一种爬树采摘机器人制造技术

技术编号:20690941 阅读:51 留言:0更新日期:2019-03-30 09:29
本实用新型专利技术涉及机器人技术领域,公开了一种爬树采摘机器人,其包括:内环臂、外环臂、伸缩机构、机械爪,所述内环臂呈筒状且用于套设在树干的外周,所述外环臂包括两个以上的圆弧状的外环板,所述外环板沿所述内环臂的中心轴周向环绕设置,各个所述外环板分别通过所述伸缩机构连接于所述内环臂的外部,且所述伸缩机构能够伸缩使所述外环板沿所述内环臂径向移动,各个所述外环板上均连接有滑动轮,各个所述滑动轮沿所述内环臂的中心轴周向环绕设置,所述滑动轮抵接于树干的外表面,所述机械爪通过第二驱动机构连接于所述外环板上。本实用新型专利技术的爬树采摘机器人结构简单、攀爬稳定、能够实现爬树及果实采摘。

【技术实现步骤摘要】
一种爬树采摘机器人
本技术涉及机器人
,特别是涉及一种爬树采摘机器人。
技术介绍
目前,国内外关于对爬树机器人的研究中,主要是从机械结构上和仿生角度上进行机构的设计,其中主要包括:1、美国宾西尼亚大学研究人员研制出的一款新型爬树机器人Risev3,Risev3主要是从机械结构上进行设计,其包括四个脚,在其脚部位置采用针状突齿,便于在垂直物体上进行移动;2、美国卡耐基-梅隆大学研究的蛇形机器人,其为在仿生角度上进行设计,实为六足机器人,能像蟑螂一样贴着爬行;3、香港研发的Treebot,其是前两者的结构,由3个由伸缩功能的连接杆组成,像毛毛虫的蠕行一样,机械爪配备相关触觉传感器,从而实现行走。但是,上述三种主流的爬树机器人均存在一定的缺陷,Risev3对机械的零部件要求较高、蛇形机器人成本昂贵,而且自动化水平不高,仍需要人工进行控制进而来完成一系列流程,此外,工作形式单一,仅仅完成爬树动作,工作效率低,而Treebot的触觉传感器的稳定性等问题还有待加强,且还未投入市场使用,实用性和可能性仍待商榷。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术的不足,提供一种爬树采摘机器人爬树采摘机器人,能够采用简单的结构实现攀爬及果实采摘,且操作智能化。为了实现上述目的,本技术提供一种爬树采摘机器人,其包括:内环臂、外环臂、伸缩机构、机械爪,所述内环臂呈筒状且用于套设在树干的外周,所述外环臂包括两个以上的圆弧状的外环板,所述外环板沿所述内环臂的中心轴周向环绕设置,各个所述外环板分别通过所述伸缩机构连接于所述内环臂的外部,且所述伸缩机构能够伸缩使所述外环板沿所述内环臂径向移动,各个所述外环板上均连接有滑动轮及驱动所述滑动轮转动的第一驱动机构,各个所述滑动轮沿所述内环臂的中心轴周向环绕设置,所述滑动轮抵接于树干的外表面;所述机械爪通过第二驱动机构连接于所述外环板上。作为优选方案,所述伸缩机构为气缸弹簧,所述气缸弹簧的缸体连接于所述内环臂,所述气缸弹簧的活动端连接于所述外环板,当所述气缸弹簧中的弹簧处于自然状态时,各个所述滑动轮组成的圆环的内径小于树干的外径。作为优选方案,所述伸缩机构与所述外环板之间设置有压力传感器。作为优选方案,所述内环臂包括均呈半圆筒状的第一内环板和第二内环板,所述第一内环板和所述第二内环板两端依次卡接构成所述内环臂。作为优选方案,所述爬树采摘机器人的各个所述外环板上对应连接有一个所述滑动轮,所述内环臂对应所述滑动轮的位置开设有通孔,所述滑动轮穿设于所述通孔中。作为优选方案,所述所述爬树采摘机器人的各个所述外环板上对应连接有两个所述滑动轮,两个所述滑动轮分别设于所述内环臂两端的外侧。作为优选方案,所述滑动轮通过安装支架连接于所述外环板上,且所述安装支架上设置有缓冲机构。作为优选方案,所述第一驱动机构为安装于所述滑动轮上的轮毂电机。作为优选方案,所述第二驱动机构为机械手机构,所述机械手机构包括:连接于所述外环板的底座、可转动连接于所述底座的第一臂、可转动连接于所述第一臂的第二臂,所述机械爪连接于所述第二臂的自由端。作为优选方案,所述机械爪包括可转动安装于所述第二臂的自由端的至少两个爪子,各个所述爪子可相对张开或合拢以形成卡紧槽,所述机械爪还包括驱动所述爪子转动的第三驱动机构。本技术提供一种爬树采摘机器人,通过设置同轴的内环臂、外环臂,内环臂套在树干的外部,且内环臂和外环臂之间连接有伸缩机构,外环臂上连接有可转动抵接于树干外表面的滑动轮,通过伸缩机构推动外环臂沿其径向移动配合滑动轮的转动能够带动整个爬树采摘机器人稳定地往上爬,且设置有机械爪能够采摘树上的果实,实现攀爬采摘多功能化。附图说明图1是本技术实施例中一种爬树采摘机器人的结构示意图;图2是本技术实施例中一种爬树采摘机器人去除机械爪的结构示意图;图3是图2的俯视图;图中,10、内环臂;11、第一内环板;12、第二内环板;13、通孔;20、外环臂;21、外环板;30、伸缩机构;40、机械爪;41、爪子;50、滑动轮;60、机械手机构;61、底座;62、第一臂;63、第二臂;70、安装支架。具体实施方式下面结合附图和实施例,对本技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本技术,但不用来限制本技术的范围。在本技术的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置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技术的限制。应当理解的是,本技术中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语,这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本技术范围的情况下,“第一”信息也可以被称为“第二”信息,类似的,“第二”信息也可以被称为“第一”信息。如图1-图3所示,本技术优选实施例的一种爬树采摘机器人,其包括:内环臂10、外环臂20、伸缩机构30、机械爪40,所述内环臂10呈筒状且用于套设在树干的外周,所述外环臂20包括两个以上的圆弧状的外环板21,所述外环板21沿所述内环臂10的中心轴周向环绕设置,各个所述外环板21分别通过所述伸缩机构30连接于所述内环臂10的外部,且所述伸缩机构30能够伸缩使所述外环板21沿所述内环臂10径向移动,各个所述外环板21上均连接有滑动轮50及驱动所述滑动轮50转动的第一驱动机构,各个所述滑动轮505沿所述内环臂10的中心轴周向环绕设置,所述滑动轮50抵接于树干的外表面,所述机械爪40通过第二驱动机构连接于所述外环板21上。该爬树采摘机器人通过在内环臂10和外环臂20之间设置伸缩机构30,可以控制所述滑动轮50抵接树干的抵接力,能够使机器人在攀爬过程中整体附着于树干外部;内环臂10的内径大于树干的直径,但各个滑动轮50组成的圆环的内径小于树干的直径,当爬树采摘机器人环抱在树干上时,滑动轮50被树干往外压,滑动轮50带动外环板21径向向外发生位移,以使伸缩机构30发生拉伸,拉伸后的伸缩机构30会有径向向内的拉力作用在外环板21上,从而使机器人可以牢牢贴紧树干;当机器人攀爬到够到果实时,第二驱动机构带动机械爪40运动能够采摘果实;示例性地,本实施例中的爬树机器人主要用于攀爬棕榈科植物,特别是用于采摘椰子等果实。基于上述技术方案,为了实现攀爬和采摘的全智能化,所述爬树采摘机器人还包括控制系统,所述控制系统包括:探测装置,所述探测装置包括用于探测树木的特性数据的视觉系统和超声波传感器;人机交互装置,所述人机交互装置用于接收用户输入的即时操作指令;处理器,用于接收所述探测装置和所述人机交互装置发送的指令,所述处理器电性连接于所述伸缩机构30、所述第一驱动机构、所述第二驱动机构、所述机械爪40;探测装置将检测到的数据传输至处理器,处理器能够对爬行距离、树木类型、树木尺寸等实现预判断,再通过人机交互装置发出的指令,处理器控制伸缩机构30、第一驱动机构、第二驱动机构和机械爪40运动,从而实现精准控制攀爬路径、攀爬速度、采摘方式等。示例性地,人机交互装置具体为利用手机或者电脑等无本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种爬树采摘机器人,其特征在于,包括:内环臂、外环臂、伸缩机构、机械爪,所述内环臂呈筒状且用于套设在树干的外周,所述外环臂包括两个以上的圆弧状的外环板,所述外环板沿所述内环臂的中心轴周向环绕设置,各个所述外环板分别通过所述伸缩机构连接于所述内环臂的外部,且所述伸缩机构能够伸缩使所述外环板沿所述内环臂径向移动,各个所述外环板上均连接有滑动轮及驱动所述滑动轮转动的第一驱动机构,各个所述滑动轮沿所述内环臂的中心轴周向环绕设置,所述滑动轮抵接于树干的外表面;所述机械爪通过第二驱动机构连接于所述外环板上。

【技术特征摘要】
1.一种爬树采摘机器人,其特征在于,包括:内环臂、外环臂、伸缩机构、机械爪,所述内环臂呈筒状且用于套设在树干的外周,所述外环臂包括两个以上的圆弧状的外环板,所述外环板沿所述内环臂的中心轴周向环绕设置,各个所述外环板分别通过所述伸缩机构连接于所述内环臂的外部,且所述伸缩机构能够伸缩使所述外环板沿所述内环臂径向移动,各个所述外环板上均连接有滑动轮及驱动所述滑动轮转动的第一驱动机构,各个所述滑动轮沿所述内环臂的中心轴周向环绕设置,所述滑动轮抵接于树干的外表面;所述机械爪通过第二驱动机构连接于所述外环板上。2.如权利要求1所述的爬树采摘机器人,其特征在于,所述伸缩机构为气缸弹簧,所述气缸弹簧的缸体连接于所述内环臂,所述气缸弹簧的活动端连接于所述外环板,当所述气缸弹簧中的弹簧处于自然状态时,各个所述滑动轮组成的圆环的内径小于树干的外径。3.如权利要求1所述的爬树采摘机器人,其特征在于,所述伸缩机构与所述外环板之间设置有压力传感器。4.如权利要求1所述的爬树采摘机器人,其特征在于,所述内环臂包括均呈半圆筒状的第一内环板和第二内环板,所述第一内环板和所述第二内环板两端依次卡...

【专利技术属性】
技术研发人员:程清伟卓有成方紫琪梁远艺朱尚龙
申请(专利权)人:华南理工大学广州学院
类型:新型
国别省市:广东,44

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