CN116158261A - 一种采茶机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种采茶机器人，包括外壳，外壳上安装有采料机构和驱动机构，材料机构位于外壳的顶部，驱动机构位于外壳的底部，采料机构包含有视觉系统、机械爪关节、连杆机械爪a、连杆机械爪b、连杆机械爪c、机械手臂和料仓。本发明中实现了采茶机器人的长距离移动，可调节履带松紧度，同时两侧的履带运动不会相互影响，方便实现转向作用，在外壳上安装的RTK基站方便外接信号，配合遥控天线，方便整个装置外接信号后具备导航以及避障的作用，实现了可视的抓取茶叶的效果，抓取的茶叶可以直接放入料仓内，提高了户外采茶工作效率，节省了人工采茶成本，相比普通采茶机，突破了大棚环境下采茶的局限性，适用范围更广泛。

Description

一种采茶机器人

技术领域

本发明涉及采茶领域，特别涉及一种采茶机器人。

背景技术

采茶是一种比较繁琐的一种劳作，人工采茶过程中采茶效率较低，由此代替人工采茶的机器越来越多；

现有的采茶机有的庞大笨拙，需要在大棚内，运行以地面轨道或者空中调运的方式，采茶范围影响了种植规模，其采茶的工作受到了种植环境的因素影响，导致采茶机适用范围受到较大的局限性，由此本方案提供一种新的采茶机器人。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种采茶机器人。

本发明提供了如下的技术方案：

本发明提供一种采茶机器人，包括外壳，外壳上安装有采料机构和驱动机构，所述材料机构位于外壳的顶部，所述驱动机构位于外壳的底部，所述采料机构包含有视觉系统、机械爪关节、连杆机械爪a、连杆机械爪b、连杆机械爪c、机械手臂和料仓；

所述机械手臂通过螺栓固定于外壳顶端部，所述机械手臂的顶端部通过铰接轴安装机械爪关节，所述机械爪关节上安装视觉系统，所述视觉系统为摄像头，所述机械爪关节的活动轴端部安装连杆机械爪a、连杆机械爪b和连杆机械爪c，形成连杆机械夹爪结构；

所述驱动机构包含有机器人底盘、橡胶履带、从动链轮张紧板、从动链轮调节螺栓、从动链轮安装座、深沟球轴承、从动链轮、惰轮安装支架、惰轮、主动链轮、伺服电机驱动轴、伺服电机。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外壳的顶端部通过料仓支撑架固定安装有料仓，且料仓正对向机械手臂设置。

作为本发明的一种优选技术方案，所述从动链轮安装座通过螺栓固定于机器人底盘上，伺服电机固定于机器人底盘的后端中央处，所述从动链轮通过从动链轮安装座固定于机器人底盘的前端底部，其从动链轮通过深沟球轴承和从动链轮安装座的轴相活动连接，所述从动链轮张紧板固定于橡胶履带的内侧，其从动链轮张紧板上安装有从动链轮调节螺栓，所述惰轮通过惰轮安装支架和机器人底盘相固定，且固定于主动链轮和从动链轮之间。

作为本发明的一种优选技术方案，所述伺服电机通过伺服电机驱动轴和主动链轮传动连接，所述主动链轮和从动链轮之间通过橡胶履带传动连接。

作为本发明的一种优选技术方案，所述外壳的前后两侧均安装有RTK基站，所述外壳的顶部表面上固定安装有遥控天线，所述外壳的安装板上安装有把手锁、启动按钮和急停按钮。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明中通过链轮带动橡胶履带的方式实现采茶机器人的长距离移动，可调节履带松紧度，同时两侧的履带运动不会相互影响，方便实现转向作用，在外壳上安装的RTK基站方便外接信号，配合遥控天线，方便整个装置外接信号后具备导航以及避障的作用，实现了可视的抓取茶叶的效果，抓取的茶叶可以直接放入料仓内，提高了户外采茶工作效率，节省了人工采茶成本，相比普通采茶机，突破了大棚环境下采茶的局限性，适用范围更广泛。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明的整体结构图；

图2是图1的后向视图；

图3是本发明的机械爪关节示意图；

图4是本发明的料仓结构图；

图5是本发明中的驱动机构示意图；

图中：101、视觉系统；102、机械爪关节；103、连杆机械爪a；104、连杆机械爪b；105、连杆机械爪c；106、机械手臂；

201、料仓；202、料仓支撑架；

3、RTK基站；

401、机器人底盘；402、橡胶履带；403、从动链轮张紧板；404、从动链轮调节螺栓；405、从动链轮安装座；406、深沟球轴承；407、从动链轮；408、惰轮安装支架；409、惰轮；410、主动链轮；411、伺服电机驱动轴；412、伺服电机；

5、遥控天线；6、把手锁；7、启动按钮；8、急停按钮。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。

此外，如果已知技术的详细描述对于示出本发明的特征是不必要的，则将其省略。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

实施例1

如图1-5，本发明提供一种采茶机器人，包括外壳，外壳上安装有采料机构和驱动机构，材料机构位于外壳的顶部，驱动机构位于外壳的底部，采料机构包含有视觉系统101、机械爪关节102、连杆机械爪a103、连杆机械爪b104、连杆机械爪c105、机械手臂106和料仓201；

机械手臂106通过螺栓固定于外壳顶端部，机械手臂106的顶端部通过铰接轴安装机械爪关节102，机械爪关节102上安装视觉系统101，视觉系统101为摄像头，机械爪关节102的活动轴端部安装连杆机械爪a103、连杆机械爪b104和连杆机械爪c105，形成连杆机械夹爪结构；

驱动机构包含有机器人底盘401、橡胶履带402、从动链轮张紧板403、从动链轮调节螺栓404、从动链轮安装座405、深沟球轴承406、从动链轮407、惰轮安装支架408、惰轮409、主动链轮410、伺服电机驱动轴411、伺服电机412。

外壳的顶端部通过料仓支撑架202固定安装有料仓201，且料仓201正对向机械手臂106设置。

从动链轮安装座405通过螺栓固定于机器人底盘401上，伺服电机412固定于机器人底盘401的后端中央处，从动链轮407通过从动链轮安装座405固定于机器人底盘401的前端底部，其从动链轮407通过深沟球轴承406和从动链轮安装座405的轴相活动连接，从动链轮张紧板403固定于橡胶履带402的内侧，其从动链轮张紧板403上安装有从动链轮调节螺栓404，惰轮409通过惰轮安装支架408和机器人底盘401相固定，且固定于主动链轮410和从动链轮407之间。

伺服电机412通过伺服电机驱动轴411和主动链轮410传动连接，主动链轮410和从动链轮407之间通过橡胶履带402传动连接。

外壳的前后两侧均安装有RTK基站3，外壳的顶部表面上固定安装有遥控天线5，外壳的安装板上安装有把手锁6、启动按钮7和急停按钮8。

进一步的，本装置工作原理如下所示：

本结构中遥控天线5、启动按钮7以及急停按钮8都和机械爪关节102信号连接，用于控制机械爪关节102的夹持工作；

本结构中，外壳的顶部安装的RTK基站3方便外接信号，具备导航以及避障的作用(该RTK基站属于现有公知技术)，其机械爪关节102上的视觉系统101为带有信号传输的摄像头，其视觉系统101通过遥控天线5外接控制信号，其控制信号的输出端可以是远程遥控，也可以采用电脑终端控制，还可以由启动按钮7启动信号，在紧急情况时通过按下急停按钮8后，由电脑终端控制机械爪关节102的夹爪工作；

机械手臂106上有机械爪关节102，而机械爪关节102之上搭配视觉系统101，再配合连杆机械爪a103、连杆机械爪b104、连杆机械爪c105多连杆组合的机械爪实现了可视的抓取茶叶的动作；机械手臂106通过螺栓固定在采茶机外壳上；采茶机抓取完茶叶可以放入料仓支撑架202内的料仓201内，料仓支撑架202为焊接在采茶机外壳上。

采茶机器人的行走部件由机器人底盘401使用螺栓固定在采茶机器人的外壳上，从动轮405安装座由螺栓固定在机器人底盘401上，从动链轮张紧板403、从动链轮调节螺栓404可以调节橡胶履带402的松紧度。从动链轮407中心有深沟球轴承406，这样会使一侧皮带运动时不影响另一侧皮带运动，从而达到转向目的。

惰轮安装支架408上装有多个惰轮409，可以起到支撑橡胶履带402的作用，伺服电机412提供了采茶机行走的动能，带动伺服电机驱动轴411和其上的主动链轮410。带动了橡胶履带402也传递了运动方向(即实现运动方向的改变)；

本发明中通过链轮带动橡胶履带的方式实现采茶机器人的长距离移动，可调节履带松紧度，同时两侧的履带运动不会相互影响，方便实现转向作用，在外壳上安装的RTK基站3方便外接信号，配合遥控天线5，方便整个装置外接信号后具备导航以及避障的作用，通过机械手臂106上有机械爪关节102，搭配视觉系统101，再配合连杆机械爪a103、连杆机械爪b104、连杆机械爪c105多连杆组合的机械爪实现了可视的抓取茶叶的效果，抓取的茶叶可以直接放入料仓201内，提高了户外采茶工作效率，节省了人工采茶成本。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种采茶机器人，包括外壳，其特征在于，外壳上安装有采料机构和驱动机构，所述材料机构位于外壳的顶部，所述驱动机构位于外壳的底部，所述采料机构包含有视觉系统(101)、机械爪关节(102)、连杆机械爪a(103)、连杆机械爪b(104)、连杆机械爪c(105)、机械手臂(106)和料仓(201)；

所述机械手臂(106)通过螺栓固定于外壳顶端部，所述机械手臂(106)的顶端部通过铰接轴安装机械爪关节(102)，所述机械爪关节(102)上安装视觉系统(101)，所述视觉系统(101)为摄像头，所述机械爪关节(102)的活动轴端部安装连杆机械爪a(103)、连杆机械爪b(104)和连杆机械爪c(105)，形成连杆机械夹爪结构；

所述驱动机构包含有机器人底盘(401)、橡胶履带(402)、从动链轮张紧板(403)、从动链轮调节螺栓(404)、从动链轮安装座(405)、深沟球轴承(406)、从动链轮(407)、惰轮安装支架(408)、惰轮(409)、主动链轮(410)、伺服电机驱动轴(411)、伺服电机(412)。

2.根据权利要求1所述的一种采茶机器人，其特征在于，所述外壳的顶端部通过料仓支撑架(202)固定安装有料仓(201)，且料仓(201)正对向机械手臂(106)设置。

3.根据权利要求1所述的一种采茶机器人，其特征在于，所述从动链轮安装座(405)通过螺栓固定于机器人底盘(401)上，伺服电机(412)固定于机器人底盘(401)的后端中央处，所述从动链轮(407)通过从动链轮安装座(405)固定于机器人底盘(401)的前端底部，其从动链轮(407)通过深沟球轴承(406)和从动链轮安装座(405)的轴相活动连接，所述从动链轮张紧板(403)固定于橡胶履带(402)的内侧，其从动链轮张紧板(403)上安装有从动链轮调节螺栓(404)，所述惰轮(409)通过惰轮安装支架(408)和机器人底盘(401)相固定，且固定于主动链轮(410)和从动链轮(407)之间。

4.根据权利要求3所述的一种采茶机器人，其特征在于，所述伺服电机(412)通过伺服电机驱动轴(411)和主动链轮(410)传动连接，所述主动链轮(410)和从动链轮(407)之间通过橡胶履带(402)传动连接。

5.根据权利要求1所述的一种采茶机器人，其特征在于，所述外壳的前后两侧均安装有RTK基站(3)，所述外壳的顶部表面上固定安装有遥控天线(5)，所述外壳的安装板上安装有把手锁(6)、启动按钮(7)和急停按钮(8)。

Images