CN208850201U - 一种智能菠萝收割机器人 - Google Patents

Abstract

一种智能菠萝收割机器人，包括有收割机械手、机械臂、机械座以及控制器，收割机械手包括有收割装置、输送装置以及连接球头，收割装置与输送装置连接，机械臂与输送装置连接，输送装置与连接球头连接，连接球头与机动车球连接，收割装置包括有电剪刀以及摆转装置，输送装置包括有输送带以及输送电机；使用时，利用控制器控制机械臂带动收割机械手向菠萝移动，控制电剪刀将菠萝的果柄切断，然后控制摆转装置将菠萝送到输送装置的输送带，再利用输送带将菠萝送到机动车的车厢上，实施了菠萝的智能机械收割，提高了菠萝收割的效率。

Description

一种智能菠萝收割机器人

技术领域

本实用新型涉及一种菠萝收割设备，特别涉及一种收割菠萝的一种智能菠萝收割机器人。

背景技术

目前，菠萝收割，使用人工采摘，人工采摘的劳动强度较大，效率较低；一种智能菠萝收割机器人，已成为企业降低农民劳动强度，以及提高收割效率的需要。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有技术的不足，提供一种智能菠萝收割机器人，用于降低工人采摘菠萝的劳动强度，以及提高菠萝收割的效率。

本实用新型的所采取的技术方案是：一种智能菠萝收割机器人包括有收割机械手、机械臂、机械座以及控制器，机械座以及控制器安装于机动车上，机械座与机械臂连接，机械臂与收割机械手连接；收割机械手包括有收割装置、输送装置以及连接球头，收割装置与输送装置连接，机械臂与输送装置连接，输送装置与连接球头连接，连接球头与机动车球连接，利用机械臂驱动输送装置以及收割机械手移动；收割装置包括有电剪刀以及摆转装置，电剪刀与摆转装置连接，摆转装置与输送装置连接；电剪刀包括有前剪刀、后剪刀、弹簧以及电动拉杆，摆转装置包括有摆转板、摆转电机以及连接板，前剪刀与后剪刀铰接，弹簧与前剪刀以及后剪刀连接，电动拉杆的机座与摆转板固定连接，前剪刀与电动拉杆的机座连接，后剪刀与电动拉杆的驱动杆连接；摆转板与摆转电机的摆转驱动头连接，摆转板的机座与连接板连接；利用电剪刀将菠萝剪下，利用摆转装置将菠萝送到与输送装置；输送装置包括有输送带、输送电机、支架、主动轮以及被动轮，支架通过连接球头与机动车连接，机械臂与支架铰接，主动轮以及被动轮与支架连接，输送电机的机座与支架连接，输送电机的电机轴与主动轮连接，输送带与主动轮以及被动轮连接，连接板与支架连接；利用摆转装置的摆转板将菠萝送到输送带，利用输送带将菠萝送到机动车的车厢；控制器包括有摄像传感器、横向接近传感器、纵向接近传感器、剪刀前传感器、剪刀后传感器、剪刀感应件、上摆传感器、下摆传感器、摆转感应件、启动开关、停止开关以及智能触屏显示器；摄像传感器安装于支架上，横向接近传感器以及纵向接近传感器安装于摆转板上，用于检测菠萝的位置；剪刀前传感器以及剪刀后传感器安装于摆转板上，剪刀感应件安装于电动拉杆的驱动杆上，用于控制电剪刀剪断菠萝的果柄，上摆传感器以及下摆传感器安装于连接板，摆转感应件安装于摆转电机的摆转驱动头上，用于控制摆转板摆转的角度；控制器、启动开关、停止开关以及智能触屏显示器安装于机动车的驾驶室内；控制器通过控制线与摄像传感器、横向接近传感器、纵向接近传感器、剪刀前传感器、剪刀后传感器、上摆传感器、下摆传感器、启动开关、停止开关以及智能触屏显示器连接；为了将菠萝的果柄插入电剪刀的剪刀口内，电剪刀初始状态是：电剪刀的剪刀口处于打开状态；电剪刀的剪刀口处于打开状态时，电动拉杆的驱动杆处于伸出状态，驱动杆上的剪刀感应件接近剪刀前传感器；为了将收割的菠萝的摆入到输送带，摆转装置的初始状态是：摆转装置处于未摆转状态，摆转装置处于未摆转状态时，摆转装置的摆转板处于水平状态；摆转电机的摆转驱动头上的摆转感应件接近上摆传感器。

一种智能菠萝收割机器人的使用方法是：使用时，将机动车驾驶入菠萝田地，利用控制器控制机械臂带动收割机械手移动到菠萝的上方，然后控制收割机械手向菠萝移动，使电剪刀的剪刀口插到菠萝果柄的位置；同时，控制器控制输送装置的输送电机带动输送带运行；当收割机械手摆转板上的横向接近传感器接近菠萝的果柄时，横向接近传感器将其信号传输给控制器，控制器控制机械臂带动收割机械手上升；当收割机械手摆转板上的纵向接近传感器接近菠萝时，电剪刀的剪刀口上升到果柄的切割位置，纵向接近传感器将其信号传输给控制器，控制器控制收割机械手停止上升；收割机械手停止上升后，控制器电剪刀将菠萝的果柄剪断，菠萝的果柄被剪断后，控制器控制摆转装置的摆转电机带动摆转板向上摆动，电剪刀上被剪断果柄的菠萝沿摆转板流到输送装置的输送带，输送带将该菠萝送到机动车的车厢；该菠萝流到输送带后，控制器控制电剪刀复位到初始状态，电剪刀的剪刀口打开；同时，控制器控制摆转装置复位，摆转电机带动摆转板向下摆动，使摆转板复位到初始状态；如此不断循环，实施了菠萝的智能机器化收割。

本实用新型的有益效果是：一种智能菠萝收割机器人，包括有收割机械手、机械臂、机械座以及控制器，收割机械手包括有收割装置、输送装置以及连接球头，收割装置与输送装置连接，机械臂与输送装置连接，输送装置与连接球头连接，连接球头与机动车球连接，收割装置包括有电剪刀以及摆转装置，输送装置包括有输送带以及输送电机；使用时，利用控制器控制机械臂带动收割机械手向菠萝移动，控制电剪刀将菠萝的果柄切断，然后控制摆转装置将菠萝送到输送装置的输送带，再利用输送带将菠萝送到机动车的车厢上，实施了菠萝的智能机械收割，提高了菠萝收割的效率。

附图说明

图1是一种智能菠萝收割机器人的结构示意图；

图2是收割装置结构示意图；

图3是输送带的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施例对本实用新型进行进一步的说明：

如图1所示的一种智能菠萝收割机器人的结构示意图、图2所示的收割装置结构示意图以及以及图3所示的输送带结构示意图，一种智能菠萝收割机器人包括有收割机械手1、机械臂2、机械座3以及控制器4，机械座3以及控制器4安装于机动车5上，机械座3与机械臂2连接，机械臂2与收割机械手1连接；收割机械手1包括有收割装置6、输送装置7以及连接球头8，收割装置6与输送装置7连接，机械臂2与输送装置7连接，输送装置7与连接球头8连接，连接球头8与机动车5球连接，利用机械臂2驱动输送装置7以及收割机械手1移动；收割装置6包括有电剪刀9以及摆转装置10，电剪刀9与摆转装置10连接，摆转装置10与输送装置7连接；电剪刀9包括有前剪刀12、后剪刀13、弹簧14以及电动拉杆15，摆转装置10包括有摆转板16、摆转电机17以及连接板18，前剪刀12与后剪刀13铰接，弹簧14与前剪刀12以及后剪刀13连接，电动拉杆15的机座与摆转板16固定连接，前剪刀12与电动拉杆15的机座连接，后剪刀13与电动拉杆15的驱动杆19连接；摆转板16与摆转电机17的摆转驱动头连接，摆转板16的机座与连接板18连接；利用电剪刀9将菠萝11剪下，利用摆转装置10将菠萝11送到与输送装置7；输送装置7包括有输送带20、输送电机21、支架22、主动轮23以及被动轮24，支架22通过连接球头8与机动车5连接，机械臂2与支架22铰接，主动轮23以及被动轮24与支架22连接，输送电机21的机座与支架22连接，输送电机21的电机轴与主动轮23连接，输送带20与主动轮23以及被动轮24连接，连接板18与支架22连接；利用摆转装置10的摆转板16将菠萝11送到输送带20，利用输送带20将菠萝11送到机动车5的车厢25；控制器4包括有摄像传感器26、横向接近传感器27、纵向接近传感器28、剪刀前传感器29、剪刀后传感器30、剪刀感应件31、上摆传感器32、下摆传感器33、摆转感应件34、启动开关35、停止开关36以及智能触屏显示器37；摄像传感器26安装于支架22上，横向接近传感器27以及纵向接近传感器28安装于摆转板16上，用于检测菠萝11的位置；剪刀前传感器29以及剪刀后传感器30安装于摆转板16上，剪刀感应件31安装于电动拉杆15的驱动杆19上，用于控制电剪刀9剪断菠萝11的果柄38，上摆传感器32以及下摆传感器33安装于连接板18，摆转感应件34安装于摆转电机17的摆转驱动头上，用于控制摆转板16摆转的角度；控制器4、启动开关35、停止开关36以及智能触屏显示器37安装于机动车5的驾驶室39内；控制器4通过控制线与摄像传感器26、横向接近传感器27、纵向接近传感器28、剪刀前传感器29、剪刀后传感器30、上摆传感器32、下摆传感器33、启动开关35、停止开关36以及智能触屏显示器37连接。

为了将菠萝11的果柄38插入电剪刀9的剪刀口39内，电剪刀9初始状态是：电剪刀9的剪刀口39处于打开状态；电剪刀9的剪刀口39处于打开状态时，电动拉杆15的驱动杆19处于伸出状态，驱动杆19上的剪刀感应件31接近剪刀前传感器29。

为了将收割的菠萝11的摆入到输送带20，摆转装置10的初始状态是：摆转装置10处于未摆转状态，摆转装置10处于未摆转状态时，摆转装置10的摆转板16处于水平状态；摆转电机17的摆转驱动头上的摆转感应件34接近上摆传感器32。

为了方便调节摄像传感器26的位置，实施菠萝11的定位以及收割，以利于收割装置6收割菠萝11，控制器4的摄像传感器26设有弹簧连接管39，摄像传感器26通过弹簧连接管39与输送装置7的支架22连接；摄像传感器26的摄像头向着横向接近传感器27以及纵向接近传感器28；横向接近传感器27的检测头朝水平方向，纵向接近传感器28的检测头朝上。

为了将电剪刀9收割的菠萝11送到输送带20，电剪刀9的电动拉杆15轴线与摆转装置10的摆转电机17的摆转轴的轴线平行；输送装置7的输送电机21的轴线与主动轮23以及被动轮24的轴线平行，被动轮24在主动轮23的下方, 摆转电机17的摆转轴的轴线与被动轮24的轴线平行，以方便摆转装置10的摆转板16摆起时，菠萝11沿摆转板16流到输送装置7的输送带20上。

为了将菠萝11输送到机动车5的车厢25上，输送装置7的输送带20包括有传动带40、托板41、左围栏42以及右围栏43；托板41与传动带40连接，或者，托板41与传动带40一体构成；左围栏42以及右围栏43分别设于传动带40的两边沿，左围栏42以及右围栏43与传动带40连接，或者，左围栏42以及右围栏43与传动带40一体构成。

为了避免左围栏42以及右围栏43阻碍传动带40转动，左围栏42设有左开口44，将左围栏42分割成为多段；右围栏43设有右开口45，将右围栏43分割成为多段；左开口44以及右开口45一直通到输送带20的带面46。

为了避免输送带20碰伤菠萝11，输送装置7的输送带20由软质弹性材料构成，软质弹性材料包括有橡胶；输送带20的带面46设有防碰格47，防碰格47由多条软质尖条55相互连接构成，软质尖条55与输送带20的带面46连接，或者，软质尖条55与输送带20的带面46一体构成，软质尖条55的尖端背向输送带20的带面46；输送装置7包括有菠萝输入口48、菠萝输出口49、旋转下果阀50以及引果槽51；输送装置7的菠萝输入口48位于被动轮24的旁边，输送装置7的菠萝输出口49位于主动轮23的旁边，菠萝输出口49位于机动车5的车厢25的上方；旋转下果阀50安装于车厢25上，旋转下果阀50的入果口52对着输送装置7的菠萝输出口49，旋转下果阀50与引果槽51连接，引果槽51与车厢25的车厢底连接。

采集菠萝11时，为了减少菠萝11的碰伤碰伤，旋转下果阀50的旋转叶片53由软质材料构成，引果槽51由软质材料构成，旋转叶片53以及引果槽51的软质材料包括有橡胶；摆转板16的上表面设有海绵层54，摆转板16的两侧边设有阻拦网61，避免菠萝11掉出。

一种智能菠萝收割机器人的使用方法是：使用时，将机动车5驾驶入菠萝21田地，利用控制器4控制机械臂2带动收割机械手1移动到菠萝11的上方，然后控制收割机械手1向菠萝11移动，使电剪刀9的剪刀口39插到菠萝11果柄38的位置；同时，控制器4控制输送装置7的输送电机21带动输送带20运行；当收割机械手1摆转板16上的横向接近传感器27接近菠萝11的果柄38时，横向接近传感器27将其信号传输给控制器4，控制器4控制机械臂2带动收割机械手1上升；当收割机械手1摆转板16上的纵向接近传感器28接近菠萝11时，电剪刀9的剪刀口39上升到果柄38的切割位置，纵向接近传感器28将其信号传输给控制器4，控制器4控制收割机械手1停止上升；收割机械手1停止上升后，控制器4电剪刀9将菠萝11的果柄38剪断，菠萝的果柄38被剪断后，控制器4控制摆转装置10的摆转电机17带动摆转板16向上摆动，电剪刀9上被剪断果柄38的菠萝11沿摆转板16流到输送装置7的输送带20，输送带20将该菠萝11送到机动车5的车厢25；该菠萝11流到输送带20后，控制器4控制电剪刀9复位到初始状态，电剪刀9的剪刀口39打开；同时，控制器4控制摆转装置10复位，摆转电机17带动摆转板16向下摆动，使摆转板16复位到初始状态；如此不断循环，实施了菠萝11的智能机器化收割。

为了实施将电剪刀9的剪刀口39插到菠萝11果柄38的位置，机械臂2带动收割机械手1向菠萝11移动时，支架22上的摄像传感器26将菠萝11的位置信号传输给控制器4的智能触屏显示器37，智能触屏显示器37将该菠萝11的位置信号显示于智能触屏显示器37上；驾驶员点触智能显示触屏37上的该菠萝11时，智能显示触屏37将该点触信号传输给控制器4，控制器4收割机械手1带动电剪刀9向该菠萝11移动，将电剪刀9的剪刀口39插到该菠萝11果柄38的位置，电剪刀9的剪刀口39插到该菠萝11果柄38的位置时，收割机械手1摆转板16上的横向接近传感器27接近该菠萝11的果柄38时，横向接近传感器27将其信号传输给控制器4。

为了利用电剪刀9将菠萝11的果柄38剪断，电剪刀9的剪刀口39插到菠萝11果柄38的位置，以及纵向接近传感器28接近菠萝11时，控制器4控制电动拉杆15的驱动杆19带动后剪刀13摆动，利用电剪刀9的前剪刀12以及后剪刀13将菠萝11果柄38剪断；电动拉杆15带动前剪刀12剪菠萝11的果柄38时，电动拉杆15的驱动杆19带动后剪刀13的后剪刀臂56克服弹簧14的弹力按逆时针方向摆动，后剪刀臂56带动后剪刀13按逆时针方向摆动，前剪刀12固定不动，利用前剪刀12以及后剪刀13将菠萝11的果柄38剪断；后剪刀臂56带动后剪刀13按逆时针方向摆动时，驱动杆19上的剪刀感应件31跟随驱动杆19移动，菠萝11的果柄38剪断时，驱动杆19上的剪刀感应件31接近摆转板16上的剪刀后传感器30，剪刀后传感器30将去信号传输给控制器4，控制器4控制电动拉杆15停止。

为了实施电动拉杆15带动后剪刀13摆动，后剪刀臂56设有摆动孔57，驱动杆19设有前驱动头58以及后驱动头59，驱动杆19穿过后剪刀臂56的摆动孔57，后剪刀臂56的摆动孔57位于前驱动头58以及后驱动头59之间，驱动杆19与摆动孔57动配合连接；电动拉杆15带动后剪刀13的后剪刀臂56摆动时，电动拉杆15的驱动杆19直线运动缩回，驱动杆19的后驱动头59牵引后剪刀臂56按逆时针方向摆动，后剪刀臂56的摆动孔57沿驱动杆19摆动；前剪刀12的前剪刀臂60与摆转板16固定连接，前剪刀12不摆动。

为了实施将收割的菠萝11送到输送装置7的输送带20上，电剪刀9将菠萝11的果柄38剪断后，控制器4控制摆转装置10的摆转电机17的摆转驱动头带动摆转板16按逆时针方向摆动，摆转电机17的摆转驱动头上的摆转感应件34接近连接板18上的下摆传感器33时，下摆传感器33将其信号传输给控制器4，控制器4控制摆转电机17停止，使摆转板16与水平面成35°角至45°角，摆转板16上菠萝11沿摆转板16流到输送装置7，经输送装置7的菠萝输入口48流到输送带20上。

为了实施将收割的菠萝11送到机动车5的车厢25上，控制器4控制输送装置7的输送电机21带动输送带20运行，输送电机21带动主动轮23按顺时针方向转动，主动轮23通过输送带20的传动带40带动被动轮24按顺时针方向转动；菠萝11流到输送带20的传动带40时，菠萝11被传动带40上的托板41托住，使菠萝11跟随传动带40按顺时针方向转动而上升，同时，输送带20的左围栏42以及右围栏43围住菠萝11，避免菠萝11掉出；菠萝11跟随传动带40上升到输送装置7的菠萝输出口49时，菠萝11由输送装置7的菠萝输出口49流到机动车5的车厢25上；菠萝11跟随传动带40上升到输送装置7的菠萝输出口49时，菠萝11由菠萝输出口49下落到旋转下果阀50的旋转叶片53上，旋转叶片53在菠萝11重力的作用下转动，菠萝11跟随旋转叶片53转动下落到引果槽51，再由引果槽51流到机动车5的车厢25上。

一种智能菠萝收割机器人停止使用时，按下停止开关36，控制器控制电剪刀9复位，控制器4控制电动拉杆15带动后剪刀臂56摆动，驱动杆19上的剪刀感应件31接近摆转板16上剪刀前传感器29时，剪刀前传感器29将其信号传输给控制器4，控制器4控制电动拉杆15停止，电剪刀9复位到初始状态。

一种智能菠萝收割机器人停止使用时，按下停止开关36，控制器控制摆转装置10复位，摆转电机17的摆转驱动头上的摆转感应件34接近连接板18上的上摆传感器32时，上摆传感器32将其信号传输给控制器4，控制器4控制摆转电机17停止，使摆转板16复位到初始状态。

Claims (10)

1.一种智能菠萝收割机器人，其特征在于：所述的一种智能菠萝收割机器人包括有收割机械手（1）、机械臂（2）、机械座（3）以及控制器（4），机械座（3）以及控制器（4）安装于机动车（5）上，机械座（3）与机械臂（2）连接，机械臂（2）与收割机械手（1）连接；收割机械手（1）包括有收割装置（6）、输送装置（7）以及连接球头（8），收割装置（6）与输送装置（7）连接，机械臂（2）与输送装置（7）连接，输送装置（7）与连接球头（8）连接，连接球头（8）与机动车（5）连接；收割装置（6）包括有电剪刀（9）以及摆转装置（10），电剪刀（9）与摆转装置（10）连接，摆转装置（10）与输送装置（7）连接；电剪刀（9）包括有前剪刀（12）、后剪刀（13）、弹簧（14）以及电动拉杆（15），摆转装置（10）包括有摆转板（16）、摆转电机（17）以及连接板（18），前剪刀（12）与后剪刀（13）铰接，弹簧（14）与前剪刀（12）以及后剪刀（13）连接，电动拉杆（15）的机座与摆转板（16）连接，前剪刀（12）与电动拉杆（15）的机座连接，后剪刀（13）与电动拉杆（15）的驱动杆（19）连接；摆转板（16）与摆转电机（17）的摆转驱动头连接，摆转板（16）的机座与连接板（18）连接；输送装置（7）包括有输送带（20）、输送电机（21）、支架（22）、主动轮（23）以及被动轮（24），机械臂（2）与支架（22）铰接，主动轮（23）以及被动轮（24）与支架（22）连接，输送电机（21）的机座与支架（22）连接，输送电机（21）的电机轴与主动轮（23）连接，输送带（20）与主动轮（23）以及被动轮（24）连接，连接板（18）与支架（22）连接；控制器（4）包括有摄像传感器（26）、横向接近传感器（27）、纵向接近传感器（28）、剪刀前传感器（29）、剪刀后传感器（30）、剪刀感应件（31）、上摆传感器（32）、下摆传感器（33）、摆转感应件（34）、启动开关（35）、停止开关（36）以及智能触屏显示器（37）。

2.根据权利要求1所述的一种智能菠萝收割机器人，其特征在于：所述的控制器（4）的摄像传感器（26）设有弹簧连接管（39），摄像传感器（26）通过弹簧连接管（39）与输送装置（7）的支架（22）连接。

3.根据权利要求2所述的一种智能菠萝收割机器人，其特征在于：所述的电剪刀（9）的电动拉杆（15）轴线与摆转装置（10）的摆转电机（17）的摆转轴的轴线平行；输送装置（7）的输送电机（21）的轴线与主动轮（23）以及被动轮（24）的轴线平行，被动轮（24）在主动轮（23）的下方。

4.根据权利要求3所述的一种智能菠萝收割机器人，其特征在于：所述的输送装置（7）的输送带（20）包括有传动带（40）、托板（41）、左围栏（42）以及右围栏（43）；托板（41）与传动带（40）连接，或者，托板（41）与传动带（40）一体构成；左围栏（42）以及右围栏（43）分别设于传动带（40）的两边沿。

5.根据权利要求4所述的一种智能菠萝收割机器人，其特征在于：所述的左围栏（42）设有左开口（44），将左围栏（42）分割成为多段；右围栏（43）设有右开口（45），将右围栏（43）分割成为多段。

6.根据权利要求1所述的一种智能菠萝收割机器人，其特征在于：所述的输送装置（7）的输送带（20）由软质弹性材料构成，软质弹性材料包括有橡胶；输送带（20）的带面（46）设有防碰格（47），防碰格（47）由多条软质尖条（55）相互连接构成。

7.根据权利要求1所述的一种智能菠萝收割机器人，其特征在于：所述的输送装置（7）包括有菠萝输入口（48）、菠萝输出口（49）、旋转下果阀（50）以及引果槽（51）；输送装置（7）的菠萝输入口（48）位于被动轮（24）的旁边，输送装置（7）的菠萝输出口（49）位于主动轮（23）的旁边，菠萝输出口（49）位于机动车（5）的车厢（25）的上方。

8.根据权利要求7所述的一种智能菠萝收割机器人，其特征在于：所述的旋转下果阀（50）安装于车厢（25）上，旋转下果阀（50）的入果口（52）对着输送装置（7）的菠萝输出口（49），旋转下果阀（50）与引果槽（51）连接，引果槽（51）与车厢（25）的车厢底连接。

9.根据权利要求8所述的一种智能菠萝收割机器人，其特征在于：所述的旋转下果阀（50）的旋转叶片（53）由软质材料构成，引果槽（51）由软质材料构成，摆转板（16）的上表面设有海绵层（54）。

10.根据权利要求9所述的一种智能菠萝收割机器人，其特征在于：所述的摆转板（16）两侧边设有阻拦网（61）。