一种仿生菠萝采摘机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种仿生菠萝采摘机，包括机架、行走模块、采摘模块和储物模块，行走模块用于提供行走功能，机架安装在行走模块上，采摘模块包括机械爪调整装置和采摘机械爪，机械爪调整装置包括升降平台、升降装置、水平移动平台、平移装置和旋转装置，升降平台通过升降装置安装在机架上，通过升降装置驱动升降平台在竖直方向升降移动，水平移动平台通过平移装置安装在升降平台上，通过平移装置驱动水平移动平台在升降平台上进行前后方向的水平移动，采摘机械爪通过旋转装置安装在水平移动平台上，所述旋转装置使得采摘机械爪在夹紧菠萝后进行旋转运动折断。本装置能有效地摘取菠萝，在菠萝地中平稳运行并储存少量菠萝，大大提升工作效率。

A Bionic Pineapple Picker

The utility model discloses a bionic pineapple picking machine, which comprises a rack, a walking module, a picking module and a storage module. The walking module is used to provide walking function. The rack is installed on the walking module. The picking module includes a mechanical claw adjusting device and a picking mechanical claw. The mechanical claw adjusting device includes a lifting platform, a lifting device, a horizontal moving platform, a translation device and a rotating device. The lifting platform is installed on the rack through the lifting device. The lifting platform is driven by the lifting device to move up and down in the vertical direction. The horizontal mobile platform is installed on the lifting platform through the translating device. The horizontal mobile platform is driven by the translating device to move horizontally forward and backward on the lifting platform. The picking mechanical claw is installed on the horizontal mobile platform through the rotating device. The rotating device makes the picking mechanical claw rotate and break after clamping pineapple. The device can effectively pick up pineapple, run smoothly in the pineapple field and store a small amount of pineapple, greatly improving work efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种仿生菠萝采摘机
本技术属于农作机械领域，涉及一种菠萝采摘设备，具体涉及一种仿生菠萝采摘机。
技术介绍
果蔬采摘机器人的研究始于20世纪60年代的美国，采用的收获方式主要是机械振动式以及气动振动式，其缺点是果实易损，效率不高，现有的果蔬采摘机器人依靠计算机图像处理技术以及人工智能技术进行工作，价格昂贵，维护困难，对劳动力的素质要求极高。这并不适于个体农户生产的需要。相应的人机协作机械装置虽然成本低廉，易操作，易维护，但是对于菠萝这种质量相对较大的水果来说，并不能显着降低农民的劳动量，反而会大大增加果实在采摘过程中受到损害的概率。
技术实现思路
本技术的目的是为了提高菠萝采摘效率，提供了一种仿生菠萝采摘机，可以实现半自动化采摘，大大降低菠萝采摘过程中的人工劳动量，提高采摘效率，减少菠萝采摘过程中的损失。为了解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种仿生菠萝采摘机，包括机架、行走模块、采摘模块和储物模块，所述行走模块用于提供行走功能，机架安装在行走模块上，所述采摘模块安装在机架上，所述储物模块用于存储被采摘模块所采摘的菠萝，其特征在于：所述采摘模块包括机械爪调整装置和采摘机械爪，所述机械爪调整装置包括升降平台、升降装置、水平移动平台、平移装置和旋转装置，所述升降平台通过升降装置安装在机架上，通过升降装置驱动升降平台在竖直方向升降移动，所述水平移动平台通过平移装置安装在升降平台上，通过平移装置驱动水平移动平台在升降平台上进行前后方向的水平移动，所述采摘机械爪通过旋转装置安装在水平移动平台上，所述旋转装置使得采摘机械爪在夹紧菠萝后进行旋转运动折断。作为改进，所述升降装置包括定滑轮、动滑轮、绕线轮盘、吊绳、升降电机、锁定舵机以及相互配合的棘轮和棘爪，所述升降平台四周通过直线导轨结构安装在机架的竖直支撑杆上，所述定滑轮安装在机架顶部，动滑轮安装在升降平台上，所述升降电机和锁定舵机均固定安装在机架顶部，所述棘轮和绕线轮盘同轴固定并固定安装在升降电机的输出轴上，吊绳一端与机架顶部相连，另一端绕过定滑轮和动滑轮后固定在绕线轮盘上，所述棘爪固定安装在锁定舵机的输出轴上，通过锁定舵机旋转运动使得棘爪啮合在棘轮上，防止升降平台下滑，或者棘爪与棘轮分开，使得升降平台能自由下滑。作为改进，所述平移装置为手臂屈伸机构，其包括屈伸连杆一、屈伸连杆二、齿轮三、齿轮四和屈伸电机，所述水平移动平台通过水平方向的导轨滑块结构安装在升降平台上，所述屈伸连杆一的一端铰接在水平移动平台上，另一端固定连接有齿轮三，所述屈伸连杆二的一端设有固定相连的转轴，另一端固定连接有齿轮四，所述转轴通过转动副安装在升降平台上，所述齿轮三和齿轮四啮合安装并且两者的轴通过屈伸连杆三相连，所述屈伸电机固定安装在升降平台上，屈伸电机的输出轴通过齿轮啮合与转轴动力传动相连。作为改进，所述旋转装置包括齿条、旋转连杆一、旋转驱动齿轮、旋转连杆二和旋转电机，所述齿条通过水平方向的导轨滑块机构安装在水平移动平台上，所述旋转电机固定安装在齿条侧方的水平移动平台上，旋转电机的输出轴与旋转驱动齿轮固定相连，旋转驱动齿轮啮合安装在齿条上，所述旋转连杆二底部通过销轴铰接在水平移动平台上，旋转连杆一的一端与齿条铰接相连，另一端与旋转连杆二中部通过销轴铰接相连，所述采摘机械爪固定安装在旋转连杆二的顶部，通过旋转电机驱动齿条在导轨滑块结构上滑动，齿条滑动通过连杆一带动连杆二绕其铰接点转动，从而带动采摘机械爪做旋转运动。作为改进，所述采摘机械爪包括弧形爪、盒型外壳、凸轮、齿型锁片、采摘滑块、滑动环、滑动圆管、手爪支座、电动推杆和采摘电机，所述手爪支座通过滑动圆管固定在盒型外壳上，两个弧形爪后端铰接在手爪支座的两端，所述滑动环套装在滑动圆管上，所述采摘滑块设于圆管内且延伸到盒型外壳内，滑动圆管上设有滑槽，所述滑动环通过连接件穿过滑槽与采摘滑块固定相连，滑动环两侧分别通过连杆采摘连杆与弧形爪中部铰接相连，所述凸轮安装在盒型外壳内的采摘滑块端部处，凸轮固定在采摘电机的输出轴上，所述采摘电机和电动推杆分别固定在盒型外壳两侧，所述齿型锁片固定在电动推杆的自由运动端，采摘滑块上设有能与齿型锁片上齿条啮合接触的齿条，所述滑动环与盒型外壳之间还设有复位弹簧，通过采摘电机带动凸轮运动，使得与凸轮接触的采摘滑块在复位弹簧配合作用下做往复运动，从而通过采摘连杆带动两个弧形爪开合运动，所述齿型锁片能在电动推杆推动下，接触采摘滑块上的齿条，锁定采摘滑块的相对位置，从而锁定弧形爪的开度。作为改进，所述手爪支座前端中部设有触杆，所述触杆上设有接触开关，当接触开关检测到信号后，通过控制器启动采摘电机运动合拢弧形爪，并驱动电动推杆伸出锁定弧形爪。作为改进，所述行走模块包括车架、驱动装置和转向装置，所述转向装置包括两个转向轮、旋转盘、转向杆和转向电机，两个转向轮分别通过车轮固定架安装在车架前端两侧，车轮固定架通过转轴安装在车架上，车轮固定架上设有与其固定相连的转向连杆，所述转向杆设于车架前方，转向杆两端分别与两个车轮固定架上的转向连杆铰接相连，所述转向杆中部与旋转盘的偏心处铰接相连，旋转盘固定安装在转向电机的输出轴上，转向电机固定在车架上。作为改进，所述驱动装置由两组行星轮系组成，两组行星轮系通过连接轴对称布置于车架两侧，每组组行星轮系包括两个驱动车轮、行走电机、主动同步带轮和车轮保持架，两个驱动车轮安装在车轮保持架两端底部，每个驱动车轮的轮轴上均设有与之固定相连的从动同步带轮，所述行走电机固定安装在车轮保持架中间顶部，主动同步带轮固定安装在行走电机的输出轴上，主动同步带轮和两个从动同步带轮之间通过同步带相连。作为改进，所述储物模块包括溜槽和储物篮，所述溜槽安装在升降平台上，随着升降平台运动而运动，所述溜槽末端设有通过转轴铰接相连的橡胶缓冲垫。作为改进，所述机架由铝型材和角连接件固定安装组成的立体框架。本技术产生的有益效果是：本技术仿生菠萝采摘机能有效实现菠萝完美摘取的效果，能有效减少采摘菠萝时所需的劳动力，并在一定程度上降低采摘成本，一定程度上提高采摘的工作效率。附图说明图1是本技术实施例仿生菠萝采摘机整体结构示意图；图2是本技术实施例中行走模块的转向装置俯视图；图3是本技术实施例中行走模块的转向装置仰视图；图4是本技术实施例中行走模块的驱动装置整体结构示意图；图5是图4中单边驱动装置行星轮系结构示意图；图6是本技术实施例中升降装置和机架结构示意图；图7是本技术实施例中升降装置和机架俯视图；图8是图7中升降装置局部示意图；图9是本技术实施例中平移装置结构示意图；图10是本技术实施例中旋转装置结构示意图；图11是本技术实施例中采摘机械爪整体结构示意图；图12是本技术实施例中采摘机械爪内部结构示意图；图13是本技术实施例中储物模块结构示意图。Ⅰ-机架，Ⅱ-行走模块，Ⅲ-采摘模块，Ⅳ-储物模块，1-八寸脚轮，2-直流电机，3-车轮固定架，4-转向杆，5-转向连杆，6-加固连杆，7-旋转盘，8-6寸车轮，9-850mm皮带，10-XL15同步带轮，11-XL30同步带轮，12-直流电机，13-电机安装平台，14-轮保持架，15-滑轮，16-直流电机，17-本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种仿生菠萝采摘机，包括机架、行走模块、采摘模块和储物模块，所述行走模块用于提供行走功能，机架安装在行走模块上，所述采摘模块安装在机架上，所述储物模块用于存储被采摘模块所采摘的菠萝，其特征在于：所述采摘模块包括机械爪调整装置和采摘机械爪，所述机械爪调整装置包括升降平台、升降装置、水平移动平台、平移装置和旋转装置，所述升降平台通过升降装置安装在机架上，通过升降装置驱动升降平台在竖直方向升降移动，所述水平移动平台通过平移装置安装在升降平台上，通过平移装置驱动水平移动平台在升降平台上进行前后方向的水平移动，所述采摘机械爪通过旋转装置安装在水平移动平台上，所述旋转装置使得采摘机械爪在夹紧菠萝后进行旋转运动折断。

【技术特征摘要】
1.一种仿生菠萝采摘机，包括机架、行走模块、采摘模块和储物模块，所述行走模块用于提供行走功能，机架安装在行走模块上，所述采摘模块安装在机架上，所述储物模块用于存储被采摘模块所采摘的菠萝，其特征在于：所述采摘模块包括机械爪调整装置和采摘机械爪，所述机械爪调整装置包括升降平台、升降装置、水平移动平台、平移装置和旋转装置，所述升降平台通过升降装置安装在机架上，通过升降装置驱动升降平台在竖直方向升降移动，所述水平移动平台通过平移装置安装在升降平台上，通过平移装置驱动水平移动平台在升降平台上进行前后方向的水平移动，所述采摘机械爪通过旋转装置安装在水平移动平台上，所述旋转装置使得采摘机械爪在夹紧菠萝后进行旋转运动折断。2.如权利要求1所述一种仿生菠萝采摘机，其特征在于：所述升降装置包括定滑轮、动滑轮、绕线轮盘、吊绳、升降电机、锁定舵机以及相互配合的棘轮和棘爪，所述升降平台四周通过直线导轨结构安装在机架的竖直支撑杆上，所述定滑轮安装在机架顶部，动滑轮安装在升降平台上，所述升降电机和锁定舵机均固定安装在机架顶部，所述棘轮和绕线轮盘同轴固定并固定安装在升降电机的输出轴上，吊绳一端与机架顶部相连，另一端绕过定滑轮和动滑轮后固定在绕线轮盘上，所述棘爪固定安装在锁定舵机的输出轴上，通过锁定舵机旋转运动使得棘爪啮合在棘轮上，防止升降平台下滑，或者棘爪与棘轮分开，使得升降平台能自由下滑。3.如权利要求2所述一种仿生菠萝采摘机，其特征在于：所述平移装置为手臂屈伸机构，其包括屈伸连杆一、屈伸连杆二、齿轮三、齿轮四和屈伸电机，所述水平移动平台通过水平方向的导轨滑块结构安装在升降平台上，所述屈伸连杆一的一端铰接在水平移动平台上，另一端固定连接有齿轮三，所述屈伸连杆二的一端设有固定相连的转轴，另一端固定连接有齿轮四，所述转轴通过转动副安装在升降平台上，所述齿轮三和齿轮四啮合安装并且两者的轴通过屈伸连杆三相连，所述屈伸电机固定安装在升降平台上，屈伸电机的输出轴通过齿轮啮合与转轴动力传动相连。4.如权利要求3所述一种仿生菠萝采摘机，其特征在于：所述旋转装置包括齿条、旋转连杆一、旋转驱动齿轮、旋转连杆二和旋转电机，所述齿条通过水平方向的导轨滑块机构安装在水平移动平台上，所述旋转电机固定安装在齿条侧方的水平移动平台上，旋转电机的输出轴与旋转驱动齿轮固定相连，旋转驱动齿轮啮合安装在齿条上，所述旋转连杆二底部通过销轴铰接在水平移动平台上，旋转连杆一的一端与齿条铰接相连，另一端与旋转连杆二中部通过销轴铰接相连，所述采摘机械爪固定安装在旋转连杆二的顶部，通过旋转电机驱动齿条在导轨滑块结构上滑动，齿条滑动通过连杆一带动连杆二绕其铰接点转动，从而带动采摘机械爪做旋转运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊新红，谭杰，张瑾文，段小朗，赵佳伟，甘贺，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42