CN217826013U

CN217826013U - 一种足式番茄采摘机械装置

Info

Publication number: CN217826013U
Application number: CN202221798928.5U
Authority: CN
Inventors: 赵汐璇; 闫硕
Original assignee: Beijing Forestry University
Current assignee: Beijing Forestry University
Priority date: 2022-07-13
Filing date: 2022-07-13
Publication date: 2022-11-18
Anticipated expiration: 2032-07-13

Abstract

本实用新型公开了足式番茄采摘机械装置，包括车厢、顶板，所述顶板上壁固定连接有转动底座。本实用新型，通过伺服电机带动带动轮轴转动，轮轴转动时通过转盘、导杆驱动行走组件运动，带动车厢向前或者向后移动，整体只有支腿下端的底脚与地面接触，大大降低了地面不平整对车身带来的影响，装置整体体积较小，便于搬运，不需要考虑转向问题，通常沿着大棚长度方向行走一个行程即可将左右两侧番茄采摘完成，通过人工将采摘下的番茄倒出，将装置搬到下一个垄沟即可继续采摘，支腿末端的底脚可以根据土壤湿润情况选择是尖角还是平底，尽量减少了与地面接触，降低对土壤的影响，通过手拧螺丝可以很方便的对底脚进行更换。

Description

一种足式番茄采摘机械装置

技术领域

本实用新型涉及番茄采摘技术领域，尤其涉及方便在大棚内行走的足式番茄采摘机械装置。

背景技术

我国是鲜食番茄的生产和消费大国，种植面积大、范围广，早期番茄采摘一般通过人工采摘，作业量大，机械化水平低，效率低下，针对这一情况，目前国内外已经研究出了一些番茄采摘机械手，通过在采摘机械上安装视觉识别装置，采用双目立体相机进行视觉识别配合机械手进行采摘；

现有的采摘机器人行走机构多是轮式和履带式，而且我国番茄种植大部分都是在温室大棚中进行，大棚内地面环境较为复杂，轮式和履带式行走机构行走起来车身始终处于颠簸状态，容易造成车内精密零件的损坏，另外，采摘机械的自重压在轮式及履带式行走机构上，再压在土地上，会影响土地的疏松程度，造成土块板结。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的番茄采摘机械装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：番茄采摘机械装置，包括车厢、顶板，所述顶板上壁固定连接有转动底座，所述转动底座上壁转动连接有机械手臂，所述机械手臂末端设置有采摘夹头，所述车厢内壁转动连接有两组轮轴，两组所述轮轴分别靠近车厢左右两端且均贯穿车厢侧壁并向左右两侧伸出，两组所述轮轴伸出车厢的端部均固定连接有转盘，多组所述转盘远离车厢的一侧且靠近圆周外壁均固定连接有导杆，所述车厢外壁与导杆之间设置有供车厢移动的行走组件，所述车厢内侧下壁且靠近右侧位置从前到后依次固定连接有电池箱、伺服电机以及控制器，所述伺服电机与轮轴之间设置有用于传动的传动组件。

作为上述技术方案的进一步描述：

为了使得车厢能够尽量以减少与地面接触的方式移动，所述行走组件包括第一摆臂、第二摆臂、第三摆臂以及支腿，所述第一摆臂转动连接在导杆外壁，所述第二摆臂通过第一转杆转动连接在车厢外壁且靠近下壁位置，所述第三摆臂通过第二转杆转动连接在车厢外壁且靠近上壁位置，所述支腿转动连接在第三摆臂远离第二转杆的一端，所述第一摆臂远离导杆的一端与支腿中部转动连接，所述第二摆臂远离第一转杆的一端与第一摆臂中部转动连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

为了行走组件适应不同土质情况，所述支腿远离第三摆臂的一端滑动连接有底脚，所述支腿与底脚之间通过手拧螺丝固定，所述底脚远离支腿的一端可以是尖角、平底中的任一种。

作为上述技术方案的进一步描述：

为了伺服电机能够驱动行走组件，所述传动组件包括驱动轴、两组轴承座、第一同步轮、第二同步轮以及两组同步带，两组所述轴承座呈左右对称分布固定连接在车厢内侧下壁且位于两组轮轴之间，所述驱动轴转动连接在两组轴承座之间且轴心延长线与伺服电机伸出轴轴心共线，所述驱动轴两端分别贯穿两组轴承座并向左右两侧伸出，所述驱动轴朝向伺服电机的一端通过联轴器与伺服电机伸出轴固定连接，两组所述第一同步轮均固定连接在驱动轴外壁且均位于两组轴承座之间，两组所述第二同步轮分别固定连接在两组轮轴外壁且均位于车厢内部，两组所述同步带分别套设在两组第一同步轮与第二同步轮外壁。

作为上述技术方案的进一步描述：

为了能够准确的采摘番茄，所述机械手臂靠近采摘夹头的一端外壁固定连接有采摘定位摄像头。

作为上述技术方案的进一步描述：

为了行走机构能识别大棚垄沟的末端从而及时停车等待人工换垄，在所述顶板上壁且靠近前两端位置均固定连接有行走定位摄像头。

作为上述技术方案的进一步描述：

为了方便供电，所述电池箱内部设置有电池组，所述电池组与控制器、伺服电机电连接。

本实用新型具有如下有益效果：

1、与现有技术相比，该足式番茄采摘机械装置，通过伺服电机带动驱动轴旋转，驱动轴通过第一同步轮、同步带以及第二同步轮带动轮轴转动，轮轴转动时通过转盘、导杆驱动行走组件运动，带动车厢向前或者向后移动，整体只有支腿下端的底脚与地面接触，大大降低了地面不平整对车身带来的不良影响，机械手臂与采摘夹头通过采摘定位摄像头进行视觉识别采摘，装置整体体积较小，便于搬运，且不需要考虑转向问题，通常沿着大棚长度方向行走一个行程即可将左右两侧番茄采摘完成，通过人工将采摘下的番茄倒出，将装置搬到下一个垄沟即可继续采摘。

2、与现有技术相比，该足式番茄采摘机械装置，支腿末端的底脚可以根据土壤湿润情况选择是尖角还是平底，尽量减少了与地面接触，降低对土壤的影响，通过手拧螺丝拆卸可以很方便的对底脚进行更换。

附图说明

图1为本实用新型提出的番茄采摘机械装置的整体结构侧面示意图；

图2为本实用新型提出的番茄采摘机械装置的车厢内部结构俯视图；

图3为本实用新型提出的番茄采摘机械装置的电池箱内部结构俯视图；

图4为本实用新型提出的番茄采摘机械装置的底脚末端为平底时的局部结构示意图。

图例说明：

1、车厢；2、顶板；3、转动底座；4、机械手臂；5、采摘夹头；6、采摘定位摄像头；7、同步带；8、电池组；9、行走定位摄像头；10、轮轴；11、转盘；12、导杆；13、第一摆臂；14、第一转杆；15、第二摆臂；16、第二转杆；17、第三摆臂；18、支腿；19、底脚；20、手拧螺丝；21、控制器；22、伺服电机；23、电池箱；24、轴承座；25、驱动轴；26、第一同步轮；27、第二同步轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

参照图1到图4，本实用新型提供的足式番茄采摘机械装置：包括车厢1、顶板2，顶板2上壁固定连接有转动底座3，转动底座3上壁转动连接有机械手臂4，机械手臂4末端设置有采摘夹头5，机械手臂4靠近采摘夹头5的一端外壁固定连接有采摘定位摄像头6，通过采摘定位摄像头6进行视觉识别，顶板2上壁且靠近前两端位置均固定连接有行走定位摄像头9，通过两组行走定位摄像头9控制行走到大棚尽头时能够及时停车，等待卸下已经采摘的番茄以及更换垄沟。

车厢1内壁转动连接有两组轮轴10，两组轮轴10分别靠近车厢1左右两端且均贯穿车厢1侧壁并向左右两侧伸出，两组轮轴10伸出车厢1的端部均固定连接有转盘11，多组转盘11远离车厢1的一侧且靠近圆周外壁均固定连接有导杆12，车厢1外壁与导杆12之间设置有供车厢1移动的行走组件，行走组件包括第一摆臂13、第二摆臂15、第三摆臂17以及支腿18，第一摆臂13转动连接在导杆12外壁，第二摆臂15通过第一转杆14转动连接在车厢1外壁且靠近下壁位置，第三摆臂17通过第二转杆16转动连接在车厢1外壁且靠近上壁位置，支腿18转动连接在第三摆臂17远离第二转杆16的一端，第一摆臂13远离导杆12的一端与支腿18中部转动连接，第二摆臂15远离第一转杆14的一端与第一摆臂13中部转动连接，驱动组件带动轮轴10转动，轮轴10带动四组转盘11旋转，四组转盘11通过的导杆12带动第一摆臂13沿着转盘11中心往复转动，第一摆臂13远离导杆12的一端带动支腿18运动，第二摆臂15限制第一摆臂13的运动范围，第三摆臂17限制支腿18的运动范围，使得转盘11转动时，支腿18形成椭圆的运行动轨迹，四组支腿18斜对角的两组与另两组之间运动轨迹相同但始终相差半圈，及对角的两组支腿18正做向前向上的旋转运动时，另一个对角的两组支腿18正做向下向后的旋转运动，往复如此，从而能够带动车厢1向前以及向后运动。

支腿18远离第三摆臂17的一端滑动连接有底脚19，支腿18与底脚19之间通过手拧螺丝20固定，底脚19远离支腿18的一端可以是尖角、平底中的任一种，土壤较为湿润时，可以选用平底的底脚19，土壤较为干燥时，可以选用尖角的底脚19，通过拧动手拧螺丝20即可轻松进行更换。

车厢1内侧下壁且靠近右侧位置从前到后依次固定连接有电池箱23、伺服电机22以及控制器21，电池箱23内部设置有电池组8，电池组8与控制器21、伺服电机22电连接，电池组8可以通过外部电源进行充电，确保续航时间。

伺服电机22与轮轴10之间设置有用于传动的传动组件，传动组件包括驱动轴25、两组轴承座24、第一同步轮26、第二同步轮27以及两组同步带7，两组轴承座24呈左右对称分布固定连接在车厢1内侧下壁且位于两组轮轴10之间，驱动轴25转动连接在两组轴承座24之间且轴心延长线与伺服电机22伸出轴轴心共线，驱动轴25两端分别贯穿两组轴承座24并向左右两侧伸出，驱动轴25朝向伺服电机22的一端通过联轴器与伺服电机22伸出轴固定连接，两组第一同步轮26均固定连接在驱动轴25外壁且均位于两组轴承座24之间，两组第二同步轮27分别固定连接在两组轮轴10外壁且均位于车厢1内部，两组同步带7分别套设在两组第一同步轮26与第二同步轮27外壁，伺服电机22转动时通过联轴器带动驱动轴25转动，驱动轴25通过两组第一同步轮26、第二同步轮27以及同步带7带动轮轴10旋转，使得轮轴10转速相同且转向相同。

工作原理：伺服电机22转动时通过联轴器带动驱动轴25转动，驱动轴25通过两组第一同步轮26、第二同步轮27以及同步带7带动轮轴10旋转，使得轮轴10转速相同且转向相同，轮轴10带动四组转盘11旋转，四组转盘11通过的导杆12带动第一摆臂13沿着转盘11中心往复转动，第一摆臂13远离导杆12的一端带动支腿18运动，第二摆臂15限制第一摆臂13的运动范围，第三摆臂17限制支腿18的运动范围，使得转盘11转动时，支腿18形成椭圆的运行动轨迹，四组支腿18斜对角的两组与另两组之间运动轨迹相同但始终相差半圈，及对角的两组支腿18正做向前向上的旋转运动时，另一个对角的两组支腿18正做向下向后的旋转运动，往复如此，从而能够带动车厢1向前以及向后运动，土壤较为湿润时，可以选用平底的底脚19，土壤较为干燥时，可以选用尖角的底脚19，通过拧动手拧螺丝20即可轻松进行更换，通过采摘定位摄像头6的视觉识别对机械手臂4和采摘夹头5进行引导采摘，通过两组行走定位摄像头9控制行走到大棚尽头时能够及时停车，等待卸下已经采摘的番茄以及更换垄沟。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.足式番茄采摘机械装置，包括车厢、顶板，其特征在于：所述顶板上壁固定连接有转动底座，所述转动底座上壁转动连接有机械手臂，所述机械手臂末端设置有采摘夹头，所述车厢内壁转动连接有两组轮轴，两组所述轮轴分别靠近车厢左右两端且均贯穿车厢侧壁并向左右两侧伸出，两组所述轮轴伸出车厢的端部均固定连接有转盘，多组所述转盘远离车厢的一侧且靠近圆周外壁均固定连接有导杆，所述车厢外壁与导杆之间设置有供车厢移动的行走组件，所述车厢内侧下壁且靠近右侧位置从前到后依次固定连接有电池箱、伺服电机以及控制器，所述伺服电机与轮轴之间设置有用于传动的传动组件。

2.根据权利要求1所述的足式番茄采摘机械装置，其特征在于：所述行走组件包括第一摆臂、第二摆臂、第三摆臂以及支腿，所述第一摆臂转动连接在导杆外壁，所述第二摆臂通过第一转杆转动连接在车厢外壁且靠近下壁位置，所述第三摆臂通过第二转杆转动连接在车厢外壁且靠近上壁位置，所述支腿转动连接在第三摆臂远离第二转杆的一端，所述第一摆臂远离导杆的一端与支腿中部转动连接，所述第二摆臂远离第一转杆的一端与第一摆臂中部转动连接。

3.根据权利要求2所述的足式番茄采摘机械装置，其特征在于：所述支腿远离第三摆臂的一端滑动连接有底脚，所述支腿与底脚之间通过手拧螺丝固定，所述底脚远离支腿的一端可以是尖角、平底中的任一种。

4.根据权利要求1所述的足式番茄采摘机械装置，其特征在于：所述传动组件包括驱动轴、两组轴承座、第一同步轮、第二同步轮以及两组同步带，两组所述轴承座呈左右对称分布固定连接在车厢内侧下壁且位于两组轮轴之间，所述驱动轴转动连接在两组轴承座之间且轴心延长线与伺服电机伸出轴轴心共线，所述驱动轴两端分别贯穿两组轴承座并向左右两侧伸出，所述驱动轴朝向伺服电机的一端通过联轴器与伺服电机伸出轴固定连接，两组所述第一同步轮均固定连接在驱动轴外壁且均位于两组轴承座之间，两组所述第二同步轮分别固定连接在两组轮轴外壁且均位于车厢内部，两组所述同步带分别套设在两组第一同步轮与第二同步轮外壁。

5.根据权利要求1所述的足式番茄采摘机械装置，其特征在于：所述机械手臂靠近采摘夹头的一端外壁固定连接有采摘定位摄像头。

6.根据权利要求1所述的足式番茄采摘机械装置，其特征在于：所述顶板上壁且靠近前两端位置均固定连接有行走定位摄像头。

7.根据权利要求1所述的足式番茄采摘机械装置，其特征在于：所述电池箱内部设置有电池组，所述电池组与控制器、伺服电机电连接。