CN220173836U - 果园苹果收获机器人 - Google Patents

Abstract

一种果园苹果收获机器人，包括移动小车、位置调整机构、采摘机构；移动小车的底部安装有驱动轮以及万向轮，移动小车上设有驱动机构，驱动机构与驱动轮相连接；位置调整机构包括滑移支撑梁、基座；支撑梁设置于移动小车的顶部，支撑梁的两个端部设有能够沿移动小车的顶部往复移动的滑移部，基座设置于支撑梁上，基座能够沿支撑梁移动，基座的移动方向与支撑梁的移动方向垂直；采摘机构包括柔性仿生末端执行器、机械臂；机械臂固定设置于基座上，柔性仿生末端执行器设置于机械臂的端部。本实用新型在采摘苹果时，能够对采摘机构的前后、左右位置进行调整，无需对移动小车进行调整来控制机械臂的位置，大大减少了人员消耗，提高了采摘效率。

Description

果园苹果收获机器人

技术领域

本实用新型涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种果园苹果收获机器人。

背景技术

目前，大部分果园在采摘苹果时大多采用人工手动采摘，可以保证苹果完好且对果树伤害较小。但人工手动采摘效率低，且生于较高位置的苹果人的高度无法直接触及，需借助搭人字梯或扶梯。

针对上述问题，公告号为CN215683458U的实用新型专利公开了一种苹果采摘机械手及苹果采摘机械设备，将苹果采摘机械手通过底座3连接在机械臂上，机械臂安装在采摘车上，机械臂将机械手送至果实附近，在操作者的观察下通过操作使手抓组件1包裹住苹果，通过步进电机3带动丝杠4转动，通过杠杆作用使手抓组件1收缩夹紧果实，使三个夹爪内表面完全与果实贴合，在步进电机3的作用下转动果实，同时配合机械臂的收缩作用模拟人工采摘过程，使果实与果柄分离，调整机械臂将果实放置在相应的位置，完成整个采摘过程，以满足操作人员在地面采摘低位和高位的果实，节约人力，提高效率。

但该技术方案在现场实际使用时，由于果树枝条延伸错综复杂，并不能通过直接调整机械臂，使机械臂能够从合适的角度穿过果树枝条来采摘相应位置的苹果，此时就需要对采摘车的位置进行反复调整，以将机械臂的位置调整到最佳位置；由于果园的地面是坑洼不平整的，在调整采摘车时，需要1人推拉采摘车，另外一人反复对采摘车的位置进行固定，在此过程中，不仅需要消耗较多时间，而且耗费人力，难以达到预期的采摘效率。

发明内容

为解决上述技术中存在的技术问题，鉴于此，有必要提供一种果园苹果收获机器人。

一种果园苹果收获机器人，包括移动小车、位置调整机构、采摘机构；

所述移动小车的底部安装有驱动轮以及万向轮，在移动小车上设有驱动机构，驱动机构与驱动轮相连接，以驱动小车整体移动；

所述位置调整机构包括滑移支撑梁、基座；所述支撑梁设置于移动小车的顶部，支撑梁的两个端部设有能够沿移动小车的顶部往复移动的滑移部，所述基座设置于支撑梁上，基座能够沿支撑梁移动，基座的移动方向与支撑梁的移动方向垂直；

所述采摘机构包括柔性仿生末端执行器、机械臂；所述机械臂固定设置于基座上，所述柔性仿生末端执行器设置于机械臂的端部，用于摘取果树上的苹果。

优选的，所述机械臂包括底座、第一连接臂、第二连接臂、第三连接臂、第四连接臂、第五连接臂；所述底座固定设置于基座上，所述第一连接臂的下端转动连接于底座的上端，使第一连接臂可沿底座周向转动，所述第二连接臂下端的转动连接于第一连接臂上端的侧部，所述第三连接臂下端的侧部转动连接于第二连接臂上端的侧部，所述第四连接臂下端的侧部转动连接于第三连接臂上端的侧部，所述第五连接臂下端的侧部转动连接于第四连接臂上端的侧部，第五连接臂的上端与柔性仿生末端执行器转动连接，使柔性仿生末端执行器可沿第五连接臂的上端周向转动。

优选的，所述移动小车的尾部设有固定杆，在固定杆的上端设有双目摄像头。

优选的，所述双目摄像头可沿固定杆上下移动。

优选的，所述移动小车的头部设有激光雷达。

优选的，所述基座的顶部开设有安装孔。

优选的，所述底座的下端设有与安装孔相适配的连接盘。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的果园苹果收获机器人，采用柔性仿生末端执行器及机械臂的组合方式，在采摘苹果时，由于末端采用了柔性仿生末端执行器，不会对采下来的苹果造成损伤，机械臂模仿人的手臂对苹果进行采摘，自由度高；滑移支撑梁以及基座的组合移动方式，能够对采摘机构的前后、左右位置进行调整，无需对移动小车进行调整来控制机械臂的位置，大大减少了人员消耗，提高了采摘效率。

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，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型采摘机构的结构示意图。

图3为本实用新型移动小车、位置调整机构连接的结构示意图。

图中：移动小车01、驱动轮11、万向轮12、驱动机构13、位置调整机构02、支撑梁21、基座22、安装孔221、滑移部23、采摘机构03、柔性仿生末端执行器31、机械臂32、底座321、第一连接臂322、第二连接臂323、第三连接臂324、第四连接臂325、第五连接臂326、固定杆04、双目摄像头05、激光雷达06、连接盘07。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”、“下”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

请参看图1至图3，本实用新型提供了一种果园苹果收获机器人，包括移动小车01、位置调整机构02、采摘机构03；移动小车01的底部安装有驱动轮11以及万向轮12，在移动小车01上设有驱动机构13，驱动机构13与驱动轮11相连接，以驱动小车整体移动；驱动机构13与驱动轮11之间可采用链传动或皮带传动；万向轮12用来调整移动小车01的方向。位置调整机构02包括滑移支撑梁21、基座22；支撑梁21设置于移动小车01的顶部，支撑梁21的两个端部设有能够沿移动小车01的顶部往复移动的滑移部23，基座22设置于支撑梁21上，基座22能够沿支撑梁21移动，基座22的移动方向与支撑梁21的移动方向垂直。采摘机构03包括柔性仿生末端执行器31、机械臂32；机械臂32固定设置于基座22上，柔性仿生末端执行器31设置于机械臂32的端部，用于摘取果树上的苹果。柔性仿生末端执行器31为现有技术，其具体结构再次不再赘述。在采摘苹果时，移动小车01可在果树行间行驶至预定位置，若需要调整采摘机构03的位置时，可控制滑移部23沿移动小车01顶部移动，来实现采摘机构03的前后移动，再通过控制基座22沿支撑梁21的移动，来实现采摘机构03的左右移动，即可实现采摘机构03的位置调整，以便于机械臂32能够处于一个最佳的位置，从而能够伸入、并穿过果树树枝对相应位置的苹果进行采摘。

在一种实施方式中，机械臂32包括底座321、第一连接臂322、第二连接臂323、第三连接臂324、第四连接臂325、第五连接臂326；底座321固定设置于基座22上，第一连接臂322的下端转动连接于底座321的上端，使第一连接臂322可沿底座321周向转动，第二连接臂323下端的转动连接于第一连接臂322上端的侧部，第三连接臂324下端的侧部转动连接于第二连接臂323上端的侧部，第四连接臂325下端的侧部转动连接于第三连接臂324上端的侧部，第五连接臂326下端的侧部转动连接于第四连接臂325上端的侧部，第五连接臂326的上端与柔性仿生末端执行器31转动连接，使柔性仿生末端执行器31可沿第五连接臂326的上端周向转动。其中，第二连接臂323、第三连接臂324、第四连接臂325、第五连接臂326摆动时形成的平面是平行的。

在一种实施方式中，移动小车01的尾部设有固定杆04，在固定杆04的上端设有双目摄像头05。其中，双目摄像头05可沿固定杆04上下移动，从而可根据果园的实际情况，来调整双目摄像头05的高度，以获取准确的苹果位置。

在一种实施方式中，移动小车01的头部设有激光雷达06，控制移动小车01沿果树行间距的中心线移动，防止跑偏。

在一种实施方式中，基座22的顶部开设有安装孔221。同时，在底座321的下端设有与安装孔221相适配的连接盘07。连接盘07嵌入到安装孔221内，并通过螺栓将基座22与底座321相连，可将底座321的位置牢固锁定。

在使用时，激光雷达06获取果园周围的环境信息，使移动小车01沿果树行间距的中心线移动至预定位置，通过双目摄像头05获取苹果位置，通过控制位置调整机构02的位置来实现对采摘机构03的位置调整，使机械臂32穿过树枝，准确的延伸至苹果附近，通过柔性仿生末端执行器31来采摘相应的苹果；完成采摘后，再将移动小车01继续向前移动至预定位置，再次按照上述方式进行采摘。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种果园苹果收获机器人，其特征在于：包括移动小车、位置调整机构、采摘机构；

所述移动小车的底部安装有驱动轮以及万向轮，在移动小车上设有驱动机构，驱动机构与驱动轮相连接，以驱动小车整体移动；

所述位置调整机构包括滑移支撑梁、基座；所述支撑梁设置于移动小车的顶部，支撑梁的两个端部设有能够沿移动小车的顶部往复移动的滑移部，所述基座设置于支撑梁上，基座能够沿支撑梁移动，基座的移动方向与支撑梁的移动方向垂直；

所述采摘机构包括柔性仿生末端执行器、机械臂；所述机械臂固定设置于基座上，所述柔性仿生末端执行器设置于机械臂的端部，用于摘取果树上的苹果。

2.根据权利要求1所述的果园苹果收获机器人，其特征在于：所述机械臂包括底座、第一连接臂、第二连接臂、第三连接臂、第四连接臂、第五连接臂；所述底座固定设置于基座上，所述第一连接臂的下端转动连接于底座的上端，使第一连接臂可沿底座周向转动，所述第二连接臂下端的转动连接于第一连接臂上端的侧部，所述第三连接臂下端的侧部转动连接于第二连接臂上端的侧部，所述第四连接臂下端的侧部转动连接于第三连接臂上端的侧部，所述第五连接臂下端的侧部转动连接于第四连接臂上端的侧部，第五连接臂的上端与柔性仿生末端执行器转动连接，使柔性仿生末端执行器可沿第五连接臂的上端周向转动。

3.根据权利要求2所述的果园苹果收获机器人，其特征在于：所述移动小车的尾部设有固定杆，在固定杆的上端设有双目摄像头。

4.根据权利要求3所述的果园苹果收获机器人，其特征在于：所述双目摄像头可沿固定杆上下移动。

5.根据权利要求3所述的果园苹果收获机器人，其特征在于：所述移动小车的头部设有激光雷达。

6.根据权利要求2所述的果园苹果收获机器人，其特征在于：所述基座的顶部开设有安装孔。

7.根据权利要求6所述的果园苹果收获机器人，其特征在于：所述底座的下端设有与安装孔相适配的连接盘。