可移动双模式采茧机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种可移动双模式采茧机器人，包括移动小车、旋转升降装置、横移装置、姿态转换器、执行器和剔茧装置。本发明专利技术通过双目摄像头引导对方格簇及方格簇中的蚕茧或下茧的识别与定位，以及避障，自动规划执行器和剔茧装置中吸嘴的运动轨迹，无需人工干预，实现了全自动采茧和剔除下茧的作业任务。本发明专利技术的执行器的姿态可通过姿态转换器进行调节，执行垂向采茧或水平采茧两种模式的作业任务，适应性强。本发明专利技术可与方格簇相配合，在双目摄像头的引导下完成不仅大幅降低了劳动强度，而且提高了生产效率，可克服现有技术的缺陷。本发明专利技术还具有设备成本相对较低、结构紧凑、能耗小，以及调节方便、维护简单等优点。维护简单等优点。维护简单等优点。

【技术实现步骤摘要】
可移动双模式采茧机器人


[0001]本专利技术属于蚕桑机械设备
，特别涉及一种可移动双模式采茧机器人。

技术介绍

[0002]采茧是桑蚕茧产业中重要的环节，蚕茧的采摘期区间相对较小，蚕茧化蛹后需及时采摘。因方格簇养蚕能够有效提高蚕茧质量且成本低而在我国普遍应用，但从方格簇采茧劳动强度大，且人工采茧效率低、时间长，导致蚕茧质量下降。因此方格蔟采茧实现机械化、自动化以及智能化，对桑蚕茧产业向规模化、高效化、专业化生产发展具有重要意义。
[0003]现有的采茧作业以人工为主，采茧时用手指把蚕茧自结茧孔内捅出，然后再把蚕茧一粒一粒收集起来，不仅费时费力，且采茧期又常与其它农活交集在一起，造成劳动力不足。
[0004]也有一些研究者提出一些采茧设备的设计方案。如专利号为201120469236.1的中国专利提出一种桑蚕养殖的采收装置的设计方案，其顶出杆和方格蔟的孔格不完全匹配，会挤坏方格蔟和蚕茧，需频繁控制电机取放方格蔟，无法实现连续作业；同时因顶出杆的数量、排列方式固定且不能改变，不适用于不同规格的方格蔟。专利号为201510413010.2的中国专利设计了一种新型连续式自动采茧机，该采茧机每次在更换不同规格的方格簇前，调距轴套的规格、数量以及压辊数需人工调整，采茧效率较低。申请号为202010034781.1的中国专利设计了一种框底采茧机，工作时毛刷易漏掉直径小的蚕茧，出现漏采。专利号为202111457213.3的中国专利提出了一种链式自动采茧机及其使用方法，其采茧机压头数量固定，采茧装置所适应方格簇规格固定，且压辊滚动采茧运动方式相对固定，当方格簇变形时压头会损伤方格簇。专利号为202122337308.3的中国专利设计了一种自动化采茧机，其方块安装板大小固定与方格簇匹配且无法移动，只适应单一规格方格簇；采茧前需人工将方格簇从挂架上取下，整理好放入上挡板与下挡板之间，采茧效率低。
[0005]现有采茧设备的设计根据其采茧方式一般分为顶杆式、压辊式、毛刷式、吹风式等；顶杆式采茧原理简单，但使用步骤复杂，人工操作流程多，对方格蔟损伤小，但是采茧效率不能达标。压辊式采茧虽然操作流程较为简单，适合连续作业，但压辊上凸起与方格蔟啮合的深度和姿态具有很高要求，两者啮合不准确，机器的采茧就会出现问题。毛刷式刷茧及吹风式采茧对方格蔟的损伤最小，但目前尚未有实际应用，且毛刷有时无法将蚕茧从方格蔟中刷出，还会出现漏采问题。
[0006]目前亟需研制一种适应性强、安全可靠，且不损伤方格簇的高效智能采茧机器人，降低工人的劳动强度，提高采茧效率与质量。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种可移动双模式采茧机器人，能够自动识别方格簇与蚕茧，自动完成下茧剔除和采茧作业，减轻工人劳动强度，降低生产成本，提高采茧效率与质量。
[0008]本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
[0009]一种可移动双模式采茧机器人，包括移动小车、旋转升降装置、横移装置、姿态转换器、执行器和剔茧装置。其中，旋转升降装置和剔茧装置的下端分别固定安装在移动小车的前端和中部，分别用于驱动横移装置连同执行器实现旋转升降运动及剔除下茧；横移装置的后端固定安装在旋转升降装置的顶部，用于调节姿态转换器和执行器的横向位移；所述的姿态转换器的上端套装在横移装置上，并可沿着横移装置横向滑移，姿态转换器的下端与执行器的上端相固连，用于调节和切换执行器的工作姿态，执行垂向采茧作业或水平采茧作业任务；执行器的上端通过姿态转换器吊装在横移装置的前端，用于执行批量采茧任务；剔茧装置的前端固定安装在执行器的可伸缩导向杆上，用于剔除下茧，所述的剔茧装置的后端固定安装在移动小车上且位于旋转升降装置的后端；在剔茧装置的前端还设有双目摄像头，用于采集工作现场及方格簇的图像信息，同时与本专利技术的控制器相配合执行视觉引导任务。
[0010]所述的移动小车包括车身、行走轮、驱动电机、控制器、电源和车壳。其中，四个行走轮对称布置在车身的左右两侧，用于驱动移动小车实现行走或转向；在所述的车身的前端设有转盘支架，驱动电机、控制器和电源固定安装的车身的内部，所述的电源固定安装在车身的中部，为驱动电机、旋转升降装置、横移装置、执行器、剔茧装置和双目摄像头的工作提供电力；所述的控制器固定安装在车身的后端，利用其内置的采集卡采集双目摄像头及本专利技术内安装的其它传感器信息，并控制驱动电机以及旋转升降装置、横移装置、执行器和剔茧装置中的动力元器件；驱动电机与行走轮通过联轴器相连接，用于驱动行走轮转动，且所述的驱动电机采用伺服减速电机；所述的控制器与驱动电机、横移电机、双目摄像头通过线缆相连接，所述的电源通过电缆与驱动电机、横移电机、控制器、升降缸、气泵、真空泵、双目摄像头相连接。所述的车壳通过螺钉固定安装在车身上，在所述的车壳的后端中间部位还设有触摸式控制与显示面板。
[0011]所述的旋转升降装置包括回转支撑装置、伸缩柱、升降缸、下连板和顶支座。其中，所述的回转支撑装置采用电驱动回转支撑装置，且其下端通过螺栓固定安装在车身前端的转盘支架上，用于驱动横移装置实现回转运动；两根伸缩柱的底部与回转支撑装置的顶部固连，用于驱动顶支座及固定安装在顶支座上的横移装置进行升降调节；所述的下连板的两端通过焊接的方法与两根伸缩柱下端的内侧面相固连；所述的顶支座的底部通过螺钉固定安装在两根伸缩柱的顶部，升降缸的上下两端分别与顶支座、下连板通过铰链相连接，用于为顶支座的升降提供动力。所述的升降缸采用气缸、液压缸或电动推杆。
[0012]所述的横移装置包括横移电机、横移滑杆、横移丝杠和前连接板。其中，所述的横移电机通过螺钉固定安装在旋转升降装置中顶支座的顶部中间位置，用于为横移丝杠的旋转提供动力；两根平行布置的横移滑杆的后端均通过固定耳座安装在顶支座的顶部两侧，所述的前连接板固定安装在两根横移滑杆的前端；所述的横移丝杠的前端与前连接板通过轴承相连接，横移丝杠的后端通过轴承座固定安装在顶支座上，且与横移电机通过联轴器相连接；所述的横移丝杠的前端与姿态转换器通过螺纹相连接，用于驱动姿态转换器沿着横移滑杆横向移动。所述的横移电机采用伺服减速电机或步进减速电机。
[0013]所述的姿态转换器包括导向套、上连杆、下连杆、拉手和T型座。其中，所述的导向套通过其两侧的导向孔套装在横移装置中的横移滑杆上，在所述的导向套中部设有横移螺
母，所述的横移螺母与横移丝杠通过螺纹相连接；上连杆的上下两端分别与导向套、下连杆通过铰链相连接，且在所述的上连杆的下端设有第一限位块，在所述的下连杆的后端设有第二限位块，用于避免下连杆相对上连杆转动时出现越位，确保下连杆相对上连杆仅在两个极限夹角范围内转动；T型座的上下两端分别与导向套、下连杆通过铰链相连接。所述的拉手安装在上连杆与下连杆之间的连接铰链上，用于手动调节上连杆与下连杆之间的相对角度，上连杆、下连杆和拉手的数量均为二。通过拉手调节上连杆、下连杆之间处于两个极限夹角，进而调节执行器分别处于垂向或水平采茧作业姿态。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可移动双模式采茧机器人，包括移动小车、旋转升降装置、横移装置、姿态转换器、执行器和剔茧装置，其特征在于：旋转升降装置和剔茧装置的下端分别固定安装在移动小车的前端和中部，横移装置的后端固定安装在旋转升降装置的顶部，执行器的上端通过姿态转换器吊装在横移装置的前端，剔茧装置的前端固定安装在执行器的可伸缩导向杆上，剔茧装置的后端固定安装在移动小车上且位于旋转升降装置的后端；在旋转升降装置的下端设有与移动小车的车身相连接的电驱动回转支撑装置，在旋转升降装置内设有升降缸；剔茧装置的后端的下茧箱内设有真空泵和镂空式负压管，在剔茧装置的前端设有双目摄像头；在姿态转换器的中部设有拉手；在执行器的上端设有推取缸；在执行器的推取板的下方设有推取杆和仿形压头，且推取杆排列的行数和列数均为三的整数倍。2.根据权利要求1所述的一种可移动双模式采茧机器人，其特征在于：所述的姿态转换器包括导向套、上连杆、下连杆、拉手和T型座，所述的导向套通过其两侧的导向孔套装在横移装置中的横移滑杆上，在导向套中部设有横移螺母且与横移丝杠通过螺纹相连接；上连杆的上下两端分别与导向套、下连杆通过铰链相连接，且在所述的上连杆的下端设有第一限位块，在所述的下连杆的后端设有第二限位块；T型座的上下两端分别与导向套、下连杆通过铰链相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王成军，丁凡，沈豫浙，徐家萍，程彪，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：