便携式高空采摘机器人制造技术

本发明专利技术提供了一种便携式高空采摘机器人，包括主机架，所述主机架底盘搭载四个带电机的全向轮；所述主机架两侧通过恒压铰链安装二个硬质弧形抱臂，所述弧形抱臂末端之间形成缺口，并分别安装万向滑轮，能够随主机架移动跟随同向移动，通过移动以及所述弧形抱臂末端形成的缺口避开树枝分叉；所述恒压铰链搭载压力传感器和微型电机，可根据压力情况自动控制松紧度；所述主机架顶部搭载一个可伸缩的视觉机械臂，视觉机械臂末端搭载一个摄像头和一个夹持器。其结构轻巧、便于携带，而且操作简单易用、攀爬灵活，可以快速到达准确位置实施采摘，有效避免人工爬树的危险，也不会损伤树木。也不会损伤树木。也不会损伤树木。

【技术实现步骤摘要】
便携式高空采摘机器人


[0001]本专利技术涉及采摘机器人，尤其涉及便携式高空采摘机器人。

技术介绍

[0002]对于松树等高大乔木类果实的采摘，传统的方式是采摘人攀爬到树上或者乘坐氢气球飘到树顶进行人工采摘，但是这些方式比较危险，经常发生采摘人不慎跌落或氢气球飘走的安全事故。此外，传统采摘方式还费时费力，如乘坐氢气球采摘时不仅需要采摘工人，还需要有地面控制气球的人员，操作很不方便。国内有些企业和个人通过对农用机车加以改造，尝试半机械化的方式对松树等高大乔木果实进行采摘，基本还是使用震荡法或起重臂托举的方式来实现。如宁安市中凌机械有限公司研发的松塔采摘机，通过安装在农用车辆上的机械装置抱住树干反复摇晃，把松果震落。由于这些中大型车辆不宜驶入山地丘陵，使用范围受到了很多限制。同时，机械装置对树木强烈的摇晃也会损伤树木。
[0003]国内外也有一些爬树机器人的专利技术创造，如专利号为CN208657380U的技术专利中的机器人，其可以沿着高大乔木向上攀爬采摘椰子等果实，但是此专利仅适用于树干没有枝杈的棕榈科植物，对于树杈往往无法避让，操作复杂，移动缓慢，而且无法适应不规则树木的复杂情况。

技术实现思路

[0004]为了克服上述技术缺陷，本专利技术提供一种便携式高空采摘机器人，其结构轻巧、便于携带，而且操作简单易用、攀爬灵活，可以避开树枝快速到达准确位置实施采摘，有效避免人工爬树的危险，也不会损伤树木。
[0005]本专利技术提供一种便携式高空采摘机器人，包括主机架，所述主机架底盘搭载四个带电机的全向轮，能够实现全向自由移动；所述主机架两侧安装恒压铰链，搭载压力传感器和微型电机，根据压力情况自动控制松紧度，自适应树干的粗细，保证在机器人攀爬过程中能始终抱紧树干；所述恒压铰链分别接弧形抱臂，所述弧形抱臂末端之间形成缺口，并分别安装万向滑轮，能够随主机架移动跟随同向移动，通过移动以及所述弧形抱臂末端形成的缺口避开树枝分叉；所述主机架顶部安装机械臂底座，所述机械臂底座采用智能总线舵机，支持电压、位置反馈；所述机械臂底座上搭载一个可伸缩的视觉机械臂，视觉机械臂末端搭载一个摄像头和一个夹持器。
[0006]进一步地，所述全向轮为麦克纳姆轮，所述全向轮上搭载的电机为高性能编码减速电机。
[0007]进一步地，所述视觉机械臂配有多个关节，机械臂通过关节的活动伸展收缩。
[0008]进一步地，所述摄像头能够自动环视180度，自动俯仰180度。
[0009]进一步地，所述可伸缩视觉机械臂在机器人攀爬过程中处于收缩状态，当到达采摘位置时可伸向果实，用夹持器进行采摘。
[0010]进一步地，所述机器人通过实时通讯方式传送摄像头图像，并接收操作者的指令，
控制麦克纳姆轮和机械臂的动作。
[0011]进一步地，所述实时通讯方式包括蓝牙或者WiFi。
[0012]进一步地，主机架上搭载电源系统，为机器人提供充沛电能和续航能力。
[0013]采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：（1）体型轻巧，易于携带，工人能够放在背包里翻山越岭，在各种林地环境使用；（2）制造成本低廉，具有较高性价比和推广价值；（3）不使用传统振荡法，不会对树木和根基造成损伤，使用安全；（4）不使用飞行装置，能够跨越树枝分叉，深入密林采摘；（5）能够通过摄像头分辨果实，并实时传送采摘视频；（6）操作简单方便，有较高稳定性。
附图说明
[0014]图1为本专利技术机械结构图。
[0015]图2 为使用示意图。其中，1、主机架，2、全向麦克纳姆轮，3、恒压铰链，4、恒压铰链，5、弧形抱臂，6、万向滑轮，7、弧形抱臂，8、万向滑轮，9、机械臂底座，10、视觉机械臂，11、关节，12、夹持器，13、高清广角摄像头。
具体实施方式
[0016]以下结合附图与具体实施例进一步阐述本专利技术的优点。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本专利技术的保护范围。这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0017]如图1所示， 一种便携式高空采摘机器人，包括主机架1，所述主机架底盘上搭载四个高性能编码减速电机和四个全向麦克纳姆轮2；所述主机架两侧安装恒压铰链3和4，搭载压力传感器和微型电机，恒压铰链可根据压力传感器的传送的压力情况自动控制松紧度；所述恒压铰链铰接弧形抱臂5和7，抱臂5和7不相接，之间留出四分之一圆弧度，抱臂5和7末端分别安装万向滑轮6和8，能够随主机架移动跟随同向移动；所述主机架顶部安装机械臂底座9，机械臂底座9采用高性能智能总线舵机，支持电压、位置反馈；机械臂底座上安装可伸缩视觉机械臂10；所述视觉机械臂配有多个关节，如关节11，并在末端安装有夹持器12和高清广角摄像头13；所述夹持器可以夹取果实；所述高清广角摄像头13可以自动环视180度，自动俯仰180度，配合主机架的移动，视觉范围可以实现360度全方位无死角。
[0018]如图2所示，所述主机架1搭载四个全向麦克纳姆轮2后，可以实现全向自由移动，既可以上下爬行，也可以环绕树干转动躲避树枝等障碍，还可以贴着树干斜向上下移动。在主机架1移动过程中，两侧弧形抱臂末端的万向滑轮6和8将跟随同向移动。所述高清广角摄像头13可将拍摄到的图像通过通过主机架2上搭载的WiFi实时传送到操作者，当机器人上下攀爬，操作者通过高清广角摄像头13发现树枝分枝等障碍物时， 通过WiFi传输指令调整机器人行进速度和方向，使得主机架1转到合适位置，通过两侧弧形抱臂5和7末端间的缺口
避让树干分枝等障碍物，从而有效实现避障。
[0019]所述主机架1通过恒压铰链3和4分别铰接到弧形抱臂5和7，用于环绕并抱紧树干。所述恒压铰链可以探测弧形抱臂5和7环抱树干后产生的压力，自动调节铰链松紧程度，保证在机器人攀爬过程中能始终抱紧树干，自适应树干的粗细。
[0020]所述可伸缩视觉机械臂11在机器人攀爬过程中处于收缩状态，当到达采摘位置时可伸向果实，用夹持器12进行采摘。当操作者通过高清广角摄像头13发来的图像发现果实时，通过WiFi发送指令到机器臂10，控制其关节伸长，并控制夹持器12进行采摘。
[0021]应当注意的是，本专利技术的实施例有较佳的实施性，且并非对本专利技术作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的
技术实现思路
变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本专利技术技术方案的内容，依据本专利技术的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本专利技术技术方案的范围内。
本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种便携式高空采摘机器人，其特征在于，包括：主机架，所述主机架底盘搭载四个带电机的全向轮，能够全向自由移动；所述主机架两侧安装恒压铰链，搭载压力传感器和微型电机，根据压力情况自动控制松紧度，自适应树干的粗细；所述恒压铰链分别接弧形抱臂，所述弧形抱臂末端之间形成缺口，并在末端分别安装万向滑轮，所述万向滑轮能够随主机架移动跟随同向移动，通过移动以及所述弧形抱臂末端形成的缺口避开树枝分叉；所述主机架顶部安装机械臂底座，所述机械臂底座采用智能总线舵机，支持电压、位置反馈；所述机械臂底座上搭载一个可伸缩的视觉机械臂，视觉机械臂末端搭载一个摄像头和一个夹持器。2.根据权利要求1所述的便携式高空采摘机器人，其特征在于，所述全向轮为麦克纳姆轮。3.根据权利要求1所述的便携式高空采摘机器人，其特征在于，所述全向轮上搭载的电机为高性能编码减速...

【专利技术属性】
技术研发人员：张天阅，
申请(专利权)人：张天阅，
类型：发明
国别省市：