CN220528638U - 一种红辣椒采摘机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种红辣椒采摘机器人，包括行驶装置、横向移动装置、竖向移动装置、机械臂装置和夹取装置；其行驶装置两端、横向移动装置、竖向移动装置、机械臂装置和夹取装置依次连接；本实用新型实现了对红辣椒的识别、夹取、收集等功能一体化；其夹取装置上的摄像头在横向移动装置和竖向移动装置移动作用下对本实用新型两旁的辣椒树进行扫描识别后，夹取装置在机械臂装置的伸展作用下向红辣椒靠近至一定距离后夹取其辣椒柄子并切断其上方，随后在机械臂装置和竖向移动装置共同作用下，将红辣椒放落至行驶装置中部的收集篮中；本实用新型的功能多样、绿色环保、工作效率高，保证了红辣椒的及时收获。

Description

一种红辣椒采摘机器人

技术领域

本实用新型涉及自动采摘技术领域，尤其涉及一种红辣椒采摘机器人。

背景技术

由于辣椒经济价值的不断提高，我国的辣椒种植面也在不断的扩大，目前我国辣椒的采摘基本靠人工，劳动强度大，采摘成本高。辣椒树上可能会出现成熟的红辣椒和未成熟的青辣椒，为了保证红辣椒的新鲜，要对红辣椒进行及时的采摘。随着科技发展，现阶段市面上出现辣椒收获机的种类繁多，但大多收获机并不具备只采摘成熟红辣椒的功能，对于红辣椒的及时采摘还是以人工为主。

发明内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种功能多样、绿色环保、工作效率高，实现了全自动化工作的红辣椒采摘机器人。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种红辣椒采摘机器人包括行驶装置、横向移动装置、竖向移动装置、机械臂装置和夹取装置；

所述行驶装置包括支腿机构、连接总板、收集篮和储物箱；支腿机构与连接总板四角固定连接，连接总板中部与收集篮固定连接，储物箱与连接总板固定连接，连接总板上设有倾角传感器；

所述横向移动装置包括横向侧板、横向齿条、横向导轨、横向滑块、横向连接件、横向电机和横向齿轮；横向侧板与行驶装置的支腿机构固定连接，横向齿条和横向导轨同时与横向侧板固定连接，横向滑块与横向导轨滑动连接，横向连接件与横向滑块固定连接，横向连接件两端与横向电机机身固定连接，横向电机转轴与横向齿轮中心固定连接，横向齿轮与横向齿条啮合；

所述竖向移动装置包括竖向侧板、竖向齿条、竖向导轨、竖向滑块、竖向连接件Ⅰ、竖向连接件Ⅱ、竖向电机Ⅰ、竖向电机Ⅱ和竖向齿轮；竖向侧板与横向移动装置的横向连接件固定连接，竖向齿条和竖向导轨同时与竖向侧板固定连接，竖向滑块与竖向导轨滑动连接，竖向连接件Ⅰ与滑块固定连接，竖向连接件Ⅱ与竖向连接件Ⅰ固定连接，竖向电机Ⅰ机身与竖向连接件Ⅱ固定连接，竖向连接件Ⅰ两端与竖向电机Ⅱ机身固定连接，竖向电机Ⅱ转轴与竖向齿轮中心固定连接，竖向齿轮与竖向齿条啮合；

所述机械臂装置包括旋转连接件、机械臂电机Ⅰ、机械臂连接件Ⅰ、机械臂电机Ⅱ和机械臂连接件Ⅱ；旋转连接件与竖向移动装置的竖向连接件Ⅱ旋转连接，旋转连接件与竖向电机Ⅰ转轴固定连接，机械臂电机Ⅰ转轴与旋转连接件固定连接，机械臂连接件Ⅰ同时与机械臂电机Ⅰ机身和机械臂电机Ⅱ机身固定连接，机械臂电机Ⅱ转轴与机械臂连接件Ⅱ固定连接；

所述夹取装置包括夹取电机Ⅰ、夹取主体、摄像头、和夹取电机Ⅱ、夹取连接件Ⅰ和切刀；夹取电机Ⅰ转轴与机械臂装置的机械臂连接件Ⅱ固定连接，夹取主体同时与夹取电机Ⅰ机身、摄像头、和夹取电机Ⅱ机身固定连接，夹取电机Ⅱ伸缩杆与夹取连接件Ⅰ上端固定连接，夹取连接件Ⅰ下端与切刀固定连接，切刀与夹取主体滑动接触。

进一步的，所述支腿机构包括U型杆件、支腿连接件Ⅰ、支腿连接件Ⅱ、支腿电机Ⅰ、支腿连接件Ⅲ、支腿连接件Ⅳ和支腿电机Ⅱ和车轮；U型杆件、支腿连接件Ⅰ和连接总板两两相互固定连接，支腿连接件Ⅱ与U型杆件固定连接，支腿电机Ⅰ机身与支腿连接件Ⅱ固定连接，支腿电机Ⅰ伸缩杆与支腿连接件Ⅲ固定连接，支腿连接件Ⅲ与支腿连接件Ⅳ固定连接，支腿电机Ⅱ机身与支腿连接件Ⅳ固定连接，支腿电机Ⅱ转轴与车轮固定连接。

进一步的，所述夹取主体包括夹取连接件Ⅱ、夹取电机Ⅲ、左旋螺杆、左旋法兰、左夹件、右夹件、右旋螺杆和右旋法兰；夹取连接件Ⅱ与夹取电机Ⅲ机身固定连接，夹取电机Ⅲ转轴同时与左旋螺杆和右旋螺杆固定连接，左旋螺杆与左旋法兰螺旋接触，左旋法兰与左夹件固定连接，左夹件和右夹件同时与夹取连接件Ⅱ滑动接触，右旋螺杆与右旋法兰螺旋接触，右旋法兰与右夹件固定连接。

进一步的，所述横向移动装置、竖向移动装置、机械臂装置和夹取装置成对且对称分布。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型由行驶装置、横向移动装置、竖向移动装置、机械臂装置和夹取装置组成；其行驶装置两端、横向移动装置、竖向移动装置、机械臂装置和夹取装置依次连接；本实用新型实现了对红辣椒的识别、夹取、收集等功能一体化；其夹取装置上的摄像头在横向移动装置和竖向移动装置移动作用下对本实用新型两旁的辣椒树进行扫描识别后，夹取装置在机械臂装置的伸展作用下向红辣椒靠近至一定距离后夹取其辣椒柄子并切断其上方，随后在机械臂装置和竖向移动装置共同作用下，将红辣椒放落至行驶装置中部的收集篮中；本实用新型的功能多样、绿色环保、工作效率高，保证了红辣椒的及时收获。

本实用新型机械臂装置包括旋转连接件、机械臂电机Ⅰ、机械臂连接件Ⅰ、机械臂电机Ⅱ和机械臂连接件Ⅱ；旋转连接件与竖向移动装置的竖向连接件Ⅱ旋转连接，旋转连接件与竖向电机Ⅰ转轴固定连接，机械臂电机Ⅰ转轴与旋转连接件固定连接，机械臂连接件Ⅰ同时与机械臂电机Ⅰ机身和机械臂电机Ⅱ机身固定连接，机械臂电机Ⅱ转轴与机械臂连接件Ⅱ固定连接；本实用新型扫描识别出红辣椒后，夹取装置通过机械臂装置的伸展运动向红辣椒靠拢，保证了采摘动作的灵活性，提高了采摘效率。

本实用新型夹取主体包括夹取连接件Ⅱ、夹取电机Ⅲ、左旋螺杆、左旋法兰、左夹件、右夹件、右旋螺杆和右旋法兰；夹取连接件Ⅱ与夹取电机Ⅲ机身固定连接，夹取电机Ⅲ转轴同时与左旋螺杆和右旋螺杆固定连接，左旋螺杆与左旋法兰螺旋接触，左旋法兰与左夹件固定连接，左夹件和右夹件同时与夹取连接件Ⅱ滑动接触，右旋螺杆与右旋法兰螺旋接触，右旋法兰与右夹件固定连接；夹取主体的左夹件和右夹件夹取辣椒柄子的表面具有粗糙花纹，增大了摩擦性，保证了夹取工作中切断动作的顺利进行。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型行驶装置的结构示意图。

图3为本实用新型行驶装置支退机构的结构示意图。

图4为本实用新型横向移动装置的结构示意图。

图5为本实用新型竖向移动装置和机械臂装置的结构示意图。

图6为本实用新型夹取装置的结构示意图。

图7为本实用新型夹取装置夹取主体的结构示意图。

实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步说明。

如图1-7所示，包括行驶装置1、横向移动装置2、竖向移动装置3、机械臂装置4和夹取装置5。

所述行驶装置1包括支腿机构11、连接总板12、收集篮13和储物箱14；支腿机构11与连接总板12四角固定连接，连接总板12中部与收集篮13固定连接，储物箱14与连接总板12固定连接，连接总板12上设有倾角传感器。

所述横向移动装置2包括横向侧板21、横向齿条22、横向导轨23、横向滑块24、横向连接件25、横向电机26和横向齿轮27；横向侧板21与行驶装置1的支腿机构11固定连接，横向齿条22和横向导轨23同时与横向侧板21固定连接，横向滑块24与横向导轨23滑动连接，横向连接件25与横向滑块24固定连接，横向连接件25两端与横向电机26机身固定连接，横向电机26转轴与横向齿轮27中心固定连接，横向齿轮27与横向齿条22啮合。

所述竖向移动装置3包括竖向侧板31、竖向齿条32、竖向导轨33、竖向滑块34、竖向连接件Ⅰ35、竖向连接件Ⅱ36、竖向电机Ⅰ37、竖向电机Ⅱ38和竖向齿轮39；竖向侧板31与横向移动装置2的横向连接件25固定连接，竖向齿条32和竖向导轨33同时与竖向侧板31固定连接，竖向滑块34与竖向导轨33滑动连接，竖向连接件Ⅰ35与滑块34固定连接，竖向连接件Ⅱ36与竖向连接件Ⅰ35固定连接，竖向电机Ⅰ37机身与竖向连接件Ⅱ36固定连接，竖向连接件Ⅰ35两端与竖向电机Ⅱ38机身固定连接，竖向电机Ⅱ38转轴与竖向齿轮39中心固定连接，竖向齿轮39与竖向齿条32啮合。

所述机械臂装置4包括旋转连接件41、机械臂电机Ⅰ42、机械臂连接件Ⅰ43、机械臂电机Ⅱ44和机械臂连接件Ⅱ45；旋转连接件41与竖向移动装置3的竖向连接件Ⅱ36旋转连接，旋转连接件41与竖向电机Ⅰ37转轴固定连接，机械臂电机Ⅰ42转轴与旋转连接件41固定连接，机械臂连接件Ⅰ43同时与机械臂电机Ⅰ42机身和机械臂电机Ⅱ44机身固定连接，机械臂电机Ⅱ44转轴与机械臂连接件Ⅱ45固定连接。

所述夹取装置5包括夹取电机Ⅰ51、夹取主体52、摄像头53、和夹取电机Ⅱ54、夹取连接件Ⅰ55和切刀56；夹取电机Ⅰ51转轴与机械臂装置4的机械臂连接件Ⅱ45固定连接，夹取主体52同时与夹取电机Ⅰ51机身、摄像头53、和夹取电机Ⅱ54机身固定连接，夹取电机Ⅱ54伸缩杆与夹取连接件Ⅰ55上端固定连接，夹取连接件Ⅰ55下端与切刀56固定连接，切刀56与夹取主体52滑动接触。

所述支腿机构11包括U型杆件111、支腿连接件Ⅰ112、支腿连接件Ⅱ113、支腿电机Ⅰ114、支腿连接件Ⅲ115、支腿连接件Ⅳ116和支腿电机Ⅱ117和车轮118；U型杆件111、支腿连接件Ⅰ112和连接总板12两两相互固定连接，支腿连接件Ⅱ113与U型杆件111固定连接，支腿电机Ⅰ114机身与支腿连接件Ⅱ113固定连接，支腿电机Ⅰ114伸缩杆与支腿连接件Ⅲ115固定连接，支腿连接件Ⅲ115与支腿连接件Ⅳ116固定连接，支腿电机Ⅱ117机身与支腿连接件Ⅳ116固定连接，支腿电机Ⅱ117转轴与车轮118固定连接。

所述夹取主体52包括夹取连接件Ⅱ521、夹取电机Ⅲ522、左旋螺杆523、左旋法兰524、左夹件525、右夹件526、右旋螺杆527和右旋法兰528；夹取连接件Ⅱ521与夹取电机Ⅲ522机身固定连接，夹取电机Ⅲ522转轴同时与左旋螺杆523和右旋螺杆527固定连接，左旋螺杆523与左旋法兰524螺旋接触，左旋法兰524与左夹件525固定连接，左夹件525和右夹件526同时与夹取连接件Ⅱ521滑动接触，右旋螺杆527与右旋法兰528螺旋接触，右旋法兰528与右夹件526固定连接。

所述横向移动装置2、竖向移动装置3、机械臂装置4和夹取装置5成对且对称分布。

本实用新型的使用方法如下：

本实用新型行驶过程中，其行驶装置1的连接总板12在倾角传感器的检测下和支腿机构11的支腿电机Ⅰ114驱动调节下保持水平。

本实用新型到达特定位置后，横向移动装置2的横向连接件25在其横向电机26驱动横向齿轮27和横向齿条22传动的作用下通过横向滑块24和横向导轨23进行横向移动，使得横向连接件25固接的竖向移动装置3同时进行横向移动，竖向移动装置3的竖向连接件Ⅰ35和竖向连接件Ⅱ36在其竖向电机Ⅱ38驱动竖向齿轮39和竖向齿条32传动的作用下通过竖向滑块34和竖向导轨33进行竖向移动，在横向移动装置2和竖向移动装置3的共同作用下，夹取装置5的摄像头53对两旁的辣椒树的红辣椒进行扫描识别工作。

当夹取装置5的摄像头53识别到红辣椒后，横向移动装置2和竖向移动装置3都停止运作，夹取装置5在机械臂装置4的机械臂电机Ⅰ42、机械臂电机Ⅱ44和夹取电机Ⅰ51的共同运作下向红辣椒靠近至一定距离后停止，然后夹取主体52的夹取电机Ⅲ522通过左旋螺杆523、左旋法兰524右旋螺杆527和右旋法兰528的螺杆法兰之间的螺旋传动驱动左夹件525和右夹件526同时向中心靠拢并夹住辣椒柄子，随后夹取电机Ⅱ54驱动切刀56切断辣椒柄子上方。

当夹取装置5夹取到红辣椒后，夹取装置5在机械臂装置4的机械臂电机Ⅰ42、机械臂电机Ⅱ44和夹取电机Ⅰ51的共同运作下回归至进行夹取工作前的原位置，然后在竖向移动装置3的作用下向上移动合适距离，在竖向移动装置3的竖向电机Ⅰ37的旋转驱动下，夹取装置5和机械臂装置4同时旋转一百八十度，随后夹取装置5的夹取电机Ⅲ522驱动左夹件525和右夹件526松开，红辣椒落至收集篮13中。

红辣椒落至收集篮13中后，夹取装置5在竖向移动装置3的作用下回归运动至夹取工作前的原位置，并循环上述识别、夹取和收集工作，待两旁的辣椒树上的红辣椒采摘完成后，本实用新型在行驶装置1的驱动下行驶至下一个特定地点继续进行采摘工作。

Claims (4)

1.一种红辣椒采摘机器人，其特征在于，所述一种红辣椒采摘机器人包括行驶装置（1）、横向移动装置（2）、竖向移动装置（3）、机械臂装置（4）和夹取装置（5）；

所述行驶装置（1）包括支腿机构（11）、连接总板（12）、收集篮（13）和储物箱（14）；支腿机构（11）与连接总板（12）四角固定连接，连接总板（12）中部与收集篮（13）固定连接，储物箱（14）与连接总板（12）固定连接，连接总板（12）上设有倾角传感器；

所述横向移动装置（2）包括横向侧板（21）、横向齿条（22）、横向导轨（23）、横向滑块（24）、横向连接件（25）、横向电机（26）和横向齿轮（27）；横向侧板（21）与行驶装置（1）的支腿机构（11）固定连接，横向齿条（22）和横向导轨（23）同时与横向侧板（21）固定连接，横向滑块（24）与横向导轨（23）滑动连接，横向连接件（25）与横向滑块（24）固定连接，横向连接件（25）两端与横向电机（26）机身固定连接，横向电机（26）转轴与横向齿轮（27）中心固定连接，横向齿轮（27）与横向齿条（22）啮合；

所述竖向移动装置（3）包括竖向侧板（31）、竖向齿条（32）、竖向导轨（33）、竖向滑块（34）、竖向连接件Ⅰ（35）、竖向连接件Ⅱ（36）、竖向电机Ⅰ（37）、竖向电机Ⅱ（38）和竖向齿轮（39）；竖向侧板（31）与横向移动装置（2）的横向连接件（25）固定连接，竖向齿条（32）和竖向导轨（33）同时与竖向侧板（31）固定连接，竖向滑块（34）与竖向导轨（33）滑动连接，竖向连接件Ⅰ（35）与滑块（34）固定连接，竖向连接件Ⅱ（36）与竖向连接件Ⅰ（35）固定连接，竖向电机Ⅰ（37）机身与竖向连接件Ⅱ（36）固定连接，竖向连接件Ⅰ（35）两端与竖向电机Ⅱ（38）机身固定连接，竖向电机Ⅱ（38）转轴与竖向齿轮（39）中心固定连接，竖向齿轮（39）与竖向齿条（32）啮合；

所述机械臂装置（4）包括旋转连接件（41）、机械臂电机Ⅰ（42）、机械臂连接件Ⅰ（43）、机械臂电机Ⅱ（44）和机械臂连接件Ⅱ（45）；旋转连接件（41）与竖向移动装置（3）的竖向连接件Ⅱ（36）旋转连接，旋转连接件（41）与竖向电机Ⅰ（37）转轴固定连接，机械臂电机Ⅰ（42）转轴与旋转连接件（41）固定连接，机械臂连接件Ⅰ（43）同时与机械臂电机Ⅰ（42）机身和机械臂电机Ⅱ（44）机身固定连接，机械臂电机Ⅱ（44）转轴与机械臂连接件Ⅱ（45）固定连接；

所述夹取装置（5）包括夹取电机Ⅰ（51）、夹取主体（52）、摄像头（53）、和夹取电机Ⅱ（54）、夹取连接件Ⅰ（55）和切刀（56）；夹取电机Ⅰ（51）转轴与机械臂装置（4）的机械臂连接件Ⅱ（45）固定连接，夹取主体（52）同时与夹取电机Ⅰ（51）机身、摄像头（53）、和夹取电机Ⅱ（54）机身固定连接，夹取电机Ⅱ（54）伸缩杆与夹取连接件Ⅰ（55）上端固定连接，夹取连接件Ⅰ（55）下端与切刀（56）固定连接，切刀（56）与夹取主体（52）滑动接触。

2.如权利要求1所述的一种红辣椒采摘机器人，其特征在于，所述支腿机构（11）包括U型杆件（111）、支腿连接件Ⅰ（112）、支腿连接件Ⅱ（113）、支腿电机Ⅰ（114）、支腿连接件Ⅲ（115）、支腿连接件Ⅳ（116）和支腿电机Ⅱ（117）和车轮（118）；U型杆件（111）、支腿连接件Ⅰ（112）和连接总板（12）两两相互固定连接，支腿连接件Ⅱ（113）与U型杆件（111）固定连接，支腿电机Ⅰ（114）机身与支腿连接件Ⅱ（113）固定连接，支腿电机Ⅰ（114）伸缩杆与支腿连接件Ⅲ（115）固定连接，支腿连接件Ⅲ（115）与支腿连接件Ⅳ（116）固定连接，支腿电机Ⅱ（117）机身与支腿连接件Ⅳ（116）固定连接，支腿电机Ⅱ（117）转轴与车轮（118）固定连接。

3.如权利要求1所述的一种红辣椒采摘机器人，其特征在于，所述夹取主体（52）包括夹取连接件Ⅱ（521）、夹取电机Ⅲ（522）、左旋螺杆（523）、左旋法兰（524）、左夹件（525）、右夹件（526）、右旋螺杆（527）和右旋法兰（528）；夹取连接件Ⅱ（521）与夹取电机Ⅲ（522）机身固定连接，夹取电机Ⅲ（522）转轴同时与左旋螺杆（523）和右旋螺杆（527）固定连接，左旋螺杆（523）与左旋法兰（524）螺旋接触，左旋法兰（524）与左夹件（525）固定连接，左夹件（525）和右夹件（526）同时与夹取连接件Ⅱ（521）滑动接触，右旋螺杆（527）与右旋法兰（528）螺旋接触，右旋法兰（528）与右夹件（526）固定连接。

4.如权利要求1所述的一种红辣椒采摘机器人，其特征在于，所述横向移动装置（2）、竖向移动装置（3）、机械臂装置（4）和夹取装置（5）成对且对称分布。