CN220719331U - 一种机械臂及基于该机械臂的采摘机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种机械臂及基于该机械臂的采摘机器人，包括位于下部的第一方向驱动组件、位于中间的支撑组件和位于上部的第二方向移动组件，第一方向和第二方向相互垂直；第一方向驱动组件包括直线导轨、第一电机和第一传动机构；第二方向移动组件包括伸缩臂、第二电机和第二传动机构；第一电机驱动第一传动机构带动支撑组件沿直线导轨往复移动，以实现第二方向移动组件在第一方向上的往复移动；第二电机驱动第二传动机构带动伸缩臂在第二方向上往复移动；同时直线导轨可转动。本实用新型通过多个机构协同配合可在避障的前提下快速、准确、稳定的将设于伸缩臂上的末端执行器送至采摘目标区域，为采摘机器人提高采摘效率奠定了基础。

Description

一种机械臂及基于该机械臂的采摘机器人

技术领域

本实用新型属于果蔬采摘机器人设备技术领域，具体涉及一种机械臂及利用该机械臂构成的采摘机器人。

背景技术

众所周知，自动采摘机器人要实现对果蔬的自动采摘，除了要有控制、动力、视觉等系统外还需要有一个执行系统——机械臂，用于配合其他系统将末端执行器送到预采摘目标位置处，再通过末端执行器实施果蒂分离动作。由此可知，机械臂是否稳定、快速、准确地将末端执行器运送至目标区域，在很大程度上决定着采摘效率，而采摘效率对于如枣、核桃、板栗、橘子、圣女果等数目巨多的果蔬采摘时尤为重要，但现有的机直角坐标系机械臂或者关节式机械臂由于结构限制难以满足高效采摘的需求，同时存在以下弊端：

其中，直角坐标系机械臂是通过三个正交方向的轴移动来控制末端执行器的位置，存在的弊端是移动响应速度较慢，且在移动三个轴时容易触碰甚至损坏果蔬和/或枝条；关节式机械臂通过电机绕固定轴转动，通过多个关节来将末端执行器送到需要的位置，其存在结构复杂，设计制造成本高。

有鉴于此，本发明人提供一种机械臂及基于该机械臂的采摘机器人，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种机械臂及基于该机械臂的采摘机器人，该机械臂通过转动设置的直线导轨、设置在直线导轨上水平移动的支撑座、设置在支撑座上左右伸缩的伸缩臂以及设置在伸缩臂上调整末端执行器角度的丝杠螺母驱动机构等协同配合，可在避障的前提下从多个方向及角度快速、准确、稳定的将末端执行器送至采摘目标区域，而且能够在不整体移动采摘机器人的情况下，对一定区域范围内的多个目标实施高效采摘，特别适用于采摘枣、核桃、板栗、橘子、圣女果等集中且数目巨多的果蔬。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型提供一种机械臂，包括位于下部的第一方向驱动组件、位于中间的支撑组件和位于上部的第二方向移动组件，所述第一方向驱动组件的第一方向和第二方向移动组件中的第二方向相互垂直；

所述第一方向驱动组件包括直线导轨、第一电机和第一传动机构；所述第二方向移动组件包括伸缩臂、第二电机和第二传动机构；

所述第一电机驱动第一传动机构带动支撑组件沿直线导轨往复移动，以实现与所述支撑组件连接的所述第二方向移动组件在第一方向上的往复移动；所述第二电机驱动第二传动机构带动伸缩臂在第二方向上往复移动。

进一步地，所述支撑组件包括支撑座和与所述支撑座连接、并位于直线导轨两侧的第一滚轮；

所述支撑座的底部与第一传动机构固定连接，且所述支撑座的顶部安装有第二传动机构；

当所述第一电机处于工作状态时，所述支撑座在第一传动机构的带动下沿直线导轨往复移动，同时所述第一滚轮在支撑座的带动下沿直线导轨往复滚动。

进一步地，所述直线导轨包括导轨本体和布设在所述导轨本体上、用于对第一滚轮进行定位引导的第一轨道。

进一步地，所述第一轨道的外侧设置有与第一滚轮活动卡接的第一凸起部，所述第一滚轮在第一凸起部的定位引导下沿第一轨道往复滚动；或

所述第一滚轮为凸型轮，所述第一轨道的外侧设置有与第一滚轮活动卡接的第一凹陷部，所述第一滚轮在第一凹陷部的定位引导下沿第一轨道往复滚动；或

所述第一滚轮为平轮，所述第一滚轮在第一轨道的定位引导下沿所述第一轨道往复滚动。

进一步地，所述导轨本体的同一侧面两端分别对称安装有用于限定所述支撑座移动极限位置的限位结构；

其中，所述限位结构包括水平设置的套筒，所述套筒内安装有横截面为T型的套杆以及碟簧，所述碟簧驱使套杆直径小的一端始终伸出套筒的开口端，所述套筒通过固定座及紧固螺钉安装在导轨本体上。

进一步地，所述支撑座的顶部还安装有第二滚轮，相应地所述伸缩臂的底部两侧固定设置有用于对第二滚轮进行定位引导的第二轨道。

进一步地，所述第二轨道的外侧设置有与第二滚轮活动卡接的第二凸起部；或

所述第二滚轮为凸型轮，所述第二轨道的外侧设置有与第二滚轮活动卡接的第二凹陷部；或

所述第二滚轮为平轮。

进一步地，所述第一传动机构包括第一主动轮、第一从动轮和绕设于所述第一主动轮和所述第一从动轮上的第一同步齿形带，且所述第一同步齿形带分别与第一主动轮和第一从动轮啮合，所述第一同步齿形带与所述支撑组件固定连接；所述第一主动轮由安装在直线导轨上的第一电机提供驱动力；

所述第二传动机构包括第二主动轮、第二从动轮和绕设于所述第二主动轮和所述第二从动轮上的第二同步齿形带，且所述第二同步齿形带分别与第二主动轮和第二从动轮啮合，所述第二同步齿形带与支撑组件固定连接；所述第二主动轮由安装在伸缩臂上的第二电机提供驱动力。

进一步地，还包括两个支撑立柱，所述直线导轨的一端与其中一个支撑立柱通过轴承转动连接，另一端与安装在另一个所述支撑立柱上的旋转减速电机的输出轴固定连接；和/或

还包括丝杠螺母驱动机构，所述丝杠螺母驱动机构包括第三电机、丝杠螺母传动单元以及“人”字型支架；所述“人”字型支架的顶部用于安装末端执行器，底部一端与所述丝杠螺母传动单元铰接，另一端与所述伸缩臂铰接；所述第三电机通过丝杠螺母传动单元对“人”字型支架施加拉力或推力，用于调整所述末端执行器倾斜的角度。

另一方面，本实用新型提供一种采摘机器人，该采摘机器人包括上述所述的机械臂。

进一步地，所述机械臂还包括与控制系统连接的编码器，所述编码器可通过专用电池进行供电，确保在断电状态下对机械臂所在的位置信息进行记录(采摘机器人正常带电时，由其储能电池给编码器进行供电，即专用电池不供电；当采摘机器人不带电时，专用电池给编码器供电)，所述编码器用于记载直线导轨与支撑立柱转动的角度、支撑座在直线导轨上的位置、伸缩臂伸出支撑座的位置以及丝杠螺母驱动机构调节末端执行器倾斜的角度。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的机械臂从下往上依次由第一方向驱动组件、支撑组件以及第二方向移动组件组成；其中，第二方向移动组件通过支撑组件设置在第一方向驱动组件的直线导轨上，并通过第一方向驱动组件的第一电机和第一传动机构带动第二方向移动组件的伸缩臂沿直线导轨长度方向(第一方向)往复移动，用于调整末端执行器与目标果蔬X轴方向的距离；伸缩臂通过第二电机和第二传动机构带动其沿第二方向往复移动(左右方向，与第一方向垂直)，用于调整末端执行器与目标果蔬Y轴方向的距离；而直线导轨通过旋转减速电机转动安装在支撑立柱上，即通过旋转减速电机可以调整末端执行器与目标果蔬Z轴方向的距离；同时通过丝杠螺母驱动机构可调整末端执行器与目标果蔬的角度。即本实用新型采摘机器人通过以上各个机构的协同配合，可在避障的前提下根据目标特点从多个方向及角度快速、准确、稳定的将末端执行器送至采摘目标区域，同时能够在不整体移动采摘机器人的情况下，对一定区域范围内的多个目标果蔬实施高效采摘，尤其适用于采摘枣、核桃、板栗、橘子、圣女果等集中且数目巨多的果蔬，节省了人力，提高了采摘效率。

2、本实用新型机械臂中的第一传动机构和第二传动机构均为同步带轮传动结构，同时支撑座与直线导轨以及伸缩臂与支撑座之间均通过滚轮轨道滑动连接，减少了传动过程中的摩擦和能量损耗，加之传动机构通过轮齿和齿形带的啮合将动力直接传递到移动部件(支撑座和第二方向移动组件)上，使移动部件在轨道上做直线运动。因此，该结构可在保证移动部件快速移动的同时能够防止其脱离轨道，确保使用过程中的安全性和稳定性，且该结构经过实际测试，其搭载的移动部件移动速度每秒最高可到10m，为高效快速采摘果蔬提供了结构支撑。

3、本实用新型提供的机械臂还包括与控制系统连接的多个编码器，多个编码器分别用于记载各个转动部件和移动部件的位置以及角度，且多个编码器在断电情况下分别通过专用电池进行供电，以便在采摘机器人断电后能记忆当前移动机构所在各个位置值，再次使用时不需要回到初始位置参考点来重新定位，进一步提高采摘效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，与说明书一起用于解释本实用新型的原理。

为了更清楚地说明本实用新型实施例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简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型机械臂整体结构示意图；

图2为本实用新型机械臂整体结构另一侧示意图；

图3为本实用新型中第一方向驱动组件结构示意图；

图4为本实用新型中第一方向驱动组件与支撑组件连接示意图；

图5为本实用新型中第一电机和第一传动机构连接示意图；

图6为本实用新型中限位结构示意图；

图7为本实用新型中第二方向移动组件结构示意图。

其中：1为第一方向驱动组件；2为支撑组件；3为第二方向移动组件；4为限位结构；5为支撑立柱；6为旋转减速电机；7为丝杠螺母驱动机构；11为直线导轨；12为第一电机；13为第一传动机构；21为支撑座；22为第一滚轮；23为第二滚轮；31为伸缩臂；32为第二电机；33为第二传动机构；41为套筒；42为套杆；43为固定座；71为第三电机；72为丝杠螺母传动单元；73为“人”字型支架；111为导轨本体；112为第一轨道；131为第一主动轮；132为第一从动轮；133为第一同步齿形带；311为第二轨道；331为第二主动轮；332为第二从动轮；333为第二同步齿形带；1121为第一凸起部；3111为第二凸起部。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置的例子。

请参阅图1～7所示，本实用新型实施例提供一种机械臂，该机械臂包括位于下部的第一方向驱动组件1和位于上部的第二方向移动组件3以及位于中间并连接第一方向驱动组件1与第二方向移动组件3的支撑组件2，第一方向驱动组件1中的第一方向(机器人工作时的前进方向，即第一方向为前后方向)和第二方向移动组件3中的第二方向相互垂直(第二方向为左右方向)。其中，第一方向驱动组件1包括水平设置的直线导轨11、第一电机12和第一传动机构13，第二方向移动组件3通过支撑组件2安装在直线导轨11上，且第一传动机构13与支撑组件2固定连接，因此，通过控制第一电机12正反转向既能够驱动第一传动机构13带动支撑组件2沿直线导轨11往复移动(支撑组件2在直线导轨11上的移动方向为第一方向)，同时又可以实现第二方向移动组件3在第一方向上的往复移动；第二方向移动组件3包括用于安装末端执行器的伸缩臂31、第二电机32和第二传动机构33，第二电机32驱动第二传动机构33带动伸缩臂31在第二方向上往复移动。

另外，本实用新型机械臂还包括两个支撑立柱5，两个支撑立柱5通过紧固螺钉固定安装在采摘机器人移动载台上。其中，一个支撑立柱5通过轴承与直线导轨11的一端转动连接，另一个支撑立柱5上固定安装有旋转减速电机6，该旋转减速电机6的输出轴与直线导轨11的另一端固定连接，通过旋转减速电机6驱动直线导轨11旋转，进而调节安装在伸缩臂31端部的末端执行器距地面的高度。

通过以上设置，我们以直线导轨11几何中心为圆心并以水平设置的直线导轨11长度方向(第一方向)为X轴，伸缩臂31左右伸缩方向(第二方向)为Y轴，直线导轨11转动带动伸缩臂31端部的末端执行器距地面的高度为Z轴建立坐标系。可知，伸缩臂31通过支撑组件2安装在直线导轨11上，并通过第一电机12驱动第一传动机构13带动伸缩臂31在直线导轨11上往复移动(第一方向)，能够用于调整末端执行器与目标果蔬X轴方向的距离；伸缩臂31通过第二电机32驱动第二传动机构33带动其沿支撑组件2前后方向往复移动(第二方向)，能够用于调整末端执行器与目标果蔬Y轴方向的距离；而直线导轨11通过旋转减速电机6转动安装在支撑立柱5上，即通过旋转减速电机6可以调整末端执行器与目标果蔬Z轴方向的距离。因此，通过以上各个机构的协同配合，本实用新型机械臂可将末端执行器准确送至采摘目标区域，同时由于直线导轨11相对果蔬植物的位置不变，实际伸入果蔬植物内部的仅有伸缩臂31以及其前端的末端执行器，方便其绕开障碍(可从果蔬植物的空隙中穿入)，避免触碰甚至损坏果蔬和/或枝条。

本实用新型实施例支撑组件2包括支撑座21和与支撑座21连接、并位于直线导轨11两侧的第一滚轮22，支撑座21的底部与第一传动机构13固定连接，且支撑座21的顶部安装有第二传动机构33。由此可知，当第一电机12处于工作状态时，支撑座21在第一传动机构13的带动下沿直线导轨11往复移动，同时第一滚轮22在支撑座21的带动下沿直线导轨11往复滚动。第一滚轮22与支撑座21的连接方式可以为可拆卸连接，便于维护。此外，在本实用新型提供的技术方案中，直线导轨11与第一滚轮22构成滚轮导轨式结构，可以直接拆卸进行维护保养，经济便捷。

本实用新型实施例直线导轨11包括导轨本体111和布设在导轨本体111上、用于对第一滚轮22进行定位引导的第一轨道112。参考图1～图4，应当理解的是，第一轨道112为两条，且两条第一轨道112相对布设在轨道本体111两侧。

具体的，本实用新型中第一滚轮22与第一轨道112连接形式不限于以下三种方式：第一种是第一滚轮22为凹型轮，在第一轨道112的外侧设置有与第一滚轮22活动卡接的第一凸起部1121，第一滚轮22在第一凸起部1121的定位引导下沿第一轨道112往复滚动；第二种是第一滚轮22为凸型轮，第一轨道112的外侧设置有与第一滚轮22活动卡接的第一凹陷部(图中未显示)，第一滚轮22在第一凹陷部的定位引导下沿第一轨道112往复滚动；第三种是第一滚轮22为平轮，第一滚轮22在第一轨道112的定位引导下沿第一轨道112往复滚动。实际应用中，优选第一种方式，如附图4所示，即在第一轨道112的两侧分别间隔固定设置有两个凹型的第一滚轮22，且与第一滚轮22相配合的第一轨道112的外侧设置有第一凸起部1121，该第一轨道112截面为与第一滚轮22凹型相配合的弧形截面，以便两侧的第一滚轮22均活动卡接在第一轨道112上，防止直线导轨11在旋转一定角度时支撑座21脱离直线导轨11，保证结构的稳定性和安全性。本实施例通过第一滚轮22与第一轨道112的配合辅助移动部件(支撑座21和第二方向移动组件3)移动，减少了摩擦和能量损耗；同时配合第一传动机构13将动力直接传递到支撑座21上，带动支撑座21在直线导轨11上做高速往复直线运动。在一些实施方式中，第一滚轮22分为同心滚轮和偏心滚轮；位于第一轨道112一侧的第一滚轮22为同心滚轮，位于第一轨道112另一侧的第一滚轮22为偏心滚轮。偏心滚轮可以调整松紧程度，即可获得所需的预紧力，使用寿命更长。在一些实施方式中，第一滚轮22的前侧或后侧设置有防护板，防护板与支撑座21固定连接，固定连接方式优选为可拆卸连接。防护板采用刮擦的方式，能够防止户外工作环境中的树叶等杂物进入。

本实用新型实施例中支撑座21和伸缩臂31的连接关系与直线导轨11和支撑座21的连接方式类似，只不过此时的活动件变为伸缩臂31，而支撑座21相对于伸缩臂31为固定件。具体的，在支撑座21的顶部安装有第二滚轮23，相应地伸缩臂31的底部两侧固定设置有用于对第二滚轮23进行定位引导的第二轨道311。第二滚轮23为凹型轮，第二轨道311的外侧设置有与第二滚轮23活动卡接的第二凸起部3111，第二滚轮23在第二凸起部3111的定位引导活动卡接于第二轨道311；或第二滚轮23为凸型轮，第二轨道311的外侧设置有与第二滚轮23活动卡接的第二凹陷部，第二滚轮23在第二凹陷部的定位引导下活动卡接于第二轨道311；或第二滚轮23为平轮。

本实用新型中第一传动机构13和第二传动机构33均采用同步带轮传动结构，其优点表现在以下几个方面：1、同步带轮传动在工作时不需要滑动，有准确的传动比；2、传动效率高，节能效果佳；3、布局合理，结构紧凑；4、维护保养方便，运转费用低；5、恶劣环境条件下仍能正常工作。

具体的，如图3、5所示，本实用新型实施例中第一传动机构13包括转动装设于直线导轨11内两端的第一主动轮131和第一从动轮132，以及绕设于该第一主动轮131和第一从动轮132上的第一同步齿形带133，且该第一同步齿形带133分别与第一主动轮131和第一从动轮132啮合，第一同步齿形带133与支撑座21的底部固定连接，第一主动轮131由安装在直线导轨11上的第一电机12提供驱动力。该方式经过实际测试，支撑座21在直线导轨11上的移动速度每秒最高可达10m，为高效快速采摘果蔬提供了结构支撑。另外如图7所示，第二传动机构33与第一传动机构13结构类似，第二传动机构33包括转动装设于伸缩臂31底部的第二主动轮331、第二从动轮332和绕设于第二主动轮331和第二从动轮332上的第二同步齿形带333，且第二同步齿形带333分别与第二主动轮331和第二从动轮332啮合，第二同步齿形带333与支撑座21固定连接；第二主动轮331由安装在伸缩臂31上的第二电机32提供驱动力。优选的，本实施例在第一传动机构13和第二传动机构33的主动轮和从动轮的内侧均设置有刷子，用于清洁同步齿形带上的异物，防止异物进入影响轮齿与同步带的啮合传动。

同时，本实用新型为了保证支撑座21在直线导轨11上高速移动时的安全性，本实用新型实施例在直线导轨11的导轨本体111同一侧面两端分别安装有用于限定支撑座21移动极限位置的限位结构4，如图1至4所示。其中，限位结构4的具体形式本实用新型不做具体限定，只要能够实现上述功能即可。优选的，如图6所示，本实施例限位结构4包括水平设置的套筒41，该套筒41内安装有横截面为T型的套杆42以及碟簧(图中未显示)，套杆42直径大的一端设置于套筒41内部，相对直径小的一端在碟簧挤压的作用下始终伸出套筒41的开口端，套筒41通过固定座43及紧固螺钉安装在直线导轨11侧面上，且两个限位结构4对称设置，相应的在支撑座21上安装有伸出的限位档杆，当限位档杆与套杆42头部接触时，通过弹性碟簧卸载支撑座21的冲击力，保证支撑组件2长久稳定可靠工作。

另外，如图1、2所示，本实用新型中的机械臂为了使末端执行器更容易采摘目标果蔬，还设置了用于调节末端执行器与目标果蔬之间角度的丝杠螺母驱动机构7，该丝杠螺母驱动机构7包括第三电机71、丝杠螺母传动单元72以及“人”字型支架73。其中，丝杠螺母传动单元72包括丝杠、转动设置在丝杠上的螺母以及与螺母固定连接的拉杆组成，“人”字型支架73的顶部用于安装末端执行器，底部一端与拉杆铰接，底部另一端与伸缩臂31铰接，第三电机71固定设置在伸缩臂31顶部表面上，其输出轴与丝杠通过联轴器连接，即通过控制第三电机71的正反旋转，使位于丝杠上的螺母以及拉杆对“人”字型支架73施加拉力或者推力，从而调整了末端执行器倾斜的角度。同时为了使丝杠更稳定可靠的在果蔬园内工作，本实用新型在丝杠的外部设置防护外罩。

本实用新型实施例中的旋转减速电机6、第一电机12、第二电机32以及第三电机71均与采摘机器人中的储能电池通过电线电性连接，且本实施例中采用的直线导轨11、支撑立柱5以及伸缩臂31均为框体结构，一方面便于隐藏布设电线，保证用电安全，另一方面在保证强度的同时降低采摘机器人的自重。在一些实施方式中，旋转减速电机6、第一电机12、第二电机32以及第三电机71均增加抱闸系统，该抱闸系统具有断电抱闸功能，防止掉电滑动。

值得注意的是，本实用新型机械臂还包括与采摘机器人控制系统连接的各个编码器，各个编码器在断电时通过专用电池进行独立供电，正常工作时通过采摘机器人的储能电池进行供电，编码器分别用于记载直线导轨11与支撑立柱5转动的角度和方向、支撑座21在直线导轨11上移动的位置、伸缩臂31伸出支撑座21的位置以及丝杠螺母驱动机构7调节末端执行器倾斜的角度，以便在采摘机器人断电后能记忆当前各个位置值，再次使用时不需要回到初始位置参考点来重新定位，进一步提高采摘效率。

在一些实施方式中，机械臂还具有力控系统，力控系统与控制系统连接。在户外工作环境中，若是碰到树干，力控系统经信号反馈给控制系统，控制系统发出控制信号进行避让，防止撞坏树干或机械臂。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上述已经描述的内容，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种机械臂，其特征在于，包括位于下部的第一方向驱动组件(1)、位于中间的支撑组件(2)和位于上部的第二方向移动组件(3)，所述第一方向驱动组件(1)中的第一方向和第二方向移动组件(3)中的第二方向相互垂直；

所述第一方向驱动组件(1)包括直线导轨(11)、第一电机(12)和第一传动机构(13)；所述第二方向移动组件(3)包括伸缩臂(31)、第二电机(32)和第二传动机构(33)；

所述第一电机(12)驱动第一传动机构(13)带动支撑组件(2)沿直线导轨(11)往复移动，以实现与所述支撑组件(2)连接的所述第二方向移动组件(3)在第一方向上的往复移动；所述第二电机(32)驱动第二传动机构(33)带动伸缩臂(31)在第二方向上往复移动。

2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述支撑组件(2)包括支撑座(21)和与所述支撑座(21)连接、并位于直线导轨(11)两侧的第一滚轮(22)；

所述支撑座(21)的底部与第一传动机构(13)固定连接，且所述支撑座(21)的顶部安装有第二传动机构(33)；

当所述第一电机(12)处于工作状态时，所述支撑座(21)在第一传动机构(13)的带动下沿直线导轨(11)往复移动，同时所述第一滚轮(22)在支撑座(21)的带动下沿直线导轨(11)往复滚动。

3.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述直线导轨(11)包括导轨本体(111)和布设在所述导轨本体(111)上、用于对第一滚轮(22)进行定位引导的第一轨道(112)。

4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述第一滚轮(22)为凹型轮，所述第一轨道(112)的外侧设置有与第一滚轮(22)活动卡接的第一凸起部(1121)，所述第一滚轮(22)在第一凸起部(1121)的定位引导下沿第一轨道(112)往复滚动；或

所述第一滚轮(22)为凸型轮，所述第一轨道(112)的外侧设置有与第一滚轮(22)活动卡接的第一凹陷部，所述第一滚轮(22)在第一凹陷部的定位引导下沿第一轨道(112)往复滚动；或

所述第一滚轮(22)为平轮，所述第一滚轮(22)在第一轨道(112)的定位引导下沿所述第一轨道(112)往复滚动。

5.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述导轨本体(111)的同一侧面两端分别对称安装有用于限定所述支撑座(21)移动极限位置的限位结构(4)；

其中，所述限位结构(4)包括水平设置的套筒(41)，所述套筒(41)内安装有横截面为T型的套杆(42)以及碟簧，所述碟簧驱使套杆(42)直径小的一端始终伸出套筒(41)的开口端，所述套筒(41)通过固定座(43)及紧固螺钉安装在导轨本体(111)上。

6.根据权利要求2所述的机械臂，其特征在于，所述支撑座(21)的顶部还安装有第二滚轮(23)，相应地所述伸缩臂(31)的底部两侧固定设置有用于对第二滚轮(23)进行定位引导的第二轨道(311)。

7.根据权利要求6所述的机械臂，其特征在于，所述第二滚轮(23)为凹型轮，所述第二轨道(311)的外侧设置有与第二滚轮(23)活动卡接的第二凸起部(3111)；或

所述第二滚轮(23)为凸型轮，所述第二轨道(311)的外侧设置有与第二滚轮(23)活动卡接的第二凹陷部；或

所述第二滚轮(23)为平轮。

8.根据权利要求1至7任一项所述的机械臂，其特征在于，所述第一传动机构(13)包括第一主动轮(131)、第一从动轮(132)和绕设于所述第一主动轮(131)和所述第一从动轮(132)上的第一同步齿形带(133)，且所述第一同步齿形带(133)分别与第一主动轮(131)和第一从动轮(132)啮合，所述第一同步齿形带(133)与所述支撑组件(2)固定连接；所述第一主动轮(131)由安装在直线导轨(11)上的第一电机(12)提供驱动力；

所述第二传动机构(33)包括第二主动轮(331)、第二从动轮(332)和绕设于所述第二主动轮(331)和所述第二从动轮(332)上的第二同步齿形带(333)，且所述第二同步齿形带(333)分别与第二主动轮(331)和第二从动轮(332)啮合，所述第二同步齿形带(333)与支撑组件(2)固定连接；所述第二主动轮(331)由安装在伸缩臂(31)上的第二电机(32)提供驱动力。

9.根据权利要求1至7任一项所述的机械臂，其特征在于，还包括两个支撑立柱(5)，所述直线导轨(11)的一端与其中一个支撑立柱(5)通过轴承转动连接，另一端与安装在另一个所述支撑立柱(5)上的旋转减速电机(6)的输出轴固定连接；和/或

还包括丝杠螺母驱动机构(7)，所述丝杠螺母驱动机构(7)包括第三电机(71)、丝杠螺母传动单元(72)以及“人”字型支架(73)；所述“人”字型支架(73)的顶部用于安装末端执行器，底部一端与所述丝杠螺母传动单元(72)铰接，另一端与所述伸缩臂(31)铰接；所述第三电机(71)通过丝杠螺母传动单元(72)对“人”字型支架(73)施加拉力或推力，用于调整所述末端执行器倾斜的角度。

10.一种采摘机器人，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的机械臂。