CN209768251U - 一种直角坐标红花采摘机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种直角坐标红花采摘机器人，包括机架、行走装置、图像采集装置、直角坐标采摘装置、红花收集装置，其特征在于行走装置安装于机架前端与后端，图像采集装置安装于机架正下方，直角坐标采摘装置安装于机架空槽内，红花收集装置安装于机架后方，本实用新型的目的在于可代替人工采摘红花，实现机械化作业，具有提高生产效率、减少劳动强度、节约生产成本和人力资源等优点。

Description

一种直角坐标红花采摘机器人

技术领域

本实用新型涉及一种直角坐标红花采摘机器人, 本实用新型涉及一种红花采摘机器人,适用于采摘盛开期的红花花丝,属于农业机械收获领域。

背景技术

红花是一种经济价值很高的作物,随着市场上红花需求的日益旺盛,种植面积不断扩大。目前红花采摘主要依靠人工来完成采摘，红花采摘劳动强度大，采摘效率低下，不及时采摘将会造成花丝的浪费，制约了红花产业的发展，因此急需研制自动化机械采摘红花花丝来提高采摘效率。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种安全、机械化的红花采摘机器人。

本实用新型涉及一种直角坐标红花采摘机器人，包括机架、行走装置、图像采集装置、直角坐标采摘装置、红花收集装置，其特征在于行走装置安装于机架前端与后端，图像采集装置安装于机架正下方，直角坐标采摘装置安装于机架空槽内，红花收集装置安装于机架后方。

所述的行走装置包括轮架、车轮，车轮与轮架之间通过转轴配合连接，轮架安装于机架前方后方对称安装各两个，组成骑跨式的行走装置。

所述的图像采集装置主要包括双目摄像机,安装于机架正下方并安装于直角坐标采摘装置前方以实现从正上方照射红花植株，并未与直角坐标采摘装置干涉。

所述的直角坐标采摘装置包括纵向滚珠丝杆滑台Ⅰ、横向滚珠丝杆滑台Ⅱ、末端执行器，横向滚珠丝杆滑台Ⅱ安装在机架空槽内，纵向滚珠丝杆滑台Ⅰ通过滑块与横向滚珠丝杆滑台Ⅱ十字交叉连,末端执行器连接在纵向滚珠丝杆滑台Ⅰ末端。

所述的滚珠丝杆滑台采用标准滚珠丝杆滑台包括伺服电机、联轴器、丝杆、滑块、导轨Ⅰ和导轨Ⅱ。

所述的末端执行器包括支架、气缸、固定管、集花管、端盖滑槽、手指和锥形壁,固定管固接在支架上，集花管套接在固定管上，气缸通过螺栓固定在支架上，气缸另一端连接在端盖上方，端盖和锥形壁通过螺栓固定连接成一个整体，锥形壁和固定管之间组成移动副，固定管下部开设3个孔且相邻孔之间成120°，对应锥形壁3个滑槽相邻角度也为120°，3个手指一端的滚轮卡在滑槽内另一端通过固定管上的孔伸进固定管内，手指突出与固定管之间安装有弹簧对其进行压缩后的复位，3个手指两相邻手指之间成120°安装。

所述的一种直角坐标红花采摘机器人，其特征在于所述的红花收集装置包括红花收集口、集花室、风机和风机电机，红花收集口通过橡胶管和末端执行器的集花管连接，集花室内装有筛网，防止红花花丝进入风机。

本实用新型的工作过程如下：

红花采摘机器人骑跨在红花植株上方，行走装置驱动机器人向前移动，图像采集装置获取红花花丝三维空间坐标后，机器人控制系统控制直角坐标采摘装置运动使花丝进入固定管内并达到采摘点位置（其中纵向滚珠丝杆滑台Ⅰ实现上下运动，横向滚珠丝杆滑台Ⅱ实现左右运动）。随后红花收集装置风机电机动作风机开始运转并吸附花丝对其进行梳理。随后末端执行器气缸动作，带动锥形壁向上运动同时挤压手指使三手指对花丝进行夹紧。随后纵向滚珠丝杆滑台Ⅰ向上运动带动末端执行器整体向上运动对红花花丝进行拉拔采摘。随后花丝在风机吸附力的作用下通过橡胶管进入集花室内，完成对红花花丝的收集，从而完成对红花花丝的整个采摘过程。

本实用新型可代替人工采摘，实现机械化作业，具有提高生产效率、减少人工劳动强度、节约生产成本和人力资源等优点。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型侧面结构示意图。

图3为本实用新型末端执行器结构示意图。

图4为本实用新型末端执行器轴测示意图。

图5为本实用新型末端执行器手指示意图。

图6为本实用新型滚珠丝杆滑台示意图

图7为本实用新型集花室示意图

图中所示：1为机架，2为轮架，3为车轮，4为红花收集口，5为集花室，6为风机，7为风机电机，8为纵向滚珠丝杆滑台Ⅰ，9为横向滚珠丝杆滑台Ⅱ，10为末端执行器，11为双目摄像机，12为支架，13为气缸，14为固定管，15为集花管，16为端盖，17为滑槽，18为手指，19为，20为，21为，22为，23为手指指身，24为手指突出，25为伺服电机，26为联轴器，27为丝杆，28为滑块，29为导轨Ⅰ，30为导轨Ⅱ，31为筛网。

具体实施方式

实施例1：

参照图1，图2，图3，图4，图5，图6，图7所示，本实用新型涉及一种直角坐标红花采摘机器人，包括机架、行走装置、图像采集装置、直角坐标采摘装置、红花收集装置，其特征在于行走装置安装于机架前端与后端，图像采集装置安装于机架正下方，直角坐标采摘装置安装于机架空槽内，红花收集装置安装于机架后方。

实施例2：

本实例与实施例1的区别在于所述的行走装置包括轮架、车轮，车轮与轮架之间通过转轴配合连接，轮架安装于机架前方后方对称安装各两个，组成骑跨式的行走装置。

实施例3：

本实例与实施例1的区别在于所述的图像采集装置主要包括双目摄像机,安装于机架正下方并安装于直角坐标采摘装置前方以实现从正上方照射红花植株，并未与直角坐标采摘装置干涉。

实施例4：

本实例与实施例1的区别在于所述的直角坐标采摘装置包括纵向滚珠丝杆滑台Ⅰ、横向滚珠丝杆滑台Ⅱ、末端执行器，横向滚珠丝杆滑台Ⅱ安装在机架空槽内，纵向滚珠丝杆滑台Ⅰ通过滑块与横向滚珠丝杆滑台Ⅱ十字交叉连,末端执行器连接在纵向滚珠丝杆滑台Ⅰ末端。

实施例5：

本实例与实施例4的区别在于所述的滚珠丝杆滑台采用标准滚珠丝杆滑台包括伺服电机、联轴器、丝杆、滑块、导轨Ⅰ和导轨Ⅱ。

实施例6：

本实例与实施例4的区别在于所述的末端执行器包括支架、气缸、固定管、集花管、端盖滑槽、手指和锥形壁,固定管固接在支架上，集花管套接在固定管上，气缸通过螺栓固定在支架上，气缸另一端连接在端盖上方，端盖和锥形壁通过螺栓固定连接成一个整体，锥形壁和固定管之间组成移动副，固定管下部开设3个孔且相邻孔之间成120°，对应锥形壁3个滑槽相邻角度也为120°，3个手指一端的滚轮卡在滑槽内另一端通过固定管上的孔伸进固定管内，手指突出与固定管之间安装有弹簧对其进行压缩后的复位，3个手指两相邻手指之间成120°安装。

实施例7：

本实例与实施例1的区别在于所述的一种直角坐标红花采摘机器人，其特征在于所述的红花收集装置包括红花收集口、集花室、风机和风机电机，红花收集口通过橡胶管和末端执行器的集花管连接，集花室内装有筛网，防止红花花丝进入风机。

Claims (7)

1.一种直角坐标红花采摘机器人，包括机架（1）、行走装置、图像采集装置、直角坐标采摘装置、红花收集装置，其特征在于行走装置安装于机架（1）前端与后端，图像采集装置安装于机架（1）正下方，直角坐标采摘装置安装于机架（1）空槽内，红花收集装置安装于机架（1）后方。

2.根据权利要求1所述的一种直角坐标红花采摘机器人，其特征在于所述的行走装置包括轮架（2）、车轮（3），车轮（3）与轮架（2）之间通过转轴配合连接，轮架安装于机架（1）前方和后方对称安装各两个，组成骑跨式的行走装置。

3.根据权利要求1所述的一种直角坐标红花采摘机器人，其特征在于所述的图像采集装置主要包括双目摄像机（11）,安装于机架（1）正下方并安装于直角坐标采摘装置前方以实现从正上方照射红花植株，并未与直角坐标采摘装置干涉。

4.根据权利要求1所述的一种直角坐标红花采摘机器人，其特征在于所述的直角坐标采摘装置包括纵向滚珠丝杆滑台Ⅰ（8）、横向滚珠丝杆滑台Ⅱ（9）、末端执行器（10），横向滚珠丝杆滑台Ⅱ安装在机架（1）空槽内，纵向滚珠丝杆滑台Ⅰ（8）通过滑块（28）与横向滚珠丝杆滑台Ⅱ（9）十字交叉连,末端执行器（10）连接在纵向滚珠丝杆滑台Ⅰ（8）末端。

5.根据权利要求4所述的一种直角坐标红花采摘机器人，其特征在于所述的滚珠丝杆滑台采用标准滚珠丝杆滑台包括伺服电机（25）、联轴器（26）、丝杆（27）滑块（28）、导轨Ⅰ（29）和导轨Ⅱ（30）。

6.根据权利要求4所述的一种直角坐标红花采摘机器人，其特征在于所述的末端执行器包括支架（12）、气缸（13）、固定管（14）、集花管（15）、端盖（16）滑槽（17）、手指（18）和锥形壁（19）,固定管（14）固接在支架（12）上，集花管（15）套接在固定管（14）上，气缸（13）通过螺栓固定在支架（12）上，气缸（13）另一端连接在端盖（16）上方，端盖（16）和锥形壁（19）通过螺栓固定连接成一个整体，锥形壁（19）和固定管（14）之间组成移动副，固定管下部开设3个孔且相邻孔之间成120°，对应锥形壁3个滑槽相邻角度也为120°，3个手指一端的滚轮（22）卡在滑槽（17）内另一端通过固定管（14）上的孔伸进固定管（14）内，手指突出（24）与固定管（14）之间安装有弹簧对其进行压缩后的复位，3个手指两相邻手指之间成120°安装。

7.根据权利要求1所述的一种直角坐标红花采摘机器人，其特征在于所述的红花收集装置包括红花收集口（4）、集花室（5）、风机（6）和风机电机（7），红花收集口（4）通过橡胶管和末端执行器的集花管（15）连接，集花室（5）内装有筛网（31），防止红花花丝进入风机（6）。