一种双向草莓采摘机器人制造技术

本实用新型专利技术涉及一种双向草莓采摘机器人，包括底盘、车立架、云台、外臂支架、抬升支架和机械臂，底盘的下部分布有轮组，车立架固定设置在底盘的上部，云台通过一级抬升机构可自动升降的安装在车立架上，至少两个外臂支架通过转动电机转动安装在云台上，抬升支架通过二级抬升机构可自动升降的安装在外臂支架上，机械臂通过三级抬升机构可自动升降的安装在抬升支架上。通过上述设置，采用多级抬升机构实现机械臂的升降，结构简单，成本低，减小了机器人的体积，便于在棚内立体种植采摘，增大了机械臂的活动范围。水果篮安装在云台内，减小了机器人的体积，节省了空间。节省了空间。节省了空间。

【技术实现步骤摘要】
一种双向草莓采摘机器人


[0001]本技术属于采摘机器
，具体涉及一种双向草莓采摘机器人。

技术介绍

[0002]目前，我国草莓采摘工作基本依靠人工,果农用双手或剪刀将果实从藤上取下轻轻放入身旁的收集筐中，需反复弯腰劳作。但草莓采摘周期较短，成熟的草莓采摘不及时将会大大降低果实品质，对后期的运输、加工和销售产生直接影响。人工采摘草莓能够最大程度保证果实的完好性，但劳动强度大、采摘效率低、人工成本高，大大阻碍了草莓产业的大规模发展，挫伤了果农的生产积极性，因此需要引入机械化采收来完成繁重的采摘任务。
[0003]但机械结构设计仍需改进，有的机械式采摘为半自动化采摘，需要人工辅助，且采摘柔顺性差，草莓质地柔软极易发生损伤；有的采摘机器人结构设计冗杂体积庞大，会对周围果实、枝叶造成损伤，不适合用于棚内立体种植采摘。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术中机械设备采摘草莓存在自动化程度不够、体积庞大不适合棚内采摘的缺点，从而提供一种双向草莓采摘机器人。
[0005]为了解决上述问题，本技术的技术方案为：一种双向草莓采摘机器人，包括底盘、车立架、云台、外臂支架、抬升支架和机械臂，底盘的下部分布有轮组，车立架固定设置在底盘的上部，云台通过一级抬升机构可自动升降的安装在车立架上，至少两个外臂支架通过转动电机转动安装在云台上，抬升支架通过二级抬升机构可自动升降的安装在外臂支架上，机械臂通过三级抬升机构可自动升降的安装在抬升支架上；云台内设置水果篮，机械臂的机械爪下方设置安装台，安装台上固定设置与水果篮连接的柔性输送管，采摘后的草莓自动落入柔性输送管后利用重力输送至水果篮中。
[0006]可选地，一级抬升机构包括一级抬升电机、链传动结构和一级滑动限位组件；链传动结构包括链条、上链轮和下链轮；车立架的上部设置上链轮，车立架的下部设置下链轮，上链轮和下链轮通过链条传动连接，一级抬升电机驱动其中一个链轮转动，带动链条移动，云台与链条连接随链条移动而进行升降运动；一级滑动限位组件包括固定在车立架上的一级滑轨，云台通过一级滑块滑动设置在一级滑轨上。
[0007]可选地，二级抬升机构包括二级抬升电机、带传动组件和二级滑动限位组件；带传动组件包括上带轮、下带轮和皮带，上带轮安装在外臂支架的上部，下带轮安装在外臂支架的下部，上带轮和下带轮通过皮带传动连接，二级抬升电机驱动其中一个带轮转动带动皮带移动，抬升支架与皮带连接随皮带移动而升降运动；二级滑动限位组件包括抬升滑套，抬升滑套与抬升支架固定连接，抬升滑套通过导轮滑动安装在外臂支架上。
[0008]可选地，三级抬升机构包括三级抬升电机、丝杠传动结构和三级滑动组件；丝杠传动结构包括丝杠和螺母，丝杠安装在抬升支架上，机械臂通过螺母安装在丝杠上；三级抬升电机驱动丝杠转动带动螺母上下移动，机械臂随螺母上下移动而进行升降运动；三级滑动
组件包括三级滑轨和三级滑块，三级滑轨与丝杠平行，三级滑轨固定设置在抬升支架上，机械臂通过三级滑块滑动设置在三级滑轨上。
[0009]可选地，还包括安装支架，滑块与螺母连接在安装支架上，安装支架上设置水平滑轨，机械臂通过连接滑块滑动安装在水平滑轨上，连接滑块调整至合适位置以后采用紧固件将连接滑块固定在水平滑轨上。
[0010]可选地，水果篮内设置缓冲斜坡结构和驱动缓冲斜坡结构升降的斜坡抬升机构，水果篮的侧部设置漏口；当需要将水果篮中的草莓移出时，控制系统控制斜坡抬升机构将缓冲斜坡结构抬升，从而将草莓移动至漏口处，然后草莓从漏口处落入指定位置。
[0011]可选地，机械臂的腕关节上安装有相机和图传模块，相机将图像通过图传模块传递给双向草莓采摘机器人的控制系统，控制系统识别出成熟的草莓后，控制机械爪将草莓萼片上方的茎剪断以使草莓掉落到柔性输送管中。
[0012]可选地，机械臂包括大臂、小臂和机械爪，大臂和小臂通过肘关节连接，小臂和机械爪通过腕关节连接，机械臂上设置分别控制小臂和机械爪转动的绳索张紧机构，绳索张紧机构包括张紧电机、固定杆、若干个定滑轮和动滑轮，大臂和小臂的连接处以及小臂与机械爪的连接处均设置定滑轮和动滑轮，钢丝绳的中部缠绕在固定杆上，若干个定滑轮和动滑轮通过盘绕的钢丝绳传动连接，张紧电机通过传动组件驱动固定杆转动，固定杆带动钢丝绳移动，动滑轮随钢丝绳移动从而带动相应的小臂或机械爪转动。
[0013]可选地，机械臂与连接滑块通过锥齿轮减速传动机构转动连接，锥齿轮减速传动机构包括主动锥齿轮、从动锥齿轮和减速电机，主动锥齿轮和从动锥齿轮配合传动连接，主动锥齿轮通过减速电机驱动并带动从动锥齿轮转动，从动锥齿轮与机械臂连接，从而机械臂随从动锥齿轮转动。
[0014]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0015]1、本技术的双向草莓采摘机器人中，采用多级抬升机构实现机械臂的自动转动和自动升降，自动化程度高，结构简单，成本低，减小了机器人的体积，扩大了机器人的作业范围，便于在棚内立体种植采摘，增大了机械臂的活动范围。水果篮安装在云台内，减小了机器人的体积，节省了空间。进一步的，车立架和云台均为框架结构，云台罩设在车立架的外部形成套接结构，水果篮位于车立架内，进一步减小了体积，节省了空间。
[0016]2、本技术的双向草莓采摘机器人中，三级的抬升机构分别根据不同的精度控制要求采用不同的传动机构，使得机械臂控制更加精准。分别采用链传动、带传动和丝杠传动三种传动方式，减少零件损耗和功率损失，是机器人的自身高度大大降低，方便搬运维修，同时拓宽了机器人的内部空间，方便电控原件安装。
[0017]3、本技术的双向草莓采摘机器人中，本抬升机构可以根据栽培架的几何形态进行转动与栽培架平行，灵活性好。
[0018]4、本技术的双向草莓采摘机器人中，机械臂采用绳索牵引驱动方式，实现高强度和高刚度的地惯性操作，具有与人体手臂相当的极低的惯性和质量，使得采摘过程更接近人采摘，采摘过程更加流利，缩短了采摘时间，提高了草莓的品质。
附图说明
[0019]图1为本实施例中双向草莓采摘机器人的立体结构示意图；
[0020]图2为本实施例中机械臂的立体结构示意图；
[0021]图3为本实施例中斜坡抬升机构的结构示意图。
[0022]附图标记：1、底盘；11、轮组；2、车立架；3、云台；31、水果篮；32、缓冲斜坡结构；33、链传动结构；34、斜坡抬升机构；341、螺杆；342、螺母；343、主动齿轮；344、从动齿轮；35、定位模块；4、外臂支架；41、带传动结构；5、抬升支架；51、丝杠传动结构；52、安装支架；53、水平滑轨；6、机械臂；61、连接滑块；62、大臂；63、肘关节；64、小臂；65、腕关节；66、机械爪；67、安装台；671、红点激光器；68、相机；69、图传模块；7、绳索张紧机构；71、张紧电机；72、固定杆；73、定滑轮；74、钢丝绳；8、锥齿轮减速传动机构；81、主动锥齿轮；82、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双向草莓采摘机器人，其特征在于，包括底盘(1)、车立架(2)、云台(3)、外臂支架(4)、抬升支架(5)和机械臂(6)，底盘(1)的下部分布有轮组(11)，车立架(2)固定设置在底盘(1)的上部，云台(3)通过一级抬升机构可自动升降的安装在车立架(2)上，至少两个外臂支架(4)通过转动电机转动安装在云台(3)上，抬升支架(5)通过二级抬升机构可自动升降的安装在外臂支架(4)上，机械臂(6)通过三级抬升机构可自动升降的安装在抬升支架(5)上；云台(3)内设置水果篮(31)，机械臂(6)的机械爪(66)下方设置安装台(67)，安装台(67)上固定设置与水果篮(31)连接的柔性输送管，采摘后的草莓自动落入柔性输送管后利用重力输送至水果篮(31)中。2.根据权利要求1所述的双向草莓采摘机器人，其特征在于，一级抬升机构包括一级抬升电机、链传动结构(33)和一级滑动限位组件；链传动结构(33)包括链条、上链轮和下链轮；车立架(2)的上部设置上链轮，车立架(2)的下部设置下链轮，上链轮和下链轮通过链条传动连接，一级抬升电机驱动其中一个链轮转动，带动链条移动，云台(3)与链条连接随链条移动而进行升降运动；一级滑动限位组件包括固定在车立架(2)上的一级滑轨，云台(3)通过一级滑块滑动设置在一级滑轨上。3.根据权利要求1所述的双向草莓采摘机器人，其特征在于，二级抬升机构包括二级抬升电机、带传动组件和二级滑动限位组件；带传动组件包括上带轮、下带轮和皮带，上带轮安装在外臂支架(4)的上部，下带轮安装在外臂支架(4)的下部，上带轮和下带轮通过皮带传动连接，二级抬升电机驱动其中一个带轮转动带动皮带移动，抬升支架(5)与皮带连接随皮带移动而升降运动；二级滑动限位组件包括抬升滑套，抬升滑套与抬升支架(5)固定连接，抬升滑套通过导轮滑动安装在外臂支架(4)上。4.根据权利要求1所述的双向草莓采摘机器人，其特征在于，三级抬升机构包括三级抬升电机、丝杠传动结构(51)和三级滑动组件；丝杠传动结构(51)包括丝杠和螺母(342)，丝杠安装在抬升支架(5)上，机械臂(6)通过螺母(342)安装在丝杠上；三级抬升电机驱动丝杠转动带动螺母(342)上下移动，机械臂(6)随螺母(342)上下移动而进行升降运动；三级滑动组件包括三级滑轨和三级滑块，三级滑轨与丝杠平行，三级滑轨固定设置在抬升支架(5)上，机械臂(6)通过三级滑块滑动设置在三级滑轨上。5.根据权利要求4所述的双向草莓采摘机器人，其特征在于，还包括安装支架(52)，滑块与螺母(342)连接在安装...

【专利技术属性】
技术研发人员：田野，裴超超，戴萍萍，
申请(专利权)人：田野，
类型：新型
国别省市：