CN117378362A - 一种冬瓜采摘机器人其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冬瓜采摘机器人及其使用方法，包括车体，且车体的底部设有履带行走器，且车体的尾部设有机械臂，且移动架上设有用于对不同形状规格的冬瓜进行夹持的自适应夹持机构，自适应夹持机构包括设置在移动架上的中心块，且中心块上设有两个相互配合的夹持臂，且夹持臂的内壁设有若干个弹性杆，每个弹性杆的顶部均设有与冬瓜外壁接触的橡胶垫，夹持臂上设有用于对弹性杆进行伸缩定位的定型机构；本发明经定型机构定型，使得弹性杆端部的橡胶垫之间形成一个与冬瓜外轮廓相吻合的定型腔，形成一个与冬瓜外轮廓相配合的定型腔，这样从而有效避免了防脱的作用，其中夹持臂对冬瓜并没有多大的夹持力，这样不会冬瓜的造成损伤。

Description

一种冬瓜采摘机器人其使用方法

技术领域

本发明涉及冬瓜采摘相关技术领域，具体为一种冬瓜采摘机器人及其使用方法。

背景技术

冬瓜，葫芦科冬瓜属一年生蔓生或架生草本植物，茎被黄褐色硬毛及长柔毛，有棱沟，叶柄粗壮，被粗硬毛和长柔毛，雌雄同株，花单生，果实长圆柱状或近球状，大型，有硬毛和白霜，种子卵形，中国各地地区均有栽培，大利亚东部及马达加斯加也有分布，冬瓜果实除可作为被广泛认为具有食疗功能的蔬菜外，也可浸渍为各种糖果；果皮和种子药用，有消炎、利尿、消肿的功效，同时冬瓜耐储藏，市场对冬瓜的需求量较大，现有技术中，白皮冬瓜栽培时藤蔓一般附地，地面结果；青皮冬瓜栽培时藤蔓附架，架上挂果。针对以上藤蔓附架的种植情况，所得果实一般呈竖直垂直状，这就使得在对这些冬瓜进行采摘时，劳动强度较大。通常收获的时候，需要两个人配合，一个人扶住瓜身，另一个人将瓜上端的藤蔓剪断，然后，两个人将瓜抬起运到车。而现有的也有利用收获机进行收获的，但是采用的是普通的夹持器来对冬瓜进行夹持，因为冬瓜重量大，而现有夹持器与冬瓜的表面接触面积有限，使得夹持器在对冬瓜进行夹持的时候应为夹持力度过大，从而对西瓜的夹持部位造成损伤，使得在冬瓜进行冷藏以及转运的过程中，容易腐败。

发明内容

为解决现有技术存在通常收获的时候，需要两个人配合，一个人扶住瓜身，另一个人将瓜上端的藤蔓剪断，然后，两个人将瓜抬起运到车。而现有的也有利用收获机进行收获的，但是采用的是普通的夹持器来对冬瓜进行夹持，因为冬瓜重量大，而现有夹持器与冬瓜的表面接触面积有限，使得夹持器在对冬瓜进行夹持的时候应为夹持力度过大，从而对西瓜的夹持部位造成损伤，使得在冬瓜进行冷藏以及转运的过程中，容易腐败的缺陷，本发明提供一种冬瓜采摘机器人及其使用方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

本发明一种冬瓜采摘机器人，包括车体，且所述车体的底部设有履带行走器，且所述车体的尾部设有机械臂，所述机械臂的自由活动端设有移动架，且所述移动架上设有用于对不同形状规格的冬瓜进行夹持的自适应夹持机构，所述自适应夹持机构包括设置在移动架上的中心块，且所述中心块上设有两个相互配合的夹持臂，且所述夹持臂的内壁设有若干个弹性杆，每个弹性杆的顶部均设有与冬瓜外壁接触的橡胶垫，所述夹持臂上设有用于对弹性杆进行伸缩定位的定型机构，在弹性杆与冬瓜外壁接触接触后，多个弹性杆进行伸缩，然后经定型机构定型，使得弹性杆端部的橡胶垫之间形成一个与冬瓜外轮廓相吻合的定型腔；

其中所述中心块上设有带动两个夹持臂进行夹持运动的驱动机构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述弹性杆包括设置在夹持臂内的定位杆和伸缩杆，且所述伸缩杆的内部设有设有供定位杆进行伸缩的伸缩腔，且所述定位杆的端部设有沿伸缩腔进行伸缩的活塞块，且所述活塞块上设有用于对伸缩腔以及活塞块的之间的连接进行的密封圈，且定位杆上设有与伸缩腔连通的充气通道，且所述定位杆上设有与充气通道连通的充气管；所述车体上设有用于对充气通道进行充气的充气机构。

作为本发明的一种优选技术方案，所述充气机构包括用于连接每个夹持臂上的充气管的连接管，且所述车体上设有充气设备，所述充气设备的充气端连接有充气主管，且每个夹持臂上的连接管经充气支管分别与连接管连接，且所述充气主管上设有放气管，且所述放气管上设有电控开关阀。

作为本发明的一种优选技术方案，伸缩杆的端部铰接有翻转块，且所述橡胶垫设置在翻转块的表面。

作为本发明的一种优选技术方案，所述定型机构包括设置在包括设置在每个伸缩杆外壁上的直齿条，所述夹持臂上设有活动板，且所述活动板上设有与每个直齿条对应的咬合块，且所述咬合块上设有与直齿条上的齿牙相互咬合的咬合齿，且所述夹持臂上设有用于对驱动活动板进行移动的伸缩缸。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱动机构包括设置在中心块上的且相互啮合设置的转动齿轮，且每个转动齿轮上均设有摆动杆，且所述摆动杆的外端部有与夹持臂铰接，且所述中心块与夹持臂之间铰接有与摆动杆平行设置的连杆，且中心块上设有经传动机构驱动其中一个转动齿轮转动的驱动电机。

作为本发明的一种优选技术方案，两个所述夹持臂的接触端设有用于对两个夹持臂完全闭合的状态进行检测的压力传感器。

作为本发明的一种优选技术方案，所述充气设备包括设置在车体上的气筒，且所述气筒内设有沿气筒内腔进行移动的活塞推块，且所述车体上还设有充气液压缸，且所述充气液压缸的伸缩端与活塞推块相固定，且所述气筒上还设有用于对气筒内的气压进行检测的的气压表，且所述活塞推块设有用于密封的O型橡胶圈。

作为本发明的一种优选技术方案，所述伸缩杆的内端部设有用于对活塞块进行限位的防脱块。

作为本发明的一种优选技术方案，一种冬瓜采摘机器人的使用方法，首先通过控制机械臂将自适应夹持机构转移对需要采摘的冬瓜上方，然后通过人工进行辅助，此时将电控开关阀打开，而充气设备进行充气动作，然后将驱动机构将带动两个夹持臂进行运动，使得两个夹持臂处于完全闭合状态，然后电控开关阀关闭，随后充气设备进行充气工作，使得伸缩腔内充满空气，在气压的作用下，使得伸缩杆向前伸缩，并是的伸缩杆端部的橡胶垫与冬瓜的外壁紧密贴合，然后利用定型机构中的伸缩缸工作，带动活动板上的咬合块与直齿条进行贴合，则咬合齿与直齿条上的齿牙进行咬合，而对伸缩杆的伸缩长度进行定型，使得弹性杆端部的橡胶垫之间形成一个与冬瓜外轮廓相吻合的定型腔。

本发明的有益效果是：

1、该种冬瓜采摘机器人其中通过在机械臂上有移动架，并在移动架上设有用于对不同形状规格的冬瓜进行夹持的自适应夹持机构，其中自适应夹持机构是以两个相互配合的夹持臂为夹持基础，且所述夹持臂的内壁设有若干个弹性杆，所述夹持臂上设有用于对弹性杆进行伸缩定位的定型机构，在弹性杆与冬瓜外壁接触接触后，多个弹性杆进行伸缩，然后经定型机构定型，使得弹性杆端部的橡胶垫之间形成一个与冬瓜外轮廓相吻合的定型腔，形成一个与冬瓜外轮廓相配合的定型腔，从而对冬瓜起到了限位的作用，这样从而有效避免了防脱的作用，其中夹持臂对冬瓜并没有多大的夹持力，这样不会冬瓜的造成损伤，从而方便后续进行。

2、该种冬瓜采摘机器人中通过设置特定的弹性杆，其中弹性杆是由定位杆和伸缩杆组成，并且在述定位杆的端部设有沿伸缩腔进行伸缩的活塞块，并且定位杆上设有与伸缩腔连通的充气通道，伸缩腔内充满空气，在气压的作用下，使得伸缩杆向前伸缩，并是的伸缩杆端部的橡胶垫与冬瓜的外壁紧密贴合，具有结构简单和易于控制的特点，从而便于形成与冬瓜外轮廓相吻合的定型腔。且确保每个伸缩杆都能与冬瓜的表面紧密的贴合。

3、该种冬瓜采摘机器人中通过设置充气机构来对伸缩腔进行充放气，从而使得弹性杆能够进行自由活动以及与冬瓜的表面贴合，并具有易于控制的特点，可满足对不同形状以及规格的冬瓜进行适应性夹持，且不会对冬瓜造成损伤。

4、该种冬瓜采摘机器人中通过设置特定的定型机构来进行定型工作，利用定型机构中的伸缩缸工作，带动活动板上的咬合块与直齿条进行贴合，则咬合齿与直齿条上的齿牙进行咬合，而对伸缩杆的伸缩长度进行定型，使得弹性杆端部的橡胶垫之间形成一个与冬瓜外轮廓相吻合的定型腔，这样是的冬瓜的夹持部位牢牢的嵌入到定型腔内，而不会滑脱，这样避免对冬瓜造成夹持损伤。

5、该种冬瓜采摘机器人中通过设置特定的定型机构来进行定型工作，利用所述夹持臂的接触端设有用于对两个夹持臂完全闭合的状态进行检测的压力传感器，来对两个夹持臂的闭合状态进行检测，从而便于对充放气工作进行控制。

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是本发明一种冬瓜采摘机器人的结构示意图；

图2是本发明一种冬瓜采摘机器人的自适应夹持机构的结构示意图；

图3是本发明一种冬瓜采摘机器人的局部结构示意图；

图4是本发明一种冬瓜采摘机器人的定型机构的结构示意图；

图5是本发明一种冬瓜采摘机器人的弹性杆的结构示意图；

图6是本发明一种冬瓜采摘机器人的驱动机构的结构示意图；

图7是本发明一种冬瓜采摘机器人的充气机构的结构示意图；

图8是本发明一种冬瓜采摘机器人的充气设备的结构示意图。

图中：1、车体；2、履带行走器；3、机械臂；5、移动架；6、自适应夹持机构；7、中心块；8、夹持臂；10、弹性杆；11、橡胶垫；12、定型机构；13、驱动机构；14、定位杆；15、伸缩杆；16、伸缩腔；17、活塞块；18、密封圈；19、充气通道；20、充气管；21、连接管；22、充气设备；23、充气主管；24、充气支管；25、放气管；26、电控开关阀；27、直齿条；28、活动板；29、咬合块；30、咬合齿；31、翻转块；32、转动齿轮；33、摆动杆；34、连杆；35、驱动电机；36、压力传感器；37、伸缩缸；38、活塞块；39、充气液压缸；40、气压表；41、气筒；42、防脱块。

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。

实施例：如图1-8所示，本发明一种冬瓜采摘机器人，包括车体1，且所述车体1的底部设有履带行走器2，且所述车体1的尾部设有机械臂3，所述机械臂的自由活动端设有移动架，且所述移动架5上设有用于对不同形状规格的冬瓜进行夹持的自适应夹持机构6，所述自适应夹持机构6包括设置在移动架上的中心块7，且所述中心块7上设有两个相互配合的夹持臂8，且所述夹持臂8的内壁设有若干个弹性杆10，每个弹性杆10的顶部均设有与冬瓜外壁接触的橡胶垫11，所述夹持臂8上设有用于对弹性杆10进行伸缩定位的定型机构12，在弹性杆10与冬瓜外壁接触接触后，多个弹性杆10进行伸缩，然后经定型机构12定型，使得弹性杆10端部的橡胶垫11之间形成一个与冬瓜外轮廓相吻合的定型腔；

其中所述中心块7上设有带动两个夹持臂8进行夹持运动的驱动机构13。通过在机械臂3上设有有移动架5，并在移动架5上设有用于对不同形状规格的冬瓜进行夹持的自适应夹持机构6，其中自适应夹持机构6是以两个相互配合的夹持臂8为夹持基础，且所述夹持臂8的内壁设有若干个弹性杆10，所述夹持臂8上设有用于对弹性杆10进行伸缩定位的定型机构12，在弹性杆10与冬瓜外壁接触接触后，多个弹性杆10进行伸缩，然后经定型机构12定型，使得弹性杆10端部的橡胶垫11之间形成一个与冬瓜外轮廓相吻合的定型腔，形成一个与冬瓜外轮廓相配合的定型腔，从而对冬瓜起到了限位的作用，这样从而有效避免了防脱的作用，其中夹持臂对冬瓜并没有多大的夹持力，这样不会冬瓜的造成损伤，从而方便后续进行。

其中，所述弹性杆10包括设置在夹持臂8内的定位杆14和伸缩杆15，且所述伸缩杆15的内部设有设有供定位杆14进行伸缩的伸缩腔16，且所述定位杆14的端部设有沿伸缩腔16进行伸缩的活塞块17，且所述活塞块17上设有用于对伸缩腔16以及活塞块17的之间的连接进行的密封圈18，且定位杆14上设有与伸缩腔16连通的充气通道19，且所述定位杆14上设有与充气通道19连通的充气管20；所述车体上设有用于对充气通道19进行充气的充气机构。缩腔内充满空气，在气压的作用下，使得伸缩杆15向前伸缩，并是的伸缩杆15端部的橡胶垫11与冬瓜的外壁紧密贴合，具有结构简单和易于控制的特点，从而便于形成与冬瓜外轮廓相吻合的定型腔。且确保每个伸缩杆15都能与冬瓜的表面紧密的贴合。

其中，所述充气机构包括用于连接每个夹持臂8上的充气管20的连接管21，且所述车体1上设有充气设备22，所述充气设备22的充气端连接有充气主管23，且每个夹持臂8上的连接管21经充气支管24分别与连接管21连接，且所述充气主管23上设有放气管25，且所述放气管25上设有电控开关阀26。通过设置充气机构来对伸缩腔16进行充放气，从而使得弹性杆10能够进行自由活动以及与冬瓜的表面贴合，并具有易于控制的特点，可满足对不同形状以及规格的冬瓜进行适应性夹持，且不会对冬瓜造成损伤。

其中，所述伸缩杆15的端部铰接有翻转块31，且所述橡胶垫11设置在翻转块31的表面。这样使得橡胶垫具有一定的活动性，这样可以使得橡胶垫能够很好的贴合在冬瓜的表面。

其中，所述定型机构12包括设置在包括设置在每个伸缩杆15外壁上的直齿条27，所述夹持臂8上设有活动板28，且所述活动板28上设有与每个直齿条27对应的咬合块29，且所述咬合块29上设有与直齿条27上的齿牙相互咬合的咬合齿30，且所述夹持臂8上设有用于对驱动活动板28进行移动的伸缩缸37。通过设置特定的定型机构12来进行定型工作，利用定型机构12中的伸缩缸37工作，带动活动板28上的咬合块29与直齿条27进行贴合，则咬合齿30与直齿条27上的齿牙进行咬合，而对伸缩杆15的伸缩长度进行定型，使得弹性杆10端部的橡胶垫11之间形成一个与冬瓜外轮廓相吻合的定型腔，这样是的冬瓜的夹持部位牢牢的嵌入到定型腔内，而不会滑脱，这样避免对冬瓜造成夹持损伤。

其中，所述驱动机构13包括设置在中心块上的且相互啮合设置的转动齿轮32，且每个转动齿轮32上均设有摆动杆33，且所述摆动杆33的外端部有与夹持臂8铰接，且所述中心块7与夹持臂8之间铰接有与摆动杆33平行设置的连杆34，且中心块7上设有经传动机构驱动其中一个转动齿轮32转动的驱动电机35。

其中，两个所述夹持臂8的接触端设有用于对两个夹持臂8完全闭合的状态进行检测的压力传感器36。通过设置特定的定型机构12来进行定型工作，利用所述夹持臂8的接触端设有用于对两个夹持臂8完全闭合的状态进行检测的压力传感器36，来对两个夹持臂8的闭合状态进行检测，从而便于对充放气工作进行控制。

所述充气设备22包括设置在车体1上的气筒42，且所述气筒42内设有沿气筒42内腔进行移动的活塞推块38，且所述车体1上还设有充气液压缸39，且所述充气液压缸39的伸缩端与活塞推块38相固定，且所述气筒42上还设有用于对气筒42内的气压进行检测的的气压表40，且所述活塞推块38设有用于密封的O型橡胶圈。这样通过控制充气液压缸的伸缩来进行充气，而并且可以与伸缩缸共用液压系统，而无需另外设置空气压缩机组，具有易于控制，其中气压表可以对伸缩腔16内的企气压进行检测，进而实现对橡胶垫11。

其中所述伸缩杆15的内端部设有用于对活塞块17进行限位的防脱块41，这样来对伸缩缸进行伸缩限位，从而防止伸缩杆从定位杆上脱落。

一种冬瓜采摘机器人的使用方法，首先通过控制机械臂将自适应夹持机构转移对需要采摘的冬瓜上方，然后通过人工进行辅助，此时将电控开关阀打开，而充气设备进行充气动作，然后将驱动机构将带动两个夹持臂进行运动，使得两个夹持臂处于完全闭合状态，然后电控开关阀关闭，随后充气设备进行充气工作，使得伸缩腔内充满空气，在气压的作用下，使得伸缩杆向前伸缩，并是的伸缩杆端部的橡胶垫与冬瓜的外壁紧密贴合，然后利用定型机构中的伸缩缸工作，带动活动板上的咬合块与直齿条进行贴合，则咬合齿与直齿条上的齿牙进行咬合，而对伸缩杆的伸缩长度进行定型。

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 (10)

1.一种冬瓜采摘机器人，其特征在于，包括车体（1），且所述车体（1）的底部设有履带行走器（2），且所述车体（1）的尾部设有机械臂（3），且所述机械臂（3）的自由活动端设有移动架（5），且所述移动架（5）上设有用于对不同形状规格的冬瓜进行夹持的自适应夹持机构（6），所述自适应夹持机构（6）包括设置在移动架上的中心块（7），且所述中心块（7）上设有两个相互配合的夹持臂（8），且所述夹持臂（8）的内壁设有若干个弹性杆（10），每个弹性杆（10）的顶部均设有与冬瓜外壁接触的橡胶垫（11），所述夹持臂（8）上设有用于对弹性杆（10）进行伸缩定位的定型机构（12），在弹性杆（10）与冬瓜外壁接触接触后，多个弹性杆（10）进行伸缩，然后经定型机构（12）定型，使得弹性杆（10）端部的橡胶垫（11）之间形成一个与冬瓜外轮廓相吻合的定型腔；

其中所述中心块（7）上设有带动两个夹持臂（8）进行夹持运动的驱动机构（13）。

2.根据权利要求1所述的一种冬瓜采摘机器人，其特征在于，所述弹性杆(10）包括设置在夹持臂（8）内的定位杆（14）和伸缩杆（15），且所述伸缩杆（15）的内部设有设有供定位杆（14）进行伸缩的伸缩腔（16），且所述定位杆（14）的端部设有沿伸缩腔（16）进行伸缩的活塞块（17），且所述活塞块（17）上设有用于对伸缩腔（16）以及活塞块（17）的之间的连接进行的密封圈（18），且定位杆（14）上设有与伸缩腔（16）连通的充气通道（19），且所述定位杆（14）上设有与充气通道（19）连通的充气管（20）；所述车体上设有用于对充气通道（19）进行充气的充气机构。

3.根据权利要求2所述的一种冬瓜采摘机器人，其特征在于，所述充气机构包括用于连接每个夹持臂（8）上的充气管（20）的连接管（21），且所述车体（1）上设有充气设备（22），所述充气设备（22）的充气端连接有充气主管（23），且每个夹持臂（8）上的连接管（21）经充气支管（24）分别与连接管（21）连接，且所述充气主管（23）上设有放气管（25），且所述放气管（25）上设有电控开关阀（26）。

4.根据权利要求2所述的一种冬瓜采摘机器人，其特征在于，所述伸缩杆（15）的端部铰接有翻转块（31），且所述橡胶垫（11）设置在翻转块（31）的表面。

5.根据权利要求2所述的一种冬瓜采摘机器人，其特征在于，所述定型机构（12）包括设置在包括设置在每个伸缩杆（15）外壁上的直齿条（27），所述夹持臂（8）上设有活动板（28），且所述活动板（28）上设有与每个直齿条（27）对应的咬合块（29），且所述咬合块（29）上设有与直齿条（27）上的齿牙相互咬合的咬合齿（30），且所述夹持臂（8）上设有用于对驱动活动板（28）进行移动的伸缩缸（37）。

6.根据权利要求2所述的一种冬瓜采摘机器人，其特征在于，所述驱动机构（13）包括设置在中心块上的且相互啮合设置的转动齿轮（32），且每个转动齿轮（32）上均设有摆动杆（33），且所述摆动杆（33）的外端部有与夹持臂（8）铰接，且所述中心块（7）与夹持臂（8）之间铰接有与摆动杆（33）平行设置的连杆（34），且中心块（7）上设有经传动机构驱动其中一个转动齿轮（32）转动的驱动电机（35）。

7.根据权利要求1所述的一种冬瓜采摘机器人，其特征在于，两个所述夹持臂（8）的接触端设有用于对两个夹持臂（8）完全闭合的状态进行检测的压力传感器（36）。

8.根据权利要求3所述的一种冬瓜采摘机器人，其特征在于，所述充气设备（22）包括设置在车体（1）上的气筒（42），且所述气筒（42）内设有沿气筒（42）内腔进行移动的活塞推块（38），且所述车体（1）上还设有充气液压缸（39），且所述充气液压缸（39）的伸缩端与活塞推块（38）相固定，且所述气筒（42）上还设有用于对气筒（42）内的气压进行检测的的气压表（40），且所述活塞推块（38）设有用于密封的O型橡胶圈。

9.根据权利要求2所述的一种冬瓜采摘机器人，其特征在于，所述伸缩杆（15）的内端部设有用于对活塞块（17）进行限位的防脱块（41）。

10.根据权利要求1-9所述的一种冬瓜采摘机器人的使用方法，其特征在于，首先通过控制机械臂将自适应夹持机构转移对需要采摘的冬瓜上方，然后通过人工进行辅助，此时将电控开关阀打开，而充气设备进行充气动作，然后将驱动机构将带动两个夹持臂进行运动，使得两个夹持臂处于完全闭合状态，然后电控开关阀关闭，随后充气设备进行充气工作，使得伸缩腔内充满空气，在气压的作用下，使得伸缩杆向前伸缩，并是的伸缩杆端部的橡胶垫与冬瓜的外壁紧密贴合，然后利用定型机构中的伸缩缸工作，带动活动板上的咬合块与直齿条进行贴合，则咬合齿与直齿条上的齿牙进行咬合，而对伸缩杆的伸缩长度进行定型，使得弹性杆端部的橡胶垫之间形成一个与冬瓜外轮廓相吻合的定型腔。