CN207766918U - 一种全自动西瓜采摘机 - Google Patents

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Abstract

本实用新型主要公开了一种全自动西瓜采摘机,包括行走装置、末端执行器以及传动装置,行走装置上设有第一立柱,第一立柱的上端设有旋转台,旋转台上设有第二立柱;传动装置包括相互铰接的大臂和小臂,大臂的内端与第二立柱的上端铰接,大臂的外端与小臂的内端铰接,小臂的外端与末端执行器连接;末端执行器包括机械手臂,机械手臂的上端与小臂的外端铰接,机械手臂上套设有圆盘,圆盘上设有上下移动机构,机械手臂的下端设有连接轴和吸取装置,连接轴上转动连接有一对对称的钳臂,钳臂的上端与圆盘铰接,钳臂的下端设有抓手。本实用新型采摘范围广,使用灵活多变,节省人工劳动力和时间,大大提高西瓜的采摘效率。

Description

一种全自动西瓜采摘机
技术领域
本实用新型涉及机器人技术领域,特别是一种全自动西瓜采摘机。
背景技术
西瓜作为夏日必备的水果广受大众的喜爱,从西瓜本身的特点看其味道甘甜多汁而且性寒,清爽解渴,是盛夏佳果。西瓜作为重要水果之一其市场价格可观,在国际国内市场具有很大的消费潜力。我国是西瓜种植大国、消费大国,我国2010年全国西瓜种植面积181.25万公顷,年产总量6818.1万吨,随着人们对西瓜的需求量不断增加,西瓜的种植面积和产量也在逐年增加,全国西瓜的产量巨大且居其他水果之首,在西瓜的采摘过程,还以人工采摘为主,人工采摘西瓜劳动强度大,费事费力,西瓜采摘效率低。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足,本实用新型提供一种全自动西瓜采摘机,采摘范围广,使用灵活多变,节省人工劳动力和时间,大大提高西瓜的采摘效率。
为了达到上述目的,本实用新型通过以下技术方案来实现:
一种全自动西瓜采摘机,包括行走装置、末端执行器以及分别与行走装置和末端执行器连接的传动装置,所述行走装置上设有第一立柱,所述第一立柱的上端设有旋转台,所述旋转台上设有第二立柱;所述传动装置包括相互铰接的大臂和小臂,所述大臂的内端与第二立柱的上端铰接,所述大臂的外端与小臂的内端铰接,所述小臂的外端与末端执行器连接;所述末端执行器包括机械手臂,所述机械手臂的上端与小臂的外端铰接,所述机械手臂上套设有圆盘,所述圆盘上设有上下移动机构,所述上下移动机构带动圆盘上下滑动连接在机械手臂上,所述机械手臂的下端设有连接轴和吸取装置,所述连接轴上转动连接有一对对称的钳臂,所述钳臂的上端与圆盘铰接,所述钳臂的下端设有抓手。
本实用新型通过行走装置移动到待采摘的西瓜处,通过第一立柱、旋转台、第二立柱、大臂和小臂调整末端执行器的位置,使得末端执行器恰好位于待采摘的西瓜的上方,然后利用小臂将末端执行器缓慢下降靠近西瓜,此时上下移动机构带动圆盘沿着机械手臂向下移动,使抓手张开,接着利用吸取装置吸住西瓜,将西瓜固定,吸住后,再通过小臂将西瓜向上移动,使西瓜与地面分离,此时上下移动机构带动圆盘沿着机械手臂向上移动,使抓手向中间靠拢,最后吸取装置将西瓜放入到抓手内,实现西瓜的采摘过程。
本实用新型进一步设置为:所述上下移动机构包括垂直电机,所述圆盘的顶面设有安装板,所述安装板与圆盘固定连接,所述垂直电机固定在安装板的顶面,所述垂直电机的输出轴上设有齿轮,所述机械手臂表面一侧设有齿条,所述齿轮与齿条相啮合。设置的垂直电机通过齿轮和齿条的啮合,从而带动圆盘在机械手臂处上下移动,从而使得钳臂转动,带动抓手收拢或者展开。
本实用新型进一步设置为:所述第一立柱的内部设有第一电机,所述第一电机的输出轴与旋转台的底部连接,所述第一电机带动旋转台360度水平转动。
本实用新型进一步设置为:所述第二立柱上端的一侧设有第二电机,所述第二电机的输出轴与大臂的内端连接,所述第二电机带动大臂在竖直面上转动,所述大臂的外端一侧设有第三电机,所述第三电机的输出轴与小臂的内端连接,所述第三电机带动小臂在竖直面上转动,所述小臂的外端顶面设有第四电机,所述第四电机的输出轴与机械手臂的顶面连接,所述第四电机带动机械手臂在水平面上旋转。
本实用新型进一步设置为:所述钳臂包括钳柄大臂和钳柄小臂,所述钳柄大臂的上端与圆盘铰接,所述钳柄大臂的下端与钳柄小臂的上端铰接,所述钳柄小臂的下端与抓手铰接。
本实用新型进一步设置为:所述抓手上设有容纳槽,所述容纳槽上设有第一橡胶层,所述抓手的头部设有锯齿刀片,两个抓手的锯齿刀片交错设置。所述容纳槽用来放置采摘的西瓜,所述第一橡胶层用来保护西瓜的外皮,防止西瓜受损,保证西瓜的外观完整性;设置的锯齿刀片用来切割西瓜藤,使得西瓜顺利脱落,将两个抓手上的锯齿刀片交错设置,便于对西瓜藤的切割,提高切割效率,同时可以使两个抓手收拢时,锯齿刀片能够相互嵌合,使得两个抓手闭合严密,减少漏洞。
本实用新型进一步设置为:所述钳臂的下端位于抓手的外侧设有摇摆电机,所述摇摆电机输出轴与抓手的顶端连接,所述摇摆电机带动抓手前后摆动。设置的摇摆电机带动抓手前后摆动,从而带动锯齿刀片前后摆动切割西瓜藤。
本实用新型进一步设置为:所述吸取装置包括强力吸盘,所述连接轴上设有固定板,所述固定板上设有微型真空泵,所述微型真空泵的出气端设有空心钢管,所述空心钢管的内部设有通气软管,所述通气软管的下端与强力吸盘连接,所述强力吸盘位于两个钳臂之间,所述强力吸盘的内壁上设有第二橡胶层。利用微型真空泵控制强力吸盘对西瓜进行吸取,便于抓取西瓜,设置的第二橡胶层用来保护西瓜外表,防止西瓜外表皮受损,保证西瓜的外观完整性。
本实用新型进一步设置为:所述连接轴的前端设有连接盘,所述连接盘的前侧设有摄像头。摄像头内设有水果成熟度检查仪,设置的摄像头通过拍摄或者录制西瓜的外观图片,然后将外观图片发送到水果成熟度检查仪,水果成熟度检查仪通过图片上的西瓜外观来检测了解西瓜的成熟度。
本实用新型进一步设置为:所述行走装置包括一对履带轮,两个所述履带轮之间设有支撑板,所述第一立柱通过固定支撑件安装在支撑板上。种植西瓜的底面通常为沙泥地面,普通的轮子难以在沙泥地上正常行走,设置的履带轮可以在沙泥地上正常行走,从而可以顺利带动西瓜采摘机移动,设计合理,行动方便,结构稳定。
本实用新型具有有益效果为:本实用新型通过行走装置移动到待采摘的西瓜处,通过第一立柱、旋转台、第二立柱、大臂和小臂调整末端执行器的位置,使得末端执行器恰好位于待采摘的西瓜的上方,然后利用小臂将末端执行器缓慢下降靠近西瓜,此时上下移动机构带动圆盘沿着机械手臂向下移动,使抓手张开,接着利用吸取装置吸住西瓜,将西瓜固定,吸住后,再通过小臂将西瓜向上移动,使西瓜与地面分离,此时上下移动机构带动圆盘沿着机械手臂向上移动,使抓手向中间靠拢,最后吸取装置将西瓜放入到抓手内,实现西瓜的采摘过程。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用新型的俯视图;
图3为本实用新型中上下移动机构的结构示意图;
图4为本实用新型中的摄像头的安装结构示意图;
图5为本实用新型中吸取装置的结构示意图。
附图标记:1、行走装置;11、履带轮;12、支撑板;2、传动装置;21、大臂;22、小臂;23、第三电机;24、第四电机;31、机械手臂;311、齿条;32、圆盘;321、安装板;33、上下移动机构;331、垂直电机;332、齿轮;34、连接轴;35、吸取装置;36、钳臂;361、钳柄大臂;362、钳柄小臂;37、抓手;371、容纳槽;372、第一橡胶层;373、锯齿刀片;38、摇摆电机;41、第一立柱;411、固定支撑件;42、旋转台;43、第二立柱;44、第二电机;51、固定板;52、微型真空泵;53、空心钢管;54、强力吸盘;55、第二橡胶层;61、连接盘;62、摄像头。
具体实施方式
结合附图,对本实用新型较佳实施例做进一步详细说明。
如图1-5所示,一种全自动西瓜采摘机,包括行走装置1、末端执行器以及分别与行走装置1和末端执行器连接的传动装置2,所述行走装置1上设有第一立柱41,所述行走装置1包括一对履带轮11,两个所述履带轮11之间设有支撑板12,所述第一立柱41通过固定支撑件411安装在支撑板12上。种植西瓜的底面通常为沙泥地面,普通的轮子难以在沙泥地上正常行走,设置的履带轮11可以在沙泥地上正常行走,从而可以顺利带动西瓜采摘机移动,设计合理,行动方便,结构稳定。所述第一立柱41的上端设有旋转台42,所述旋转台42上设有第二立柱43。所述第一立柱41的内部设有第一电机,所述第一电机的输出轴与旋转台42的底部连接,所述第一电机带动旋转台42水平转动。
所述传动装置2包括相互铰接的大臂21和小臂22,所述大臂21的内端与第二立柱43的上端铰接,所述第二立柱43上端的一侧设有第二电机44,所述第二电机44的输出轴与大臂21的内端连接,所述第二电机44带动大臂21在竖直面上转动。
所述大臂21的外端与小臂22的内端铰接,所述大臂21的外端一侧设有第三电机23,所述第三电机23的输出轴与小臂22的内端连接,所述第三电机23带动小臂22在竖直面上转动。
所述小臂22的外端与末端执行器连接,所述末端执行器包括机械手臂31,所述机械手臂31的上端与小臂22的外端铰接,所述小臂22的外端顶面设有第四电机24,所述第四电机24的输出轴与机械手臂31的顶面连接,所述第四电机24带动机械手臂31在水平面上旋转。
所述机械手臂31上套设有圆盘32,所述圆盘32上设有上下移动机构33,所述上下移动机构33带动圆盘32上下滑动连接在机械手臂31上,所述上下移动机构33包括垂直电机331,所述圆盘32的顶面设有安装板321,所述安装板321与圆盘32固定连接,所述垂直电机331固定在安装板321的顶面,所述垂直电机331的输出轴上设有齿轮332,所述机械手臂31表面一侧设有齿条311,所述齿轮332与齿条311相啮合。设置的垂直电机331通过齿轮332和齿条311的啮合,从而带动圆盘32在机械手臂31处上下移动,从而使得钳臂36转动,带动抓手37收拢或者展开。
所述机械手臂31的下端设有连接轴34和吸取装置35,所述连接轴34上转动连接有一对对称的钳臂36,所述钳臂36的上端与圆盘32铰接,所述钳臂36的下端设有抓手37。所述钳臂36包括钳柄大臂361和钳柄小臂362,所述钳柄大臂361的上端与圆盘32铰接,所述钳柄大臂361的下端与钳柄小臂362的上端铰接,所述钳柄小臂362的下端与抓手37铰接。
所述抓手37上设有容纳槽371,所述容纳槽371上设有第一橡胶层372,所述抓手37的头部设有锯齿刀片373,两个抓手37的锯齿刀片373交错设置。所述容纳槽371用来放置采摘的西瓜,所述第一橡胶层372用来保护西瓜的外皮,防止西瓜受损,保证西瓜的外观完整性;设置的锯齿刀片373用来切割西瓜藤,使得西瓜顺利脱落,将两个抓手37上的锯齿刀片373交错设置,便于对西瓜藤的切割,提高切割效率,同时可以使两个抓手37收拢时,锯齿刀片373能够相互嵌合,使得两个抓手37闭合严密,减少漏洞。
所述钳臂36的下端位于抓手37的外侧设有摇摆电机38,所述摇摆电机38输出轴与抓手37的顶端连接,所述摇摆电机38带动抓手37前后摆动。设置的摇摆电机38带动抓手37前后摆动,从而带动锯齿刀片373前后摆动切割西瓜藤。
所述吸取装置35包括强力吸盘54,所述连接轴34上设有固定板51,所述固定板51上设有微型真空泵52,所述微型真空泵52的出气端设有空心钢管53,所述空心钢管53的内部设有通气软管,所述通气软管的下端与强力吸盘54连接,所述强力吸盘54位于两个钳臂36之间,所述强力吸盘54的内壁上设有第二橡胶层55。利用微型真空泵52控制强力吸盘54对西瓜进行吸取,便于抓取西瓜,设置的第二橡胶层55用来保护西瓜外表,防止西瓜外表皮受损,保证西瓜的外观完整性。
所述连接轴34的前端设有连接盘61,所述连接盘61的前侧设有摄像头62。摄像头62内设有水果成熟度检查仪,设置的摄像头62通过拍摄或者录制西瓜的外观图片,然后将外观图片发送到水果成熟度检查仪,水果成熟度检查仪通过图片上的西瓜外观来检测了解西瓜的成熟度。
结合附图,本实用新型工作时,首先通过行走装置1移动到西瓜地里,通过摄像头62拍摄西瓜图片,检测西瓜的成熟情况,将西瓜采摘机移动到成熟的西瓜附近,然后利用第一电机带动旋转台42旋转,从而使末端执行器位于待采摘的西瓜上方;此时通过第二电机44和第三电机23分别控制大臂21和小臂22将末端执行器缓缓下降,靠近西瓜,同时启动垂直电机331,利用垂直电机331带动圆盘32沿着机械手臂31向下移动,使抓手37张开,再启动第四电机24,带动机械手臂31旋转角度,使得强力吸盘54恰好落在西瓜的正上方,再开启微型真空泵52,使得强力吸盘54紧紧吸住西瓜;接着利用第二电机44和第三电机23分别控制大臂21和小臂22将末端执行器缓缓上移,使得西瓜微微离地,此时再启动垂直电机331,利用垂直电机331带动圆盘32沿着机械手臂31向上移动,使两侧的抓手37向中间收拢,直至锯齿刀片373与西瓜藤接触,然后启动摇摆电机38,利用摇摆电机38带动抓手37摇摆,使得锯齿刀片373来回切割西瓜藤,将西瓜彻底脱离西瓜藤,待切割完成后,垂直电机331再次带动圆盘32上移,抓手37继续收拢直至闭合,此时微型真空泵52放气,使强力吸盘54不再吸附西瓜,西瓜自然掉落到抓手37内,则实现了完整的西瓜采摘过程。
上述实施例仅用于解释说明本实用新型的实用新型构思,而非对本实用新型权利保护的限定,凡利用此构思对本实用新型进行非实质性的改动,均应落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种全自动西瓜采摘机,包括行走装置(1)、末端执行器以及分别与行走装置(1)和末端执行器连接的传动装置(2),其特征在于:所述行走装置(1)上设有第一立柱(41),所述第一立柱(41)的上端设有旋转台(42),所述旋转台(42)上设有第二立柱(43);所述传动装置(2)包括相互铰接的大臂(21)和小臂(22),所述大臂(21)的内端与第二立柱(43)的上端铰接,所述大臂(21)的外端与小臂(22)的内端铰接,所述小臂(22)的外端与末端执行器连接;所述末端执行器包括机械手臂(31),所述机械手臂(31)的上端与小臂(22)的外端铰接,所述机械手臂(31)上套设有圆盘(32),所述圆盘(32)上设有上下移动机构(33),所述上下移动机构(33)带动圆盘(32)上下滑动连接在机械手臂(31)上,所述机械手臂(31)的下端设有连接轴(34)和吸取装置(35),所述连接轴(34)上转动连接有一对对称的钳臂(36),所述钳臂(36)的上端与圆盘(32)铰接,所述钳臂(36)的下端设有抓手(37)。
2.根据权利要求1所述的一种全自动西瓜采摘机,其特征在于:所述上下移动机构(33)包括垂直电机(331),所述圆盘(32)的顶面设有安装板(321),所述安装板(321)与圆盘(32)固定连接,所述垂直电机(331)固定在安装板(321)的顶面,所述垂直电机(331)的输出轴上设有齿轮(332),所述机械手臂(31)表面一侧设有齿条(311),所述齿轮(332)与齿条(311)相啮合。
3.根据权利要求1所述的一种全自动西瓜采摘机,其特征在于:所述第一立柱(41)的内部设有第一电机,所述第一电机的输出轴与旋转台(42)的底部连接,所述第一电机带动旋转台(42)360度水平转动。
4.根据权利要求1所述的一种全自动西瓜采摘机,其特征在于:所述第二立柱(43)上端的一侧设有第二电机(44),所述第二电机(44)的输出轴与大臂(21)的内端连接,所述第二电机(44)带动大臂(21)在竖直面上转动,所述大臂(21)的外端一侧设有第三电机(23),所述第三电机(23)的输出轴与小臂(22)的内端连接,所述第三电机(23)带动小臂(22)在竖直面上转动,所述小臂(22)的外端顶面设有第四电机(24),所述第四电机(24)的输出轴与机械手臂(31)的顶面连接,所述第四电机(24)带动机械手臂(31)在水平面上旋转。
5.根据权利要求1所述的一种全自动西瓜采摘机,其特征在于:所述钳臂(36)包括钳柄大臂(361)和钳柄小臂(362),所述钳柄大臂(361)的上端与圆盘(32)铰接,所述钳柄大臂(361)的下端与钳柄小臂(362)的上端铰接,所述钳柄小臂(362)的下端与抓手(37)铰接。
6.根据权利要求1所述的一种全自动西瓜采摘机,其特征在于:所述抓手(37)上设有容纳槽(371),所述容纳槽(371)上设有第一橡胶层(372),所述抓手(37)的头部设有锯齿刀片(373),两个抓手(37)的锯齿刀片(373)交错设置。
7.根据权利要求6所述的一种全自动西瓜采摘机,其特征在于:所述钳臂(36)的下端位于抓手(37)的外侧设有摇摆电机(38),所述摇摆电机(38)输出轴与抓手(37)的顶端连接,所述摇摆电机(38)带动抓手(37)前后摆动。
8.根据权利要求1所述的一种全自动西瓜采摘机,其特征在于:所述吸取装置(35)包括强力吸盘(54),所述连接轴(34)上设有固定板(51),所述固定板(51)上设有微型真空泵(52),所述微型真空泵(52)的出气端设有空心钢管(53),所述空心钢管(53)的内部设有通气软管,所述通气软管的下端与强力吸盘(54)连接,所述强力吸盘(54)位于两个钳臂(36)之间,所述强力吸盘(54)的内壁上设有第二橡胶层(55)。
9.根据权利要求1所述的一种全自动西瓜采摘机,其特征在于:所述连接轴(34)的前端设有连接盘(61),所述连接盘(61)的前侧设有摄像头(62)。
10.根据权利要求1所述的一种全自动西瓜采摘机,其特征在于:所述行走装置(1)包括一对履带轮(11),两个所述履带轮(11)之间设有支撑板(12),所述第一立柱(41)通过固定支撑件(411)安装在支撑板(12)上。
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