CN113303095A - 一种果园智能化采摘运输机器人及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种果园智能化采摘运输机器人及其工作方法，涉及水果机器人采摘技术领域，车体设有传送斜管、提升组件、防落斗、驱动组件、辅助防落机构和收料机构，防落斗包括两个弧型防漏架和两个弧型防漏片；本发明通过设置多个机械手、传送斜管、提升组件、防落斗、驱动组件、辅助防落机构和收料机构，对果实进行防落处理，收集处理，多个机械手能够从果树的环侧共同采摘同时工作，从而提高采摘的效率及速度，降低产品的损坏率；通过设置弧型防漏架、弧型防漏片、半弧型支架和半弧型弹垫对果实进行防落处理，达到侧包裹树干的目的，以适应不同直径果树和表面凹凸不平的果树，达到更好的采摘防落目的。

Description

一种果园智能化采摘运输机器人及其工作方法

技术领域

本发明涉及机器人水果采摘技术领域，尤其涉及一种果园智能化采摘运输机器人及其工作方法。

背景技术

机器人是自动执行工作的机器装置，在日新月异的时代中，机器人扮演着至关重要的协助者的位置，它可用于协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作，是现代化技术的先进体现之一，在农业种植行业中，水果的种植是其中之一，苹果等水果在果树上成熟后，需要工人进行采摘，一般的工人在进行采摘水果时，或爬上果树进行采摘，这种方式较为危险，工人不小心可能会从果树上掉落，导致受伤，或者在树下通过使用采摘架将果实从树上拉扯下来，这样的采摘方式容易使果实掉落在地上，从而摔伤，同时对果实表面或内部造成一定损伤，且砸到其他工人也容易导致受伤的情况；

在申请号为CN2018107778163的专利中公开了一种采摘机器人，其通过第一割刀和第二割刀切割果实的枝条，然后果实掉入收集网内从而实现对果实的采摘防掉落，其收集网的进果口局限于一端，当对果实进行剪切时，果实从第一割刀和第二割刀处掉落，如果误碰到果树的其他枝蔓，造成其掉落到收集网的进果口的外面，造成果实的损坏，且单个机器人单个机械手进行采摘的效率过低，如果多个机器人多个机械手采摘又会增加企业的成本，当对其进行改进时发现，由于果树的直径不同、垂直高度不同和表面凹凸不平，造成采摘机器人采摘效率过慢，导致果实易掉落到地面的问题；

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的在于通过设置多个机械手、传送斜管、提升组件、防落斗、驱动组件、辅助防落机构和收料机构相互配合实现对水果的环形采摘，然后将采摘后的水果沿防落斗内壁滑动，并通过辅助防落机构进入到传送斜管内，然后进入到收料机构内，从而解决在摘取果实时产生掉落地面后损坏水果的问题，又通过设置两个弧型防漏架和两个弧型防漏片相互配合构成防落斗从而解决了不便于环绕取果的问题，且同时解决了果树的果干的直径不一、果干表面不平与其贴合使果实不掉落到底面的问题，为了解决提出的问题，而提出的一种果园智能化采摘运输机器人及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种果园智能化采摘运输机器人，包括车体和机械手，所述车体上还设有传送斜管、提升组件、防落斗、驱动组件、辅助防落机构和收料机构，所述提升组件垂直设于车体一侧，所述防落斗设于提升组件一侧，所述驱动组件设于提升组件顶部，且驱动组件与防落斗传动连接，所述辅助防落机构抵接于防落斗底端，所述收料机构设于车体上，所述收料机构与防落斗之间通过传送斜管贯通连接，所述机械手设有多个，且机械手等距设于防落斗顶部的外端；

所述提升组件包括两个支撑柱和两个同步气缸，所述支撑柱对称设置在车体的一侧并与其固定连接，所述同步气缸固定设于支撑柱内，且同步气缸设有活塞杆，所述活塞杆顶端贯穿支撑柱内壁延伸到其外部并固定连接有动力箱，且一个动力箱设于两个活塞杆之间，所述动力箱的一侧固定设有固定块，所述固定块底端固定设有连接杆，所述连接杆与支撑柱平行，且连接杆底端固定连接有固定框，所述传送斜管贯穿固定框并与其固定连接，所述固定框底端固定连接有支撑板，所述支撑板两端与支撑柱抵接，且支撑板顶端与传送斜管抵接；

所述防落斗包括两个弧型防漏架和两个弧型防漏片，所述弧型防漏片滑动设于弧型防漏架内，两个所述弧型防漏架间隙配合，两个所述弧型防漏片间隙配合构成侧填充层，且两个弧型防漏片卡接，所述弧型防漏架设于弧型出果口，两个所述弧型出果口间隙配合构成圆型出果口，圆型出果口与传送斜管贯通连接；

所述驱动组件包括第一伺服电机、第一双向丝杆和第一连接块，所述第一伺服电机固定设置在动力箱的一侧，所述第一双向丝杆转动设置在动力箱内，且第一双向丝杆一端贯穿动力箱内壁并延伸到其外部后与第一伺服电机的输出轴固定连接，所述第一连接块对称螺纹套接于第一双向丝杆外端，所述动力箱开设有滑槽，所述第一连接块贯穿动力箱内壁并延伸到其外部后与弧型防漏架固定连接；

所述辅助防落机构包括第二伺服电机、第二双向丝杆、第二连接块、半弧型支架和半弧型弹垫，所述第二伺服电机固定设于支撑板上，所述第二双向丝杆一端与第二伺服电机的输出轴固定连接，所述第二双向丝杆的另一端通过轴承座固定设置在支撑板顶部，所述第二双向丝杆与第二连接块对称螺纹套接，且第二连接块远离第二双向丝杆的一端与半弧型支架固定连接，所述半弧型弹垫固定设于半弧型支架内端，所述半弧型弹垫中间开设有弧口，两个所述半弧型弹垫的弧口间隙配合构成贴合通道。

进一步的，所述半弧型弹垫和半弧型支架内部均为中空状，所述半弧型弹垫内设有第一滑杆和贴合弹簧，所述贴合弹簧滑动套设于第一滑杆外端，所述第一滑杆一端依次贯穿半弧型弹垫内壁和半弧型支架外壁延伸到半弧型支架内后并固定连接有防脱块，所述第一滑杆分别与半弧型弹垫内壁和半弧型支架滑动连接。

进一步的，所述半弧型支架与弧型防漏架之间设有用于驱动弧型防漏片从弧型防漏架内弹出的弹出组件，弹出组件设于半弧型支架和弧型防漏架上。

进一步的，弹出组件包括挤压块和气压杆，所述挤压块固定设于半弧型支架上端，所述气压杆一端固定设于挤压块一侧，所述气压杆另一端固定设有第一密封滑块，所述气压杆滑动连接有气压缸套，所述气压缸套固定设于弧型防漏架底部的外端，所述第一密封滑块外端抵接于气压缸套的内壁并与其滑动连接，所述弧型防漏架的底部开设有气压滑道，所述气压缸套靠近弧型防漏架的一侧贯通连接有气压连接管，所述气压连接管固定设于弧型防漏架与气压缸套上，且气压连接管一端与气压滑道贯通连接，所述气压滑道内滑动设有弧型滑杆，所述弧型滑杆一端抵接有阻尼弹簧，所述阻尼弹簧一端抵接与弧型防漏架上，所述弧型滑杆固定设于与弧型防漏片底端。

进一步的，所述弧型滑杆外端滑动套设有密封套，且密封套固定设于气压滑道内。

进一步的，所述收料机构包括收料箱、收料合页门和承接板，所述收料合页门铰接于收料箱顶部，所述承接板滑动设于收料箱内，且承接板外端与收料箱内壁抵接，所述收料箱内固定设有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴固定连接有第三双向丝杆，且第三双向丝杆转动设于收料箱内，所述第三双向丝杆对称螺纹套接有L型连接块，所述L型连接块通过转轴铰接有第一X型支撑架，所述第一X型支撑架上端铰接有第二X型支撑架，所述第二X型支撑架上端与承接板的底端铰接，所述第一X型支撑架和第二X型支撑架结构相同，所述第二X型支撑架包括第一支撑杆和第二支撑杆，所述第一支撑杆的中心部通过转轴与第二支撑杆的中心部铰接，所述承接板底端还对称抵接有辅助支撑组件，所述辅助支撑组件固定设于收料箱内。

进一步的，所述辅助支撑组件包括第三连接块和支撑缸套，所述支撑缸套固定设于第三连接块上端，所述第三连接块固定设于收料箱侧壁上，所述支撑缸套滑动连接有支撑滑杆，所述支撑滑杆外端套设有支撑弹簧，且支撑滑杆顶端固定连接有支撑块，所述支撑块顶端与承接板的底端抵接。

进一步的，一个所述弧型防漏片设有条型卡凸，另一个所述弧型防漏片设有与条型卡凸适配的卡槽，所述条型卡凸与卡槽卡接，所述条型卡凸与卡槽设于两个弧型防漏片的相对面。

进一步的，所述收料箱在靠近传送斜管的一侧开设有进果口。

该果园智能化采摘运输机器人的工作方法，具体步骤如下：

步骤一：当果实位于果树较高位置时，打开提升组件的同步气缸，同步气缸运行使活塞杆向上运动带动与其固定的动力箱和支撑板同步向上运动，动力箱和支撑板同步向上运动，从而带动防落斗、驱动组件、辅助防落机构和传送斜管向上运动，当传送斜管运行到位于收料箱的进果口处时同步气缸停止运行，防落斗、驱动组件、辅助防落机构和传送斜管均停止向上运动；

步骤二：当同步气缸停止运动时，打开驱动组件使其工作并带动防落斗的两个弧型防漏架相对运动，两个弧型防漏架相对运动后直到其抵接到树干，然后驱动辅助防落机构的第二伺服电机使其带动两个半弧型支架相对运动，两个半弧型支架相对运动后带动挤压块相对运动，挤压块相对运动后对气压杆进行挤压，使气压杆向弧型防漏架方向运动并向气压缸套内做活塞运动，从而将气压缸套的气压挤压，当气压缸套的内气压过高时，气压从气压缸套内通过气压连接管进入到气压滑道内，此时气压滑道内的气压持续性升高，从而挤压第二密封滑块向远离气压连接管的一侧运动，第二密封滑块运动后带动与其固定的弧型滑杆向远离气压连接管的一侧运动，弧型滑杆运动后带动与其固定的弧型防漏片向弧型防漏架的外运动，当第一滑杆在缸套内挤压到一定位置时，两个弧型防漏片完全从弧型防漏架内弹出并相互抵接，此时弧型防漏片和弧型防漏架共同组成用于承接水果的防落斗；

步骤三：当果树的树干的直径大小不一或外端凹凸不平时，两个半弧型支架相对运动后带动其内端的半弧型弹垫相对运动，当其抵接到树干时，使半弧型弹垫发生弹性形变并挤压其内的贴合弹簧和第一滑杆，使第一滑杆在半弧型支架内滑动并向远离树干的一侧移动，而此时在贴合弹簧的反向作用力底，半弧型弹垫始终抵接在树干的外端面，且半弧型弹垫上表面贴合在防落斗底部并将防落斗底部的漏口堵住；

步骤四：当半弧型弹垫贴合在防落斗底部后，启动机械手采摘果实将其放到防落斗内，果实沿防落斗内壁向底滚落到半弧型弹垫上，然后半弧型弹垫与地面的水平面呈倾斜状，果实从半弧型弹垫进入到传送斜管内，然后果实从传送斜管内通过进果口进入到收料机构内的收料箱内；

步骤五：当收料箱收取果实时，承接板抵接于进果口的底部，果实直接落到承接板上，且承接板远离进果口的一侧与控制进料口的一侧比较相对较低形成高度差，因此果实在落到承接板的一侧后继续向远离进果口的一侧滚落直到抵接到收料箱的侧壁，当果实铺满一层时，驱动第三伺服电机带动与其固定连接的第三双向丝杆正向旋转，第三双向丝杆正向旋转带动与其铰接的第一X型支撑架展开使其垂直高度变小，然后第一X型支撑架展开后拉动第二X型支撑架展开使其垂直高度变小，从而使承接板向底移动，从而使果实继续落在承接板上，使其在收取果实使不伤果实；

步骤六：当收料箱的果实收取好后，需要将果实从收料箱取出时，打开收料合页门，驱动第三伺服电机带动与其输出轴固定连接的第三双向丝杆反向旋转，第三双向丝杆反向旋转带动与其铰接的第一X型支撑架收缩并使其垂直高度变大，第一X型支撑架收缩带动同时第二X型支撑架收缩，使第二X型支撑架垂直高度变大，从而使承接板向上运动，然后承接板上的果实向上运动后并从收料合页门处被取出。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

(1)、本发明通过设置多个机械手、传送斜管、提升组件、防落斗、驱动组件、辅助防落机构和收料机构，在果实被机械手采摘后放置在防落斗的内侧壁上，然后果实沿防落斗内侧壁落到底部的辅助防落机构上，然后从辅助防落机构进入到传送斜管内，然后果实从传送斜管内进入到收料机构内，对果实进行防落处理和收集处理，能够多机械手从果树的环侧共同采摘同时工作，从而提高采摘的效率及速度，同时降低产品采摘后的损坏率；

(2)、本发明中通过设置弧型防漏架、弧型防漏片、半弧型支架和半弧型弹垫对果实进行防落处理，达到先侧包裹树干最后环包的目的，以适应不同直径的果树和表面凹凸不平的果树，达到更好的采摘目的；

(3)、本发明中通过设置第一滑杆和贴合弹簧使半弧型弹垫更加贴合在树干表面表面，同时对贴合弹簧对半弧型弹垫进行支撑，使其不易产生皱褶，增强其使用寿命；

(4)、本发明中通过设置第三伺服电机、第三双向丝杆、L型连接块、第一X型支撑架、第二X型支撑架和承接板，调节承接板与果实之间的高度差，从而在承接果实时保护果实。

附图说明

图1示出了根据本发明提供的机器人的结构示意图；

图2示出了根据本发明提供的提升组件的结构示意图；

图3示出了根据本发明提供的提升组件的侧面的结构示意图；

图4示出了根据本发明提供的辅助防落机构的结构示意图；

图5示出了根据本发明提供的半弧型弹垫内部的结构示意图；

图6示出了根据本发明提供的防落斗的俯视图；

图7示出了根据本发明提供的挤压块处的剖面图；

图8示出了图7的A处的局部放大图；

图9示出了图7的B处的局部放大图；

图10示出了图7的E-E处的剖面图；

图11示出了根据本发明提供的收料机构的结构示意图；

图12示出了图11的C处的局部放大图；

图13示出了图11的D处的局部放大图。

图例说明：1、车体；2、提升组件；3、防落斗；4、驱动组件；5、辅助防落机构；6、传送斜管；7、收料机构；8、机械手；201、支撑柱；202、同步气缸；203、活塞杆；204、动力箱；205、支撑板；206、固定框；207、连接杆；208、固定块；301、弧型防漏架；302、弧型防漏片；303、条型卡凸；304、弧型出果口；401、第一伺服电机；402、第一双向丝杆；403、第一连接块；501、第二伺服电机；502、第二双向丝杆；503、第二连接块；504、半弧型支架；505、半弧型弹垫；506、第一滑杆；507、贴合弹簧；508、挤压块；509、气压杆；510、第一密封滑块；511、气压缸套；512、气压连接管；513、气压滑道；514、第二密封滑块；515、弧型滑杆；516、阻尼弹簧；701、收料箱；702、收料合页门；703、第三伺服电机；704、第三双向丝杆；705、L型连接块；706、第一X型支撑架；707、第二X型支撑架；708、第一支撑杆；709、第二支撑杆；710、辅助支撑组件；711、第三连接块；712、支撑缸套；713、支撑滑杆；714、支撑弹簧；715、支撑块；716、承接板。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种果园智能化采摘运输机器人，包括车体1、机械手8、传送斜管6、提升组件2、防落斗3、驱动组件4、辅助防落机构5和收料机构7，提升组件2垂直设于车体1一侧，防落斗3设于提升组件2一侧，提升组件2用于同时升降防落斗3和辅助防落机构5，驱动组件4设于提升组件2顶部，且驱动组件4与防落斗3传动连接，驱动组件4用于驱动防漏斗运行，防漏斗用于承接机械手8摘取的果实，使果实沿防漏斗内壁运动，从而保护果实，辅助防落机构5抵接于防落斗3底端，辅助防落机构5用于贴合在防落斗3底端，防止果实从防落斗3的底部的漏口处掉落，收料机构7设于车体1上，收料机构7与防落斗3之间通过传送斜管6贯通连接，机械手8设有多个，且机械手8等距设于防落斗3顶部的外端，机械手8从位置摘取果实，放到防落斗3内，果实从防落斗3通过传送斜管6进入收料机构7，然后收料机构7对果实进行收集；

提升组件2包括两个支撑柱201和两个同步气缸202，支撑柱201对称设置在车体1的一侧并与其固定连接，同步气缸202固定设于支撑柱201内，且同步气缸202设有活塞杆203，活塞杆203顶端贯穿支撑柱201内壁延伸到其外部并固定连接有动力箱204，且一个动力箱204设于两个活塞杆203之间，动力箱204的一侧固定设有固定块208，固定块208底端固定设有连接杆207，连接杆207与支撑柱201平行，且连接杆207底端固定连接有固定框206，传送斜管6贯穿固定框206并与其固定连接，固定框206底端固定连接有支撑板205，支撑板205两端与支撑柱201抵接，且支撑板205顶端与传送斜管6抵接；

外部控制装置电性连接同步气缸202并控制其工作，同步气缸202向上驱动活塞杆203向上运动，驱动活塞杆203向上运动后带动其上的动力箱204向上运动，动力箱204向上运动后带动渔区固定的固定块208向上运动，固定块208向上运动拉动连接杆207向上运动，连接杆207向上运动带动与其固定的支撑板205向上运动，支撑柱201上设有条型突出，支撑板205上设有与之对应的卡槽，条型突出嵌入卡槽内从而保证支撑板205在支撑柱201上垂直升降的稳定性，然后支撑板205向上运动和动力箱204向上运动带动与其分别固定的辅助防落机构5和驱动组件4向上运动，驱动组件4带动与其连接的防落斗3向上运动，从而驱动防落斗3向上升降，从而驱动机械手8向上升降，从而保证摘取到较高处的果实；

防落斗3包括两个弧型防漏架301和两个弧型防漏片302，弧型防漏片302滑动设于弧型防漏架301内，两个弧型防漏架301间隙配合，两个弧型防漏片302间隙配合构成侧填充层，且两个弧型防漏片302卡接，一个弧型防漏片302设有条型卡凸303，另一个弧型防漏片302设有与条型卡凸303适配的卡槽，条型卡凸303与卡槽卡接，条型卡凸303与卡槽设于两个弧型防漏片302的相对面，弧型防漏架301设于弧型出果口304，两个弧型出果口304间隙配合构成圆型出果口，圆型出果口与传送斜管6贯通连接，两个弧型防漏架301和两个弧型防漏片302配合保证了装置的运行，弧型防漏架301和弧型防漏片302构成了一个整体的防落斗3的同时可从侧边插入树干后包裹树干；

驱动组件4包括第一伺服电机401、第一双向丝杆402和第一连接块403，第一伺服电机401固定设置在动力箱204的一侧，第一双向丝杆402转动设置在动力箱204内，且第一双向丝杆402一端贯穿动力箱204内壁并延伸到其外部后与第一伺服电机401的输出轴固定连接，第一连接块403对称螺纹套接于第一双向丝杆402外端，动力箱204开设有滑槽，第一连接块403贯穿动力箱204内壁并延伸到其外部后与弧型防漏架301固定连接，外部控制装置电性连接第一伺服电机401并控制其工作，第一伺服电机401旋转带动与其固定的第一双向丝杆402旋转，第一双向丝杆402旋转带动与其螺纹连接的两个第一连接块403相对运动，第一连接块403相对运动带动两个弧型防漏架301相对运动，两个弧型防漏架301相对运动后抵接闭合形成局部防落斗3；

辅助防落机构5包括第二伺服电机501、第二双向丝杆502、第二连接块503、半弧型支架504和半弧型弹垫505，第二伺服电机501固定设于支撑板205上，第二双向丝杆502一端与第二伺服电机501的输出轴固定连接，第二双向丝杆502的另一端通过轴承座固定设置在支撑板205顶部，第二双向丝杆502与第二连接块503对称螺纹套接，且第二连接块503远离第二双向丝杆502的一端与半弧型支架504固定连接，半弧型弹垫505固定设于半弧型支架504内端，半弧型弹垫505中间开设有弧口，两个半弧型弹垫505的弧口间隙配合构成贴合通道；

外部控制装置电性连接第二伺服电机501并控制其工作，第二伺服电机501工作其输出轴旋转带动与其固定连接的第二双向丝杆502旋转，第二双向丝杆502旋转带动与其螺纹连接的第二连接块503相对运动，且第二连接块503抵接与支撑板205顶端，且支撑板205开设有滑道，第二连接块503设有T型突出，T型突出嵌入滑道内并与其滑动连接，从而使第二连接块503相对运动增强其稳定性，当第二连接块503相对运动后带动与其固定半弧型支架504相对运动，半弧型支架504相对运动带动与其固定的半弧型弹垫505相对运动，半弧型弹垫505相对运动直到抵接到树干，贴合在树干表面；

半弧型支架504与弧型防漏架301之间设有弹出组件，弹出组件设于半弧型支架504和弧型防漏架301上，弹出组件包括挤压块508和气压杆509，挤压块508固定设于半弧型支架504上端，气压杆509一端固定设于挤压块508一侧，气压杆509另一端固定设有第一密封滑块510，气压杆509滑动连接有气压缸套511，气压缸套511固定设于弧型防漏架301底部的外端，第一密封滑块510外端抵接于气压缸套511的内壁并与其滑动连接，弧型防漏架301的底部开设有气压滑道513，气压缸套511靠近弧型防漏架301的一侧贯通连接有气压连接管512，气压连接管512固定设于弧型防漏架301与气压缸套511上，且气压连接管512一端与气压滑道513贯通连接，气压滑道513内滑动设有弧型滑杆515，弧型滑杆515外端滑动套设有密封套，且密封套固定设于气压滑道513内，弧型滑杆515一端抵接有阻尼弹簧516，阻尼弹簧516一端抵接与弧型防漏架301上，弧型滑杆515固定设于与弧型防漏片302底端；

两个半弧型支架504相对运动后带动挤压块508相对运动，挤压块508相对运动后对气压杆509进行挤压，使气压杆509向弧型防漏架301方向运动并向气压缸套511内做活塞运动，从而将气压缸套511的气压挤压，当气压缸套511的内气压过高时，气压从气压缸套511内通过气压连接管512进入到气压滑道513内，此时气压滑道513内的气压持续性升高，从而挤压第二密封滑块514向远离气压连接管512的一侧运动，第二密封滑块514运动后带动与其固定的弧型滑杆515向远离气压连接管512的一侧运动，弧型滑杆515运动后带动与其固定的弧型防漏片302向弧型防漏架301的外运动，当第一滑杆506在缸套内挤压到一定位置时，两个弧型防漏片302完全从弧型防漏架301内弹出并相互抵接，此时弧型防漏片302和弧型防漏架301共同组成用于承接水果的防落斗3；

收料机构7包括收料箱701、收料合页门702，收料箱701在靠近传送斜管6的一侧开设有进果口，收料合页门702铰接于收料箱701顶部，传送斜管6贯通连接进果口和圆型出果口，采摘后的果实从进果口进入到收料箱701内，当收料箱701装满时，对果实进行收集储存；

实施例1的工作原理：

本发明通过设置传送斜管6、提升组件2、防落斗3、驱动组件4、辅助防落机构5和收料机构7，在果实被机械手8采摘后放置在防落斗3的内侧壁上，然后果实沿防落斗3内侧壁落到底部的辅助防落机构5上，然后从辅助防落机构5进入到传送斜管6内，然后传送斜管6内进入到收料机构7内，对果实进行收集处理，通过设置弧型防漏架301、弧型防漏片302、半弧型支架504和半弧型弹垫505对果实进行防落处理，并对果实在采摘时由于直接垂直放置进行保护，同时达到侧包裹树干的目的，能够多机械手8共同采摘同时工作，从而提高采摘的效率及速度。

实施例2：

本发明在实施例1中通过半弧型弹垫505与树干抵接的方式契合树干外表，但是树干的直径大小不一与树干外表面凹凸不平，当依靠半弧型弹垫505本身材料的性质抵接树干并契合其形状时，半弧型弹垫505易产生形变且长期使用易发生皱褶，降低了半弧型弹垫505的使用寿命；

半弧型弹垫505和半弧型支架504内部均为中空状，半弧型弹垫505内设有第一滑杆506和贴合弹簧507，贴合弹簧507滑动套设于第一滑杆506外端，第一滑杆506一端依次贯穿半弧型弹垫505内壁和半弧型支架504外壁延伸到半弧型支架504内后并固定连接有防脱块，第一滑杆506分别与半弧型弹垫505内壁和半弧型支架504滑动连接；

实施例2的工作原理：

当两个半弧型弹垫505相对运动并且抵接到树干时，树干凹凸不平，使第一滑杆506向半弧型支架504内运动，同时时贴合弹簧507在半弧型弹垫505收缩产生弹性形变，然后贴合弹簧507反向作用力下使半弧型弹垫505抵接在树干表面，当半弧型弹垫505停止抵接树干时，贴合弹簧507时半弧型弹垫505张开，对半弧型弹垫505进行支撑，使其不易产生皱褶，增强其使用寿命。

实施例3：

实施例1的收料机构7通过收料箱701对果实进行收取，但是当果实从进果口进入收料箱701内，由于收料箱701的底部与进果口之间有高度差，当果实落入收料箱701底部时，易造成跌落损坏；

收料机构7还包括滑动设置在收料箱701内的承接板716，承接板716滑动设于收料箱701内，且承接板716外端与收料箱701内壁抵接，收料箱701内固定设有第三伺服电机703，第三伺服电机703的输出轴固定连接有第三双向丝杆704，且第三双向丝杆704转动设于收料箱701内，第三双向丝杆704对称螺纹套接有L型连接块705，L型连接块705通过转轴铰接有第一X型支撑架706，第一X型支撑架706上端铰接有第二X型支撑架707，第二X型支撑架707上端与承接板716的底端铰接，第一X型支撑架706和第二X型支撑架707结构相同，第二X型支撑架707包括第一支撑杆708和第二支撑杆709，第一支撑杆708的中心部通过转轴与第二支撑杆709的中心部铰接，承接板716底端还对称抵接有辅助支撑组件710，辅助支撑组件710固定设于收料箱701内；

实施例3的工作原理：

当收料箱701收取果实时，承接板716抵接于靠近进果口的底部，果实直接落到承接板716上，且承接板716远离进果口的一侧与控制进料口的一侧比较相对较低，形成高度差，因此果实在落到承接板716的一侧后继续向远离进果口的一侧滚落直到抵接到收料箱701的侧壁，当果实铺满一层时，驱动第三伺服电机703带动与其固定连接的第三双向丝杆704正向旋转，第三双向丝杆704正向旋转带动与其铰接的第一X型支撑架706展开使其垂直高度变小，然后第一X型支撑架706展开后拉动第二X型支撑架707展开使其垂直高度变小，从而使承接板716向底移动，从而使果实继续落在承接板716上，使其在收取果实使不伤果实，当收料箱701的果实收取好后，需要将果实从收料箱701取出时，打开收料合页门702，驱动第三伺服电机703带动与其输出轴固定连接的第三双向丝杆704反向旋转，第三双向丝杆704反向旋转带动与其铰接的第一X型支撑架706收缩并使其垂直高度变大，第一X型支撑架706收缩带动同时第二X型支撑架707收缩，使第二X型支撑架707垂直高度变大，从而使承接板716向上运动，然后承接板716上的果实向上运动后并从收料合页门702处被取出，通过设置第三伺服电机703、第三双向丝杆704、L型连接块705、第一X型支撑架706、第二X型支撑架707和承接板716，调节承接板716高度，调节果实落入收料箱701内与承接板716之间的高度差，保证果实的完好度。

实施例4：

实施例3提出了通过调节承接板716高度的方法对果实进行收集保护，但是当果实持续性进入到收料箱701，承接板716需要不断下降并承重，由于承接板716只有第二X型支撑架707对其进行支撑，承接板716在高重量下稳定性变差，同时当承接板716超重时，易造成其底部的第二X型支撑架707和第一X型支撑架706的损坏；

辅助支撑组件710包括第三连接块711和支撑缸套712，支撑缸套712固定设于第三连接块711上端，第三连接块711固定设于收料箱701侧壁上，支撑缸套712滑动连接有支撑滑杆713，支撑滑杆713外端套设有支撑弹簧714，且支撑滑杆713顶端固定连接有支撑块715，支撑块715顶端与承接板716的底端抵接；

实施例4的工作原理：

当承接板716承接果实抵接到支撑块715顶端时，支撑块715在支撑弹簧714的反向作用力下对承接板716两侧进行支撑，从而增强承接板716的稳定性与平衡性，加强承接板716的承重能力。

结合实施例1-实施例4，该果园智能化采摘运输机器人的工作原理是：使用时，当果实位于果树较高位置时，打开提升组件2的同步气缸202，同步气缸202运行使活塞杆203向上运动带动与其固定的动力箱204和支撑板205同步向上运动，动力箱204和支撑板205同步向上运动，从而带动防落斗3、驱动组件4、辅助防落机构5和传送斜管6向上运动，当传送斜管6运行到位于收料箱701的进果口处时同步气缸202停止运行，防落斗3、驱动组件4、辅助防落机构5和传送斜管6均停止向上运动；

当同步气缸202停止运动后，打开驱动组件4使其工作并带动防落斗3的两个弧型防漏架301相对运动，两个弧型防漏架301相对运动后直到其抵接到树干，然后驱动辅助防落机构5的第二伺服电机501使其带动两个半弧型支架504相对运动，两个半弧型支架504相对运动后带动挤压块508相对运动，挤压块508相对运动后对气压杆509进行挤压，使气压杆509向弧型防漏架301方向运动并向气压缸套511内做活塞运动，从而将气压缸套511的气压挤压，当气压缸套511的内气压过高时，气压从气压缸套511内通过气压连接管512进入到气压滑道513内，此时气压滑道513内的气压持续性升高，从而挤压第二密封滑块514向远离气压连接管512的一侧运动，第二密封滑块514运动后带动与其固定的弧型滑杆515向远离气压连接管512的一侧运动，弧型滑杆515运动后带动与其固定的弧型防漏片302向弧型防漏架301的外运动，当第一滑杆506在缸套内挤压到一定位置时，两个弧型防漏片302完全从弧型防漏架301内弹出并相互抵接，此时弧型防漏片302和弧型防漏架301共同组成用于承接水果的防落斗3；

当果树的树干的直径大小不一或外端凹凸不平时，两个半弧型支架504相对运动后带动其内端的半弧型弹垫505相对运动，当其抵接到树干时，使半弧型弹垫505发生弹性形变并挤压其内的贴合弹簧507和第一滑杆506，使第一滑杆506在半弧型支架504内滑动并向远离树干的一侧移动，而此时在贴合弹簧507的反向作用力底，半弧型弹垫505始终抵接在树干的外端面，且半弧型弹垫505上表面贴合在防落斗3底部并将防落斗3底部的漏口堵住；

当半弧型弹垫505贴合在防落斗3底部后，启动机械手8采摘果实将其放到防落斗3内，果实沿防落斗3内壁向底滚落到半弧型弹垫505上，然后半弧型弹垫505与地面的水平面呈倾斜状，果实从半弧型弹垫505进入到传送斜管6内，然后果实从传送斜管6内通过进果口进入到收料机构7内的收料箱701内；

当收料箱701收取果实时，承接板716抵接于进果口的底部，果实直接落到承接板716上，且承接板716远离进果口的一侧与控制进料口的一侧比较相对较低形成高度差，因此果实在落到承接板716的一侧后继续向远离进果口的一侧滚落直到抵接到收料箱701的侧壁，当果实铺满一层时，驱动第三伺服电机703带动与其固定连接的第三双向丝杆704正向旋转，第三双向丝杆704正向旋转带动与其铰接的第一X型支撑架706展开使其垂直高度变小，然后第一X型支撑架706展开后拉动第二X型支撑架707展开使其垂直高度变小，从而使承接板716向底移动，从而使果实继续落在承接板716上，使其在收取果实使不伤果实；

当收料箱701的果实收取好后，需要将果实从收料箱701取出时，打开收料合页门702，驱动第三伺服电机703带动与其输出轴固定连接的第三双向丝杆704反向旋转，第三双向丝杆704反向旋转带动与其铰接的第一X型支撑架706收缩并使其垂直高度变大，第一X型支撑架706收缩带动同时第二X型支撑架707收缩，使第二X型支撑架707垂直高度变大，从而使承接板716向上运动，然后承接板716上的果实向上运动后并从收料合页门702处被取出。

以上，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 (10)

1.一种果园智能化采摘运输机器人，包括车体(1)和机械手(8)，其特征在于，所述车体(1)上还设有传送斜管(6)、提升组件(2)、防落斗(3)、驱动组件(4)、辅助防落机构(5)和收料机构(7)，所述提升组件(2)垂直设于车体(1)一侧，所述防落斗(3)设于提升组件(2)一侧，所述驱动组件(4)设于提升组件(2)顶部，且驱动组件(4)与防落斗(3)传动连接，所述辅助防落机构(5)抵接于防落斗(3)底端，所述收料机构(7)设于车体(1)上，所述收料机构(7)与防落斗(3)之间通过传送斜管(6)贯通连接，所述机械手(8)设有多个，且机械手(8)等距设于防落斗(3)顶部的外端；

所述提升组件(2)包括两个支撑柱(201)和两个同步气缸(202)，所述支撑柱(201)对称设置在车体(1)的一侧并与其固定连接，所述同步气缸(202)固定设于支撑柱(201)内，且同步气缸(202)设有活塞杆(203)，所述活塞杆(203)顶端贯穿支撑柱(201)内壁延伸到其外部并固定连接有动力箱(204)，且一个动力箱(204)设于两个活塞杆(203)之间，所述动力箱(204)的一侧固定设有固定块(208)，所述固定块(208)底端固定设有连接杆(207)，所述连接杆(207)与支撑柱(201)平行，且连接杆(207)底端固定连接有固定框(206)，所述传送斜管(6)贯穿固定框(206)并与其固定连接，所述固定框(206)底端固定连接有支撑板(205)，所述支撑板(205)两端与支撑柱(201)抵接，且支撑板(205)顶端与传送斜管(6)抵接；

所述防落斗(3)包括两个弧型防漏架(301)和两个弧型防漏片(302)，所述弧型防漏片(302)滑动设于弧型防漏架(301)内，两个所述弧型防漏架(301)间隙配合，两个所述弧型防漏片(302)间隙配合构成侧填充层，且两个弧型防漏片(302)卡接，所述弧型防漏架(301)设于弧型出果口(304)，两个所述弧型出果口(304)间隙配合构成圆型出果口，圆型出果口与传送斜管(6)贯通连接；

所述驱动组件(4)包括第一伺服电机(401)、第一双向丝杆(402)和第一连接块(403)，所述第一伺服电机(401)固定设置在动力箱(204)的一侧，所述第一双向丝杆(402)转动设置在动力箱(204)内，且第一双向丝杆(402)一端贯穿动力箱(204)内壁并延伸到其外部后与第一伺服电机(401)的输出轴固定连接，所述第一连接块(403)对称螺纹套接于第一双向丝杆(402)外端，所述动力箱(204)开设有滑槽，所述第一连接块(403)贯穿动力箱(204)内壁并延伸到其外部后与弧型防漏架(301)固定连接；

所述辅助防落机构(5)包括第二伺服电机(501)、第二双向丝杆(502)、第二连接块(503)、半弧型支架(504)和半弧型弹垫(505)，所述第二伺服电机(501)固定设于支撑板(205)上，所述第二双向丝杆(502)一端与第二伺服电机(501)的输出轴固定连接，所述第二双向丝杆(502)的另一端通过轴承座固定设置在支撑板(205)顶部，所述第二双向丝杆(502)与第二连接块(503)对称螺纹套接，且第二连接块(503)远离第二双向丝杆(502)的一端与半弧型支架(504)固定连接，所述半弧型弹垫(505)固定设于半弧型支架(504)内端，所述半弧型弹垫(505)中间开设有弧口，两个所述半弧型弹垫(505)的弧口间隙配合构成贴合通道。

2.根据权利要求1所述的一种果园智能化采摘运输机器人，其特征在于，所述半弧型弹垫(505)和半弧型支架(504)内部均为中空状，所述半弧型弹垫(505)内设有第一滑杆(506)和贴合弹簧(507)，所述贴合弹簧(507)滑动套设于第一滑杆(506)外端，所述第一滑杆(506)一端依次贯穿半弧型弹垫(505)内壁和半弧型支架(504)外壁延伸到半弧型支架(504)内后并固定连接有防脱块，所述第一滑杆(506)分别与半弧型弹垫(505)内壁和半弧型支架(504)滑动连接。

3.根据权利要求1所述的一种果园智能化采摘运输机器人，其特征在于，所述半弧型支架(504)与弧型防漏架(301)之间设有用于驱动弧型防漏片(302)从弧型防漏架(301)内弹出的弹出组件，弹出组件设于半弧型支架(504)和弧型防漏架(301)上。

4.根据权利要求3所述的一种果园智能化采摘运输机器人，其特征在于，弹出组件包括挤压块(508)和气压杆(509)，所述挤压块(508)固定设于半弧型支架(504)上端，所述气压杆(509)一端固定设于挤压块(508)一侧，所述气压杆(509)另一端固定设有第一密封滑块(510)，所述气压杆(509)滑动连接有气压缸套(511)，所述气压缸套(511)固定设于弧型防漏架(301)底部的外端，所述第一密封滑块(510)外端抵接于气压缸套(511)的内壁并与其滑动连接，所述弧型防漏架(301)的底部开设有气压滑道(513)，所述气压缸套(511)靠近弧型防漏架(301)的一侧贯通连接有气压连接管(512)，所述气压连接管(512)固定设于弧型防漏架(301)与气压缸套(511)上，且气压连接管(512)一端与气压滑道(513)贯通连接，所述气压滑道(513)内滑动设有弧型滑杆(515)，所述弧型滑杆(515)一端抵接有阻尼弹簧(516)，所述阻尼弹簧(516)一端抵接与弧型防漏架(301)上，所述弧型滑杆(515)固定设于与弧型防漏片(302)底端。

5.根据权利要求4所述的一种果园智能化采摘运输机器人，其特征在于，所述弧型滑杆(515)外端滑动套设有密封套，且密封套固定设于气压滑道(513)内。

6.根据权利要求4所述的一种果园智能化采摘运输机器人，其特征在于，所述收料机构(7)包括收料箱(701)、收料合页门(702)和承接板(716)，所述收料合页门(702)铰接于收料箱(701)顶部，所述承接板(716)滑动设于收料箱(701)内，且承接板(716)外端与收料箱(701)内壁抵接，所述收料箱(701)内固定设有第三伺服电机(703)，所述第三伺服电机(703)的输出轴固定连接有第三双向丝杆(704)，且第三双向丝杆(704)转动设于收料箱(701)内，所述第三双向丝杆(704)对称螺纹套接有L型连接块(705)，所述L型连接块(705)通过转轴铰接有第一X型支撑架(706)，所述第一X型支撑架(706)上端铰接有第二X型支撑架(707)，所述第二X型支撑架(707)上端与承接板(716)的底端铰接，所述第一X型支撑架(706)和第二X型支撑架(707)结构相同，所述第二X型支撑架(707)包括第一支撑杆(708)和第二支撑杆(709)，所述第一支撑杆(708)的中心部通过转轴与第二支撑杆(709)的中心部铰接，所述承接板(716)底端还对称抵接有辅助支撑组件(710)，所述辅助支撑组件(710)固定设于收料箱(701)内。

7.根据权利要求6所述的一种果园智能化采摘运输机器人，其特征在于，所述辅助支撑组件(710)包括第三连接块(711)和支撑缸套(712)，所述支撑缸套(712)固定设于第三连接块(711)上端，所述第三连接块(711)固定设于收料箱(701)侧壁上，所述支撑缸套(712)滑动连接有支撑滑杆(713)，所述支撑滑杆(713)外端套设有支撑弹簧(714)，且支撑滑杆(713)顶端固定连接有支撑块(715)，所述支撑块(715)顶端与承接板(716)的底端抵接。

8.根据权利要求1所述的一种果园智能化采摘运输机器人，其特征在于，一个所述弧型防漏片(302)设有条型卡凸(303)，另一个所述弧型防漏片(302)设有与条型卡凸(303)适配的卡槽，所述条型卡凸(303)与卡槽卡接，所述条型卡凸(303)与卡槽设于两个弧型防漏片(302)的相对面。

9.根据权利要求6所述的一种果园智能化采摘运输机器人，其特征在于，所述收料箱(701)在靠近传送斜管(6)的一侧开设有进果口。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种果园智能化采摘运输机器人的工作方法，其特征在于，该果园智能化采摘运输机器人的工作方法为：

步骤一：当果实位于果树较高位置时，打开提升组件(2)的同步气缸(202)，同步气缸(202)运行使活塞杆(203)向上运动带动与其固定的动力箱(204)和支撑板(205)同步向上运动，动力箱(204)和支撑板(205)同步向上运动，从而带动防落斗(3)、驱动组件(4)、辅助防落机构(5)和传送斜管(6)向上运动，当传送斜管(6)运行到位于收料箱(701)的进果口处时同步气缸(202)停止运行，防落斗(3)、驱动组件(4)、辅助防落机构(5)和传送斜管(6)均停止向上运动；

步骤二：当同步气缸(202)停止运动时，打开驱动组件(4)使其工作并带动防落斗(3)的两个弧型防漏架(301)相对运动，两个弧型防漏架(301)相对运动后直到其抵接到树干，然后驱动辅助防落机构(5)的第二伺服电机(501)使其带动两个半弧型支架(504)相对运动，两个半弧型支架(504)相对运动后带动挤压块(508)相对运动，挤压块(508)相对运动后对气压杆(509)进行挤压，使气压杆(509)向弧型防漏架(301)方向运动并向气压缸套(511)内做活塞运动，从而将气压缸套(511)的气压挤压，当气压缸套(511)的内气压过高时，气压从气压缸套(511)内通过气压连接管(512)进入到气压滑道(513)内，此时气压滑道(513)内的气压持续性升高，从而挤压第二密封滑块(514)向远离气压连接管(512)的一侧运动，第二密封滑块(514)运动后带动与其固定的弧型滑杆(515)向远离气压连接管(512)的一侧运动，弧型滑杆(515)运动后带动与其固定的弧型防漏片(302)向弧型防漏架(301)的外运动，当第一滑杆(506)在缸套内挤压到一定位置时，两个弧型防漏片(302)完全从弧型防漏架(301)内弹出并相互抵接，此时弧型防漏片(302)和弧型防漏架(301)共同组成用于承接水果的防落斗(3)；

步骤三：当果树的树干的直径大小不一或外端凹凸不平时，两个半弧型支架(504)相对运动后带动其内端的半弧型弹垫(505)相对运动，当其抵接到树干时，使半弧型弹垫(505)发生弹性形变并挤压其内的贴合弹簧(507)和第一滑杆(506)，使第一滑杆(506)在半弧型支架(504)内滑动并向远离树干的一侧移动，而此时在贴合弹簧(507)的反向作用力底，半弧型弹垫(505)始终抵接在树干的外端面，且半弧型弹垫(505)上表面贴合在防落斗(3)底部并将防落斗(3)底部的漏口堵住；

步骤四：当半弧型弹垫(505)贴合在防落斗(3)底部后，启动机械手(8)采摘果实将其放到防落斗(3)内，果实沿防落斗(3)内壁向底滚落到半弧型弹垫(505)上，然后半弧型弹垫(505)与地面的水平面呈倾斜状，果实从半弧型弹垫(505)进入到传送斜管(6)内，然后果实从传送斜管(6)内通过进果口进入到收料机构(7)内的收料箱(701)内；

步骤五：当收料箱(701)收取果实时，承接板(716)抵接于进果口的底部，果实直接落到承接板(716)上，且承接板(716)远离进果口的一侧与控制进料口的一侧比较相对较低形成高度差，因此果实在落到承接板(716)的一侧后继续向远离进果口的一侧滚落直到抵接到收料箱(701)的侧壁，当果实铺满一层时，驱动第三伺服电机(703)带动与其固定连接的第三双向丝杆(704)正向旋转，第三双向丝杆(704)正向旋转带动与其铰接的第一X型支撑架(706)展开使其垂直高度变小，然后第一X型支撑架(706)展开后拉动第二X型支撑架(707)展开使其垂直高度变小，从而使承接板(716)向底移动，从而使果实继续落在承接板(716)上，使其在收取果实使不伤果实；

步骤六：当收料箱(701)的果实收取好后，需要将果实从收料箱(701)取出时，打开收料合页门(702)，驱动第三伺服电机(703)带动与其输出轴固定连接的第三双向丝杆(704)反向旋转，第三双向丝杆(704)反向旋转带动与其铰接的第一X型支撑架(706)收缩并使其垂直高度变大，第一X型支撑架(706)收缩带动同时第二X型支撑架(707)收缩，使第二X型支撑架(707)垂直高度变大，从而使承接板(716)向上运动，然后承接板(716)上的果实向上运动后并从收料合页门(702)处被取出。

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