CN115191234A - 一种履带式高架苹果采摘机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种履带式高架苹果采摘机器人,包括支撑架,所述支撑架的底部设置有移动机构,所述支撑架上设置有运输机构、收集机构、抓取机构和控制器;所述抓取机构用于抓取目标,所述运输机构位于抓取机构的下方,用于输送抓取的目标,所述收集机构位于所述运输机构的一侧用于接收运输机构输送的目标,所述控制器用于控制移动机构、运输机构、收集机构和抓取机构的动作。该履带式高架苹果采摘机器人,解决了苹果实现高效采摘的问题。
Description
技术领域
本发明属于农用机械技术领域,具体涉及一种履带式高架苹果采摘机器人。
背景技术
苹果采摘季节性明显,劳动量大,还具有一定的危险性。由于大量的农村劳动力转向城市工作使得农业生产劳动力不断减少,原有的农业生产模式已经不能满足机械化生产的需求,急需要借助有效手段来改变原有的生产模式。
发明内容
本发明的目的是提供一种履带式高架苹果采摘机器人,解决苹果实现高效采摘的问题。
为了达到上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种履带式高架苹果采摘机器人,包括支撑架,所述支撑架的底部设置有移动机构,所述支撑架上设置有运输机构、收集机构、抓取机构和控制器;所述抓取机构用于抓取目标,所述运输机构位于抓取机构的下方,用于输送抓取的目标,所述收集机构位于所述运输机构的一侧用于接收运输机构输送的目标,所述控制器用于控制移动机构、运输机构、收集机构和抓取机构的动作。
作为本发明的一种优选的技术方案,所述运输机构包含固定机架,所述固定机架的上侧设置有一对第一导向槽,两个所述第一导向槽中设置有第一驱动杆,所述第一驱动杆上设置有第一移动块,所述第一移动块螺纹装配在第一丝杠上,所述第一丝杠可转动地设置在固定机架上,第一丝杠的一端连接有第一电机,所述第一电机设置在固定机架上;第一驱动杆的两端分别铰接第一折叠架,所述第一折叠架由多个第一连杆首尾依次相铰接在一起构成,固定机架上铰接有一对第二折叠架,所述第二折叠架由多个第二连杆首尾依次相铰接在一起构成,所述第二折叠架中最上面的第二连杆的首部与活动机架相铰接,所述活动机架上设置有一对第二导向槽,所述第二导向槽中设置有第二驱动杆,所述第二驱动杆的两端分别与两个第一折叠架中最上面的第一连杆的首部相铰接;所述活动机架内设置有带轮,所述带轮上布置有输送带,所述带轮传动配合有第二电机,所述第二电机设置在活动机架上,活动机架上设置有U形导向板。
作为本发明的一种优选的技术方案,所述第一折叠架中的第一连杆的中部与对应第二折叠架中位于同一位置的第二连杆的中部相铰接在一起。
作为本发明的一种优选的技术方案,所述运输机构的数量为二。
作为本发明的一种优选的技术方案,所述收集机构包含箱体,所述箱体内设置有多个收集盒,所述收集盒的一侧设置有把手,收集盒的另一侧设置有喇叭状的进料口,收集盒内的两相对侧设置有多个缓冲挡板,缓冲挡板的一端与收集盒的一侧连接,另一端与缓冲挡板相对的另一侧之间预留有供目标通过的间隙;位于不同侧面上的缓冲挡板交错分布,且缓冲挡板背向进料口的方向斜向布置。
作为本发明的一种优选的技术方案,所述移动机构包含两个移动支架,每个所述移动支架设置在支撑架的底部,移动架内设置有第三电机和多个驱动轮,多个所述驱动轮上装配有履带所述第三电机的驱动端设置有减速器,所述减速器的驱动端与任一驱动轮传动配合。
作为本发明的一种优选的技术方案,所述抓取机构包含第一基座,所述第一基座上设置有丝杠支架,所述丝杠支架上设置有摄像头,丝杠支架内可转动地设置有第二丝杠,所述第二丝杠的一端与第四电机的驱动端传动配合,第四电机设置在丝杠支架上,第二丝杠上螺纹装配有第二移动块,第二移动块上设置有第二基座,所述第二基座上设置有第五电机,所述第五电机的驱动端设置有第一机械臂,所述第一机械臂的上端设置有第三基座,所述第三基座上设置有第六电机,所述第六电机的驱动端设置有第二机械臂,所述第二机械臂的端部设置有卡爪,所述第一机械臂在第五电机的驱动下可在竖向转动,第二机械臂在第六电机的驱动下可在水平方向转动。
作为本发明的一种优选的技术方案,所述卡爪包含底座,所述底座设置在第二机械臂上,底座上等角度的设置有多个连接座,所述连接座与第一架体的中部和第二架体的下端相铰接,第一架体的上端与第三架体的下端相铰接,第三架体的上端与第四架体的下端相铰接,第四架体的上端与第五架体的下端相铰接,第二架体的上端与第六架体相铰接,第六架体的下端与第四架体的下端相铰接,第六架体的上端和第五架体的上端铰接有指尖,第一架体的下端铰接有推杆,所述推杆朝下伸出底座;多个所述推杆的下端铰接有固定盘上所述固定盘与气缸的伸缩端连接,所述气缸设置在第二机械臂上。
本发明的有益效果是:本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人,能够进行主动避障移动、苹果识别、采摘与分类收集。履带移动方式,对不同地貌的适应能力较强,具有良好的避震效果。控制器控制所有电路,进行识别、路径规划等工作。抓取机构可以自适应不同大小的苹果,实现柔性抓取,降低破损率。运输机构可以调节不同的高度,运输到不同高度的抽拉式收集盒前。收集机构可以实现分类收集,抽拉式收集盒可以实现缓冲收集,便于抽拉取出收集到的苹果。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本发明的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1是本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人的结构示意图;
图2是本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中运输机构的结构示意图;
图3是本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中收集机构的结构示意图;
图4是本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中收集机构的箱体的结构示意图;
图5是本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中移动机构的结构示意图;
图6是本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中抓取机构的结构示意图;
图7是本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中抓取机构的卡爪的结构示意图。
图中,1.支撑架,2.移动机构,201.移动支架,202.驱动轮,203.履带,204.第三电机,205.减速器,3.运输机构,301.固定机架,302.第一电机,303.第二连杆,304.活动机架,305.第二电机,306.U形板,307.传送带,308.第一移动块,309.第一丝杠,310.第一驱动杆,311.第一连杆4.抓取机构,401.第一基座,402.第二丝杠,403.第二基座,404.第五电机,405.第一机械臂,406.第二机械臂,407.第六电机,408.摄像头,409.第四电机,410.丝杠支架,411.第三基座,412.第二移动块,413.底座,414.连接座,415.第一架体,416.第三架体,417.第二架体,418.第四架体,419.第五架体,420.第六架体,421.指尖,422.固定盘,423.推杆,5.收集机构,501.箱体,502.收集盒,503.进料口,504.缓冲挡板,505.把手,6.控制器。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
如图1所示,本发明一种履带式高架苹果采摘机器人,包括支撑架1,支撑架1的底部设置有移动机构2,支撑架1上设置有运输机构3、收集机构5、抓取机构4和控制器6;抓取机构4用于抓取目标,运输机构3位于抓取机构4的下方,用于输送抓取的目标,收集机构5位于运输机构3的一侧用于接收运输机构3输送的目标,控制器6用于控制移动机构2、运输机构3、收集机构5和抓取机构4的动作。
工作的时候,通过移动机构2将整个机器人移动至指定位置,之后控制器6控制抓取机构4抓取目标,之后再将目标放在运输机构3上,经运输机构3输送至收集机构5内进行储备,完成采摘。
结合图2,在本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中,运输机构3包含固定机架301,固定机架301的上侧设置有一对第一导向槽,两个第一导向槽中设置有第一驱动杆310,第一驱动杆310上设置有第一移动块308,第一移动块308螺纹装配在第一丝杠309上,第一丝杠309可转动地设置在固定机架301上,第一丝杠309的一端连接有第一电机302,第一电机302设置在固定机架301上;第一驱动杆310的两端分别铰接第一折叠架,第一折叠架由多个第一连杆311首尾依次相铰接在一起构成,固定机架301上铰接有一对第二折叠架,第二折叠架由多个第二连杆303首尾依次相铰接在一起构成,第二折叠架中最上面的第二连杆303的首部与活动机架304相铰接,活动机架304上设置有一对第二导向槽,第二导向槽中设置有第二驱动杆,第二驱动杆的两端分别与两个第一折叠架中最上面的第一连杆311的首部相铰接;活动机架304内设置有带轮,带轮上布置有输送带307,带轮传动配合有第二电机305,第二电机305设置在活动机架304上,活动机架304上设置有U形导向板306。
基于丝杠传动原理,启动第一电机302,第一驱动杆310沿着第一丝杠309往复移动,从而实现第一折叠架和第二折叠架的展开和收合,完成活动机架304的高度调节,以便配合抓取机构4完成目标的释放。启动第二电机305,第二电机305通过带轮带动输送带307运动,将目标输送至收集机构中。
结合图2,在本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中,第一折叠架中的第一连杆311的中部与对应第二折叠架中位于同一位置的第二连杆303的中部相铰接在一起。
这样设计,可以确保第一折叠架和第二折叠架相互之间的稳定性,共同实现对活动支架的支撑,以便进行高度调节。
结合图2,在本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中,运输机构3的数量为二。
两个运输机构3可以完成不同型号的目标输送,可以进行精确的分类。
结合图3和图4,在本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中,收集机构5包含箱体501,箱体501内设置有多个收集盒502,收集盒502的一侧设置有把手505,收集盒502的另一侧设置有喇叭状的进料口503,收集盒502内的两相对侧设置有多个缓冲挡板504,缓冲挡板504的一端与收集盒502的一侧连接,另一端与缓冲挡板504相对的另一侧之间预留有供目标通过的间隙;位于不同侧面上的缓冲挡板504交错分布,且缓冲挡板504背向进料口的方向斜向布置。
输送带307输出的目标最终经喇叭状的进料口503流入收集盒502内进行储存,通过多个缓冲挡板504交错布置,可以在收集盒502内有序的进行多排装入,确保装入比较整齐,能够最大化的装入更多的苹果。
结合图5,在本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中,移动机构2包含两个移动支架201,每个移动支架201设置在支撑架1的底部,移动支架201内设置有第三电机204和多个驱动轮202,多个驱动轮202上装配有履带203,第三电机204的驱动端设置有减速器205,减速器205的驱动端与任一驱动轮202传动配合。
通过控制器6启动第三电机204,第三电机204驱动与传动配合的驱动轮202转动,从而实现履带203的转动,采用履带203完成机器人的移动可以适应较差的路面环境。
结合图6,在本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中,抓取机构4包含第一基座401,第一基座401上设置有丝杠支架410,丝杠支架410上设置有摄像头408,丝杠支架410内可转动地设置有第二丝杠402,第二丝杠402的一端与第四电机409的驱动端传动配合,第四电机409设置在丝杠支架410上,第二丝杠402上螺纹装配有第二移动块412,第二移动块412上设置有第二基座403,第二基座403上设置有第五电机404,第五电机404的驱动端设置有第一机械臂405,第一机械臂405的上端设置有第三基座411,第三基座411上设置有第六电机407,第六电机407的驱动端设置有第二机械臂406,第二机械臂406的端部设置有卡爪,第一机械臂405在第五电机404的驱动下可在竖向转动,第二机械臂406在第六电机407的驱动下可在水平方向转动。
基于丝杠传动原理,启动第四电机409可以完成卡爪的高度调节。启动第五电机404可以完成卡爪的竖向转动调节。启动第六电机407可以完成卡爪在水平方向的转动调节。配合摄像头408的定位可以确保卡爪精准地完成目标的抓取,提高工作效率。
结合图7,在本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人中,卡爪包含底座413,底座413设置在第二机械臂406上,底座413上等角度的设置有多个连接座414,连接座414与第一架体415的中部和第二架体417的下端相铰接,第一架体415的上端与第三架体416的下端相铰接,第三架体416的上端与第四架体418的下端相铰接,第四架体418的上端与第五架体419的下端相铰接,第二架体417的上端与第六架体420相铰接,第六架体420的下端与第四架体418的下端相铰接,第六架体420的上端和第五架体419的上端铰接有指尖421,第一架体415的下端铰接有推杆423,推杆423朝下伸出底座413;多个推杆423的下端铰接在固定盘422上,固定盘422与气缸的伸缩端连接,气缸设置在第二机械臂406上。
卡爪模仿人的手指结构设计,气缸驱动固定盘422移动,可带动第一架体、第二架体、第三架体、第四架体、第五架体和第六架体之间支撑进行收缩运动,从而实现多个指尖421相互靠近或远离,完成对目标的抓取和释放,以便完成对目标的采摘和输送。
因此,与现有技术相比,本发明的一种履带式高架苹果采摘机器人,能够进行主动避障移动、苹果识别、采摘与分类收集。履带移动方式,对不同地貌的适应能力较强,具有良好的避震效果。控制器控制所有电路,进行识别、路径规划等工作。抓取机构可以自适应不同大小的苹果,实现柔性抓取,降低破损率。运输机构可以调节不同的高度,运输到不同高度的抽拉式收集盒前。收集机构可以实现分类收集,抽拉式收集盒可以实现缓冲收集,便于抽拉取出收集到的苹果。
上述说明示出并描述了发明的若干优选实施例,但如前所述,应当理解发明并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施例的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述发明构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离发明的精神和范围,则都应在发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (8)
1.一种履带式高架苹果采摘机器人,其特征在于,包括支撑架(1),所述支撑架(1)的底部设置有移动机构(2),所述支撑架(1)上设置有运输机构(3)、收集机构(5)、抓取机构(4)和控制器(6);所述抓取机构(4)用于抓取目标,所述运输机构(3)位于抓取机构(4)的下方,用于输送抓取的目标,所述收集机构(5)位于所述运输机构(3)的一侧用于接收运输机构(3)输送的目标,所述控制器(6)用于控制移动机构(2)、运输机构(3)、收集机构(5)和抓取机构(4)的动作。
2.根据权利要求1所述的履带式高架苹果采摘机器人,其特征在于,所述运输机构(3)包含固定机架(301),所述固定机架(301)的上侧设置有一对第一导向槽,两个所述第一导向槽中设置有第一驱动杆(310),所述第一驱动杆(310)上设置有第一移动块(308),所述第一移动块(308)螺纹装配在第一丝杠(309)上,所述第一丝杠(309)可转动地设置在固定机架(301)上,第一丝杠(309)的一端连接有第一电机(302),所述第一电机(302)设置在固定机架(301)上;第一驱动杆(310)的两端分别铰接第一折叠架,所述第一折叠架由多个第一连杆(311)首尾依次相铰接在一起构成,固定机架(301)上铰接有一对第二折叠架,所述第二折叠架由多个第二连杆(303)首尾依次相铰接在一起构成,所述第二折叠架中最上面的第二连杆(303)的首部与活动机架(304)相铰接,所述活动机架(304)上设置有一对第二导向槽,所述第二导向槽中设置有第二驱动杆,所述第二驱动杆的两端分别与两个第一折叠架中最上面的第一连杆(311)的首部相铰接;所述活动机架(304)内设置有带轮,所述带轮上布置有输送带(307),所述带轮传动配合有第二电机(305),所述第二电机(305)设置在活动机架(304)上,活动机架(304)上设置有U形导向板(306)。
3.根据权利要求2所述的履带式高架苹果采摘机器人,其特征在于,所述第一折叠架中的第一连杆(311)的中部与对应第二折叠架中位于同一位置的第二连杆(303)的中部相铰接在一起。
4.根据权利要求3所述的履带式高架苹果采摘机器人,其特征在于,所述运输机构(3)的数量为二。
5.根据权利要求4所述的履带式高架苹果采摘机器人,其特征在于,所述收集机构(5)包含箱体(501),所述箱体(501)内设置有多个收集盒(502),所述收集盒(502)的一侧设置有把手(505),收集盒(502)的另一侧设置有喇叭状的进料口(503),收集盒(502)内的两相对侧设置有多个缓冲挡板(504),缓冲挡板(504)的一端与收集盒(502)的一侧连接,另一端与缓冲挡板(504)相对的另一侧之间预留有供目标通过的间隙;位于不同侧面上的缓冲挡板(504)交错分布,且缓冲挡板(504)背向进料口的方向斜向布置。
6.根据权利要求5所述的履带式高架苹果采摘机器人,其特征在于,所述移动机构(2)包含两个移动支架(201),每个所述移动支架(201)设置在支撑架(1)的底部,移动支架(201)内设置有第三电机(204)和多个驱动轮(202),多个所述驱动轮(202)上装配有履带(203),所述第三电机(204)的驱动端设置有减速器(205),所述减速器(205)的驱动端与任一驱动轮(202)传动配合。
7.根据权利要求6所述的履带式高架苹果采摘机器人,其特征在于,所述抓取机构(4)包含第一基座(401),所述第一基座(401)上设置有丝杠支架(410),所述丝杠支架(410)上设置有摄像头(408),丝杠支架(410)内可转动地设置有第二丝杠(402),所述第二丝杠(402)的一端与第四电机(409)的驱动端传动配合,第四电机(409)设置在丝杠支架(410)上,第二丝杠(402)上螺纹装配有第二移动块(412),第二移动块(412)上设置有第二基座(403),所述第二基座(403)上设置有第五电机(404),所述第五电机(404)的驱动端设置有第一机械臂(405),所述第一机械臂(405)的上端设置有第三基座(411),所述第三基座(411)上设置有第六电机(407),所述第六电机(407)的驱动端设置有第二机械臂(406),所述第二机械臂(406)的端部设置有卡爪,所述第一机械臂(405)在第五电机(404)的驱动下可在竖向转动,第二机械臂(406)在第六电机(407)的驱动下可在水平方向转动。
8.根据权利要求7所述的履带式高架苹果采摘机器人,其特征在于,所述卡爪包含底座(413),所述底座(413)设置在第二机械臂(406)上,底座(413)上等角度的设置有多个连接座(414),所述连接座(414)与第一架体(415)的中部和第二架体(417)的下端相铰接,第一架体(415)的上端与第三架体(416)的下端相铰接,第三架体(416)的上端与第四架体(418)的下端相铰接,第四架体(418)的上端与第五架体(419)的下端相铰接,第二架体(417)的上端与第六架体(420)相铰接,第六架体(420)的下端与第四架体(418)的下端相铰接,第六架体(420)的上端和第五架体(419)的上端铰接有指尖(421),第一架体(415)的下端铰接有推杆(423),所述推杆(423)朝下伸出底座(413);多个所述推杆(423)的下端铰接在固定盘(422)上,所述固定盘(422)与气缸的伸缩端连接,所述气缸设置在第二机械臂(406)上。
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CN117182869A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-08 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种液压机械手及其在农业污染地中的应用 |
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2022
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CN117182869A (zh) * | 2023-11-08 | 2023-12-08 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种液压机械手及其在农业污染地中的应用 |
CN117182869B (zh) * | 2023-11-08 | 2024-01-05 | 北京建工环境修复股份有限公司 | 一种液压机械手及其在农业污染地中的应用 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20221018 |
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WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |