CN112840857B

CN112840857B - 一种使用灵活的机械臂式农业采摘机

Info

Publication number: CN112840857B
Application number: CN202110059519.7A
Authority: CN
Inventors: 汪忠荣; 杨通莲; 申贵芳; 严成维
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-01-18
Filing date: 2021-01-18
Publication date: 2023-03-14
Anticipated expiration: 2041-01-18
Also published as: CN112840857A

Abstract

本发明公开了一种使用灵活的机械臂式农业采摘机，包括车架、驱动机构、从动轮机构、支撑柱、调节机构、安装块、机械手臂结构和夹爪机构，所述驱动机构和从动轮机构位于车架底部的两端，所述支撑柱安装在车架底部的两端，所述调节机构安装在支撑柱底部，所述安装块安装在调节机构的内部，所述机械手臂结构安装在安装块的底部，所述夹爪机构安装在机械手臂结构的侧面，所述车架上通过螺栓安装有隔板。相较于现有技术，本发明通过设置驱动机构和从动轮机构能有效辅助装置在田间行走，十分方便，并且通过设置的调节机构、机械手臂机构和夹爪机构方便将水果采摘并收集，夹爪上的第一硅胶垫和第二硅胶垫对水果表面进行防护，提高水果的美观度。

Description

一种使用灵活的机械臂式农业采摘机

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种使用灵活的机械臂式农业采摘机。

背景技术

在农业领域采用农业田间作业机器人是现代农业发展的高级阶段，随着人力成本增加，从事农业田间作业的人员数量减少，导致了农业发展机械化智能化水平需要不断提升，农业田间作业机器人是在传统机械控制技术基础上结合计算机视觉、大数据识别等技术，识别和制定机器人动作方案，实现农事作业。主要从事采茶、棉花打顶打叉、果实采摘、除草等工作。

现有的应用在果园的采摘机通常采用机械手进行采摘，由于机械手是通过两侧的夹持部件将果实摘下，这就导致了果实的表面很容易破裂，从而影响果实的保存时间和美观，使用存在不足，为此我们提出一种使用灵活的机械臂式农业采摘机。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种使用灵活的机械臂式农业采摘机。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种使用灵活的机械臂式农业采摘机，包括车架、驱动机构、从动轮机构、支撑柱、调节机构、安装块、机械手臂结构和夹爪机构，所述驱动机构和从动轮机构位于车架底部的两端，所述支撑柱安装在车架底部的两端，所述调节机构安装在支撑柱底部，所述安装块安装在调节机构的内部，所述机械手臂结构安装在安装块的底部，所述夹爪机构安装在机械手臂结构的侧面，所述车架上通过螺栓安装有隔板。

优选的，所述驱动机构包括固定在车架底部的第一壳体，所述第一壳体内部的两端均转动连接有主轴，所述主轴的两端安装有滚轮，所述主轴上安装有第一皮带轮，所述第一壳体的内部安装有第一电机，所述第一电机的输出轴上安装有转轴，所述转轴上安装有第二皮带轮，所述第一皮带轮和第二皮带轮之间安装有皮带。

优选的，所述主轴的数量为两组，两组所述主轴均与转轴平行。

优选的，所述从动轮机构包括固定在车架底部的安装板，所述安装板底部的两端均安装有万向轮。

优选的，所述调节机构包括固定在支撑柱顶部的支撑板，所述支撑板底部的两端均开设有第一滑槽，所述支撑板的侧面安装有第二电机，所述第二电机的输出轴插入第一滑槽的内部并连接有丝杆，所述丝杆上通过螺纹连接有安装块，所述安装块的底部安装有机械手臂结构。

优选的，所述第一滑槽的内部安装有导向轴，所述导向轴与丝杆平行，所述导向轴的两端均固定套接有限位环。

优选的，所述机械手臂结构包括安装在安装块底部的第二壳体，所述第二壳体内部安装有第三电机，所述第三电机的输出轴贯穿第二壳体并连接有第一套筒，所述第一套筒的底部安装有安装座，所述安装座的底部转动连接有第一活动臂，所述第一活动臂的底部安装有第二活动臂，所述第一活动臂和第二活动臂之间转动连接有液压缸。

优选的，所述第二壳体的侧面开设有环形槽，所述第一套筒的内部安装有稳定块，所述稳定块与环形槽滑动连接所述第二活动臂远离第一活动臂的一端开设有安装槽，所述安装槽的内部安装有夹爪机构。

优选的，所述夹爪机构包括安装在机械手臂结构内部的第四电机，所述第四电机的输出轴上安装有第二套筒，所述第二套筒的侧面安装有第一安装架，所述第一安装架的侧面安装有第二安装架，所述第二安装架的侧面开设有第二滑槽，所述第一安装架的内部安装有第五电机，所述第五电机的输出轴插入第二安装架的内部并连接有螺纹杆，所述螺纹杆通过螺纹连接有螺纹环，所述螺纹环的侧面转动连接有连杆，所述连杆上转动连接有夹爪，所述夹爪与第二安装架转动连接。

优选的，所述夹爪的数量至少为四组，所述夹爪的侧面安装有第一硅胶垫，所述第一硅胶垫和夹爪之间安装有缓冲垫，所述第二安装架的侧面安装有第二硅胶垫，所述第二硅胶垫和第二安装架之间安装有弹簧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在使用时，收集箱放置在车架的顶部，通过隔板将收集箱分隔并固定，随后启动第一电机，第一电机的输出轴带动转轴转动，转轴带动第二皮带轮转动，第二皮带轮通过皮带带动第一皮带轮转动，第一皮带轮带动主轴，主轴带动滚轮转动，方便装置在田间行走运动，随后启动第二电机、第三电机、液压缸，第四电机和第五电机，第二电机的输出轴带动丝杆转动，丝杆通过螺纹传动带动安装块沿着导向轴的轴向滑动，第三电机的输出轴带动机械手臂机构转动，机械手臂结构转动带动接爪机构，液压缸的活塞杆伸长带动第一活动臂和第二活动臂转动，第二活动臂带动夹爪机构运动，调整夹爪机构的位置方便进行水果采摘，第四电机的输出轴带动夹爪机构转动，调整夹爪机构的夹持方向，第五电机的输出轴带动螺纹杆，螺纹杆通过螺纹传动带动螺纹环沿着螺纹杆的轴向滑动，螺纹环通过连杆带动夹爪转动，夹爪远离连杆的一端互相靠近将水果夹住，第一硅胶垫、缓冲垫、第二硅胶垫和弹簧有效防护水果不被夹爪划伤，有效提高水果的美观度，随后通过第二电机、第三电机、液压缸，第四电机和第五电机使夹爪机构将水果送入收集箱内，十分方便；

综上所述，相较于现有技术，本发明通过设置驱动机构和从动轮机构能有效辅助装置在田间行走，十分方便，并且通过设置的调节机构、机械手臂机构和夹爪机构方便将水果采摘并收集，夹爪上的第一硅胶垫和第二硅胶垫对水果表面进行防护，提高水果的美观度。

附图说明

图1为本发明提出的一种使用灵活的机械臂式农业采摘机的结构示意图；

图2为本发明提出的一种使用灵活的机械臂式农业采摘机的调节机构的仰视图；

图3为本发明提出的一种使用灵活的机械臂式农业采摘机的A部分放大示意图；

图4为本发明提出的一种使用灵活的机械臂式农业采摘机的B部分放大示意图；

图5为本发明提出的一种使用灵活的机械臂式农业采摘机的驱动机构的安装示意图。

图中：1车架、2驱动机构、201第一壳体、202主轴、203滚轮、204第一皮带轮、205第一电机、206转轴、207第二皮带轮、208皮带、3从动轮机构、301安装板、302万向轮、4支撑柱、5调节机构、501支撑板、502第一滑槽、503第二电机、504丝杆、505导向轴、506限位环、6安装块、7机械手臂机构、701第二壳体、702环形槽、703第三电机、704第一套筒、705稳定块、706安装座、707第一活动臂、708第二活动臂、709液压缸、710安装槽、8夹爪机构、801第四电机、802第二套筒、803第一安装架、804第二安装架、805第二滑槽、806第五电机、807螺纹杆、808螺纹环、809连杆、810夹爪、811第一硅胶垫、812缓冲垫、813第二硅胶垫、814弹簧。

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。

参照图1-5，一种使用灵活的机械臂式农业采摘机，包括车架1、驱动机构2、从动轮机构3、支撑柱4、调节机构5、安装块6、机械手臂结构7和夹爪机构8，驱动机构2和从动轮机构3位于车架1底部的两端，支撑柱4安装在车架1底部的两端，调节机构5安装在支撑柱4底部，安装块6安装在调节机构5的内部，机械手臂结构7安装在安装块6的底部，夹爪机构8安装在机械手臂结构7的侧面，车架1上通过螺栓安装有隔板。

作为一种实施方式，驱动机构2包括固定在车架1底部的第一壳体201，第一壳体201内部的两端均转动连接有主轴202，主轴202的两端安装有滚轮203，主轴202上安装有第一皮带轮204，第一壳体201的内部安装有第一电机205，第一电机205的输出轴上安装有转轴206，转轴206上安装有第二皮带轮207，第一皮带轮204和第二皮带轮207之间安装有皮带208。

作为一种实施方式，主轴202的数量为两组，两组主轴202均与转轴206平行。

作为一种实施方式，从动轮机构3包括固定在车架1底部的安装板301，安装板301底部的两端均安装有万向轮302。

作为一种实施方式，调节机构5包括固定在支撑柱4顶部的支撑板501，支撑板501底部的两端均开设有第一滑槽502，支撑板501的侧面安装有第二电机503，第二电机503的输出轴插入第一滑槽502的内部并连接有丝杆504，丝杆504上通过螺纹连接有安装块6，安装块6的底部安装有机械手臂结构7。

作为一种实施方式，第一滑槽502的内部安装有导向轴505，导向轴505与丝杆504平行，导向轴505的两端均固定套接有限位环506。

作为一种实施方式，机械手臂结构7包括安装在安装块6底部的第二壳体701，第二壳体701内部安装有第三电机703，第三电机703的输出轴贯穿第二壳体701并连接有第一套筒704，第一套筒704的底部安装有安装座706，安装座706的底部转动连接有第一活动臂707，第一活动臂707的底部安装有第二活动臂708，第一活动臂707和第二活动臂708之间转动连接有液压缸709。

作为一种实施方式，第二壳体701的侧面开设有环形槽702，第一套筒704的内部安装有稳定块705，稳定块705与环形槽702滑动连接第二活动臂708远离第一活动臂707的一端开设有安装槽710，安装槽710的内部安装有夹爪机构8。

作为一种实施方式，夹爪机构8包括安装在机械手臂结构7内部的第四电机801，第四电机801的输出轴上安装有第二套筒802，第二套筒802的侧面安装有第一安装架803，第一安装架803的侧面安装有第二安装架804，第二安装架804的侧面开设有第二滑槽805，第一安装架803的内部安装有第五电机806，第五电机806的输出轴插入第二安装架804的内部并连接有螺纹杆807，螺纹杆807通过螺纹连接有螺纹环808，螺纹环808的侧面转动连接有连杆809，连杆809上转动连接有夹爪810，夹爪810与第二安装架804转动连接。

作为一种实施方式，夹爪810的数量至少为四组，夹爪810的侧面安装有第一硅胶垫811，第一硅胶垫811和夹爪810之间安装有缓冲垫812，第二安装架804的侧面安装有第二硅胶垫813，第二硅胶垫813和第二安装架804之间安装有弹簧814。

工作原理：使用时，收集箱放置在车架1的顶部，通过隔板将收集箱分隔并固定，随后启动第一电机205，第一电机205的输出轴带动转轴206转动，转轴206带动第二皮带轮207转动，第二皮带轮207通过皮带208带动第一皮带轮204转动，第一皮带轮204带动主轴202，主轴202带动滚轮203转动，方便装置在田间行走运动，随后启动第二电机503、第三电机703、液压缸709，第四电机801和第五电机806，第二电机503的输出轴带动丝杆504转动，丝杆504通过螺纹传动带动安装块6沿着导向轴505的轴向滑动，第三电机703的输出轴带动机械手臂机构7转动，机械手臂结构7转动带动接爪机构8，液压缸709的活塞杆伸长带动第一活动臂707和第二活动臂708转动，第二活动臂708带动夹爪机构8运动，调整夹爪机构8的位置方便进行水果采摘，第四电机801的输出轴带动夹爪机构8转动，调整夹爪机构8的夹持方向，第五电机806的输出轴带动螺纹杆807，螺纹杆807通过螺纹传动带动螺纹环808沿着螺纹杆807的轴向滑动，螺纹环808通过连杆809带动夹爪810转动，夹爪810远离连杆809的一端互相靠近将水果夹住，第一硅胶垫811、缓冲垫812、第二硅胶垫813和弹簧814有效防护水果不被夹爪810划伤，有效提高水果的美观度，随后通过第二电机503、第三电机703、液压缸709，第四电机801和第五电机806使夹爪机构8将水果送入收集箱内，十分方便；

综上所述，相较于现有技术，本发明通过设置驱动机构2和从动轮机构3能有效辅助装置在田间行走，十分方便，并且通过设置的调节机构5、机械手臂机构7和夹爪机构8方便将水果采摘并收集，夹爪上的第一硅胶垫811和第二硅胶垫813对水果表面进行防护，提高水果的美观度。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种使用灵活的机械臂式农业采摘机，包括车架（1）、驱动机构（2）、从动轮机构（3）、支撑柱（4）、调节机构（5）、安装块（6）、机械手臂结构（7）和夹爪机构（8），其特征在于，所述驱动机构（2）和从动轮机构（3）位于车架（1）底部的两端，所述支撑柱（4）安装在车架（1）顶部的两端，所述调节机构（5）安装在支撑柱（4）顶部，所述安装块（6）安装在调节机构（5）的内部，所述机械手臂结构（7）安装在安装块（6）的底部，所述机械手臂结构（7）包括安装在安装块（6）底部的第二壳体（701），所述第二壳体（701）内部安装有第三电机（703），所述第三电机（703）的输出轴贯穿第二壳体（701）并连接有第一套筒（704），所述第一套筒（704）的底部安装有安装座（706），所述安装座（706）的底部转动连接有第一活动臂（707），所述第一活动臂（707）的底部安装有第二活动臂（708），所述第一活动臂（707）和第二活动臂（708）之间转动连接有液压缸（709），所述夹爪机构（8）安装在机械手臂结构（7）的侧面，所述第二壳体（701）的侧面开设有环形槽（702），所述第一套筒（704）的内部安装有稳定块（705），所述稳定块（705）与环形槽（702）滑动连接，所述第二活动臂（708）远离第一活动臂（707）的一端开设有安装槽（710），所述安装槽（710）的内部安装有夹爪机构（8），所述夹爪机构（8）包括安装在机械手臂结构（7）内部的第四电机（801），所述第四电机（801）的输出轴上安装有第二套筒（802），所述第二套筒（802）的侧面安装有第一安装架（803），所述第一安装架（803）的侧面安装有第二安装架（804），所述第二安装架（804）的侧面开设有第二滑槽（805），所述第一安装架（803）的内部安装有第五电机（806），所述第五电机（806）的输出轴插入第二安装架（804）的内部并连接有螺纹杆（807），所述螺纹杆（807）通过螺纹连接有螺纹环（808），所述螺纹环（808）的侧面转动连接有连杆（809），所述连杆（809）上转动连接有夹爪（810），所述夹爪（810）与第二安装架（804）转动连接，所述车架（1）上通过螺栓安装有隔板，所述驱动机构（2）包括固定在车架（1）底部的第一壳体（201），所述第一壳体（201）内部的两端均转动连接有主轴（202），所述主轴（202）的两端安装有滚轮（203），所述主轴（202）上安装有第一皮带轮（204），所述第一壳体（201）的内部安装有第一电机（205），所述第一电机（205）的输出轴上安装有转轴（206），所述转轴（206）上安装有第二皮带轮（207），所述第一皮带轮（204）和第二皮带轮（207）之间安装有皮带（208），所述夹爪（810）的数量至少为四组，所述夹爪（810）的侧面安装有第一硅胶垫（811），所述第一硅胶垫（811）和夹爪（810）之间安装有缓冲垫（812），所述第二安装架（804）的侧面安装有第二硅胶垫（813），所述第二硅胶垫（813）和第二安装架（804）之间安装有弹簧（814）。

2.根据权利要求1所述的一种使用灵活的机械臂式农业采摘机，其特征在于，所述主轴（202）的数量为两组，两组所述主轴（202）均与转轴（206）平行。

3.根据权利要求1所述的一种使用灵活的机械臂式农业采摘机，其特征在于，所述从动轮机构（3）包括固定在车架（1）底部的安装板（301），所述安装板（301）底部的两端均安装有万向轮（302）。

4.根据权利要求1所述的一种使用灵活的机械臂式农业采摘机，其特征在于，所述调节机构（5）包括固定在支撑柱（4）顶部的支撑板（501），所述支撑板（501）底部的两端均开设有第一滑槽（502），所述支撑板（501）的侧面安装有第二电机（503），所述第二电机（503）的输出轴插入第一滑槽（502）的内部并连接有丝杆（504），所述丝杆（504）上通过螺纹连接有安装块（6），所述安装块（6）的底部安装有机械手臂结构（7）。

5.根据权利要求4所述的一种使用灵活的机械臂式农业采摘机，其特征在于，所述第一滑槽（502）的内部安装有导向轴（505），所述导向轴（505）与丝杆（504）平行，所述导向轴（505）的两端均固定套接有限位环（506）。