CN218526836U - 香梨采摘机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种香梨采摘机器人，涉及香梨采摘技术领域，包括：收集箱、旋转升降组件和采摘组件。旋转升降组件包括：支撑座、升降台和旋转台，其中，支撑座设置在收集箱的顶部，升降台设置在支撑座中并能够沿收集箱的高度方向上下移动，支撑座设置有沿收集箱的高度方向延伸的齿条，升降台设置有与齿条相互啮合的齿轮，升降台内设置有升降驱动源，升降驱动源与齿轮传动连接，旋转台可转动地设置在升降台的顶部；采摘组件包括机械臂机构和采摘机构，机械臂机构的一端连接至旋转台，另一端与采摘机构连接。由此，通过设置旋转升降组件，让采摘组件能够灵活地做升降旋转运动，从而更加方便地采摘到位置较高或者位置较偏的香梨。

Description

香梨采摘机器人

技术领域

本实用新型涉及香梨采摘技术领域，尤其涉及一种香梨采摘机器人。

背景技术

香梨是我国新疆地区一种生产规模大且产量大的水果，由于其具有香味浓郁、皮薄、肉细、汁多甜酥等特点，成为人们喜爱的水果之一。香梨的品质决定了香梨的价值，对此在对香梨进行采摘时尤其需要注意。

相关技术中，在对香梨进行采摘时，大多时候都是果农手工摘取，一小部分利用机械设备进行采摘。在通过机械设备对香梨进行采摘时，需要借助机械臂的移动找准每一个香梨以进行采摘。然而，受限于自身的活动范围与采摘位置，现有的部分机械臂无法方便地采摘位置较高或者位置较偏的香梨。

实用新型内容

本实用新型提供一种香梨采摘机器人，用以解决现有技术中机械臂无法方便地采摘位置较高或者位置较偏的香梨的缺陷，实现机械臂的灵活升降与旋转运动，从而可以更大范围地采摘香梨。

本实用新型提供一种香梨采摘机器人，包括：

收集箱；

旋转升降组件，所述旋转升降组件包括：支撑座、升降台和旋转台，其中，所述支撑座设置在所述收集箱的顶部，所述升降台设置在所述支撑座中并能够沿所述收集箱的高度方向上下移动，所述支撑座设置有沿所述收集箱的高度方向延伸的齿条，所述升降台设置有与所述齿条相互啮合的齿轮，所述升降台内设置有升降驱动源，所述升降驱动源与所述齿轮传动连接，所述旋转台可转动地设置在所述升降台的顶部；

采摘组件，所述采摘组件包括机械臂机构和采摘机构，所述机械臂机构的一端连接至所述旋转台，另一端与所述采摘机构连接。

根据本实用新型提供的一种香梨采摘机器人，所述支撑座设置有沿所述收集箱的高度方向向上延伸的限位柱和支撑柱，所述升降台至少部分地设置在所述限位柱和所述支撑柱之间，并抵接至所述限位柱，所述齿条设置在所述支撑柱上。

根据本实用新型提供的一种香梨采摘机器人，所述支撑柱的数量为两个，两个所述支撑柱分别设置在所述升降台的两侧，所述升降台的周侧具有依次设置的第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，所述第二侧壁能够抵接至所述限位柱，所述第一侧壁和所述第三侧壁分别位于所述升降台的两侧，所述第一侧壁和所述第三侧壁均设置有所述齿轮，所述第一侧壁和所述第三侧壁上的所述齿轮能够分别啮合至两个所述支撑柱上的所述齿条。

根据本实用新型提供的一种香梨采摘机器人，所述限位柱的数量为两个，两个所述限位柱能够分别抵接至所述第二侧壁的两端。

根据本实用新型提供的一种香梨采摘机器人，所述采摘机构包括：采摘安装座、夹持驱动源、刀片、刀夹和刀壳，其中，所述采摘安装座可转动地连接至所述机械臂机构，所述夹持驱动源设置在所述采摘安装座上，所述刀片卡接至所述刀夹的一端，所述刀夹的另一端可转动地连接至所述采摘安装座，所述刀壳的一端可转动地连接至所述采摘安装座，所述夹持驱动源与所述刀夹和所述刀壳传动连接，并能够驱动所述刀壳的另一端和所述刀片相互靠近。

根据本实用新型提供的一种香梨采摘机器人，所述采摘机构还包括：刀夹连接件和刀壳连接件，其中，所述刀夹连接件和刀壳连接件均可转动地连接至所述采摘安装座，并且所述刀夹连接件和所述刀壳连接件经由齿轮结构相互啮合，所述刀夹可转动地连接至所述刀夹连接件，所述刀壳可转动地连接至所述刀壳连接件，所述夹持驱动源与所述刀夹连接件或刀壳连接件传动连接。

根据本实用新型提供的一种香梨采摘机器人，所述采摘机构还包括：刀壳限位杆和刀夹限位杆，其中，所述刀壳限位杆的一端可转动地连接至所述采摘安装座，另一端可转动地连接至所述刀壳，所述刀夹限位杆的一端可转动地连接至所述采摘安装座，另一端可转动地连接至所述刀夹。

根据本实用新型提供的一种香梨采摘机器人，所述刀壳朝向所述刀片的一侧设置有接收槽，所述刀片能够在所述夹持驱动源的驱动下进入所述接收槽内。

根据本实用新型提供的一种香梨采摘机器人，所述机械臂机构包括多个依次连接的机械臂，所述机械臂与所述旋转台之间以及相邻的所述机械臂之间经由旋转电机连接。

根据本实用新型提供的一种香梨采摘机器人，所述收集箱设置有香梨收集腔，所述采摘机构的下方设置有接收漏斗，所述接收漏斗的顶端设置有朝向所述采摘机构的接收开口，所述接收漏斗的底部经由柔性管道连通至所述香梨收集腔。

本实用新型提供的香梨采摘机器人，通过设置旋转升降组件，在借助采摘组件采摘香梨的过程中，可以让采摘组件能够灵活地做升降运动以及旋转运动，从而能够更加方便地采摘到位置较高或者位置较偏的香梨，实现更大的采摘范围。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1是根据本实用新型的一个实施方式中的香梨采摘机器人的结构示意图；

图2是图1中所示香梨采摘机器人中的旋转升降组件和采摘组件的结构示意图；

图3是图1中所示香梨采摘机器人中采摘组件中的采摘机构的结构示意图；

图4是图1中所示香梨采摘机器人中风扇组件的结构示意图；

图5是图1中所示香梨采摘机器人中收集箱的结构示意图。

附图标记：

10、收集箱；11、侧部开口；20、支撑座；21、限位柱；22、支撑柱；30、升降台；31、齿轮；32、旋转台；40、机械臂机构；41、机械臂；50、采摘机构；51、采摘安装座；52、刀片；53、刀夹；54、刀壳；55、刀夹连接件；56、刀夹限位杆；57、刀壳连接件；58、刀壳限位杆；61、风扇；62、旋转支撑件；63、定位安装座；71、摄像组件；72、移动机构。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

在根据本实用新型的一个实施方式中，提供了一种香梨采摘机器人，该香梨采摘机器人设置有能够进行升降以及旋转的装置，在借助机械臂采摘香梨的过程中，通过该装置可以让机械臂能够更加灵活地做升降运动以及旋转运动，从而方便地采摘到位置较高或者位置较偏的香梨。下面结合图1-图5描述本实用新型的香梨采摘机器人。

如图1所示，本实施方式中的香梨采摘机器人包括：收集箱10、旋转升降组件和采摘组件。

具体而言，旋转升降组件包括：支撑座20、升降台30和旋转台32。其中，支撑座20设置在收集箱10的顶部，升降台30设置在支撑座20中并能够沿收集箱10的高度方向上下移动，支撑座20设置有沿收集箱10的高度方向延伸的齿条，升降台30设置有与齿条相互啮合的齿轮31，升降台30内设置有升降驱动源，升降驱动源与齿轮传动连接，旋转台32可转动地设置在升降台30的顶部。

采摘组件包括机械臂机构40和采摘机构50，机械臂机构40的一端连接至旋转台32，另一端与采摘机构50连接。

在实际使用时，当采摘组件需要采摘位置较高或者位置较偏的香梨，而机械臂机构40无法使采摘机构50移动到适当的位置时，可以控制升降驱动源运行，进而驱动升降台30上的齿轮31转动，此时，在齿轮齿条的相互作用下，升降台30将会沿收集箱10的高度方向向上运动，从而使得采摘组件整体上移，同时采摘组件还可以在旋转台32的旋转下调整采摘方位，直到采摘机构50能够到达所需要的采摘位置。

由此可见，在本实施方式中，借助旋转升降组件可以方便地调整采摘组件的位置，从而使得采摘机构能够采摘到更大范围的香梨。

示例性地，升降驱动源可以为设置在升降台30内部的升降电机。旋转台32可以经由旋转轴承连接至升降台30的顶部，而且，旋转台32可以由设置在升降台30内部的旋转电机进行驱动。

升降台30能够在支撑座20中上下移动，作为一种实现方式，在本实施方式中，如图1所示，支撑座20设置有沿收集箱10的高度方向向上延伸的限位柱21和支撑柱22，升降台30至少部分地设置在限位柱21和支撑柱22之间，并抵接至限位柱21，齿条设置在支撑柱22上。

为了使得升降台30的上下移动更加稳定，在本实施方式中，如图1所示，支撑柱22的数量为两个，两个支撑柱22分别设置在升降台30的两侧，升降台30的周侧具有依次设置的第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，第二侧壁能够抵接至限位柱21，第一侧壁和第三侧壁分别位于升降台30的两侧，第一侧壁和第三侧壁均设置有齿轮31，而且，第一侧壁和第三侧壁上的齿轮31能够分别啮合至两个支撑柱22上的齿条。

由此，升降台30可以被设置在其两侧的齿轮31进行驱动，以实现上下移动。在其移动的过程中，升降台30能够从其两侧受到升降驱动力，从而可以使移动更加稳定。

相应地，如图1所示，限位柱21的数量为两个，两个限位柱21能够分别抵接至第二侧壁的两端。

在升降台30上下移动的过程中，第二侧壁的两端能够分别抵接至该两个限位柱21，以便于从第二侧壁的两端对升降台30进行限位，可以有效地防止升降台30在水平面内发生偏移。

进一步地，为了方便地将香梨从香梨树上采摘下来，如图2和图3所示，在本实施方式中，采摘机构50包括：采摘安装座51、夹持驱动源、刀片52、刀夹53和刀壳54。

其中，采摘安装座51可转动地连接至机械臂机构40，夹持驱动源可以固定设置在采摘安装座51上。例如，夹持驱动源可以为夹持电机。

在可选的实施例中，采摘安装座51可以经由旋转电机连接至机械臂机构40，该旋转电机的机身可以固定连接至机械臂机构40，该旋转电机的输出轴可以连接至采摘安装座51，由此，采摘机构50可以借助该旋转电机相对于机械臂机构40进行转动，从而可以更加方便地调整采摘机构50的采摘位置。

刀片52卡接至刀夹53的一端，由此，在刀片52出现损坏时可以及时更换。刀夹53的另一端可转动地连接至采摘安装座51，刀壳54的一端可转动地连接至采摘安装座51，夹持驱动源与刀夹53和刀壳54传动连接，并能够驱动刀壳54的另一端和刀片52相互靠近。

实际采摘中，可以将香梨的果梗置于刀壳54和刀片52之间，之后，在夹持驱动源的驱动下，刀壳54和刀片52相互靠近进而夹断果梗，由此实现香梨的采摘。

刀夹53和刀壳54还可以经由其他结构间接地连接至采摘安装座51，在本实施方式中，如图2和图3所示，采摘机构还包括：刀夹连接件55和刀壳连接件57。

其中，刀夹连接件55和刀壳连接件57均可转动地连接至采摘安装座51，并且刀夹连接件55和刀壳连接件57经由齿轮结构相互啮合，刀夹53可转动地连接至刀夹连接件55，刀壳54可转动地连接至刀壳连接件57，夹持驱动源与刀夹连接件55或刀壳连接件57传动连接。

由此，在齿轮结构的作用下，夹持驱动源能够驱动刀夹连接件55和刀壳连接件57同步反向转动，从而可以让刀夹53和刀壳54实现相互靠近的夹持运动。

进一步地，如图2和图3所示，为了实现更好的夹持效果，采摘机构还包括：刀壳限位杆58和刀夹限位杆56，其中，刀壳限位杆58的一端可转动地连接至采摘安装座51，另一端可转动地连接至刀壳54，刀夹限位杆56的一端可转动地连接至采摘安装座51，另一端可转动地连接至刀夹53。

综上，在本实施方式中，如图3所示，刀夹连接件55和刀壳连接件57通过齿轮结构相互连接，刀夹限位杆56与采摘安装座51的连接位置靠近刀夹连接件55，刀壳限位杆58与采摘安装座51的连接位置靠近刀壳连接件57，并且刀夹限位杆56与采摘安装座51的连接位置和刀壳限位杆58与采摘安装座51的连接位置相互靠近。

刀壳54远离刀壳连接件57的一侧具有能够与刀片52相互作用以切断果梗的接合部，刀壳限位杆58与刀壳54的连接位置位于接合部靠近刀壳连接件57的一侧。刀夹53远离刀夹连接件55的一侧具有能够卡接刀片52的卡接口，刀夹限位杆56与刀夹53的连接位置靠近该卡接口。

在实际采摘过程中，可以使得果梗位于刀片52与刀壳54之间，之后，夹持驱动源驱动刀夹连接件55和刀壳连接件57中的其中一个转动，另外一个能够同步反向转动，在刀夹限位杆56和刀壳限位杆58的限位作用下，刀片52与刀壳54相互靠近，逐渐夹持并最终夹断果梗。

进一步地，为了保证刀片52与刀壳54能够有效地夹断果梗，在本实施方式中，刀壳54朝向刀片52的一侧设置有接收槽，刀片52能够在夹持驱动源的驱动下进入该接收槽内。由此，当刀片52与刀壳54相互靠近并夹持果梗时，刀片52能够进入该接收槽内，从而使得果梗被充分切断。

相比于传统的三爪式采摘机构，本实施方式中通过利用剪刀式的剪切机构来夹断香梨的果梗，可以避免对香梨造成损伤。

进一步地，为了保证采摘机构50能够到达所需要的位置采摘香梨，机械臂机构40可以包括多个依次连接的机械臂41，机械臂41与旋转台32之间以及相邻的机械臂41之间经由旋转电机连接。由此，在旋转电机的驱动下，可以使得采摘机构50能够方便地运动至香梨果梗的上方，进而实现有效快速的采摘香梨，而且能够避免对香梨产生不必要的损伤。

示例性地，本实施方式中，如图1和图2所示，机械臂机构40可以包括三个依次连接的机械臂41。而且，旋转台32的顶部，以及与旋转台32相邻的两个机械臂41的末端均固定设置有一个旋转电机，该旋转电机的输出轴分别与下一个相邻的机械臂41连接。由此，每一个旋转电机能够分别驱动下一个相邻的机械臂41进行移动。

在可选的实施例中，旋转电机的机身可以借助螺纹结构与旋转台32或者机械臂41固定连接，而且旋转电机的输出轴固定有法兰环，下一个相邻的机械臂41可以通过螺栓与法兰环连接进而实现固定。此外，为了保护旋转电机，旋转电机与机械臂41的连接处还可以设置有弹性密封圈。

为了有效地收集采摘后的香梨，在本实施方式中，收集箱10设置有香梨收集腔，采摘机构50的下方设置有接收漏斗，接收漏斗的顶端设置有朝向采摘机构50的接收开口，接收漏斗的底部经由柔性管道连通至香梨收集腔。

在采摘过程中，当采摘机构50切断果梗后，香梨能够经由接收开口落入接收漏斗中，之后再经由柔性管道进入收集箱10的香梨收集腔内。

示例性地，柔性管道可以为弹簧式管道，其可以使得香梨缓慢平稳下落到收集箱的香梨收集腔内。

在本实施方式中，如图1和图5所示，收集箱10的侧部可以设置有与香梨收集腔接通的侧部开口11，侧部开口11内设置有斜坡结构，柔性管道可以连接至侧部开口11，从而使得香梨能够平稳地进入香梨收集腔的底部，进而减少对香梨造成的损伤。

进一步地，为了使采摘机构50能够避开香梨树上的叶片和枝条，以便于更加方便地采摘香梨，如图1所示，本实施方式中的香梨采摘机器人还包括风扇组件，风扇组件固定连接至收集箱10，并位于采摘机构50的下方。

示例性地，如图4所示，风扇组件可以包括：风扇61、旋转支撑件62和定位安装座63。其中，旋转支撑件62大致构造为矩形方框结构，其包括两个相对设置的长边和两个相对设置的短边，风扇61可转动地设置在两个长边之间，定位安装座63设置有两个向上延伸的支撑边，该两个支撑边分别可转动地连接至旋转支撑件62的两个短边。由此，可以方便地调整风扇61的位置。

如图1所示，收集箱10的顶部设置可以有倾斜朝上的斜面，风扇组件可以固定设置在该斜面上。

进一步地，如图1和图2所示，本实施方式中的香梨采摘机器人还包括摄像组件71。摄像组件71固定连接至机械臂机构40靠近采摘机构50的一端，摄像组件71位于采摘机构50的上方。

摄像组件71包括安装支架和摄像头，摄像头固定设置在安装支架上，安装支架与机械臂机构40固定连接。在实际使用中，摄像头可以拍摄采摘机构50的采摘环境，以便于获取香梨的位置，从而更加方便的对香梨进行采摘。

在实际采摘的过程中，如果当前能够采摘到的香梨全部被采摘完毕之后，需要能够及时地调整该香梨采摘机器人的位置，为了方便移动该香梨采摘机器人，在本实施方式中，如图1所示，香梨采摘机器人还包括移动机构72，移动机构72设置在收集箱10的底部，移动机构72可以包括多个滚轮。

由此，借助移动机构72，可以方便地调整香梨采摘机器人的位置，以便于采摘更多区域的香梨。

此外，本实施方式中的香梨采摘机器人设置有多个电机，为了方便对这些电机进行控制，该香梨采摘机器人可以设置有控制电路板。在可选的实施例中，旋转台32可以通过底板可拆卸地安装至升降台30，底板朝向升降台30的内壁设置有控制电路板，该控制电路板可以与机械臂机构40中的多个旋转电机电连接，以实现电控。而且，旋转台32还还可以设置有与控制电路板电连接的通信传输机构，以实现与外界的通信传输。

由此可见，本实施方式中的香梨采摘机器人具有以下优点：

本实施方式中的香梨采摘机器人，通过设置旋转升降组件，在借助采摘组件采摘香梨的过程中，可以让采摘组件能够灵活地做升降运动以及旋转运动，从而能够更加方便地采摘到位置较高或者位置较偏的香梨，实现更大的采摘范围。

而且，本实施方式中的香梨采摘机器人能够实现采摘、收集和运输的一体化，不仅可以大大提高香梨的采摘效率，减少采摘所浪费的时间，并且能够大幅度地提高所采摘香梨的完整性，减少香梨的损伤率。同时还能很好的减少成本的投入，便于加大采摘的规模，利于香梨产业的进一步发展。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种香梨采摘机器人，其特征在于，包括：

收集箱；

旋转升降组件，所述旋转升降组件包括：支撑座、升降台和旋转台，其中，所述支撑座设置在所述收集箱的顶部，所述升降台设置在所述支撑座中并能够沿所述收集箱的高度方向上下移动，所述支撑座设置有沿所述收集箱的高度方向延伸的齿条，所述升降台设置有与所述齿条相互啮合的齿轮，所述升降台内设置有升降驱动源，所述升降驱动源与所述齿轮传动连接，所述旋转台可转动地设置在所述升降台的顶部；

采摘组件，所述采摘组件包括机械臂机构和采摘机构，所述机械臂机构的一端连接至所述旋转台，另一端与所述采摘机构连接。

2.根据权利要求1所述的香梨采摘机器人，其特征在于，所述支撑座设置有沿所述收集箱的高度方向向上延伸的限位柱和支撑柱，所述升降台至少部分地设置在所述限位柱和所述支撑柱之间，并抵接至所述限位柱，所述齿条设置在所述支撑柱上。

3.根据权利要求2所述的香梨采摘机器人，其特征在于，所述支撑柱的数量为两个，两个所述支撑柱分别设置在所述升降台的两侧，所述升降台的周侧具有依次设置的第一侧壁、第二侧壁和第三侧壁，所述第二侧壁能够抵接至所述限位柱，所述第一侧壁和所述第三侧壁分别位于所述升降台的两侧，所述第一侧壁和所述第三侧壁均设置有所述齿轮，所述第一侧壁和所述第三侧壁上的所述齿轮能够分别啮合至两个所述支撑柱上的所述齿条。

4.根据权利要求3所述的香梨采摘机器人，其特征在于，所述限位柱的数量为两个，两个所述限位柱能够分别抵接至所述第二侧壁的两端。

5.根据权利要求1所述的香梨采摘机器人，其特征在于，所述采摘机构包括：采摘安装座、夹持驱动源、刀片、刀夹和刀壳，其中，所述采摘安装座可转动地连接至所述机械臂机构，所述夹持驱动源设置在所述采摘安装座上，所述刀片卡接至所述刀夹的一端，所述刀夹的另一端可转动地连接至所述采摘安装座，所述刀壳的一端可转动地连接至所述采摘安装座，所述夹持驱动源与所述刀夹和所述刀壳传动连接，并能够驱动所述刀壳的另一端和所述刀片相互靠近。

6.根据权利要求5所述的香梨采摘机器人，其特征在于，所述采摘机构还包括：刀夹连接件和刀壳连接件，其中，所述刀夹连接件和刀壳连接件均可转动地连接至所述采摘安装座，并且所述刀夹连接件和所述刀壳连接件经由齿轮结构相互啮合，所述刀夹可转动地连接至所述刀夹连接件，所述刀壳可转动地连接至所述刀壳连接件，所述夹持驱动源与所述刀夹连接件或刀壳连接件传动连接。

7.根据权利要求6所述的香梨采摘机器人，其特征在于，所述采摘机构还包括：刀壳限位杆和刀夹限位杆，其中，所述刀壳限位杆的一端可转动地连接至所述采摘安装座，另一端可转动地连接至所述刀壳，所述刀夹限位杆的一端可转动地连接至所述采摘安装座，另一端可转动地连接至所述刀夹。

8.根据权利要求5所述的香梨采摘机器人，其特征在于，所述刀壳朝向所述刀片的一侧设置有接收槽，所述刀片能够在所述夹持驱动源的驱动下进入所述接收槽内。

9.根据权利要求1所述的香梨采摘机器人，其特征在于，所述机械臂机构包括多个依次连接的机械臂，所述机械臂与所述旋转台之间以及相邻的所述机械臂之间经由旋转电机连接。

10.根据权利要求1所述的香梨采摘机器人，其特征在于，所述收集箱设置有香梨收集腔，所述采摘机构的下方设置有接收漏斗，所述接收漏斗的顶端设置有朝向所述采摘机构的接收开口，所述接收漏斗的底部经由柔性管道连通至所述香梨收集腔。

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