CN214126084U - 一种枸杞采摘系统 - Google Patents

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CN214126084U CN202022742202.7U CN202022742202U CN214126084U CN 214126084 U CN214126084 U CN 214126084U CN 202022742202 U CN202022742202 U CN 202022742202U CN 214126084 U CN214126084 U CN 214126084U
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魏舒怡
郝健
张秀霞
杨来龙
储金全
李晓英
邢东源
孙昭
肖其容
马浩哲
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Abstract

本实用新型涉及一种枸杞采摘系统,包括移动平台和振动装置,振动装置包括支座、机械抓手、曲柄、连杆、传动杆及第一电机,支座固定于移动平台,第一电机固定于支座,且支座构造有导向孔,传动杆设置于导向孔,并与导向孔构成移动副,机械抓手固定于传动杆的一端,传动杆的另一端铰接于连杆的一端,连杆的另一端铰接于曲柄的一端,曲柄的另一端固定于第一电机的输出轴,第一电机用于驱动曲柄转动,并带动机械抓手沿导向孔的长度方向作往复运动;机械抓手与所述控制器相连,用于在控制器的控制下夹持辅助网或松开辅助网;本实用新型,结构紧凑,可以在不损伤枸杞植株的情况下有效提高振动幅度、提高采摘效率,又具有折叠功能。

Description

一种枸杞采摘系统
技术领域
本实用新型涉及枸杞采摘技术领域,具体涉及一种枸杞采摘系统。
背景技术
枸杞是茄科、枸杞属植物,食用枸杞,不但可以增强机体、恢复身体的健康,而且能够提高机体的抗病能力、增强机体对各种有害刺激的适应能力,使得枸杞在食用和药用方面都具有极大的价值,近些年来越来越受到人们的青睐。
枸杞为多分枝灌木,通常高0.5-1米,栽培时可达2米多;枸杞果实具有皮薄易损、外形小、数量多并且生长密集等特点,且采摘季节基本上在夏天,细菌滋生,采摘人员的卫生问题和采摘过程中的卫生问题同样对枸杞果实的卫生造成影响,使得枸杞采摘成为了一个巨大的问题;传统的人工采摘的成本高、效率低,在需求量日益增加的今天,已经逐渐不能满足人们的要求;而随着农业生产的日趋工业化、规模化和精准化,农业机器人的出现为这个问题的解决提供了方法,在一定程度上提高了枸杞采摘的效率,而为了便于驱动枸杞植株振动,通常会在枸杞植株上罩一层辅助网,枸杞植株的枝条可以穿过辅助网的网孔向外伸展,在采摘枸杞时,通常会通过辅助网驱动枸杞植株振动,以使成熟的枸杞掉落,达到采集的目的,现有技术中公开了一些相关专利,例如,中国专利CN 110036765 B一种振动式枸杞采摘方法及采摘系统,中国专利CN 105123127 A枸杞采摘机器人及其控制方法等,但都存在一些不足,例如,1、现有技术通常利用震动叉接触枸杞植株的枝条,并通过直接接触驱动枸杞植株振动,不仅使得震动叉非常容易损伤枸杞植株的枝条,影响枸杞植株的生长,而且现有技术的振动幅度小,振动效果较差,导致采摘效率低;2、现有技术中,用于承接并收纳枸杞的机械臂通常不具有折叠功能,存在占用空间大的问题,不便于枸杞采摘机器人在枸杞植株之间移动,亟待解决。
实用新型内容
本实用新型的目的在于改善现有技术中所存在的不足,提供一种枸杞采摘系统,结构紧凑、设计合理,不仅可以在不损伤枸杞植株的情况下,高效的带动枸杞植株振动,有利于提高采摘效率;而且采摘机械臂具有折叠功能,可以有效解决现有技术存在的不足。
本实用新型所采用的技术方案是:
为解决现有的枸杞采摘机器人在震动枸杞植株时,容易损伤枸杞植株的枝条、振动效果较差、采摘效率低的问题,提供了一种枸杞采摘系统,包括移动平台、振动装置和收集装置,所述移动平台设置有控制器,移动平台用于带动振动装置和收集装置移动,所述振动装置用于振动枸杞植株的枝条,所述收集装置用于收集从枸杞植株上掉了下来的枸杞;所述振动装置包括支座、机械抓手、曲柄、连杆、传动杆以及第一电机,所述支座固定于所述移动平台,所述第一电机固定于所述支座,且所述支座构造有导向孔,所述传动杆设置于所述导向孔,并与所述导向孔构成移动副,机械抓手固定于所述传动杆的一端,传动杆的另一端铰接于所述连杆的一端,连杆的另一端铰接于所述曲柄的一端,曲柄的另一端固定于第一电机的输出轴,第一电机用于驱动曲柄转动,并带动机械抓手沿导向孔的长度方向作往复运动;
所述机械抓手与所述控制器相连,用于在控制器的控制下夹持辅助网或松开辅助网。在本方案中,移动平台可以在控制器的控制下将振动装置和收集装置带动带靠近枸杞植株的位置处,然后,第一电机可以在所述控制器的控制下启动,并驱动曲柄转动,曲柄、连杆、传动杆以及支座可以构成曲柄-滑块机构,曲柄的转动可以通过连杆驱动传动杆沿导向孔的长度方向作直线往复运动,从而可以同步带动机械抓手做往复运动,而当机械抓手靠近覆盖于枸杞植株的辅助网时,机械抓手可以在控制器的控制下张开,并夹紧辅助网,且收集装置可以加持于辅助网下方枸杞植株的周围,以便承接掉落的枸杞;而后,机械抓手可以在控制器的控制下做直线往复运动,以带动辅助网来回晃动,使得辅助网可以在适宜的频率下来回震动,辅助网的震动会带动附着在辅助网上的枸杞植株进行震荡,适宜的震荡频率会使成熟的枸杞掉落到枸杞植株下方的收集装置中,采用这种不直接接触枸杞植株的方式实现驱动枸杞植株震动,可以有效增加枸杞植株的震动幅度,不仅可以保护枸杞植株,防止枸杞植株受损伤,而且相对于现有技术,本枸杞采摘系统的结构更加紧凑、设计更加合理,可以高效的带动枸杞植株振动,有利于提高采摘效率。
为便于夹持辅助网,进一步的,所述支座固定于所述移动平台的顶部,且所述传动杆沿移动平台的横方向设置。以便机械抓手可以在传动杆的带动下,沿移动平台的横方向伸出并夹住辅助网,并可以沿移动平台的横方向实现震动。
为解决现有的枸杞采摘机器人中的采摘机械臂不具有折叠功能,存在占用空间大的问题,进一步的,所述收集装置包括底座、对称设置于底座两侧的两个机械臂、柔性承接部件、第二电机和第三电机,所述机械臂分别包括第一支撑臂、第二支撑臂以及联动杆,所述第一支撑臂的一端可转动的设置于所述底座,所述第二支撑臂可转动的连接所述第一支撑臂的另一端,且所述第一支撑臂与第二支撑臂之间设置有弹性部件;
所述第一支撑臂内构造有滑道,所述滑道内设置有滑块,滑块与滑道构成移动副,第一支撑臂的一侧构造有用于穿过联动杆的条状开口,所述条状开口与所述滑道相连通,所述联动杆的两端分别可转动的连接于所述滑块与第二支撑臂;
所述柔性承接部件固定于所述底座、第二支撑臂以及联动杆;
所述第二电机用于驱动所述两个机械臂中的第一支撑臂转动所设定的角度,所述第三电机用于驱动所述滑块沿靠近底座的方向移动,以使第二支撑臂折叠所设定的角度并使柔性承接部件折叠,及用于释放所述滑块,弹性部件用于驱动滑块沿远离底座的方向移动,以使第二支撑臂展开所设定的角度并使柔性承接部件张开。在本方案中,对称设置于底座两侧的两个机械臂具有折叠功能,在移动平台未移动到枸杞植株之前时,机械臂可以在第二电机和第三电机的驱动下处于折叠状态,从而有利于缩小整个移动平台的体积,可以有效提高移动平台的通行效率,此时,弹性部件内存储有弹性势能;而当移动平台移动到枸杞植株之前预定的位置处时,机械臂可以在第二电机的驱动下转动,并利用第三电机解除对滑块的约束,使得弹性部件内存储的弹性势能可以自动释放,从而驱动滑块沿远离底座的方向移动,使得第二支撑臂可以自动展开所设定的角度并使柔性承接部件可以同步张开,以便在这个过程中,使得机械臂可以分别从枸杞植株的两侧包围枸杞植株,使得柔性承接部件可以同步展开,并包裹于枸杞植株的周围,以便承接从上方掉落的枸杞,达到高效收集枸杞的目的。
为解决弹性部件内弹性势能的释放可以驱动第二支撑臂展开的问题,一种方案中,所述弹性部件为扭簧,所述第二支撑臂通过铰接柱铰接于所述第一支撑臂的一端,所述扭簧套设于所述铰接柱,
所述扭簧一端的扭臂约束于所述第一支撑臂,另一端的扭臂约束于所述第二支撑臂,且在第二支撑臂折叠的过程中,所述扭簧的弹性势能增加。以便存储弹性势能,当第三电机解除对滑块的约束后,所述扭簧的弹性势能自动释放,并驱动第二支撑臂沿远离第一支撑臂的方向转动,从而使得第二支撑臂可以自动展开。
另一种方案中,所述弹性部件为压缩弹簧,所述压缩弹簧设置于所述滑道内,且所述压缩弹簧位于所述底座与所述滑块之间,在第二支撑臂折叠的过程中,所述压缩弹簧的弹性势能增加。同样也能实现第二支撑臂的自动展开功能。
为解决第三电机与滑块之间的传动问题,进一步的,还包括传动机构,所述传动机构包括传动线和绕线轮,所述绕线轮可转动的固定于所述底座内,所述第一支撑臂构造有通孔,所述通孔与所述滑道相连通,所述传动线的一端固定于所述绕线轮,另一端穿过所述通孔并固定于所述滑块;
所述第三电机与所述绕线轮相连,用于驱动绕线轮转动,绕线轮通过转动收紧/放松传动线。在本方案中,通过传动线进行传动,并通过绕线轮的转动收紧/放松传动线,当需要折叠第二支撑臂时,所述第三电机驱动绕线轮转动,使得传动线可以逐渐缠绕到绕线轮,以驱动滑块向靠近底座的方向移动,并通过联动杆带动第二支撑臂转动,使得第二支撑臂可以折叠,且在这个过程中,弹性部件的弹性势能逐渐增加;当需要展开第二支撑臂时,第三电机驱动绕线轮反向转动,以便逐渐释放传动线,使得弹性部件的弹性势能逐渐释放,以驱动滑块向远离底座的方向移动,以便通过联动杆带动第二支撑臂反向转动,从而使得第二支撑臂可以自动展开。
为解决第二支撑臂的转动问题,优选的,两个机械臂中所述第一支撑臂的一端分别设置有转轴,且所述转轴分别可转动的约束于所述底座,所述转轴分别设置有第一齿轮,两个第一齿轮相互啮合;
所述第二电机与第二齿轮相连,第二齿轮与其中一个第一齿轮相啮合,第二电机用于驱动第一齿轮转动。第一齿轮与第二齿轮可以构成齿轮传动,当第二电机驱动第二齿轮转动时,可以同步驱动两个第一齿轮转动,从而可以带动第二支撑臂转动所设定的角度,以便实现机械臂的折叠和展开功能。
优选的,所述柔性承接部件为柔性网兜或弹性布。即,在本方案中,柔性承接部件具有弹性,更便于柔性承接部件的折叠和张开。
为解决柔性承接部件的安装和更换问题,进一步的,所述第二支撑臂、联动杆以及底座分别设置有若干挂钩,所述柔性承接部件的边缘分别挂于所述挂钩。通过设置挂钩,并将柔性承接部件的边缘分别挂于所述挂钩,既可以实现对柔性承接部件的固定,又便于更换柔性承接部件,而且,在实际使用时,当机械臂张开后,柔性承接部件同步展开并可以绷紧于各挂钩。
优选的,所述两个机械臂分别设置有一个所述柔性承接部件,
或,包括一个所述柔性承接部件,所述柔性承接部件的边缘分别固定于所述两个机械臂,且所述柔性承接部件设置有用于卡入枸杞植株的开口。
优选的,所述第一支撑臂或第二支撑臂为弧状结构。
为解决枸杞的转移问题,进一步的,所述柔性承接部件还构造有漏孔,所述移动平台设置有用于存储枸杞的存储箱,所述漏孔通过输送软管与所述存储箱相连通,且所述存储箱位于所述漏孔的下方。使得落在柔性承接部件上的枸杞可以经由输送软管自动进入所述存储箱内,到达自动转移和存放枸杞的目的。
优选的,所述控制器为树莓派主控板。
与现有技术相比,使用本实用新型提供的一种枸杞采摘系统,结构紧凑、设计合理,一方面,可以在不损伤枸杞植株的情况下,高效的带动枸杞植株振动,可以有效提高振动幅度,有利于提高采摘效率;另一方面,用于承接枸杞的机械臂具有折叠功能,可以有效解决现有技术存在的不足。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本实用新型实施例中提供的一种枸杞采摘系统的结构示意图。
图2为本实用新型实施例中提供的一种枸杞采摘系统中,振动装置的结构示意图。
图3为本实用新型实施例中提供的一种枸杞采摘系统中,收集装置的俯视示意图,未设置柔性承接部件。
图4为图3的局部剖视图。
图5为图4的A-A视图。
图6为本实用新型实施例中提供的一种枸杞采摘系统中,收集装置的俯视示意图之一,设置两个柔性承接部件。
图7为本实用新型实施例中提供的一种枸杞采摘系统中,收集装置的俯视示意图之二,设置一个柔性承接部件。
图8为本实用新型实施例中提供的一种枸杞采摘系统中,收集装置处于折叠状态的俯视示意图。
图9为本实用新型实施例中提供的一种枸杞采摘系统的框图。
图中标记说明
移动平台100、移动轮101、
振动装置200、支座201、机械抓手202、曲柄203、连杆204、传动杆205、第一电机206
第一支撑臂301、第二支撑臂302、联动杆303、滑道304、滑块305、条状开口306、弹性部件307、底座308、内部空腔309、限位孔310、传动线311、绕线轮312、第一齿轮313、第二齿轮314、绕线柱315、转轴316、开口317
柔性承接部件400、漏孔401、挂钩402。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此,以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围,而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
实施例1
请参阅图1-图8,本实施例中提供了一种枸杞采摘系统,包括移动平台100、振动装置200和收集装置,其中,
所述移动平台100可以采用现有技术中常用的可以自行移动的采摘车,移动平台100包括车架和移动轮101,移动轮101可以为车轮,履带轮等,在本实施例中,移动轮101采用的是车轮,如图1所示,有利于前进过程和采摘过程更加平稳,更加适应枸杞种植农田的作业环境;作为举例,所述移动平台100设置有控制器,以便控制移动平台100,移动平台100用于带动振动装置200和收集装置移动,所述振动装置200主要用于振动枸杞植株的枝条,所述收集装置主要用于收集从枸杞植株上掉了下来的枸杞;
振动装置200具有多种实施方式,作为举例,在本实施例中,所述振动装置200包括支座201、机械抓手202、曲柄203、连杆204、传动杆205以及第一电机206,所述支座201固定于所述移动平台100,所述第一电机206固定于所述支座201,且所述支座201构造有导向孔,如图1及图2所示,所述传动杆205设置于所述导向孔,并与所述导向孔构成移动副,机械抓手202固定于所述传动杆205的一端,传动杆205的另一端铰接于所述连杆204的一端,连杆204的另一端铰接于所述曲柄203的一端,曲柄203的另一端固定于第一电机206的输出轴,第一电机206用于驱动曲柄203转动,并带动机械抓手202沿导向孔的长度方向作往复运动;
机械抓手202可以采用现有技术中常用的机械手,在本实施例中,所述机械抓手202与所述控制器相连,以便在控制器的控制下夹住辅助网或松开辅助网;具体而言,在本实施例中,移动平台100可以在控制器的控制下将振动装置200和收集装置带动带靠近枸杞植株的位置处,然后,第一电机可以在控制器的控制下启动,并驱动曲柄203转动,曲柄203、连杆204、传动杆205以及支座201可以构成曲柄203-滑块305机构,曲柄203的转动可以通过连杆204驱动传动杆205沿导向孔的长度方向作直线往复运动,从而可以同步带动机械抓手202做往复运动,而当机械抓手202靠近覆盖于枸杞植株的辅助网时,机械抓手202可以在控制器的控制下张开,并夹紧辅助网,且收集装置可以加持于辅助网下方枸杞植株的周围,以便承接掉落的枸杞;而后,机械抓手202可以在控制器的控制下做直线往复运动,以带动辅助网来回晃动,使得辅助网可以在适宜的频率下来回震动,辅助网的震动会带动附着在辅助网上的枸杞植株进行震荡,适宜的震荡频率会使成熟的枸杞掉落到枸杞植株下方的收集装置中,采用这种不直接接触枸杞植株的方式实现驱动枸杞植株震动,可以有效增加枸杞植株的震动幅度,不仅可以保护枸杞植株,防止枸杞植株受损伤。
如图1所示,在本实施例中,所述支座201可以固定于所述移动平台100的顶部,且所述传动杆205沿移动平台100的横方向设置,以便机械抓手202可以在传动杆205的带动下,沿移动平台100的横方向伸出并夹住辅助网,并可以沿移动平台100的横方向实现震动。
收集装置具有多种实施方式,作为举例,在本实施例中,所述收集装置包括底座308、对称设置于底座308两侧的两个机械臂、柔性承接部件400、第二电机和第三电机,如图1及图2所示,所述机械臂分别包括第一支撑臂301、第二支撑臂302以及联动杆303,所述第一支撑臂301的一端可转动的设置于所述底座308,所述第二支撑臂302可转动的连接所述第一支撑臂301的另一端,且所述第一支撑臂301与第二支撑臂302之间设置有弹性部件307;
如图2所示,所述第一支撑臂301内构造有滑道304,所述滑道304内设置有滑块305,滑块305与滑道304构成移动副,第一支撑臂301的一侧构造有用于穿过联动杆303的条状开口306,所述条状开口306与所述滑道304相连通,所述联动杆303的两端分别可转动的连接(如可以通过铰接柱实现铰接)于所述滑块305与第二支撑臂302;
如图2所示,所述柔性承接部件400固定于所述底座308、第二支撑臂302以及联动杆303;
如图2所示,所述第二电机用于驱动所述两个机械臂中的第一支撑臂301转动所设定的角度,所述第三电机用于驱动所述滑块305沿靠近底座308的方向移动,以使第二支撑臂302折叠所设定的角度并使柔性承接部件400折叠,及用于释放所述滑块305,弹性部件307用于驱动滑块305沿远离底座308的方向移动,以使第二支撑臂302展开所设定的角度并使柔性承接部件400张开。
在本实施例中,对称设置于底座308两侧的两个机械臂具有折叠功能,在移动平台100未移动到枸杞植株之前时,机械臂可以在第二电机和第三电机的驱动下处于折叠状态,从而有利于缩小整个移动平台100的体积,可以有效提高移动平台100的通行效率,此时,弹性部件307内存储有弹性势能;而当移动平台100移动到枸杞植株之前预定的位置处时,机械臂可以在第二电机的驱动下转动,并利用第三电机解除对滑块305的约束,使得弹性部件307内存储的弹性势能可以自动释放,从而驱动滑块305沿远离底座308的方向移动,使得第二支撑臂302可以自动展开所设定的角度并使柔性承接部件400可以同步张开,以便在这个过程中,使得机械臂可以分别从枸杞植株的两侧包围枸杞植株,使得柔性承接部件400可以同步展开,并包裹于枸杞植株的周围,以便承接从上方掉落的枸杞,达到高效收集枸杞的目的。
弹性部件307具有多种实施方式,作为举例,在一种实施方式中,所述弹性部件307可以为扭簧,所述第二支撑臂302通过铰接柱铰接于所述第一支撑臂301的一端,所述扭簧套设于所述铰接柱,所述扭簧一端的扭臂约束于所述第一支撑臂301,另一端的扭臂约束于所述第二支撑臂302,且在第二支撑臂302折叠的过程中,所述扭簧的弹性势能增加,以便存储弹性势能,当第三电机解除对滑块305的约束后,所述扭簧的弹性势能自动释放,并驱动第二支撑臂302沿远离第一支撑臂301的方向转动,从而使得第二支撑臂302可以自动展开。
作为另一种实施方式中,如图3及图4所示,所述弹性部件307可以为压缩弹簧,所述压缩弹簧设置于所述滑道304内,且所述压缩弹簧位于所述底座308与所述滑块305之间,如图所示,在第二支撑臂302折叠的过程中,所述压缩弹簧的弹性势能增加;同样也能实现第二支撑臂302的自动展开功能。
在更完善的方案中,本枸杞采摘系统还包括传动机构,所述传动机构包括传动线311和绕线轮312,如图3及图4所示,所述绕线轮312可转动的固定于所述底座308内,所述第一支撑臂301构造有通孔,所述通孔与所述滑道304相连通,所述传动线311的一端固定于所述绕线轮312,另一端穿过所述通孔并固定于所述滑块305;
所述第三电机与所述绕线轮312相连,用于驱动绕线轮312转动,绕线轮312通过转动收紧/放松传动线311;在本实施例中,通过传动线311进行传动,并通过绕线轮312的转动收紧/放松传动线311,当需要折叠第二支撑臂302时,所述第三电机驱动绕线轮312转动,使得传动线311可以逐渐缠绕到绕线轮312,以驱动滑块305向靠近底座308的方向移动,并通过联动杆303带动第二支撑臂302转动,使得第二支撑臂302可以折叠,且在这个过程中,弹性部件307的弹性势能逐渐增加;当需要展开第二支撑臂302时,第三电机驱动绕线轮312反向转动,以便逐渐释放传动线311,使得弹性部件307的弹性势能逐渐释放,以驱动滑块305向远离底座308的方向移动,以便通过联动杆303带动第二支撑臂302反向转动,从而使得第二支撑臂302可以自动展开。
作为优选,所述第三电机优先采用具有自锁功能的电机。
为便于设置绕线轮312,作为优选,所述底座308构造有内部空腔309,所述绕线轮312可以通过轴承安装于所述内部空腔309内,如图4所示,而为防止传动线311干扰第一齿轮313,绕线轮312的周围还设置有绕线柱315。
在更完善的方案中,本枸杞采摘系统,两个机械臂中第一支撑臂301的一端分别设置有转轴316,且所述转轴316分别设置于所述内部空腔309,且转轴316分别可转动的约束于所述底座308,所述转轴316分别设置有第一齿轮313,两个第一齿轮313相互啮合,如图4及图5所示,
所述第二电机与第二齿轮314相连,第二齿轮314与其中一个第一齿轮313相啮合,如图所示,第二电机用于驱动第一齿轮313转动,使得第一齿轮313与第二齿轮314可以构成齿轮传动,当第二电机驱动第二齿轮314转动时,可以同步驱动两个第一齿轮313转动,从而可以带动第二支撑臂302转动所设定的角度,以便实现机械臂的折叠和展开功能。
为了为第一支撑臂301的转动提供空间,所述底座308还构造有限位孔310,所述限位孔310与所述内部空腔309相连通,所述第一支撑臂301分别通过所述限位孔310延伸出所述底座308,如图4及图5所示。
作为优选,所述柔性承接部件400可以为柔性网兜或弹性布,即,在本实施例中,所述柔性承接部件400具有弹性,更便于柔性承接部件400的折叠和张开;而为便于柔性承接部件400的安装和更换,在进一步的方案中,所述第二支撑臂302、联动杆303以及底座308分别设置有若干挂钩402,第一支撑臂301可以设置挂钩402,也可以不设置挂钩402;使得柔性承接部件400的边缘可以分别挂于所述挂钩402,既可以实现对柔性承接部件400的固定,又便于更换柔性承接部件400,而且,在实际使用时,当机械臂张开后,柔性承接部件400同步展开并可以绷紧于各挂钩402。
柔性承接部件400也具有多种实施方式,作为一种举例,可以包括两个所述柔性承接部件400,且所述两个柔性承接部件400可以分别设置于所述两个机械臂,如图6所示;作为另一种举例,可以包括一个所述柔性承接部件400,所述柔性承接部件400的边缘可以分别固定于两个机械臂,且所述柔性承接部件400设置有用于卡入枸杞植株的开口317,如图7所示,以便在机械臂的过程中,可以方便的包裹枸杞植株。
作为优选,所述第一支撑臂301或第二支撑臂302可以为弧状结构。
在更完善的方案中,所述柔性承接部件400还构造有漏孔401,如图6及图7所示,所述移动平台100设置有用于存储枸杞的存储箱,所述漏孔401通过输送软管与所述存储箱相连通,且所述存储箱位于所述漏孔401的下方,由于重力作用,柔性承接部件400会向漏孔401的位置凹陷,使得落在柔性承接部件400上的枸杞可以经由输送软管自动进入所述存储箱内,到达自动转移和存放枸杞的目的。
作为举例,所述控制器可以采用现有技术中常用的控制器,如单片机、PLC等,在更完善的方案中,所述控制器可以优先采用树莓派主控板(Raspberry PI),还可以利用树莓派扩展板作为辅助控制器,所述树莓派主控板与所述树莓派扩展板通过GPIO接口相连,所述振动装置200(具体是振动装置200的第一电机)、收集装置(具体是第二电机和第三电机)以及移动平台的驱动系统可以分别与所述树莓派扩展板相连,如图9所示;而在更进一步的方案中,还包括导航模块、定位模块以及供电模块,导航模块、定位模块以及供电模块可以分别与所述树莓派扩展板相连,达到与树莓派主控板间接相连的目的,使得树莓派主控板可以按照现有的控制算法精确控制移动平台100按预定的路线前进,这里不再赘述。
为实现远程控制,如图9所示,还包括上位机,所述上位机可以是PC机等,所述树莓派主控板设置有通讯模块,所述通讯模块可以是现有技术中常用的无线通讯模块,通讯模块与所述上位机相适配,树莓派主控板通过所述通讯模块与所述上位机相通讯,以便传输数据信号和控制信号,从而可以实现远程监测和控制。
以上所述,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种枸杞采摘系统,包括移动平台、振动装置和收集装置,所述移动平台设置有控制器,移动平台用于带动振动装置和收集装置移动,所述振动装置用于振动枸杞植株的枝条,所述收集装置用于收集从枸杞植株上掉了下来的枸杞;其特征在于,所述振动装置包括支座、机械抓手、曲柄、连杆、传动杆以及第一电机,所述支座固定于所述移动平台,所述第一电机固定于所述支座,且所述支座构造有导向孔,所述传动杆设置于所述导向孔,并与所述导向孔构成移动副,机械抓手固定于所述传动杆的一端,传动杆的另一端铰接于所述连杆的一端,连杆的另一端铰接于所述曲柄的一端,曲柄的另一端固定于第一电机的输出轴,第一电机用于驱动曲柄转动,并带动机械抓手沿导向孔的长度方向作往复运动;
所述机械抓手与所述控制器相连,用于在控制器的控制下夹持辅助网或松开辅助网。
2.根据权利要求1所述的枸杞采摘系统,其特征在于,所述支座固定于所述移动平台的顶部,且所述传动杆沿移动平台的横方向设置。
3.根据权利要求1所述的枸杞采摘系统,其特征在于,所述收集装置包括底座、对称设置于底座两侧的两个机械臂、柔性承接部件、第二电机和第三电机,所述机械臂分别包括第一支撑臂、第二支撑臂以及联动杆,所述第一支撑臂的一端可转动的设置于所述底座,所述第二支撑臂可转动的连接所述第一支撑臂的另一端,且所述第一支撑臂与第二支撑臂之间设置有弹性部件;
所述第一支撑臂内构造有滑道,所述滑道内设置有滑块,滑块与滑道构成移动副,第一支撑臂的一侧构造有用于穿过联动杆的条状开口,所述条状开口与所述滑道相连通,所述联动杆的两端分别可转动的连接于所述滑块与第二支撑臂;
所述柔性承接部件固定于所述底座、第二支撑臂以及联动杆;
所述第二电机用于驱动所述两个机械臂中的第一支撑臂转动所设定的角度,所述第三电机用于驱动所述滑块沿靠近底座的方向移动,以使第二支撑臂折叠所设定的角度并使柔性承接部件折叠,及用于释放所述滑块,弹性部件用于驱动滑块沿远离底座的方向移动,以使第二支撑臂展开所设定的角度并使柔性承接部件张开。
4.根据权利要求3所述的枸杞采摘系统,其特征在于,所述弹性部件为扭簧,所述第二支撑臂通过铰接柱铰接于所述第一支撑臂的一端,所述扭簧套设于所述铰接柱,
所述扭簧一端的扭臂约束于所述第一支撑臂,另一端的扭臂约束于所述第二支撑臂,且在第二支撑臂折叠的过程中,所述扭簧的弹性势能增加。
5.根据权利要求3所述的枸杞采摘系统,其特征在于,所述弹性部件为压缩弹簧,所述压缩弹簧设置于所述滑道内,且所述压缩弹簧位于所述底座与所述滑块之间,在第二支撑臂折叠的过程中,所述压缩弹簧的弹性势能增加。
6.根据权利要求3所述的枸杞采摘系统,其特征在于,还包括传动机构,所述传动机构包括传动线和绕线轮,所述绕线轮可转动的固定于所述底座内,所述第一支撑臂构造有通孔,所述通孔与所述滑道相连通,所述传动线的一端固定于所述绕线轮,另一端穿过所述通孔并固定于所述滑块;
所述第三电机与所述绕线轮相连,用于驱动绕线轮转动,绕线轮通过转动收紧/放松传动线。
7.根据权利要求6所述的枸杞采摘系统,其特征在于,两个机械臂中所述第一支撑臂的一端分别设置有转轴,且所述转轴分别可转动的约束于所述底座,所述转轴分别设置有第一齿轮,两个第一齿轮相互啮合;
所述第二电机与第二齿轮相连,第二齿轮与其中一个第一齿轮相啮合,第二电机用于驱动第一齿轮转动。
8.根据权利要求3-7任一所述的枸杞采摘系统,其特征在于,所述柔性承接部件为柔性网兜或弹性布;
所述两个机械臂分别设置有一个所述柔性承接部件,
或,包括一个所述柔性承接部件,所述柔性承接部件的边缘分别固定于所述两个机械臂,且所述柔性承接部件设置有用于卡入枸杞植株的开口。
9.根据权利要求3-7任一所述的枸杞采摘系统,其特征在于,还包括树莓派扩展板、导航模块、定位模块以及供电模块,所述控制器采用的树莓派主控板,所述树莓派主控板与所述树莓派扩展板通过GPIO接口相连,所述振动装置、收集装置、移动平台、导航模块、定位模块以及供电模块分别与所述树莓派扩展板相连,树莓派主控板用于控制振动装置与收集装置协同配合。
10.根据权利要求9所述的枸杞采摘系统,其特征在于,还包括上位机,所述树莓派主控板设置有通讯模块,所述通讯模块与所述上位机相适配,树莓派主控板通过所述通讯模块与所述上位机相通讯。
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CN115226491A (zh) * 2022-08-23 2022-10-25 浙江理工大学 一种仿树形包裹式油茶果采摘机
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