一种园林式水果采摘机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种园林式水果采摘机器人，包括移动平台、机械臂和采摘机构；所述移动平台包括水平设置的主连接板以及用于带动主连接板进行运动的履带式运动机构，所述机械臂包括第一支臂和第二支臂，所述采摘机构包括剪切机构、动力机构和安装板，所述动力机构安装在所述安装板上并用于带动剪切机构动作对水果果蒂进行剪切。本实用新型专利技术提供的园林式水果采摘机器人，能够结合水果生产种植的环境和实际采摘的过程，适应果林环境需求、并且对水果进行智能采摘。

A garden fruit picking robot

【技术实现步骤摘要】
一种园林式水果采摘机器人
本技术涉及机器人
，具体涉及一种园林式水果采摘机器人。
技术介绍
我国水果产业的种植面积和年产量双居于世界第一，在水果种植的过程中，成熟水果目前仍采用人工的方式进行采摘。人工采摘水果对劳动力的需求大，且存在耗时长、安全性低以及易损坏果品等缺点，而随着老龄社会的到来，整个社会劳动力人口下降，导致劳力成本上涨。且传统的水果采摘方式都是在水果采摘完之后果农再进行分类处理，这对水果只有很短一段时间的新鲜上市售卖期有很大的制约，进一步提高了果农的生产成本。水果产业尤其是果园这种营业方式的进一步发展，则需控制生产成本、减少人工采摘以及采摘完后分类的行为。水果的采摘。由于水果采摘环境的复杂性，采摘过程基本靠手工完成，存在以下三方面的弊端：①采摘过程中存在人身安全问题；②采摘行动对果树的枝叶和芽有很大的破坏；③采摘过程会损坏水果表面的质量。水果的分类。水果分拣工作是在统一完成采摘之后集中进行人工分拣，存在着工作量大、效率低、速度慢和准确率差的缺点。且存在对果品外观与质量造成损坏的弊端。水果的销售。水果销售基本在人工分拣完成之后进行运输，等待销售。这个过程对水果的新鲜度有很大的影响，导致水果销售市场不好，间接影响销售的时间成本与水果质量。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够结合水果生产种植的环境和实际采摘的过程，能够适应果林环境需求、并且对水果进行智能采摘的园林式水果采摘机器人。为了解决上述技术问题，本技术采用了如下的技术方案：一种园林式水果采摘机器人，包括移动平台、机械臂和采摘机构；所述移动平台包括水平设置的主连接板以及用于带动主连接板进行运动的履带式运动机构，所述主连接板上固定安装有第一视觉摄像头，所述主连接板下端固定安装有电连接设置的供电电池和控制电路板，所述主连接板上端设置有用于与机械臂进行连接的圆盘组件，所述圆盘组件上设置有用于带动机械臂沿Y轴转动的圆盘单轴舵机；所述机械臂包括第一支臂和第二支臂，所述第一支臂一端与第一双轴舵机的旋转轴固定连接，所述第一双轴舵机固定安装在第一双轴舵机安装法兰上，所述圆盘单轴舵机的旋转轴与所述第一双轴舵机安装法兰固定连接；所述第一支臂另一端固定安装有第二双轴舵机安装法兰，所述第二双轴舵机安装法兰上固定安装有第二双轴舵机，所述第二支臂一端与所述第二双轴舵机的旋转轴固定连接，所述第二支臂另一端与第三双轴舵机的旋转轴固定连接，所述第三双轴舵机固定连接有第三双轴舵机安装法兰，所述第三双轴舵机安装法兰上固定安装有第四单轴舵机安装法兰，所述第四单轴舵机安装法兰上固定安装有第四单轴舵机，所述第四单轴舵机的旋转轴与所述采摘机构连接并用于带动采摘机构转动；所述采摘机构包括剪切机构、动力机构和安装板，所述第四单轴舵机用于带动所述安装板转动，所述动力机构安装在所述安装板上并用于带动剪切机构动作对水果果蒂进行剪切，所述安装板上安装有第二视觉摄像头，所述第一视觉摄像头和第二视觉摄像头均与所述控制电路板电连接设置。这样，移动平台带动机械臂进行移动，机械臂带动采摘机构对水果果蒂进行采摘。利用第一视觉摄像头实时摄像判断障碍物，利用第二视觉摄像头对水果进行实时拍摄，识别果实位置与成熟度，并通过网络信号将果实的状况实时输出。机械臂包括第一支臂和第二支臂，可以实现3个自由度，所述圆盘组件上设置有用于带动机械臂沿Y轴转动的圆盘单轴舵机，可以实现1个自由度，采摘机构具有第四单轴舵机和动力机构，可以实现2个自由度。这样，机器人本体具有6个自由度，可以实现对水果进行全方位的观测以及采摘。进一步的，第一支臂下端两侧均设置有圆形法兰盘，所述圆形法兰盘与第一双轴舵机的旋转轴端部的法兰盘通过螺栓固定连接，实现更精确的对中性安装。进一步的，控制电路板通过阴阳螺栓固定在主连接板上，方便安装。进一步的，所述履带式运动机构包括两个驱动轮系，所述驱动轮系设置在所述主连接板两侧；所述驱动轮系包括竖向设置的矩形侧板、驱动电机、驱动轮、履带和履带支撑轮；所述驱动电机通过电机安装法兰固定安装在所述矩形侧板上，所述驱动轮和履带支撑轮转动安装在所述矩形侧板上，所述履带安装在所述驱动轮和履带支撑轮外侧，所述驱动电机的输出轴与所述驱动轮中间设置的转轴同轴固定连接。这样，驱动电机动作，带动驱动轮转动，通过驱动轮以及履带支撑轮带动履带前行，从而实现移动平台的移动。履带与地面接触面积大，接地压力小，有较高的底面附着力，为驱动轮系在松软和湿润地面行走提供便利。由于履带式结构在行走过程中具有滚动摩擦小、通过性能好、越野机动性好、爬坡越沟防倾覆能力等性能，对一般的园林土地有良好的适应性，因此在实际的果林地面上进行采摘作业更具有优势。每个驱动轮系均由一个驱动电机分别进行驱动，驱动电机为直流电机，电机驱动履带移动时的结构具有底盘适应性较广，牵引性能和越野性能基本能满足条件，同时在坡地工作时具有良好的稳定性。差速转向是利用两个独立电机速度差控制履带的转速从而达到转弯的效果。差动转向运动时，车辆每侧轮子的位置和方位相对于车体是固定的，转速不同时会引起不同的移动半径。他的缺点是转弯需要一定的空间不能以自身中心位置为圆心进行360°的旋转，但是基本满足采摘机器人在果林土地中行走需求。所以利用两个驱动电机的速度差，便可以实现移动平台的转向。具体的，电机安装法兰通过螺栓固定在主连接板上。履带支撑轮通过阴阳螺栓固定在主连接板上，即增加了移动平台行走越障时的减震功能，使得行走具有稳定性，又减小了驱动电机的输出轴对驱动轮的力矩，更好的延长了驱动电机的使用寿命。进一步的，所述圆盘组件包括依次固定连接的下盘、中盘和上盘；所述下盘固定安装在所述主连接板上，所述下盘上固定安装有圆盘单轴舵机；所述中盘与上盘之间设置有滚动轴承，所述圆盘单轴舵机的旋转轴与所述滚动轴承内圈过盈配合连接，所述圆盘单轴舵机的旋转轴上端与所述第一双轴舵机安装法兰固定连接。这样，圆盘单轴舵机可以更好的进行安装固定，同时带动第一支臂转动，实现第一支臂Y轴的转动，结构简单，使用方便。圆盘可以更好的承重，方便安装。具体的，圆台可以设置为矩形等其他任何形式。具体的，下盘、中盘和上盘可以采用任意方式进行固定连接，均属于本专利所要保护的范围。进一步的，所述第一支臂包括两个开口相对设置的U型侧板以及固定板，两个所述U型侧板通过固定板进行固定连接，所述第一支臂和第二支臂结构一致。这样，设置有U型侧板和固定板，可以更好的减轻第一支臂和第二支臂的重量，降低负载，同时减少材料用量，降低成本，最重要的是，避免机器人移动过程中由于机械臂重量过大出现翻倒现象。固定板对U型侧板进行加固。具体的，利用U型板通过第二双轴舵机与第二支臂进行连接，此时第二双轴舵机的使用力矩小于圆盘单轴舵机的使用力矩。进一步的，所述第二支臂的U型侧板内侧通过螺栓固定安装有舵机安装板，所述舵机安装板与所述U型侧板之间设置有垫片，所述第三双轴舵机的旋转轴固定安装在所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种园林式水果采摘机器人，其特征在于，包括移动平台、机械臂和采摘机构；/n所述移动平台包括水平设置的主连接板以及用于带动主连接板进行运动的履带式运动机构，所述主连接板上固定安装有第一视觉摄像头，所述主连接板下端固定安装有电连接设置的供电电池和控制电路板，所述主连接板上端设置有用于与机械臂进行连接的圆盘组件，所述圆盘组件上设置有用于带动机械臂沿Y轴转动的圆盘单轴舵机；/n所述机械臂包括第一支臂和第二支臂，所述第一支臂一端与第一双轴舵机的旋转轴固定连接，所述第一双轴舵机固定安装在第一双轴舵机安装法兰上，所述圆盘单轴舵机的旋转轴与所述第一双轴舵机安装法兰固定连接；所述第一支臂另一端固定安装有第二双轴舵机安装法兰，所述第二双轴舵机安装法兰上固定安装有第二双轴舵机，所述第二支臂一端与所述第二双轴舵机的旋转轴固定连接，所述第二支臂另一端与第三双轴舵机的旋转轴固定连接，所述第三双轴舵机固定连接有第三双轴舵机安装法兰，所述第三双轴舵机安装法兰上固定安装有第四单轴舵机安装法兰，所述第四单轴舵机安装法兰上固定安装有第四单轴舵机，所述第四单轴舵机的旋转轴与所述采摘机构连接并用于带动采摘机构转动；/n所述采摘机构包括剪切机构、动力机构和安装板，所述第四单轴舵机用于带动所述安装板转动，所述动力机构安装在所述安装板上并用于带动剪切机构动作对水果果蒂进行剪切，所述安装板上安装有第二视觉摄像头，所述第一视觉摄像头和第二视觉摄像头均与所述控制电路板电连接设置。/n...

【技术特征摘要】
1.一种园林式水果采摘机器人，其特征在于，包括移动平台、机械臂和采摘机构；
所述移动平台包括水平设置的主连接板以及用于带动主连接板进行运动的履带式运动机构，所述主连接板上固定安装有第一视觉摄像头，所述主连接板下端固定安装有电连接设置的供电电池和控制电路板，所述主连接板上端设置有用于与机械臂进行连接的圆盘组件，所述圆盘组件上设置有用于带动机械臂沿Y轴转动的圆盘单轴舵机；
所述机械臂包括第一支臂和第二支臂，所述第一支臂一端与第一双轴舵机的旋转轴固定连接，所述第一双轴舵机固定安装在第一双轴舵机安装法兰上，所述圆盘单轴舵机的旋转轴与所述第一双轴舵机安装法兰固定连接；所述第一支臂另一端固定安装有第二双轴舵机安装法兰，所述第二双轴舵机安装法兰上固定安装有第二双轴舵机，所述第二支臂一端与所述第二双轴舵机的旋转轴固定连接，所述第二支臂另一端与第三双轴舵机的旋转轴固定连接，所述第三双轴舵机固定连接有第三双轴舵机安装法兰，所述第三双轴舵机安装法兰上固定安装有第四单轴舵机安装法兰，所述第四单轴舵机安装法兰上固定安装有第四单轴舵机，所述第四单轴舵机的旋转轴与所述采摘机构连接并用于带动采摘机构转动；
所述采摘机构包括剪切机构、动力机构和安装板，所述第四单轴舵机用于带动所述安装板转动，所述动力机构安装在所述安装板上并用于带动剪切机构动作对水果果蒂进行剪切，所述安装板上安装有第二视觉摄像头，所述第一视觉摄像头和第二视觉摄像头均与所述控制电路板电连接设置。


2.根据权利要求1所述的一种园林式水果采摘机器人，其特征在于：所述履带式运动机构包括两个驱动轮系，所述驱动轮系设置在所述主连接板两侧；所述驱动轮系包括竖向设置的矩形侧板、驱动电机、驱动轮、履带和履带支撑轮；所述驱动电机通过电机安装法兰固定安装在所述矩形侧板上，所述驱动轮和履带支撑轮转动安装在所述矩形侧板上，所述履带安装在所述驱动轮和履带支撑轮外侧，所述驱动电机的输出轴与所述驱动轮中间设置的转轴同轴固定连接。


3.根据权利要求2所述的一种园林式水果采摘机器人，其特征在于：所述圆盘组件包括依次固定连接的下盘、中盘和上盘；所述下盘固定安装在所述主连接板上，所述下盘上固定安装有圆盘单轴舵机；所述中盘与上盘之间设置有滚动轴承，所述圆盘单轴舵机的旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘佳音，胡桂川，韩克堃，任静，何鸿宇，杨磊，高瑞阳，赵杭，
申请(专利权)人：重庆科技学院，
类型：新型
国别省市：重庆;50