CN208317478U - 一种小型智能果品采摘机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小型智能果品采摘机，包括具有多方位自由采摘动作的机械臂，机械臂上方设置有采摘水果的机械手，机械臂的下方设置有驱动机械臂移动的移动装置，位于机械臂的一侧设置有用于对采摘完成的水果收集装箱的收集装置，具有多方位高精准的采摘动作，并且采摘动作速度快，工作效率高等优点。

Description

一种小型智能果品采摘机

技术领域

本实用新型涉及一种果品采摘机，具体的说，涉及一种具备高精准自动采摘果品，且有较高工作效率的一种小型智能果品采摘机，属于智能采摘领域。

背景技术

随着科技的进步，以及我国人口老龄化的日益加重，劳动力变得越来越匮乏，但是像苹果，草莓这样的经济作物，却需要大量劳动力进行采摘作业，而在采摘水果的旺季，时常会发现果农雇工难的问题，导致大量的水果会直接在树上烂掉。

因此水果自动采摘机械手臂的研究越来越受到关注，如申请号为CN201621184863.X公开了一种机械手臂，该装置包括：履带底座，履带底座上设有电源和控制器，电源和控制器电连接，控制器上安装有主臂，主臂侧面设有连接座，主臂上方设有伺服电机二，伺服电机二的输出轴端转动连接有大臂，大臂的下方连接有连杆，连杆的另一端与设置在连接座内的伺服电机一活动连接，大臂的另一端通过转轴活动连接有小臂，转轴通过法兰与伺服电机三活动连接，小臂的另一端通过伺服电机四的输出轴活动连接有夹持器，夹持器上设有伺服电机五，伺服电机五的输出轴与夹持器上的连接轴通过法兰活动连接；伺服电机一、伺服电机二、伺服电机三、伺服电机四和伺服电机五均与控制器电连接，控制器与履带底盘中的驱动马达电连接。

但是上述机器需要采摘反方向的水果时，须由履带控制转向后才能摘取，因此在要采摘多个方位的果品时采摘过程麻烦，并且采摘完成后还需要把水果放入箱子，虽说放入箱子时操作方便，但长时间工作也会降低工作效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服传统采摘机不能多方位采摘水果，工作效率低等问题，提供一种小型智能果品采摘机，实现多方位高精准的采摘水果。

为了解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种小型智能果品采摘机，包括具有多方位自由采摘动作的机械臂，机械臂的上方设置有采摘水果的机械手，机械臂的下方设置有驱动机械臂移动的移动装置，机械臂与机械手连接处的一侧设置有用于对采摘完成的水果收集装箱的收集装置。

以下是本实用新型对上述方案的进一步优化：

所述机械臂的下方通过连接板与移动装置连接，，所述移动装置包括安装在连接板左右两侧的履带，履带的相对内侧的连接板上分别对称设置有驱动履带动作的第一伺服电机。

进一步优化：所述机械臂包括设置在连接板上方的第一轴承杯，第一轴承杯的外圆上靠近上下两端面分别套设有圆环，所述下方圆环的下端与连接板之间通过纵向设置的铜柱支撑连接，所述第一轴承杯的下方设置有驱动第一轴承杯转动的第二伺服电机。

进一步优化：所述第一轴承杯的上方固定连接有第一多功能架，所述第一多功能架的上方转动连接有第一U型架，第一U型架上方固定连接有第二U型架，所述第一多功能架内固定连接有用于驱动第一U型架和第二U型架前后转动的第三伺服电机。

进一步优化：所述第二U型架开口端的内侧转动连接有第二多功能架，第二多功能架的上方设置有第三U型架，第二多功能架内部设置有用于驱动第三U型架前后转动的第四伺服电机。

进一步优化：所述第三U型架开口端的内侧转动连接有第三多功能架，第三多功能架的后方设置有用于使机械手转动的第六伺服电机，第三多功能架内部设置有用于驱动第六伺服电机前后转动的第五伺服电机。

进一步优化：所述机械手包括机械手主体，机械手主体上设置有一对相互啮合的半圆齿轮；所述机械手主体的后方固定连接有用于驱动机械手动作的第七伺服电机。

进一步优化：所述机械手主体前方的两侧对称设置有一对活动爪，所述活动爪靠近机械手主体的一端与半圆齿轮转动连接，所述活动爪相对内侧的中间位置与机械手主体之间设置有一对支架。

进一步优化：所述收集装置包括安装在机械手一侧的钢圈，钢圈上套设有滑道，所述滑道的远离钢圈的一端设置有箱体，箱体固定设置在连接板上。

进一步优化：所述连接板上设置有用于控制第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机、第四伺服电机、第五伺服电机、第六伺服电机、第七伺服电机动作的单片机，和用于接收信号的信号接收模块。

本实用新型采用上述方案，具有以下有益效果：

本实用新型采用上述技术方案使本机器操作方便简洁，具有多方位高精准的采摘动作，并且采摘动作速度快，工作效率高等优点同时完全解决了现有技术不能多方位采摘水果工作效率高等问题。

本实用新型通过履带，可以适用多种不同的工作环境；通过设置齿轮可驱动履带动作，并起到一定的张进作用；通过设置第一伺服电机，可驱动齿轮转动从而带动履带转动从而实现本机器的移动，并且第一伺服电机为两个可通过差速实现转向；

通过设置铜柱，可使圆环与连接板分隔开；通过设置圆环，用于安装第一轴承杯，实现轴承杯的转动；通过设置定位盘，可使铜柱固定围成矩形形状，并且可以用于安装第二伺服电机；

通过设置第二伺服电机，可以通过第二伺服电机驱动轴承杯做360°转动，从而实现整个机械臂的转动；

通过设置第一U型架、第二U型架、第三U型架，可实现整个机械臂弯折成不同的形状，方便采摘水果；通过设置第一多功能架、第二多功能架、第三多功能架，实现各个U型架之间的转动连接和用于安装各个伺服电机；

通过设置第二轴承杯、第三轴承杯、第四轴承杯，可以实现各个U型架与各相对的多功能架之间的转动连接；

通过设置第三伺服电机、第三伺服电机、第五伺服电机，可用去驱动个相对U型架之间的转动，从而实现整个机械臂弯折成不同的形状，方便采摘水果；

通过设置第六伺服电机，可驱动整个机械手的转动，方便采摘下水果，通过设置法兰盘，用于固定整个机械手；通过设置第七伺服电机，可驱动活动爪完成张开闭合动作，用于抓住水果方便采摘；

通过设置机械手主体，用于支撑和安装第七伺服电机和半圆齿轮；通过设置活动爪可用于抓住水果；通过设置曲形板，可增大摩擦力，避免采摘水果时水果滑落；

通过设置支架，实现活动爪与机械手主体的转动连接，通过设置钢圈，可用于支撑滑道开口的形状；通过设置滑道，可对采摘完的水果起到导向作用，使水果直接进入箱体，通过设置箱体，用来存放水果。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型在实施例中的总体结构示意图；

图2为本实用新型在实施例中移动装置的结构示意图；

图3为本实用新型在实施例中移动装置的结构示意图；

图4为本实用新型在实施例中机械臂的结构示意图；

图5为本实用新型在实施例中机械臂的结构示意图；

图6为本实用新型在实施例中第一多功能架的结构示意图；

图7为本实用新型在实施例中第二多功能架的结构示意图；

图8为本实用新型在实施例中第三多功能架的结构示意图；

图9为本实用新型在实施例中机械手的结构示意图；

图10为本实用新型在实施例中收集装置的结构示意图。

图中：1-移动装置；2-机械臂；3-收集装置；4-机械手；5-第七伺服电机；7-定位盘；8-第一轴承杯；9-第二伺服电机；10-圆环；11-法兰盘；12-第六伺服电机；13-第五伺服电机；15-第三伺服电机；16-第四伺服电机；17-螺栓；19-履带；20-齿轮；21-第一伺服电机；22-单片机；23-连接板；24-安装架；25-铜柱；28-第一U型架；29-第二U型架；30-第三U型架。31-第二轴承杯；32-第三轴承杯；33-第四轴承杯；34-直角支架；35-钢圈；36-滑道；37-箱体；40-第一多功能架；41-第二多功能架；42-第三多功能架；45-机械手主体；46-半圆齿轮；47-活动爪；48-曲形板；49-支架。

具体实施方式

实施例：请参阅图1，一种小型智能果品采摘机，包括具有多方位自由采摘动作的机械臂2，机械臂2的上方设置有采摘水果的机械手4，机械臂2的下方设置有驱动机械臂2移动的移动装置1，机械臂2与机械手4连接处的一侧设置有用于对采摘完成的水果收集装箱的收集装置3。

请参阅图2-3，所述机械臂2的下方通过连接板23与移动装置1连接，所述移动装置1包括安装在连接板23左右两侧的履带19。

所述履带19内位于上方位置套设有用于驱动履带19运动和起到一定张进作用的齿轮20。

所述两个履带19相对内侧的连接板23上分别对称设置有驱动履带19动作的第一伺服电机21，第一伺服电机21的输出端与所述齿轮20固定连接。

这样设计可使第一伺服电机21通过驱动齿轮12带动履带19转动，且可调整两个第一伺服电机21之间的转速，使两个第一伺服电机21速度不一致，通过差速运动，实现向左或者向右的转向。

请参阅图4-8，所述机械臂2包括设置在连接板23上方的第一轴承杯8，第一轴承杯8的外圆上靠近上下两端面分别套设有圆环10，下方圆环10的下端面上固定连接有方纵向设置有四根铜柱25，铜柱25的下端与连接板23固定连接。

通过设置铜柱25与圆环10，可以使第一轴承杯8与连接板23之间分隔出一定的空间。

所述铜柱25的中间偏上位置套设有使4根铜柱围成矩形的定位盘7。

所述第一轴承杯8的下方，位于定位盘7的中心位置安装有有可驱动第一轴承杯8转动的第二伺服电机9。

所述第二伺服电机9的输出端与第一轴承杯8的中心固定连接。

所述上方圆环10的上端面固定连接有第一多功能架40，第一多功能架40的一侧上转动连接有第二轴承杯31。

所述第一多功能架40的上方通过第二轴承杯31转动连接有第一U型架28，第一U型架28的上方通过螺栓17固定连接有第二U型架29，第二U型架29的开口端向上设置。

所述第一多功能架40内固定连接有用于驱动第一U型架28和第二U型架29前后转动的第三伺服电机15。

所述第三伺服电机15的输出端与第一U型架28固定连接。

所述第二U型架29开口端的内侧设置有第二多功能架41，所述第二多功能架41的一侧转动连接有第三轴承杯32，第三轴承杯32与第二U型架29转动连接。

所述第二多功能架41的上方固定连接有呈“L”形状的直角支架34，所述直角支架34上方通过螺栓固定连接有第三U型架30，第三U型架30的开口端向上设置。

所述第二多功能架41的内侧位于第二U型架29内部设置有用于驱动第三U型架30前后转动的第四伺服电机16。

所述第四伺服电机16的输出端与第二U型架29固定连接。

所述第三U型架30开口端的内侧设置有第三多功能架42，第三多功能架42的一侧转动连接有第四轴承杯33，第四轴承杯33与第三U型架30转动连接。

所述第三多功能架42的后方设置有用于使机械手4转动的第六伺服电机12。

所述第三多功能架42的内侧位于第三U型架30内部设置有用于驱动第六伺服电机前后转动的第五伺服电机13。

所述第五伺服电机13的输出端与第三U型架30固定连接。

第六伺服电机12的输出端固定连接有法兰盘11，法兰盘11的上方固定连接有用于采摘水果的机械手4。

请参阅图9和图4，所述机械手4包括安装在法兰盘11上的机械手主体45，机械手主体45上设置有一对相互啮合的半圆齿轮46。

所述机械手主体45前方的两侧对称设置有一对活动爪47，所述活动爪47靠近机械手主体45的一端与半圆齿轮46转动连接。

所述活动爪47远离机械手主体45的一端通过螺栓固定连接有曲形板48，曲形板48的表面上设置有防滑纹，通过设置防滑纹可增大摩擦力，使机械手在采摘水果时抓取的更稳固。

所述活动爪47相对内侧的中间位置设置有一对支架49，所述支架49靠近活动爪47的一端与活动爪47的中间位置转动连接，支架49远离活动爪47的一端与机械手主体45转动连接。

所述机械手主体45的后方固定连接有用于去驱动机械手4动作的第七伺服电机5，第七伺服电机5的输出端穿过机械手主体45与其中一半圆齿轮46传动连接。

请参阅图10和图1，所述收集装置3包括安装在法兰盘11上的钢圈35，钢圈35上套设有滑道36，所述滑道36的远离钢圈35的一端设置有箱体37，箱体37固定设置在连接板23上。

请参阅图3，所述连接板23上位于两个履带19之间的位置设置有用于控制第一伺服电机21、第二伺服电机9、第三伺服电机15、第四伺服电机16、第五伺服电机13、第六伺服电机12、第七伺服电机5动作的单片机22。

所述连接板23上安装有用于接收信号的接收模块，所述接收模块为蓝牙模块，蓝牙模块可接收来自遥控器或手机的信号。

所述单片机22与第一伺服电机21、第二伺服电机9、第三伺服电机15、第四伺服电机16、第五伺服电机13、第六伺服电机12、第七伺服电机5和蓝牙模块电连接。

使用时，可将本机器放置在果园里，遥控器或者手机发出信号，蓝牙模块接收信号并将信号传送给单片机22,。

当需要移动时，单片机22控制第一伺服电机21驱动齿轮20转动，齿轮20转动带动履带19转动，从而实现移动，当需要转弯时，可调节两个第一伺服电机21速度，使两个第一伺服电机21之间速度不一致，从而实现差速转向。

当需要机械臂2转时，可控制第二伺服电机9，第二伺服电机9的输出端驱动第一轴承杯8转动，从而可实现整个机械臂2的转动。

当需要采摘水果时，由遥控器或者手机发出信号，蓝牙模块接收信号并传送给单片机22，单片机22控制第三伺服电机13、第四伺服电机16、第五伺服电机13转动使整个机械臂2弯折找到想要采摘的水果面前。

然后启动第七伺服电机5，第七伺服电机5的输出端带动半圆齿轮46转动，使活动爪47张开，然后靠近需要采摘的水果，第七伺服电机5反转启动，带动半圆齿轮46反向转动，使活动爪47闭合，活动爪47前方的曲形板48接触水果，曲形板48表面上设置有防滑槽，可增大摩擦力避免水果滑落。

抓住水果后启动第六伺服电机12，第六伺服电机12带动机械手4整体转动，把水果采摘下来。

采摘完成之后第七伺服电机5再次启动，使活动爪47张开，水果直接落入下方的钢圈35中间，依次通过滑道36，进入箱体37，完成一次采摘动作和快速装箱。

本实用新型采用上述技术方案使本机器操作方便简洁，能适应不同的工作环境，并且机械臂可弯折成多种不同的形成，从而实现多方位高精准的采摘动作，并且采摘动作速度快，工作效率高等优点。

Claims (10)

1.一种小型智能果品采摘机，包括具有多方位自由采摘动作的机械臂（2），其特征在于，机械臂（2）的上方设置有采摘水果的机械手（4），机械臂（2）的下方设置有驱动机械臂（2）移动的移动装置（1），机械臂（2）与机械手（4）连接处的一侧设置有用于对采摘完成的水果收集装箱的收集装置（3）。

2.根据权利要求1所述的一种小型智能果品采摘机，其特征在于：所述机械臂（2）的下方通过连接板（23）与移动装置（1）连接，所述移动装置（1）包括安装在连接板（23）左右两侧的履带（19），履带（19）的相对内侧的连接板（23）上分别对称设置有驱动履带（19）动作的第一伺服电机（21）。

3.根据权利要求2所述的一种小型智能果品采摘机，其特征在于：所述机械臂（2）包括设置在连接板（23）上方的第一轴承杯（8），第一轴承杯（8）的外圆上靠近上下两端面分别套设有圆环（10），所述下方圆环（10）的下端与连接板（23）之间通过纵向设置的铜柱（25）支撑连接，所述第一轴承杯（8）的下方设置有驱动第一轴承杯（8）转动的第二伺服电机（9）。

4.根据权利要求3所述的一种小型智能果品采摘机，其特征在于：所述第一轴承杯（8）的上方固定连接有第一多功能架（40），所述第一多功能架（40）的上方转动连接有第一U型架（28），第一U型架（28）上方固定连接有第二U型架（29），所述第一多功能架（40）内固定连接有用于驱动第一U型架（28）和第二U型架（29）前后转动的第三伺服电机（15）。

5.根据权利要求4所述的一种小型智能果品采摘机，其特征在于：所述第二U型架（29）开口端的内侧转动连接有第二多功能架（41），第二多功能架（41）的上方设置有第三U型架（30），第二多功能架（41）内部设置有用于驱动第三U型架（30）前后转动的第四伺服电机（16）。

6.根据权利要求5所述的一种小型智能果品采摘机，其特征在于：所述第三U型架（30）开口端的内侧转动连接有第三多功能架（42），第三多功能架（42）的后方设置有用于使机械手（4）转动的第六伺服电机（12），第三多功能架（42）内部设置有用于驱动第六伺服电机（12）前后转动的第五伺服电机（13）。

7.根据权利要求6所述的一种小型智能果品采摘机，其特征在于：所述机械手（4）包括与第六伺服电机（12）的输出端固定连接的机械手主体（45），机械手主体（45）上设置有一对相互啮合的半圆齿轮（46）；所述机械手主体（45）的后方固定连接有用于驱动机械手（4）动作的第七伺服电机（5）。

8.根据权利要求7所述的一种小型智能果品采摘机，其特征在于：所述机械手主体（45）前方的两侧对称设置有一对活动爪（47），所述活动爪（47）靠近机械手主体（45）的一端与半圆齿轮（46）转动连接，所述活动爪（47）相对内侧的中间位置与机械手主体（45）之间设置有一对支架（49）。

9.根据权利要求8所述的一种小型智能果品采摘机，其特征在于：所述收集装置（3）包括安装在机械臂（2）与机械手（4）连接处一侧的钢圈（35），钢圈（35）上套设有滑道（36），所述滑道（36）的远离钢圈（35）的一端设置有箱体（37），箱体（37）固定设置在连接板（23）上。

10.根据权利要求9所述的一种小型智能果品采摘机，其特征在于：所述连接板（23）上设置有用于控制第一伺服电机（21）、第二伺服电机（9）、第三伺服电机（15）、第四伺服电机（16）、第五伺服电机（13）、第六伺服电机（12）、第七伺服电机（5）动作的单片机（22），和用于接收信号的信号接收模块。