CN111034465B - 一种用于苹果采摘机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及农业机器人领域，具体是涉及一种用于苹果采摘机器人，包括机器人壳体，还包括旋转组件、升降组件、活动组件、抓取组件和切割组件，机器人壳体包括底座和顶盖，并且底座与顶盖之间的四周分别通过一个螺栓固定，旋转组件设置于顶盖的顶部一侧，升降组件设置于旋转组件的顶部，活动组件设置于升降组件上，抓取组件设置于活动组件的末端，切割组件设置于抓取组件的上方，顶盖的顶部且旋转组件的旁侧设有一个落料箱，并且落料箱上还设有一个防止苹果损坏的缓冲滑道，旋转组件包括一个转盘和一个齿轮驱动机构，本发明解决了人力对苹果采摘的劳动力较大以及采摘效率不高的问题，提高了苹果的采摘效率，以及减少了人力的劳动。

Description

一种用于苹果采摘机器人

技术领域

本发明涉及农业机器人领域，具体是涉及一种用于苹果采摘机器人。

背景技术

随着经济的持续发展，人们对果蔬的需求越来越大，而在规模化农业生产中，水果蔬菜的采摘收获工作量巨大，约占整个工作量的40％，而且为了保证产品的质量，必须做到适时采摘，是整个作业中最辛苦的工作，除此之外水果采摘质量的好坏还将直接影响到水果的保鲜储藏，运输配送等后续工作，并最终将严重影响到经济效益，为了解决这一列的问题，水果采摘机器人成为了农业科技领域重要的发展对象。

近些年来，由于机器人技术的迅速发展，机器人在工业、农业、医疗、军事等领域获得广泛应用，农业机器人的应用可以提高劳动生产率、改善劳动条件、解决劳动力不足等问题，采摘机器人作为农业机器人的一种类型，主要用于采摘番茄、苹果、柑桔等，具有很大的发展潜力，自80年代以后，我国开始了切割型采摘器的研究和制造，正式从人工使用剪刀的果园采摘方式发展到使用机械装置采摘。

以前，收获苹果一般采用人工摘取的方式，劳动强度较大，并且由于多数苹果位于高处，因此采摘人员常需要爬树或者借助梯子才能摘到苹果，整个采摘过程具有一定的危险，另外，现有的苹果采摘装置虽然能够将苹果摘下，但是在摘取过程中很难控制摘取力度，经常损伤苹果，摘取既不灵活也不方便，因此，对于这些问题，应该设计一种能够高效率对苹果进行采摘的机器人。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于苹果采摘机器人，该技术方案解决了人力对苹果采摘的劳动力较大以及采摘效率不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

提供一种用于苹果采摘机器人，包括机器人壳体，还包括旋转组件、升降组件、活动组件、抓取组件和切割组件，机器人壳体包括底座和顶盖，顶盖设置于底座的顶部，并且底座与顶盖之间的四周分别通过一个螺栓固定，旋转组件设置于顶盖的顶部一侧，升降组件设置于旋转组件的顶部，活动组件设置于升降组件上，抓取组件设置于活动组件的末端，切割组件设置于抓取组件的上方，顶盖的顶部且旋转组件的旁侧设有一个落料箱，并且落料箱上还设有一个防止苹果损坏的缓冲滑道，旋转组件包括一个转盘和一个齿轮驱动机构，齿轮驱动机构设置于顶盖的顶部，转盘设置于齿轮驱动机构的顶部。

作为一种用于苹果采摘机器人，底座的底部前端和后端分别设有一个转向机构和一个移动机构，转向机构和移动机构均设有两个对称设置于底座两侧的车轮，并且每个车轮均能够转动的设置于一个轮毂架上，转向机构的两个轮毂架还分别通过一个转向电机进行旋转驱动，每个转向电机均呈竖直状态设置于底座的顶部，并且移动机构的两个轮毂架分别通过一个支撑柱固定于底座的底部，移动机构的两个车轮之间还通过一个转杆连接。

作为一种用于苹果采摘机器人，转杆的两端分别穿过车轮能够转动的设置于移动机构的轮毂架上，并且底座顶部位于移动机构的一侧还设有一个第一双头电机，第一双头电机的两端输出轴分别设有一个连接杆，每个连接杆分别能够转动的设置于一个活动架上，并且每个连接杆和转杆上还分别套设有一个带轮，每个连接杆上的带轮和转杆上的带轮之间还分别通过一个皮带配合，底座的顶部两侧还分别设有一个用于相应皮带传动的条形口。

作为一种用于苹果采摘机器人，齿轮驱动机构位于转向机构的上方，齿轮驱动机构由一个主动齿轮、一个内圈齿轮和三个从动齿轮组成，主动齿轮、内圈齿轮和三个从动齿轮均呈水平状态设置于一个圆架顶部，圆架固定于顶盖的顶部，并且主动齿轮与内圈齿轮之间共轴线，主动齿轮通过一个第一旋转电机驱动，第一旋转电机呈竖直状态通过一个机架固定于顶盖的顶部，三个从动齿轮沿着主动齿轮的圆周方向均匀分布，并且三个从动齿轮和主动齿轮与内圈齿轮之间均相互啮合，三个从动齿轮的直径大小相同，主动齿轮的直径大小大于三个从动齿轮的直径。

作为一种用于苹果采摘机器人，三个从动齿轮分别套设于一个转轴上，三个转轴的竖直向上端通过一个三角板连接，转盘呈水平状态设置于三角板的顶部，并且转盘与主动齿轮之间共轴线，转盘与三角板之间还通过三个锁紧栓固定，三个锁紧栓沿着转盘的圆周方向均匀分布，顶盖的顶部还呈水平状态固定设有一个圆槽，并且圆槽与圆架之间共轴线，转盘的底部还竖直向下设有三个支撑腿，三个支撑腿均能够在圆槽内转动，并且三个支撑腿沿着转盘的圆周方向均匀分布。

作为一种用于苹果采摘机器人，升降组件包括一个第一螺杆和一个导向杆，第一螺杆和导向杆均呈竖直状态对称设置于转盘的顶部，并且第一螺杆和导向杆的自由端均设置于一个支架上，第一螺杆通过一个第一驱动电机驱动，第一螺杆和导向杆上还分别滑动套设有一个套环，两个套环之间通过一个升降板连接，并且第一螺杆的外侧沿着第一螺杆的长度方向还固定设有一个套柱，套柱面向导向杆的一侧还设沿着第一螺杆的长度方向开始有一个用于升降板移动的开口，支架的顶部还设有一个用于观测情况的广角高清摄像头。

作为一种用于苹果采摘机器人，活动组件包括一个上臂和一个下臂，升降板的顶部设有一个第一铰接部，上臂的一端能够转动的设置于第一铰接部上，上臂位于第一铰接部的一端还通过一个第二驱动电机驱动，上臂的自由端设有一个第二铰接部，并且第二铰接部内还固定设有一个第二双头电机，下臂的一端通过第二双头电机转动，上臂的一侧还设有一个第三铰接部，第三铰接部与一个电动气杆的输出端铰接，并且电动气杆的自由端固定于转盘的顶部。

作为一种用于苹果采摘机器人，下臂的自由端沿着下臂的长度方向设有一个圆口，圆口的端口处设有一个直径小于圆口的挡环，并且圆口内还设有一个与挡环直径相同的伸缩杆，伸缩杆靠近圆口的闭口端还设有一个与圆口直径相同的挡盘，挡盘的一侧还竖直向上设有一个套接块，并且下臂的顶部还设有一个用于套接块移动的矩形口，套接块活动套设于一个沿着下臂的长度方向设置的第二螺杆上，第二螺杆还通过一个第三驱动电机驱动，并且伸缩杆靠近挡环的一端还设有一个机盒，机盒内固定设有一个第四驱动电机。

作为一种用于苹果采摘机器人，抓取组件包括一个安装槽、一个螺纹柱和两个驱动齿轮，安装槽固定于机盒的侧壁上，螺纹柱套设于第四驱动电机的输出轴上，两个驱动齿轮对称且啮合的设置于螺纹柱的两侧，安装槽的两侧还对称设置有两组双连杆机构，每组双连杆机构均由两个对称设置的连接杆组成，并且安装槽两侧还分别有一组双连杆机构与相应的驱动齿轮相配合，另外两组的双连杆机构的两个连接杆一侧均通过一个连板连接，每两组双连杆机构的自由端上还分别设有一个固定座，并且每个固定座上还分别固定设有一个用于抓取苹果的夹指。

作为一种用于苹果采摘机器人，机盒的顶部沿着夹指的方向设有一个支撑架，切割组件安装于支撑架的顶部，切割组件包括一个第二旋转电机和两个切刀，第二旋转电机呈竖直状态设置于机盒的顶部，两个切刀能够转动的交错设置于支撑架顶部位于两个夹指的上方，两个切刀的交错处通过一个转柱连接，并且两个切刀靠近第二旋转电机的交错处之间还设有一个弹簧，弹簧的两端分别固定于两个切刀上，弹簧还通过相互配合的插接杆进行稳定，第二旋转电机的输出轴穿过支撑架向上伸出，并且第二旋转电机的输出轴和两个切刀的末端处均设有一个用于围绕绳索的绕线柱。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：

采摘机器人对苹果采摘过程中，首先，机器人壳体移动到苹果采摘地，接着抓取组件对苹果进行抓取，在抓取组件抓取苹果的过程中，抓取组件通过活动组件进行抓取的角度调整，抓取组件还通过升降组件对抓取的高度进行调节，以及旋转组件对抓取组件抓取方向进行调整，当抓取组件抓住苹果后，由于苹果连接着树枝不易摘落，因此，切割组件随即将树枝切断，便于苹果的采摘，以及防止采摘过程中直接摘取时对苹果的损坏，苹果被采下后，最终抓取组件将苹果通过缓冲滑道落入落料箱内，本发明解决了人力对苹果采摘的劳动力较大以及采摘效率不高的问题，提高了苹果的采摘效率，以及减少了人力的劳动。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为机器人壳体的立体结构分解示意图；

图3为旋转组件的立体结构示意图；

图4为旋转组件的立体结构分解示意图；

图5为升降组件的立体结构分解示意图；

图6为活动组件的立体结构示意图；

图7为活动组件的局部剖视图；

图8为抓取组件的立体结构示意图；

图9为抓取组件的立体结构分解示意图；

图10为切割组件的立体结构示意图。

图中标号为：机器人壳体1、旋转组件2、升降组件3、活动组件4、抓取组件5、切割组件6、底座7、顶盖8、螺栓9、落料箱10、缓冲滑道11、转盘12、车轮13、轮毂架14、转向电机15、转杆16、第一双头电机17、活动架18、皮带19、条形口20、主动齿轮21、内圈齿轮22、从动齿轮23、圆架24、第一旋转电机25、机架26、三角板27、锁紧栓28、圆槽29、支撑腿30、第一螺杆31、导向杆32、支架33、第一驱动电机34、套环35、升降板36、套柱37、开口38、广角高清摄像头39、上臂40、下臂41、第一铰接部42、第二驱动电机43、第二铰接部44、第二双头电机45、第三铰接部46、电动气杆47、圆口48、挡环49、伸缩杆50、挡盘51、套接块52、矩形口53、第二螺杆54、第三驱动电机55、机盒56、第四驱动电机57、安装槽58、螺纹柱59、驱动齿轮60、连接杆61、连板62、固定座63、夹指64、支撑架65、第二旋转电机66、切刀67、弹簧68、插接杆69、绕线柱70。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参照图1至图10所示的一种用于苹果采摘机器人，包括机器人壳体1，还包括旋转组件2、升降组件3、活动组件4、抓取组件5和切割组件6，机器人壳体1包括底座7和顶盖8，顶盖8设置于底座7的顶部，并且底座7与顶盖8之间的四周分别通过一个螺栓9固定，旋转组件2设置于顶盖8的顶部一侧，升降组件3设置于旋转组件2的顶部，活动组件4设置于升降组件3上，抓取组件5设置于活动组件4的末端，切割组件6设置于抓取组件5的上方，顶盖8的顶部且旋转组件2的旁侧设有一个落料箱10，并且落料箱10上还设有一个防止苹果损坏的缓冲滑道11，旋转组件2包括一个转盘12和一个齿轮驱动机构，齿轮驱动机构设置于顶盖8的顶部，转盘12设置于齿轮驱动机构的顶部。采摘机器人对苹果采摘过程中，首先，机器人壳体1移动到苹果采摘地，接着抓取组件5对苹果进行抓取，在抓取组件5抓取苹果的过程中，抓取组件5通过活动组件4进行抓取的角度调整，抓取组件5还通过升降组件3对抓取的高度进行调节，以及旋转组件2对抓取组件5抓取方向进行调整，当抓取组件5抓住苹果后，由于苹果连接着树枝不易摘落，因此，切割组件6随即将树枝切断，便于苹果的采摘，以及防止采摘过程中直接摘取时对苹果的损坏，苹果被采下后，最终抓取组件5将苹果通过缓冲滑道11落入落料箱10内。

底座7的底部前端和后端分别设有一个转向机构和一个移动机构，转向机构和移动机构均设有两个对称设置于底座7两侧的车轮13，并且每个车轮13均能够转动的设置于一个轮毂架14上，转向机构的两个轮毂架14还分别通过一个转向电机15进行旋转驱动，每个转向电机15均呈竖直状态设置于底座7的顶部，并且移动机构的两个轮毂架14分别通过一个支撑柱固定于底座7的底部，移动机构的两个车轮13之间还通过一个转杆16连接。采摘机器人对苹果采摘过程中，机器人壳体1首先移动到苹果采摘地，机器人壳体1移动的过程中，机器人壳体1通过转向机构和移动机构进行转向以及移动，机器人壳体1的底座7通过四个车轮13进行移动，转向机构进行转向时，转向机构处的两个车轮13随即通过相应的转向电机15进行转向调节。

转杆16的两端分别穿过车轮13能够转动的设置于移动机构的轮毂架14上，并且底座7顶部位于移动机构的一侧还设有一个第一双头电机17，第一双头电机17的两端输出轴分别设有一个连接杆61，每个连接杆61分别能够转动的设置于一个活动架18上，并且每个连接杆61和转杆16上还分别套设有一个带轮，每个连接杆61上的带轮和转杆16上的带轮之间还分别通过一个皮带19配合，底座7的顶部两侧还分别设有一个用于相应皮带19传动的条形口20。当移动机构驱动车轮13移动时，第一双头电机17驱动两个输出轴上的带轮转动，由于第一双头电机17上的两个带轮分别与转杆16上的带轮通过皮带19连接，因此，转杆16随即通过皮带19转动，转杆16转动后，转杆16两端的车轮13也随之转动，底座7也随之通过两个车轮13移动。

齿轮驱动机构位于转向机构的上方，齿轮驱动机构由一个主动齿轮21、一个内圈齿轮22和三个从动齿轮23组成，主动齿轮21、内圈齿轮22和三个从动齿轮23均呈水平状态设置于一个圆架24顶部，圆架24固定于顶盖8的顶部，并且主动齿轮21与内圈齿轮22之间共轴线，主动齿轮21通过一个第一旋转电机25驱动，第一旋转电机25呈竖直状态通过一个机架26固定于顶盖8的顶部，三个从动齿轮23沿着主动齿轮21的圆周方向均匀分布，并且三个从动齿轮23和主动齿轮21与内圈齿轮22之间均相互啮合，三个从动齿轮23的直径大小相同，主动齿轮21的直径大小大于三个从动齿轮23的直径。当旋转组件2进行方向调节时，齿轮驱动机构带动转盘12转动，齿轮驱动机构驱动过程中，第一旋转电机25带动主动齿轮21转动，由于三个从动齿轮23与主动齿轮21和内圈齿轮22之间相互啮合，因此，三个从动齿轮23随即沿着主动齿轮21的圆周方向转动，主动齿轮21的直径大于三个从动齿轮23的直径便于传动效率更大。

三个从动齿轮23分别套设于一个转轴上，三个转轴的竖直向上端通过一个三角板27连接，转盘12呈水平状态设置于三角板27的顶部，并且转盘12与主动齿轮21之间共轴线，转盘12与三角板27之间还通过三个锁紧栓28固定，三个锁紧栓28沿着转盘12的圆周方向均匀分布，顶盖8的顶部还呈水平状态固定设有一个圆槽29，并且圆槽29与圆架24之间共轴线，转盘12的底部还竖直向下设有三个支撑腿30，三个支撑腿30均能够在圆槽29内转动，并且三个支撑腿30沿着转盘12的圆周方向均匀分布。当三个从动齿轮23转动后，由于三个从动齿轮23分别套设的转轴通过一个三角板27连接，因此，三个从动齿轮23的转动带动三角板27自转，三角板27自转时，由于转盘12固定于三角板27顶部，因此，转盘12也随之转动，转盘12通过三个支撑腿30在圆槽29内转动。

升降组件3包括一个第一螺杆31和一个导向杆32，第一螺杆31和导向杆32均呈竖直状态对称设置于转盘12的顶部，并且第一螺杆31和导向杆32的自由端均设置于一个支架33上，第一螺杆31通过一个第一驱动电机34驱动，第一螺杆31和导向杆32上还分别滑动套设有一个套环35，两个套环35之间通过一个升降板36连接，并且第一螺杆31的外侧沿着第一螺杆31的长度方向还固定设有一个套柱37，套柱37面向导向杆32的一侧还设沿着第一螺杆31的长度方向开始有一个用于升降板36移动的开口38，支架33的顶部还设有一个用于观测情况的广角高清摄像头39。当升降组件3进行高度调节时，首先，第一驱动电机34驱动第一螺杆31转动，由于第一螺杆31上的套环35与导向杆32上的套环35通过升降板36连接，因此，第一螺杆31上套环35的移动带动升降板36进行上下移动，支架33顶部的广角高清摄像头39以便于观测采摘情况。

活动组件4包括一个上臂40和一个下臂41，升降板36的顶部设有一个第一铰接部42，上臂40的一端能够转动的设置于第一铰接部42上，上臂40位于第一铰接部42的一端还通过一个第二驱动电机43驱动，上臂40的自由端设有一个第二铰接部44，并且第二铰接部44内还固定设有一个第二双头电机45，下臂41的一端通过第二双头电机45转动，上臂40的一侧还设有一个第三铰接部46，第三铰接部46与一个电动气杆47的输出端铰接，并且电动气杆47的自由端固定于转盘12的顶部。当活动组件4进行抓取角度调节时，首先，上臂40通过第二驱动电机43驱动，上臂40通过第二驱动电机43转动时，为了防止上臂40支撑不住，因此通过电动气杆47对上臂40进行支撑，上臂40调整角度后，上臂40上的第二双头电机45驱动下臂41进行转动调节，更加便于抓取组件5对苹果的抓取。

下臂41的自由端沿着下臂41的长度方向设有一个圆口48，圆口48的端口处设有一个直径小于圆口48的挡环49，并且圆口48内还设有一个与挡环49直径相同的伸缩杆50，伸缩杆50靠近圆口48的闭口端还设有一个与圆口48直径相同的挡盘51，挡盘51的一侧还竖直向上设有一个套接块52，并且下臂41的顶部还设有一个用于套接块52移动的矩形口53，套接块52活动套设于一个沿着下臂41的长度方向设置的第二螺杆54上，第二螺杆54还通过一个第三驱动电机55驱动，并且伸缩杆50靠近挡环49的一端还设有一个机盒56，机盒56内固定设有一个第四驱动电机57。当抓取组件5抓取不到深处的苹果时，还可以通过伸缩杆50进行伸缩调节，伸缩杆50进行调节时，第三驱动电机55驱动第二螺杆54转动，伸缩杆50上的套接块52也随之带动伸缩杆50在圆口48内移动，由于伸缩杆50的端部设有挡盘51，圆口48的端口设有挡环49，因此，伸缩杆50伸缩到一定程度时不会掉落。

抓取组件5包括一个安装槽58、一个螺纹柱59和两个驱动齿轮60，安装槽58固定于机盒56的侧壁上，螺纹柱59套设于第四驱动电机57的输出轴上，两个驱动齿轮60对称且啮合的设置于螺纹柱59的两侧，安装槽58的两侧还对称设置有两组双连杆机构，每组双连杆机构均由两个对称设置的连接杆61组成，并且安装槽58两侧还分别有一组双连杆机构与相应的驱动齿轮60相配合，另外两组的双连杆机构的两个连接杆61一侧均通过一个连板62连接，每两组双连杆机构的自由端上还分别设有一个固定座63，并且每个固定座63上还分别固定设有一个用于抓取苹果的夹指64。当抓取组件5对苹果进行抓取时，第四驱动电机57驱动螺纹柱59转动，螺纹柱59转动后，两个与其啮合的驱动齿轮60随之转动，两个驱动齿轮60的转动随即带动相应的一组双连杆机构进行开合，安装槽58两侧的双连杆机构随即带动相应的夹指64进行开合，两个夹指64呈打开状态带到苹果处时，两个夹指64随即闭合对苹果进行夹取。

机盒56的顶部沿着夹指64的方向设有一个支撑架65，切割组件6安装于支撑架65的顶部，切割组件6包括一个第二旋转电机66和两个切刀67，第二旋转电机66呈竖直状态设置于机盒56的顶部，两个切刀67能够转动的交错设置于支撑架65顶部位于两个夹指64的上方，两个切刀67的交错处通过一个转柱连接，并且两个切刀67靠近第二旋转电机66的交错处之间还设有一个弹簧68，弹簧68的两端分别固定于两个切刀67上，弹簧68还通过相互配合的插接杆69进行稳定，第二旋转电机66的输出轴穿过支撑架65向上伸出，并且第二旋转电机66的输出轴和两个切刀67的末端处均设有一个用于围绕绳索的绕线柱70。当苹果被两个夹指64夹住后，切割组件6随即对连接苹果的树枝进行切断，切割组件6驱动过程中，第二旋转电机66驱动带到绕线柱70转动，由于每个切刀67上的绕线柱70均饶有绳索与第二旋转电机66上的绕线柱70进行连接，因此，第二旋转电机66驱动带动绳索拉紧两个切刀67，两个切刀67由于交错设置，因此，两个切刀67在拉紧时闭合，两个切刀67的闭合随即切断竖直，第二旋转电机66转动放松绳索时，两个切刀67通过互相连接的弹簧68回到原始状态，弹簧68套设的插接杆69也便于弹簧68的伸缩，最终苹果被取下后通过缓冲滑道11落入落料箱10内。

本发明的工作原理：采摘机器人对苹果采摘过程中，机器人壳体1首先移动到苹果采摘地，机器人壳体1移动的过程中，机器人壳体1通过转向机构和移动机构进行转向以及移动，机器人壳体1的底座7通过四个车轮13进行移动，转向机构进行转向时，转向机构处的两个车轮13随即通过相应的转向电机15进行转向调节，当移动机构驱动车轮13移动时，第一双头电机17驱动两个输出轴上的带轮转动，由于第一双头电机17上的两个带轮分别与转杆16上的带轮通过皮带19连接，因此，转杆16随即通过皮带19转动，转杆16转动后，转杆16两端的车轮13也随之转动，底座7也随之通过两个车轮13移动，当旋转组件2进行方向调节时，齿轮驱动机构带动转盘12转动，齿轮驱动机构驱动过程中，第一旋转电机25带动主动齿轮21转动，由于三个从动齿轮23与主动齿轮21和内圈齿轮22之间相互啮合，因此，三个从动齿轮23随即沿着主动齿轮21的圆周方向转动，主动齿轮21的直径大于三个从动齿轮23的直径便于传动效率更大，当三个从动齿轮23转动后，由于三个从动齿轮23分别套设的转轴通过一个三角板27连接，因此，三个从动齿轮23的转动带动三角板27自转，三角板27自转时，由于转盘12固定于三角板27顶部，因此，转盘12也随之转动，转盘12通过三个支撑腿30在圆槽29内转动，当升降组件3进行高度调节时，首先，第一驱动电机34驱动第一螺杆31转动，由于第一螺杆31上的套环35与导向杆32上的套环35通过升降板36连接，因此，第一螺杆31上套环35的移动带动升降板36进行上下移动，支架33顶部的广角高清摄像头39以便于观测采摘情况，当活动组件4进行抓取角度调节时，首先，上臂40通过第二驱动电机43驱动，上臂40通过第二驱动电机43转动时，为了防止上臂40支撑不住，因此通过电动气杆47对上臂40进行支撑，上臂40调整角度后，上臂40上的第二双头电机45驱动下臂41进行转动调节，更加便于抓取组件5对苹果的抓取，当抓取组件5抓取不到深处的苹果时，还可以通过伸缩杆50进行伸缩调节，伸缩杆50进行调节时，第三驱动电机55驱动第二螺杆54转动，伸缩杆50上的套接块52也随之带动伸缩杆50在圆口48内移动，由于伸缩杆50的端部设有挡盘51，圆口48的端口设有挡环49，因此，伸缩杆50伸缩到一定程度时不会掉落，当抓取组件5对苹果进行抓取时，第四驱动电机57驱动螺纹柱59转动，螺纹柱59转动后，两个与其啮合的驱动齿轮60随之转动，两个驱动齿轮60的转动随即带动相应的一组双连杆机构进行开合，安装槽58两侧的双连杆机构随即带动相应的夹指64进行开合，两个夹指64呈打开状态带到苹果处时，两个夹指64随即闭合对苹果进行夹取，当苹果被两个夹指64夹住后，切割组件6随即对连接苹果的树枝进行切断，切割组件6驱动过程中，第二旋转电机66驱动带到绕线柱70转动，由于每个切刀67上的绕线柱70均饶有绳索与第二旋转电机66上的绕线柱70进行连接，因此，第二旋转电机66驱动带动绳索拉紧两个切刀67，两个切刀67由于交错设置，因此，两个切刀67在拉紧时闭合，两个切刀67的闭合随即切断竖直，第二旋转电机66转动放松绳索时，两个切刀67通过互相连接的弹簧68回到原始状态，弹簧68套设的插接杆69也便于弹簧68的伸缩，最终苹果被取下后通过缓冲滑道11落入落料箱10内。

Claims (1)

1.一种用于苹果采摘机器人，其特征在于，包括机器人壳体（1），其特征在于，还包括旋转组件（2）、升降组件（3）、活动组件（4）、抓取组件（5）和切割组件（6），机器人壳体（1）包括底座（7）和顶盖（8），顶盖（8）设置于底座（7）的顶部，并且底座（7）与顶盖（8）之间的四周分别通过一个螺栓（9）固定，旋转组件（2）设置于顶盖（8）的顶部一侧，升降组件（3）设置于旋转组件（2）的顶部，活动组件（4）设置于升降组件（3）上，抓取组件（5）设置于活动组件（4）的末端，切割组件（6）设置于抓取组件（5）的上方，顶盖（8）的顶部且旋转组件（2）的旁侧设有一个落料箱（10），并且落料箱（10）上还设有一个防止苹果损坏的缓冲滑道（11），旋转组件（2）包括一个转盘（12）和一个齿轮驱动机构，齿轮驱动机构设置于顶盖（8）的顶部，转盘（12）设置于齿轮驱动机构的顶部，底座（7）的底部前端和后端分别设有一个转向机构和一个移动机构，转向机构和移动机构均设有两个对称设置于底座（7）两侧的车轮（13），并且每个车轮（13）均能够转动的设置于一个轮毂架（14）上，转向机构的两个轮毂架（14）还分别通过一个转向电机（15）进行旋转驱动，每个转向电机（15）均呈竖直状态设置于底座（7）的顶部，并且移动机构的两个轮毂架（14）分别通过一个支撑柱固定于底座（7）的底部，移动机构的两个车轮（13）之间还通过一个转杆（16）连接，转杆（16）的两端分别穿过车轮（13）能够转动的设置于移动机构的轮毂架（14）上，并且底座（7）顶部位于移动机构的一侧还设有一个第一双头电机（17），第一双头电机（17）的两端输出轴分别设有一个连接杆，每个连接杆分别能够转动的设置于一个活动架（18）上，并且每个连接杆和转杆（16）上还分别套设有一个带轮，每个连接杆上的带轮和转杆（16）上的带轮之间还分别通过一个皮带（19）配合，底座（7）的顶部两侧还分别设有一个用于相应皮带（19）传动的条形口（20），齿轮驱动机构位于转向机构的上方，齿轮驱动机构由一个主动齿轮（21）、一个内圈齿轮（22）和三个从动齿轮（23）组成，主动齿轮（21）、内圈齿轮（22）和三个从动齿轮（23）均呈水平状态设置于一个圆架（24）顶部，圆架（24）固定于顶盖（8）的顶部，并且主动齿轮（21）与内圈齿轮（22）之间共轴线，主动齿轮（21）通过一个第一旋转电机（25）驱动，第一旋转电机（25）呈竖直状态通过一个机架（26）固定于顶盖（8）的顶部，三个从动齿轮（23）沿着主动齿轮（21）的圆周方向均匀分布，并且三个从动齿轮（23）和主动齿轮（21）与内圈齿轮（22）之间均相互啮合，三个从动齿轮（23）的直径大小相同，主动齿轮（21）的直径大小大于三个从动齿轮（23）的直径，三个从动齿轮（23）分别套设于一个转轴上，三个转轴的竖直向上端通过一个三角板（27）连接，转盘（12）呈水平状态设置于三角板（27）的顶部，并且转盘（12）与主动齿轮（21）之间共轴线，转盘（12）与三角板（27）之间还通过三个锁紧栓（28）固定，三个锁紧栓（28）沿着转盘（12）的圆周方向均匀分布，顶盖（8）的顶部还呈水平状态固定设有一个圆槽（29），并且圆槽（29）与圆架（24）之间共轴线，转盘（12）的底部还竖直向下设有三个支撑腿（30），三个支撑腿（30）均能够在圆槽（29）内转动，并且三个支撑腿（30）沿着转盘（12）的圆周方向均匀分布，升降组件（3）包括一个第一螺杆（31）和一个导向杆（32），第一螺杆（31）和导向杆（32）均呈竖直状态对称设置于转盘（12）的顶部，并且第一螺杆（31）和导向杆（32）的自由端均设置于一个支架（33）上，第一螺杆（31）通过一个第一驱动电机（34）驱动，第一螺杆（31）和导向杆（32）上还分别滑动套设有一个套环（35），两个套环（35）之间通过一个升降板（36）连接，并且第一螺杆（31）的外侧沿着第一螺杆（31）的长度方向还固定设有一个套柱（37），套柱（37）面向导向杆（32）的一侧沿着第一螺杆（31）的长度方向开设有一个用于升降板（36）移动的开口（38），支架（33）的顶部还设有一个用于观测情况的广角高清摄像头（39），活动组件（4）包括一个上臂（40）和一个下臂（41），升降板（36）的顶部设有一个第一铰接部（42），上臂（40）的一端能够转动的设置于第一铰接部（42）上，上臂（40）位于第一铰接部（42）的一端还通过一个第二驱动电机（43）驱动，上臂（40）的自由端设有一个第二铰接部（44），并且第二铰接部（44）内还固定设有一个第二双头电机（45），下臂（41）的一端通过第二双头电机（45）转动，上臂（40）的一侧还设有一个第三铰接部（46），第三铰接部（46）与一个电动气杆（47）的输出端铰接，并且电动气杆（47）的自由端固定于转盘（12）的顶部，下臂（41）的自由端沿着下臂（41）的长度方向设有一个圆口（48），圆口（48）的端口处设有一个直径小于圆口（48）的挡环（49），并且圆口（48）内还设有一个与挡环（49）直径相同的伸缩杆（50），伸缩杆（50）靠近圆口（48）的闭口端还设有一个与圆口（48）直径相同的挡盘（51），挡盘（51）的一侧还竖直向上设有一个套接块（52），并且下臂（41）的顶部还设有一个用于套接块（52）移动的矩形口（53），套接块（52）活动套设于一个沿着下臂（41）的长度方向设置的第二螺杆（54）上，第二螺杆（54）还通过一个第三驱动电机（55）驱动，并且伸缩杆（50）靠近挡环（49）的一端还设有一个机盒（56），机盒（56）内固定设有一个第四驱动电机（57），抓取组件（5）包括一个安装槽（58）、一个螺纹柱（59）和两个驱动齿轮（60），安装槽（58）固定于机盒（56）的侧壁上，螺纹柱（59）套设于第四驱动电机（57）的输出轴上，两个驱动齿轮（60）对称且啮合的设置于螺纹柱（59）的两侧，安装槽（58）的两侧还对称设置有两组双连杆机构，每组双连杆机构均由两个对称设置的连接杆（61）组成，并且安装槽（58）两侧还分别有一组双连杆机构与相应的驱动齿轮（60）相配合，另外两组的双连杆机构的两个连接杆（61）一侧均通过一个连板（62）连接，每两组双连杆机构的自由端上还分别设有一个固定座（63），并且每个固定座（63）上还分别固定设有一个用于抓取苹果的夹指（64），机盒（56）的顶部沿着夹指（64）的方向设有一个支撑架（65），切割组件（6）安装于支撑架（65）的顶部，切割组件（6）包括一个第二旋转电机（66）和两个切刀（67），第二旋转电机（66）呈竖直状态设置于机盒（56）的顶部，两个切刀（67）能够转动的交错设置于支撑架（65）顶部位于两个夹指（64）的上方，两个切刀（67）的交错处通过一个转柱连接，并且两个切刀（67）靠近第二旋转电机（66）的交错处之间还设有一个弹簧（68），弹簧（68）的两端分别固定于两个切刀（67）上，弹簧（68）还通过相互配合的插接杆（69）进行稳定，第二旋转电机（66）的输出轴穿过支撑架（65）向上伸出，并且第二旋转电机（66）的输出轴和两个切刀（67）的末端处均设有一个用于围绕绳索的绕线柱（70）。

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