缩杆的表面焊接有定位滑块，外固定杆的内部设有定位滑槽，所述定位滑块滑动连接在定位滑槽的内部，内伸缩杆的表面焊接有连接板，所述连接板的内壁螺接有第二气缸，所述第二气缸的表面焊接有内连接板，所述内连接板滑动连接在连接板的内部，且内连接板的表面螺接有收集斗，内连接板的表面转动连接有转动架，所述转动架的表面焊接有连接盘，所述连接盘焊接在旋转气缸的表面，所述旋转气缸螺接在内连接板的内部，转动架的表面焊接有连接杆，所述连接杆的表面焊接有连接斗，所述连接斗的表面焊接有弹簧，所述弹簧的表面焊接有采摘斗，所述采摘斗的表面螺接有振动电机，连接斗的内壁螺接有第三气缸，所述第三气缸的表面焊接有密封板，所述密封板的表面焊接有转动杆，所述转动杆转动连接在连接斗的内部，连接斗的内部设有转动槽，密封板转动连接在转动槽的内部。

优选的，所述防护架由一组矩形框体结构、一组“凸”字形结构和两组“L”形结构组成，“L”形结构的水平部分和“凸”字形结构的水平部分螺接在链轨式底座的表面，“L”形结构的竖直部分焊接在矩形框体结构的水平部分表面，“凸”字形结构的突出部分内部设有安装槽，第一电机螺接在安装槽的内壁，传动杆与切割刀盘设置在防护架上矩形框体结构的凹陷部分内部。

优选的，所述安装板的内部设有固定槽，第二电机螺接在固定槽的内部，外固定杆呈圆形框体结构，外固定杆的水平部分传动连接在第二电机的动力输出端表面。

优选的，所述内伸缩杆呈圆柱形杆状结构，第一气缸包括气动座和气动杆，气动座螺接在外固定杆的水平部分表面，气动杆气动连接在气动座的气动输出端表面，气动杆焊接在内伸缩杆的表面，内伸缩杆通过定位滑块滑动连接在外固定杆的凹陷部分内部。

优选的，所述连接板呈矩形板状结构，连接板的内部设有连接槽，第二气缸与第一气缸的结构相同，第二气缸上的气动座螺接在连接槽的内壁，内连接板焊接在第二气缸的气动杆的表面，内连接板的表面焊接有定位滑块，连接板的内部设有定位滑槽，内连接板通过定位滑块滑动连接在连接槽的内部，转动架有两组“凹”字形板组成，两组“凹”字形板的水平部分焊接在一起，连接盘设有两组，两组连接盘焊接在转动架靠近内连接板一侧“凹”字形板的突出部分内壁上。

优选的，所述连接杆设有两组，连接杆呈圆杆状结构，两组连接杆焊接在转动架远离内连接板一侧“凹”字形板的突出部分内壁，连接斗由一组空心圆台结构和一组空心圆柱结构组成，弹簧设有多组，多组弹簧焊接在空心圆台结构表面面积大的一侧。

优选的，所述第三气缸设有两组，第三气缸的结构与第一气缸和第二气缸的结构相同，第三气缸上的气动座螺接在连接斗上空心圆柱结构的内壁，密封板设有两组，密封板呈半圆形板状结构，两组密封板分别焊接在两组第三气缸的气动杆的表面，转动杆呈圆柱形杆状结构，密封板通过转动杆转动连接在连接斗的内部。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构设置合理，功能性强，具有以下优点：

1.使用该果园管理机器人在果园道路上移动时，防护架螺接在链轨式底座的表面，通过防护架对链轨式底座进行有效防护，保证链轨式底座的使用质量，使用时启动第一电机，第一电机带动传动杆发生转动，进而使得切割刀盘发生转动，切割刀盘对进入到防护架内部的杂草进行切割处理，经处理后的杂草进入到防护架的内部，杂草等不会与链轨式底座相接触，进而保证果园管理机器人的使用质量；

2.采摘果树上的水果时，启动第二电机，第二电机带动外固定杆发生转动，进而使得转动架上的采摘斗发生水平方向的转动，采摘斗对水平方向上不同位置的水果进行采摘，启动第一气缸，第一气缸带动连接板发生转动，进而使得转动架内的采摘斗的竖直高度发生变化，对不同高度的水果进行采摘，启动两组旋转气缸，两组旋转气缸带动采摘斗发生竖直方向上角度的变化，满足对不同位置的水果进行快速采摘，提高了水果的采摘效率；

3.采摘水果时，采摘斗与水果相接触，启动振动电机，振动电机带动采摘斗发生振动，通过振动作用使得水果脱离果树，完成对水果的采摘，通过多组弹簧增强振动，加快采摘速度，采摘后的水果与密封板相接触，通过转动转动架并调节第二气缸，使得水果进入收集斗内，完成水果采摘，水果采摘效率高，适合推广。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明防护架与切割刀盘连接结构示意图；

图3为本发明安装板与连接板连接结构示意图；

图4为图3中A处结构放大图；

图5为本发明转动架与采摘斗连接结构示意图；

图6为本发明连接斗与采摘斗连接结构示意图；

图7为本发明连接斗与密封板连接结构示意图。

图中：链轨式底座1、防护架2、第一电机3、传动杆4、切割刀盘5、安装板6、第二电机7、外固定杆8、内伸缩杆9、第一气缸10、定位滑块11、定位滑槽12、连接板13、第二气缸14、内连接板15、收集斗16、转动架17、连接盘18、旋转气缸19、连接杆20、连接斗21、弹簧22、采摘斗23、振动电机24、第三气缸25、密封板26、转动杆27、转动槽28。

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至图7，本发明提供一种技术方案：一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人，包括链轨式底座1，链轨式底座1的表面螺接有防护架2，防护架2的内壁螺接有第一电机3，第一电机3的动力输出端传动连接有传动杆4，传动杆4的表面焊接有切割刀盘5，防护架2由一组矩形框体结构、一组“凸”字形结构和两组“L”形结构组成，“L”形结构的水平部分和“凸”字形结构的水平部分螺接在链轨式底座1的表面，“L”形结构的竖直部分焊接在矩形框体结构的水平部分表面，“凸”字形结构的突出部分内部设有安装槽，第一电机3螺接在安装槽的内壁，传动杆4与切割刀盘5设置在防护架2上矩形框体结构的凹陷部分内部，在采摘水果时，通过链轨式底座1带动采摘机构进行移动，防护架2固定在链轨式底座1的表面，通过防护架2对链轨式底座1进行有效防护，链轨式底座1在移动过程中，启动第一电机3，第一电机3带动传动杆4发生转动，进而使得切割刀盘5对进入到防护架2内部的杂草进行切割处理，处理后的杂草通过防护架2进行收集，杂草不会与链轨式底座1相接触，进而保证了链轨式底座1的使用质量；

参照图3和图4，防护架2的表面螺接有安装板6，安装板6的内壁螺接有第二电机7，第二电机7的动力输出端传动连接有外固定杆8，安装板6的内部设有固定槽，第二电机7螺接在固定槽的内部，外固定杆8呈圆形框体结构，外固定杆8的水平部分传动连接在第二电机7的动力输出端表面，采摘水果时，启动第二电机7，通过第二电机7带动外固定杆8发生转动，进而使得与连接板13连接的转动架17发生水平方向的转动，同时采摘斗23在水平方向上的位置发生变化，进而快速对水平方向上不同位置的水果进行采摘，提高采摘效率；

参照图3和图4，外固定杆8的内部滑动连接有内伸缩杆9，内伸缩杆9的表面焊接有第一气缸10，第一气缸10螺接在外固定杆8的内壁，内伸缩杆9的表面焊接有定位滑块11，外固定杆8的内部设有定位滑槽12，定位滑块11滑动连接在定位滑槽12的内部，内伸缩杆9呈圆柱形杆状结构，第一气缸10包括气动座和气动杆，气动座螺接在外固定杆8的水平部分表面，气动杆气动连接在气动座的气动输出端表面，气动杆焊接在内伸缩杆9的表面，内伸缩杆9通过定位滑块11滑动连接在外固定杆8的凹陷部分内部，采摘水果时，调节第一气缸10，使得第一气缸10在外固定杆8的内部上下移动，通过定位滑块11对移动过程中的内伸缩杆9进行限位，移动过程中采摘斗23的竖直方向高度发生变化，进而快速对竖直方向上不同高度的水果进行采摘，提高采摘效率；

参照图3和图5，内伸缩杆9的表面焊接有连接板13，连接板13的内壁螺接有第二气缸14，第二气缸14的表面焊接有内连接板15，内连接板15滑动连接在连接板13的内部，且内连接板15的表面螺接有收集斗16，内连接板15的表面转动连接有转动架17，转动架17的表面焊接有连接盘18，连接盘18焊接在旋转气缸19的表面，旋转气缸19螺接在内连接板15的内部，连接板13呈矩形板状结构，连接板13的内部设有连接槽，第二气缸14与第一气缸10的结构相同，第二气缸14上的气动座螺接在连接槽的内壁，内连接板15焊接在第二气缸14的气动杆的表面，内连接板15的表面焊接有定位滑块11，连接板13的内部设有定位滑槽12，内连接板15通过定位滑块11滑动连接在连接槽的内部，转动架17有两组“凹”字形板组成，两组“凹”字形板的水平部分焊接在一起，连接盘18设有两组，两组连接盘18焊接在转动架17靠近内连接板15一侧“凹”字形板的突出部分内壁上，采摘水果时，启动两组旋转气缸19，两组旋转气缸19带动转动杆27发生竖直方向上角度的表面，进而使得采摘斗23竖直方向的角度发生变化，进而快速对竖直方向上不同角度的水果进行采摘，提高采摘效率；

参照图5和图6，转动架17的表面焊接有连接杆20，连接杆20的表面焊接有连接斗21，连接斗21的表面焊接有弹簧22，弹簧22的表面焊接有采摘斗23，采摘斗23的表面螺接有振动电机24，连接杆20设有两组，连接杆20呈圆杆状结构，两组连接杆20焊接在转动架17远离内连接板15一侧“凹”字形板的突出部分内壁，连接斗21由一组空心圆台结构和一组空心圆柱结构组成，弹簧22设有多组，多组弹簧22焊接在空心圆台结构表面面积大的一侧，在采摘水果时，采摘斗23与水果的表面相接触，启动振动电机24，振动电机24带动采摘斗23发生振动，进而使得水果从果树的表面脱落，结构简单，不会对果树枝干造成破坏，提高了水果的采摘效率，因多组弹簧22的弹性作用，增大了振动的幅度，进而进一步加快了水果的采摘效率；

参照图7，连接斗21的内壁螺接有第三气缸25，第三气缸25的表面焊接有密封板26，密封板26的表面焊接有转动杆27，转动杆27转动连接在连接斗21的内部，连接斗21的内部设有转动槽28，密封板26转动连接在转动槽28的内部，第三气缸25设有两组，第三气缸25的结构与第一气缸10和第二气缸14的结构相同，第三气缸25上的气动座螺接在连接斗21上空心圆柱结构的内壁，密封板26设有两组，密封板26呈半圆形板状结构，两组密封板26分别焊接在两组第三气缸25的气动杆的表面，转动杆27呈圆柱形杆状结构，密封板26通过转动杆27转动连接在连接斗21的内部，当采摘后的水果与密封板26的表面接触时，调节两组第三气缸25，使得密封板26通过转动杆27在转动槽28的内部转动，进而使得两组密封板26分离开来，此时水果通过连接斗21进入到收集斗16的内部，完成对水果的采收，结构简单，便于对采摘后的水果进行收集，使用效果好。

工作原理：第一电机3和第二电机7的型号均为68KTYZ，旋转气缸19的型号为CDRB2BW10-90SZ，振动电机24的型号为HY，第一气缸10、第二气缸14和第三气缸25的型号均为MGPM16-10Z，第一电机3、第二电机7、第一气缸10、第二气缸14、旋转气缸19、振动电机24和第三气缸25均与电源电性连接，实际使用时，链轨式底座1果园内部移动，对果园的内部进行管理，防护架2螺接固定在链轨式底座1的表面，通过防护架2对链轨式底座1进行防护，避免链轨式底座1发生碰撞等损害，同时链轨式底座1在移动过程中启动第一电机3，第一电机3带动传动杆4在防护架2的内部转动，进而使得切割刀盘5发生转动，当果园内路面存在杂草等需处理的植物时，通过切割刀盘5对其进行切割，经切割后的杂草存储在防护架2的内部，杂草等不会与链轨式底座1相接触，避免杂草等对链轨式底座1的驱动结构造成损害，进而保证了链轨式底座1的使用质量，通过链轨式底座1采摘果园内的水果时，启动第二电机7，第二电机7带动外固定杆8发生转动，进而使得连接板13发生转动，转动架17的水平角度发生变化，采摘斗23能够采摘水平方向上不同的水果，适用范围较广，提高了水果的采摘效率，同时调节第一气缸10，第一气缸10带动内伸缩杆9和连接板13上下伸缩，进而使得转动架17内采摘斗23的高度发生变化，采摘斗23对竖直方向上不同高度的水果进行采摘，适用范围更加广泛，采摘过程中，启动两组旋转气缸19，两组旋转气缸19带动转动架17发生转动，进而改变采摘斗23竖直方向上的角度，对竖直方向上不同位置的水果进行采摘，进一步地扩大了采摘范围，使用效果好，水果的采摘效率高，采摘过程中启动振动电机24，振动电机24带动采摘斗23发生振动，采摘斗23在与水果相接触时，水果因振动作用而脱离果树，达到采摘水果的目的，因多组弹簧22的弹性作用，增加了采摘斗23振动的幅度，进而加快了水果脱离果树的速度，提高采摘效率，采摘后的水果进入到连接斗21的内部并与密封板26的表面相接触，启动两组旋转气缸19，使得转动架17转动至收集斗16的表面，然后调节两组第三气缸25，使得两组密封板26通过转动杆27发生转动，此时两组密封板26不对连接斗21的内部进行密封，密封板26表面的水果通过连接斗21滑入到收集斗16的内部，通过收集斗16对水果进行收集，结构简单，不采用复杂的结构完成水果的收集，水果采摘的效率高，使用效果好，适合推广。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人，包括链轨式底座(1)，其特征在于：所述链轨式底座(1)的表面螺接有防护架(2)，所述防护架(2)的内壁螺接有第一电机(3)，所述第一电机(3)的动力输出端传动连接有传动杆(4)，所述传动杆(4)的表面焊接有切割刀盘(5)，防护架(2)的表面螺接有安装板(6)，所述安装板(6)的内壁螺接有第二电机(7)，所述第二电机(7)的动力输出端传动连接有外固定杆(8)，所述外固定杆(8)的内部滑动连接有内伸缩杆(9)，所述内伸缩杆(9)的表面焊接有第一气缸(10)，所述第一气缸(10)螺接在外固定杆(8)的内壁，内伸缩杆(9)的表面焊接有定位滑块(11)，外固定杆(8)的内部设有定位滑槽(12)，所述定位滑块(11)滑动连接在定位滑槽(12)的内部，内伸缩杆(9)的表面焊接有连接板(13)，所述连接板(13)的内壁螺接有第二气缸(14)，所述第二气缸(14)的表面焊接有内连接板(15)，所述内连接板(15)滑动连接在连接板(13)的内部，且内连接板(15)的表面螺接有收集斗(16)，内连接板(15)的表面转动连接有转动架(17)，所述转动架(17)的表面焊接有连接盘(18)，所述连接盘(18)焊接在旋转气缸(19)的表面，所述旋转气缸(19)螺接在内连接板(15)的内部，转动架(17)的表面焊接有连接杆(20)，所述连接杆(20)的表面焊接有连接斗(21)，所述连接斗(21)的表面焊接有弹簧(22)，所述弹簧(22)的表面焊接有采摘斗(23)，所述采摘斗(23)的表面螺接有振动电机(24)，连接斗(21)的内壁螺接有第三气缸(25)，所述第三气缸(25)的表面焊接有密封板(26)，所述密封板(26)的表面焊接有转动杆(27)，所述转动杆(27)转动连接在连接斗(21)的内部，连接斗(21)的内部设有转动槽(28)，密封板(26)转动连接在转动槽(28)的内部。

2.根据权利要求1所述的一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人，其特征在于：所述防护架(2)由一组矩形框体结构、一组“凸”字形结构和两组“L”形结构组成，“L”形结构的水平部分和“凸”字形结构的水平部分螺接在链轨式底座(1)的表面，“L”形结构的竖直部分焊接在矩形框体结构的水平部分表面，“凸”字形结构的突出部分内部设有安装槽，第一电机(3)螺接在安装槽的内壁，传动杆(4)与切割刀盘(5)设置在防护架(2)上矩形框体结构的凹陷部分内部。

3.根据权利要求1所述的一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人，其特征在于：所述安装板(6)的内部设有固定槽，第二电机(7)螺接在固定槽的内部，外固定杆(8)呈圆形框体结构，外固定杆(8)的水平部分传动连接在第二电机(7)的动力输出端表面。

4.根据权利要求1所述的一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人，其特征在于：所述内伸缩杆(9)呈圆柱形杆状结构，第一气缸(10)包括气动座和气动杆，气动座螺接在外固定杆(8)的水平部分表面，气动杆气动连接在气动座的气动输出端表面，气动杆焊接在内伸缩杆(9)的表面，内伸缩杆(9)通过定位滑块(11)滑动连接在外固定杆(8)的凹陷部分内部。

5.根据权利要求1所述的一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人，其特征在于：所述连接板(13)呈矩形板状结构，连接板(13)的内部设有连接槽，第二气缸(14)与第一气缸(10)的结构相同，第二气缸(14)上的气动座螺接在连接槽的内壁，内连接板(15)焊接在第二气缸(14)的气动杆的表面，内连接板(15)的表面焊接有定位滑块(11)，连接板(13)的内部设有定位滑槽(12)，内连接板(15)通过定位滑块(11)滑动连接在连接槽的内部，转动架(17)有两组“凹”字形板组成，两组“凹”字形板的水平部分焊接在一起，连接盘(18)设有两组，两组连接盘(18)焊接在转动架(17)靠近内连接板(15)一侧“凹”字形板的突出部分内壁上。

6.根据权利要求1所述的一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人，其特征在于：所述连接杆(20)设有两组，连接杆(20)呈圆杆状结构，两组连接杆(20)焊接在转动架(17)远离内连接板(15)一侧“凹”字形板的突出部分内壁，连接斗(21)由一组空心圆台结构和一组空心圆柱结构组成，弹簧(22)设有多组，多组弹簧(22)焊接在空心圆台结构表面面积大的一侧。

7.根据权利要求1所述的一种带有采摘功能的链轨式果园管理机器人，其特征在于：所述第三气缸(25)设有两组，第三气缸(25)的结构与第一气缸(10)和第二气缸(14)的结构相同，第三气缸(25)上的气动座螺接在连接斗(21)上空心圆柱结构的内壁，密封板(26)设有两组，密封板(26)呈半圆形板状结构，两组密封板(26)分别焊接在两组第三气缸(25)的气动杆的表面，转动杆(27)呈圆柱形杆状结构，密封板(26)通过转动杆(27)转动连接在连接斗(21)的内部。

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