CN113853944A - 自走式山楂采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于工业机械装置技术领域，具体涉及一种自走式山楂采摘装置；包括机械手，传送斜带，缓冲网，传输管道，筛选滚筒，筛选滚筒电机，传送斜带电机、麦克纳姆轮，收集箱和采摘装置框架；其中机械手设置在采摘装置框架前端，传送斜带设置在采摘装置框架左端，并位于机械手下方，缓冲网设置在传送斜带后端底部，并通过传输管道与固定在采摘装置框架内部的筛选滚筒连通，收集箱位于筛选滚筒下方，且收集箱侧壁上设有红外传感器；采摘装置框架底部设有麦克纳姆轮；本发明能够适应各类地形，完全自主工作，该装置摆脱了原先山楂采摘装置对人力的依赖的缺陷，能够做到自主寻路，剥除多于遮挡，准确采摘且可筛选山楂果实大小。

Description

自走式山楂采摘装置

技术领域

本发明属于工业机械装置技术领域，具体涉及一种自走式山楂采摘装置。

背景技术

随着科技的发展，人工采摘和现代化产业越来越不相适应，而现在农业山楂采摘的缺陷在于：山楂的数量多，工作量大，山楂树的高度限制了采摘。为提高山楂采摘的效率，自走式山楂采摘装置应运而生。

山楂果实的特点是呈团簇状，果实的个头小，采摘器体积大不容易插入密密麻麻的树枝之间进行采摘、梳子齿经常刮下叶子，而且方向很难对准山楂，且采摘到的山楂果实大小各异，难分离，并且现有的山楂采摘装置都需要人工辅助，费时费力。

发明内容

为克服上述不足，本发明提供一种自走式山楂采摘装置，是一种适应各类地形，完全自主工作的独立式山楂采摘装置，该装置摆脱了原先山楂采摘装置对人力的依赖的缺陷，能够做到自主寻路，剥除多于遮挡，准确采摘且可筛选山楂果实大小。

一种自走式山楂采摘装置，包括机械手1，传送斜带2，缓冲网3，传输管道4，筛选滚筒5，筛选滚筒电机6，传送斜带电机7、麦克纳姆轮8，收集箱9和采摘装置框架10；

其中所述机械手1包括枝叶剥除杆11、摄像头13、机械手后侧挡板14、机械手壳体15 和机械爪机构16，其中传送斜带2设置在采摘装置框架10的左端，且其顶端通过传送轴框架23连接在采摘装置框架10后端顶部，底端连接在固定于采摘装置框架10前端底部的传送斜带电机7的传动轴上；机械手壳体15底部前端固定在采摘装置框架10前端，所述机械爪机构16包括外壳166、底板161、控制板162、第一舵机163、机械爪电机164、第二舵机165、摄像头13、机械爪12和传动机构，其中外壳166固定在底板161上，第一舵机163 固定在外壳166内部的底板161上，且第一舵机163一端的转轴穿过外壳166连接在固定于机械手壳体15一侧上方的竖直连接板17上，第一舵机163另一端穿过外壳166活动连接在固定于机械手壳体15另一侧上方的竖直连接板17上，控制板162、摄像头13、机械爪电机 164、第二舵机165和机械爪12从后往前依次设置在第一舵机163前端的底板161上；机械爪电机164的转轴与设置在底板161上的传动机构连接；

所述机械手壳体15前端以及侧面分别设有枝叶剥除杆11，其中机械手壳体15前端的枝叶剥除杆11与机械手壳体15内部的前端剥除杆舵机111的转轴连接，受前端剥除杆舵机 111驱动旋转，设置在机械手壳体15侧面的枝叶剥除杆11与设置在机械手壳体15内部两侧的后端剥除杆舵机112转轴连接，受后端剥除杆舵机112驱动旋转；

机械手壳体15的左右两端向后方延伸形成机械手后侧挡板14，且机械手后侧挡板14位于传送斜带2上方；所述机械爪12包括上底座125、下底座126、第一关节齿轮片121、第二关节连接片122、第三关节限制片123及橡胶夹124，其中固定在一起的上底座125和下底座126均设置在外壳166外部前端，且下底座126后端端部固定在传动机构上，上底座 125上方设置有相互齿合的第一关节齿轮片121，第二舵机165穿入上底座125和下底座126 内，且其转轴通过轴承连接在第一关节齿轮片121内，能够驱动第一关节齿轮片121转动，第一关节齿轮片121前端通过转轴连接在第二关节连接片122一端，第二关节连接片122另一端底部通过转轴与第三关节限制片123一端连接，第三关节限制片123另一端通过转轴连接在下底座126上，第二关节连接片122另一端顶部通过转轴与橡胶夹124后端连接；

机械手壳体15前端设有通孔，机械爪12位于该通孔上方，能够承接从机械爪12掉落的果实，且该通孔下方位于传送斜带2底部上方；

缓冲网3通过缓冲网框架31固定在采摘装置框架10后端，并位于传送轴框架23和传送斜带2下方，且缓冲网框架31右侧与固定在采摘装置框架10后端的直线电机32的驱动轴连接；缓冲网3的出口通过传输管道4与固定在采摘装置框架10内部的筛选滚筒5内部连通，筛选滚筒5前端与固定在采摘装置框架10前端右侧的筛选滚筒电机6的转轴连接，受电机6驱动旋转，筛选滚筒5内壁设有螺旋导轨；

所述筛选滚筒5包括前、中、后三段，其中前、中、后三段上的果实出口依次减小；

收集箱9放置在采摘装置框架10底板上，并位于筛选滚筒5下方，能够承接从筛选滚筒5掉落的果实，且收集箱9侧壁上设有红外传感器；

采摘装置框架10底部的四角处分别设有一个麦克纳姆轮8，麦克纳姆轮8的转轴通过联轴器与固定在采摘装置框架10底部对应的一个轮驱动电机的传动轴连接，分别由对应的轮驱动电机驱动旋转；

所述筛选滚筒电机6、传送斜带电机7、摄像头13、第一舵机163、机械爪电机164、第二舵机165、前端剥除杆舵机111、后端剥除杆舵机112、直线电机32、红外传感器和轮驱动电机均通过信号与控制板162无线连接。

所述传动机构包括主动齿轮18、从动齿轮19和锯齿导轨20，其中主动齿轮18和从动齿轮19分别通过固定座连接在底板161上，且机械爪电机164的转轴套置在主动齿轮18内，能够驱动主动齿轮18转动，锯齿导轨20由各固定座承托，并与主动齿轮18和从动齿轮19配合连接，且锯齿导轨20前端端部固定在下底座126后端端部。

所述筛选滚筒5的前壁和第一支撑之间、第一支撑和第二支撑之间以及第二支撑和后壁之间依次构成筛选滚筒5的前、中、后三段，且前壁和第一支撑之间、第一支撑和第二支撑之间以及第二支撑和后壁之间分别通过第一条形杆、第二条形杆和第三条形杆连接，其中第一条形杆、第二条形杆和第三条形杆分别均匀布置在前壁和第一支撑之间、第一支撑和第二支撑之间以及第二支撑和后壁之间，且第一条形杆间的间隔、第二条形杆间的间隔和第三条形杆间的间隔作为果实出口。

所述收集箱9分为三个隔断，三个隔断分别对应筛选滚筒5的前、中、后三段，能够分别承接从筛选滚筒5的前、中、后三段落下的果实。

所述传送斜带2包括传送带、上方传送轴21和下方传送轴22，其中传送带的顶端套置在上方传送轴21外，传送带底端套置在下方传送轴22外，上方传送轴21两端分别通过轴承连接在固定于采摘装置框架10后端顶部的传送轴框架23上，下方传送轴22一端连接在固定于采摘装置框架10前端底部的传送斜带电机7的传动轴上，另一端通过转轴连接在采摘装置框架10左侧。

所述传送斜带2上设有多个长条隔板。

所述机械手壳体15侧面的下端枝叶剥除杆11通过连接件固定在机械手壳体15上。

本发明的有益效果：

本发明结构简单，操作方便，且为自主行动，采摘，无需人力，工作效率高，成本低，另外使用电驱动的方式减小空气污染和噪音污染，可在多种地形灵活移动，能够准确，高效完成山楂采摘的任务，或与之相近作物的采摘与分离。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图。

图2是本发明装置机械手的结构示意图。

图3是本发明装置机械爪的结构示意图。

图4是本发明装置传送装置的结构示意图。

图5是本发明装置缓冲装置的结构示意图。

图6是本发明装置筛选装置的结构示意图。

图7是本发明装置筛选滚筒的结构示意图。

图8是本发明装置机械手的结构示意图(隐藏部分壳体)。

图9是本发明装置机械爪细节的结构示意图。

图10是本发明图9的部分放大结构示意图。

图11是本发明机械爪电机的连接示意图。

其中：机械手1、传送斜带2、上方传送轴21、下方传送轴22、传送轴框架23、缓冲网3、缓冲网框架31、直线电机32、传输管道4、筛选滚筒5、筛选滚筒电机6、传送斜带电机7、麦克纳姆轮8、收集箱9、采摘装置框架10、枝叶剥除杆11、前端剥除杆舵机111、后端剥除杆舵机112、机械爪12、第一关节齿轮片121、第二关节连接片122、第三关节限制片123、橡胶夹124、上底座125、下底座126、摄像头13、机械手后侧挡板14、机械手壳体15、机械爪机构16、底板161、控制板162、第一舵机163、机械爪电机164、第二舵机165、外壳166竖直连接板17、主动齿轮18、从动齿轮19和锯齿导轨20。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步描述：

实施例1

如图1所示，一种自走式山楂采摘装置，包括机械手1，传送斜带2，缓冲网3，传输管道4，筛选滚筒5，筛选滚筒电机6，传送斜带电机7、麦克纳姆轮8，收集箱9和采摘装置框架10；

如图2、图4、图5和图6所示，其中所述机械手1包括枝叶剥除杆11、摄像头13、机械手后侧挡板14、机械手壳体15和机械爪机构16，其中传送斜带2设置在采摘装置框架 10的左端，且其顶端通过传送轴框架23连接在采摘装置框架10后端顶部，底端连接在固定于采摘装置框架10前端底部的传送斜带电机7的传动轴上，受传送斜带电机7驱动旋转；机械手壳体15底部前端固定在采摘装置框架10前端，如图8、图9和图10所示，所述机械爪机构16包括外壳166、底板161、控制板162、第一舵机163、机械爪电机164、第二舵机165、摄像头13、机械爪12和传动机构，其中外壳166固定在底板161上，第一舵机 163固定在外壳166内部的底板161上，且第一舵机163一端的转轴穿过外壳166连接在固定于机械手壳体15一侧上方的竖直连接板17上，第一舵机163另一端穿过外壳166活动连接在固定于机械手壳体15另一侧上方的竖直连接板17上，控制板162、摄像头13、机械爪电机164、第二舵机165和机械爪12从后往前依次设置在第一舵机163前端的底板161上；机械爪电机164的转轴与设置在底板161上的传动机构连接，能够控制传动机构运动；

这里采用大扭矩的第一舵机163，可提供60kg的扭力。或采用数字舵机，扭力可达380kg。第一舵机163需要负担的重量：第一舵机163本身，机械爪电机164，第二舵机165，前端的机械爪12，上部的摄像头13，控制板162以及机械爪壳体和抓取的果实，有足够的扭力负担。

机械爪壳体内的底板161上有控制板162，控制板162控制第一舵机163开启和关闭，使底板161带动机械爪壳体及内部的部件上下移动。

所述机械手壳体15前端以及侧面分别设有枝叶剥除杆11，其中机械手壳体15前端的枝叶剥除杆11与机械手壳体15内部的前端剥除杆舵机111的转轴连接，受前端剥除杆舵机 111驱动旋转，设置在机械手壳体15侧面的枝叶剥除杆11与设置在前端剥除杆舵机111后端的机械手壳体15内部两侧的后端剥除杆舵机112转轴连接，受后端剥除杆舵机112驱动旋转；

如图3所示，机械手壳体15的左右两端向后方延伸形成机械手后侧挡板14，且机械手后侧挡板14位于传送斜带2上方；所述机械爪12包括上底座125、下底座126、第一关节齿轮片121、第二关节连接片122、第三关节限制片123及橡胶夹124，其中固定在一起的上底座125和下底座126均设置在外壳166外部前端，上底座125固定在下底座126上，且下底座126后端端部固定在传动机构穿出外壳166上，上底座125上方相对设置有相互齿合的第一关节齿轮片121，第二舵机165穿入上底座125和下底座126内，且其转轴通过轴承连接在第一关节齿轮片121内，能够驱动第一关节齿轮片121转动，第一关节齿轮片121前端通过转轴连接在第二关节连接片122一端，第二关节连接片122另一端底部通过转轴与第三关节限制片123一端连接，第三关节限制片123另一端通过转轴连接在下底座126上，第二关节连接片122另一端顶部通过转轴与橡胶夹124后端连接；

第二关节连接片122、第三关节限制片123及橡胶夹124均是受第一关节齿轮片121带动而开合；

机械手壳体15前端设有通孔，机械爪12位于该通孔上方，能够承接从机械爪12掉落的果实，且该通孔下方位于传送斜带2底部上方；

缓冲网3通过缓冲网框架31固定在采摘装置框架10后端，并位于传送轴框架23和传送斜带2下方，且缓冲网框架31右侧通过连接件与固定在采摘装置框架10后端的直线电机 32的驱动轴连接，使缓冲网框架31抖动带动缓冲网3抖动，避免堵塞；缓冲网3的出口通过传输管道4与固定在采摘装置框架10内部的筛选滚筒5内部连通，且传输管道4活动连接在筛选滚筒5端部的后壁上，使筛选滚筒5在滚动的过程中不会带动传输管道4，筛选滚筒5前端与固定在采摘装置框架10前端右侧的筛选滚筒电机6的转轴连接，受电机6驱动旋转，筛选滚筒5内壁设有螺旋导轨；推动果实向前滚动；

所述筛选滚筒5包括前、中、后三段，其中前、中、后三段上的果实出口依次减小，用来区分果实大小；

收集箱9放置在采摘装置框架10底板上，并位于筛选滚筒5下方，能够承接从筛选滚筒5掉落的果实，且收集箱9侧壁上设有红外传感器；

采摘装置框架10底部的四角处分别设有一个麦克纳姆轮8，麦克纳姆轮8的转轴通过联轴器与固定在采摘装置框架10底部对应的一个轮驱动电机的传动轴连接，分别由对应的轮驱动电机驱动旋转；

所述筛选滚筒电机6、传送斜带电机7、摄像头13、第一舵机163、机械爪电机164、第二舵机165、前端剥除杆舵机111、后端剥除杆舵机112、直线电机32、红外传感器和轮驱动电机均通过信号与控制板162无线连接。

如图11所示，所述传动机构包括主动齿轮18、从动齿轮19和锯齿导轨20，其中主动齿轮18和从动齿轮19分别通过固定座连接在底板161上，且机械爪电机164的转轴套置在主动齿轮18内，能够驱动主动齿轮18转动，锯齿导轨20由各固定座承托，并与主动齿轮 18和从动齿轮19配合连接，且锯齿导轨20前端端部固定在下底座126后端端部。

如图6和图7所示，所述筛选滚筒5的前壁和第一支撑之间、第一支撑和第二支撑之间以及第二支撑和后壁之间依次构成筛选滚筒5的前、中、后三段，且前壁和第一支撑之间、第一支撑和第二支撑之间以及第二支撑和后壁之间分别通过第一条形杆、第二条形杆和第三条形杆连接，其中第一条形杆、第二条形杆和第三条形杆分别均匀布置在前壁和第一支撑之间、第一支撑和第二支撑之间以及第二支撑和后壁之间，且第一条形杆间的间隔、第二条形杆间的间隔和第三条形杆间的间隔作为果实出口。

所述收集箱9分为三个隔断，三个隔断分别对应筛选滚筒5的前、中、后三段，能够分别承接从筛选滚筒5的前、中、后三段落下的果实。

所述传送斜带2包括传送带、上方传送轴21和下方传送轴22，其中传送带的顶端套置在上方传送轴21外，传送带底端套置在下方传送轴22外，上方传送轴21两端分别通过轴承连接在固定于采摘装置框架10后端顶部的传送轴框架23上，下方传送轴22一端连接在固定于采摘装置框架10前端底部的传送斜带电机7的传动轴上，受传送斜带电机7驱动旋转，另一端通过转轴连接在采摘装置框架10左侧。

所述传送斜带2上设有多个长条隔板。

所述机械手壳体15侧面的下端枝叶剥除杆11通过连接件固定在机械手壳体15上。

实施例2

其中机械手1通过下端枝叶剥除杆11的电机及储能电池外壳直接固定在采摘装置框架 10左前侧方，机械手后侧挡板14位于传送斜带2上方，且高于传送斜带2；

传送斜带2由上方传送轴21和下方传送轴22支撑而斜立，传送斜带2上固定有若干细长条隔板，上方传送轴21与传送轴框架23间为轴承连接，传送轴框架23在采摘装置右前侧上端，直接与采摘装置框架10相连，下方传送轴22与传送斜带电机7相连，传送斜带电机7通过螺丝固定于采摘装置框架10上；

缓冲网3悬挂于缓冲网框架31下方，缓冲网框架31在采摘装置右前侧上端，直接与采摘装置框架10相连，高度略低于传送斜带2顶部和传送轴框架23，缓冲网框架31右侧通过连接件固定一直线电机32；

缓冲网3下部直连一传输管道4与筛选滚筒5相连接；

筛选滚筒5通过支撑固定于采摘装置中部，后端与传输管道4相连接，前端为筛选滚筒所用电机6，筛选滚筒5内部有一随滚筒壁从左至右的圆形导轨，筛选滚筒的电机6通过螺丝固定于采摘装置框架10上；

收集箱9通过支撑固定在筛选滚筒5下，三级隔间与筛选滚筒5三级筛网相对应，通过链链固定采摘装置框架10相连，箱壁上固定一红外传感器；

四个麦克纳姆轮8及其对应电机通过分别固定于采摘装置下部四个角，通过联轴器连在一起；

机械手1详述：四个枝叶剥除杆位11通过连接件固定在机械手1的前侧和左右两侧，驱动枝叶剥除杆11的电机及储能电池在机械手前端，其外壳直接固定在装置左前侧方，机械爪12在四个枝叶剥除杆11中部靠后位置，通过连接件及机械爪12的驱动电机固定在机械手1的上部，通过机械爪12后部一舵机固定，摄像头13固定在机械爪12上部，控制板在摄像头13下方，储能电池与机械爪12共用一个，另设挡板14与机械手1外壳相连，向后延伸，其高度略高于传送斜带2，不与之相连；

机械爪12详述：机械爪12有三层关节构成，上有两相对的第一关节齿轮片121，固定在齿轮片121对应的联轴器上，在底座125上，第二关节连接片122通过螺丝前通过螺丝与第一关节齿轮片121相连，后通过螺丝与第三关节限制片123及橡胶夹124相连，第三关节限制片123前通过螺丝与底座126相连，后通过螺丝与第二关节连接片122相连，间接通过螺丝与橡胶夹124相连，橡胶夹124通过螺丝与第二关节连接片122相连。

所述的机械手1能够通过旋转的方式实现山楂的采摘，提高工作效率。

所述的传送斜带2能够实现山楂的无损运输。

所述缓冲网3能够把惯性力转化为弹性形变，实现山楂的无损落地。

所述筛选滚筒5的形状为圆筒状，内部为橡胶材质。

所述筛选滚筒5的内部有螺旋导轨。

所述筛选滚筒5的下方装有红外传感器，用于检测分离箱9内的山楂数量。

所述筛选滚筒5能够分离三种大小的山楂。

所述麦克纳姆轮8能够实现全方位的移动，轮子的四周装有清洁装置。

自走式山楂采摘装置工作流程：

所述机械手壳体15内设有控制板162，前端剥除杆舵机111、后端剥除杆舵机112、摄像头13、传送斜带电机7、直流电机32、电机6、轮驱动电机、第一舵机163、第二舵机165、红外传感器和机械爪电机分别与控制板之间通过蓝牙模块信号连接，控制板162再通过蓝牙模块与上位机信号连接，上位机通过控制板162控制前端剥除杆舵机111、后端剥除杆舵机112、摄像头13、传送斜带电机7、直流电机32、电机6、轮驱动电机、第一舵机163、第二舵机165、红外传感器和机械爪电机工作。

所述前端剥除杆舵机111、后端剥除杆舵机112、摄像头13、传送斜带电机7、直流电机32、电机6、轮驱动电机、第一舵机163、第二舵机165、红外传感器和机械爪电机均由固定在机械手壳体15内的储能电池供电。

采摘装置在到达预定位置后(采摘开始处)，按照预定路线工作；

控制板162发送信号给轮驱动电机，轮驱动电机驱动麦克纳姆轮8向所需行进方向转动，使得采摘装置慢速前进，控制板162发送信号控制位于机械手1上的摄像头13开始连续拍照，并将照片传送至控制板162，控制板162根据照片信息对山楂进行识别，当控制板162 识别到山楂时，控制板162控制轮驱动电机停止工作，采摘装置停止行进；

采摘装置停止行进后，控制板162通过摄像头13拍摄的图像判断是否需要剥除多余阻挡山楂果实的枝叶，若需要，控制板162控制机械手壳体15内部侧面的后端剥除杆舵机112 的转轴转动，进而带动侧面的两个枝叶剥除杆11向外侧旋转，侧面的枝叶剥除杆11先进行第一次枝叶剥除，剥除后，控制板162再次通过摄像头13拍摄的图像判断是否还有阻挡果实的枝叶，是否需要进行二次剥除，若还有阻挡果实的枝叶，控制板162继续控制机械手壳体15内部的前端剥除杆舵机111的转轴转动，进而带动内侧即机械手壳体15前端上方的两个枝叶剥除杆11向外侧旋转，进行第二次枝叶剥除，再进行山楂果实采摘；

采摘由位于机械手1上的机械爪12实施，控制板162根据摄像头13所拍摄的图像对山楂位置进行判断，根据图像信息控制第一舵机163的转轴转动，进而带动底板161和外壳166内的部件(包含了机械爪12)升高或降低，底板161和外壳166带动内部部件以第一舵机163和竖直连接板17的连接处为原点转动，使机械爪12升高或降低相应角度，机械爪电机164通过主动齿轮18和从动齿轮19带动锯齿导轨20使得机械爪12伸出或收缩相应距离，进而使得橡胶夹124到达山楂所在位置；控制板162控制与第一关节齿轮片121连接的第二舵机165向内侧转动，进而使得橡胶夹124向内侧移动，进行抓取动作：

具体地：通过第二舵机165控制第一关节齿轮片121向内侧方向旋转，进而实现两个第一关节齿轮片121张开，从而分别通过第二关节连接片122和第三关节限制片123带动两个橡胶夹124向内侧移动，进而闭合，实现抓取动作，第三关节限制片123能够防止误判及张角过大，再通过机械爪电机164控制带动锯齿导轨20反向移动，使得橡胶夹124将果实摘下，摘取到果实后，通过第二舵机165控制第一关节齿轮片121分别向外侧旋转，进而实现两个第一关节齿轮片121收缩，从而分别通过第二关节连接片122和第三关节限制片123带动两个橡胶夹124向外侧移动，进而打开，实现松开动作，山楂果实落下，机械手1后部两侧设有大面积挡板14，防止山楂果实遗失；

山楂果实滚落到传送斜带2的传送带上，传送斜带2上方的上方传送轴21作为传送斜带2的支撑，传送斜带2下方与下方传送轴22与传送斜带电机7相连，下方传送轴22即为传送斜带2做支撑，同时也将下方传送轴22与传送斜带电机7相连接，控制板162控制传送斜带电机7启动，传送斜带电机7带动下方传动轴22转动，使得传送带向上运动，将山楂果实运输到传送斜带2顶端，传送斜带2上固定有若干细长橡胶条的隔板将山楂果实无损运输到传送斜带2顶端，传送斜带2两侧设有挡板，防止山楂果实遗失；

当山楂果实随着传送带到达传送斜带2顶端时，由于传送带继续运行，山楂果实落在了缓冲网3内，缓冲网3能够把惯性力转化为弹性形变，实现山楂的无损运输，缓冲网框架31后侧还设有一个直流电机32，可使缓冲网3抖动，以此来防止山楂果实堵塞传输管道4，同时加速山楂果实的下落速度；

山楂果实从缓冲网3出口落下，再通过传输管道4进入筛选滚筒5内进行筛选，筛选滚筒5分为三段筛选，三级筛网间距由小到大，由左至右，筛选滚筒5内部有一随滚筒壁从左至右的螺旋导轨，在转动过程中可驱动山楂果实向前移动，陆续通过三级筛网，通过筛选后，不同大小的山楂从不同大小的开口落下，分别落到收集箱9的三个隔断中；

收集箱9三个隔断的侧壁上各装有一个红外传感器，当任意隔断内的山楂到达预定数量的时候，红外传感器向控制板返回装置已满信号，控制板162控制第二舵机165停止运行，停止采摘。

Claims (7)

1.一种自走式山楂采摘装置，其特征在于包括机械手(1)，传送斜带(2)，缓冲网(3)，传输管道(4)，筛选滚筒(5)，筛选滚筒电机(6)，传送斜带电机(7)、麦克纳姆轮(8)，收集箱(9)和采摘装置框架(10)；

其中所述机械手(1)包括枝叶剥除杆(11)、摄像头(13)、机械手后侧挡板(14)、机械手壳体(15)和机械爪机构(16)，其中传送斜带(2)设置在采摘装置框架(10)的左端，且其顶端通过传送轴框架(23)连接在采摘装置框架(10)后端顶部，底端连接在固定于采摘装置框架(10)前端底部的传送斜带电机(7)的传动轴上；机械手壳体(15)底部前端固定在采摘装置框架(10)前端，所述机械爪机构(16)包括外壳(166)、底板(161)、控制板(162)、第一舵机(163)、机械爪电机(164)、第二舵机(165)、摄像头(13)、机械爪(12)和传动机构，其中外壳(166)固定在底板(161)上，第一舵机(163)固定在外壳(166)内部的底板(161)上，且第一舵机(163)一端的转轴穿过外壳(166)连接在固定于机械手壳体(15)一侧上方的竖直连接板(17)上，第一舵机(163)另一端穿过外壳(166)活动连接在固定于机械手壳体(15)另一侧上方的竖直连接板(17)上，控制板(162)、摄像头(13)、机械爪电机(164)、第二舵机(165)和机械爪(12)从后往前依次设置在第一舵机(163)前端的底板(161)上；机械爪电机(164)的转轴与设置在底板(161)上的传动机构连接；

所述机械手壳体(15)前端以及侧面分别设有枝叶剥除杆(11)，其中机械手壳体(15)前端的枝叶剥除杆(11)与机械手壳体(15)内部的前端剥除杆舵机(111)的转轴连接，受前端剥除杆舵机(111)驱动旋转，设置在机械手壳体(15)侧面的枝叶剥除杆(11)与设置在机械手壳体(15)内部两侧的后端剥除杆舵机(112)转轴连接，受后端剥除杆舵机(112)驱动旋转；

机械手壳体(15)的左右两端向后方延伸形成机械手后侧挡板(14)，且机械手后侧挡板(14)位于传送斜带(2)上方；所述机械爪(12)包括上底座(125)、下底座(126)、第一关节齿轮片(121)、第二关节连接片(122)、第三关节限制片(123)及橡胶夹(124)，其中固定在一起的上底座(125)和下底座(126)均设置在外壳(166)外部前端，且下底座(126)后端端部固定在传动机构上，上底座(125)上方设置有相互齿合的第一关节齿轮片(121)，第二舵机(165)穿入上底座(125)和下底座(126)内，且其转轴通过轴承连接在第一关节齿轮片(121)内，能够驱动第一关节齿轮片(121)转动，第一关节齿轮片(121)前端通过转轴连接在第二关节连接片(122)一端，第二关节连接片(122)另一端底部通过转轴与第三关节限制片(123)一端连接，第三关节限制片(123)另一端通过转轴连接在下底座(126)上，第二关节连接片(122)另一端顶部通过转轴与橡胶夹(124)后端连接；

机械手壳体(15)前端设有通孔，机械爪(12)位于该通孔上方，能够承接从机械爪(12)掉落的果实，且该通孔下方位于传送斜带(2)底部上方；

缓冲网(3)通过缓冲网框架(31)固定在采摘装置框架(10)后端，并位于传送轴框架(23)和传送斜带(2)下方，且缓冲网框架(31)右侧与固定在采摘装置框架(10)后端的直线电机(32)的驱动轴连接；缓冲网(3)的出口通过传输管道(4)与固定在采摘装置框架(10)内部的筛选滚筒(5)内部连通，筛选滚筒(5)前端与固定在采摘装置框架(10)前端右侧的筛选滚筒电机(6)的转轴连接，受电机(6)驱动旋转，筛选滚筒(5)内壁设有螺旋导轨；

所述筛选滚筒(5)包括前、中、后三段，其中前、中、后三段上的果实出口依次减小；

收集箱(9)放置在采摘装置框架(10)底板上，并位于筛选滚筒(5)下方，能够承接从筛选滚筒(5)掉落的果实，且收集箱(9)侧壁上设有红外传感器；

采摘装置框架(10)底部的四角处分别设有一个麦克纳姆轮(8)，麦克纳姆轮(8)的转轴通过联轴器与固定在采摘装置框架(10)底部对应的一个轮驱动电机的传动轴连接，分别由对应的轮驱动电机驱动旋转；

所述筛选滚筒电机(6)、传送斜带电机(7)、摄像头(13)、第一舵机(163)、机械爪电机(164)、第二舵机(165)、前端剥除杆舵机(111)、后端剥除杆舵机(112)、直线电机(32)、红外传感器和轮驱动电机均通过信号与控制板(162)无线连接。

2.根据权利要求1所述的一种自走式山楂采摘装置，其特征在于所述传动机构包括主动齿轮(18)、从动齿轮(19)和锯齿导轨(20)，其中主动齿轮(18)和从动齿轮(19)分别通过固定座连接在底板(161)上，且机械爪电机(164)的转轴套置在主动齿轮(18)内，能够驱动主动齿轮(18)转动，锯齿导轨(20)由各固定座承托，并与主动齿轮(18)和从动齿轮(19)配合连接，且锯齿导轨(20)前端端部固定在下底座(126)后端端部。

3.根据权利要求2所述的一种自走式山楂采摘装置，其特征在于所述筛选滚筒(5)的前壁和第一支撑之间、第一支撑和第二支撑之间以及第二支撑和后壁之间依次构成筛选滚筒(5)的前、中、后三段，且前壁和第一支撑之间、第一支撑和第二支撑之间以及第二支撑和后壁之间分别通过第一条形杆、第二条形杆和第三条形杆连接，其中第一条形杆、第二条形杆和第三条形杆分别均匀布置在前壁和第一支撑之间、第一支撑和第二支撑之间以及第二支撑和后壁之间，且第一条形杆间的间隔、第二条形杆间的间隔和第三条形杆间的间隔作为果实出口。

4.根据权利要求3所述的一种自走式山楂采摘装置，其特征在于所述收集箱(9)分为三个隔断，三个隔断分别对应筛选滚筒(5)的前、中、后三段，能够分别承接从筛选滚筒(5)的前、中、后三段落下的果实。

5.根据权利要求4所述的一种自走式山楂采摘装置，其特征在于所述传送斜带(2)包括传送带、上方传送轴(21)和下方传送轴(22)，其中传送带的顶端套置在上方传送轴(21)外，传送带底端套置在下方传送轴(22)外，上方传送轴(21)两端分别通过轴承连接在固定于采摘装置框架(10)后端顶部的传送轴框架(23)上，下方传送轴(22)一端连接在固定于采摘装置框架(10)前端底部的传送斜带电机(7)的传动轴上，另一端通过转轴连接在采摘装置框架(10)左侧。

6.根据权利要求5所述的一种自走式山楂采摘装置，其特征在于所述传送斜带(2)上设有多个长条隔板。

7.根据权利要求6所述的一种自走式山楂采摘装置，其特征在于所述机械手壳体(15)侧面的下端枝叶剥除杆(11)通过连接件固定在机械手壳体(15)上。

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