【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及农业机械，具体为一种基于五自由度的红花采摘机械臂。
技术介绍
1、红花是一种经济作物，它广泛用于各种领域，如颜料、中草药和保健品等，随着市场上对红花需求的不断增加，种植面积不断扩大，随着人们的生活水平的不断提高，红花种植业得到迅速发展，通常红花成熟时，需要对花丝进行采摘；
2、现有的红花采摘多数是通过人工手动进行采摘，部分红花枝条上还带有尖刺，在采摘时容易扎伤人员手部，严重时导致手部感染，从而对工作人员造成伤害，而且人工采摘红花的成本费用较高，且传统的红花采摘装置不便于对任意角度的红花进行采摘，采摘过程中十分麻烦，为此，我们提出一种基于五自由度的红花采摘机械臂。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于五自由度的红花采摘机械臂，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于五自由度的红花采摘机械臂，包括采摘调平机构、移动机构和末端采摘机构，所述采摘调平机构的顶部连接有移动机构，所述移动机构的底端连接有末端采摘机构，所述末端采摘机构连接有收集箱。
3、优选的，所述采摘调平机构包括万向节、机架、电动推杆、球关节轴承、电动推杆卡簧和电动推杆安装座，所述机架的底部设置有两个球关节轴承，且机架底部通过球关节轴承连接有电动推杆，所述机架的底部中心设置有万向节，且万向节的端部连接有静平台，所述静平台侧壁固定连接有两个电动推杆安装座，且电动推杆安装座的表面设置有电动推杆卡簧，两个所述电动推杆分别
4、具体的，通过采摘调平机构中的万向节吊起该红花采摘机械臂，并通过两个电动推杆、球关节轴承、电动推杆卡簧和电动推杆安装座配合使用，从而达到使机械臂静平台能够始终保持水平状态，不会影响红花采摘机械臂的运动坐标。
5、优选的，所述移动机构包括静平台、伺服电机减速器、伺服电机、伺服电机安装座、伺服电机减速器安装座和主动臂关节a，所述静平台的顶部等距固定安装有三个伺服电机安装座和伺服电机减速器安装座，所述伺服电机安装座和伺服电机减速器安装座内分别安装有伺服电机和伺服电机减速器，所述伺服电机的输出轴端部与伺服电机减速器的输入轴固定连接，所述伺服电机减速器的输出轴端部连接有主动臂关节a，且主动臂关节a通过平键与伺服电机减速器连接；
6、具体的，通过移动机构中的其中伺服电机、伺服电机减速器、伺服电机减速器安装座、主动臂关节a、主动臂、主动臂关节b、从动臂球关节轴承a、从动臂、从动臂球关节轴承b和动平台配合使用组成三自由度的并联机械臂，可实现x，y，z轴的平动。
7、优选的，所述末端采摘机构包括动平台、采摘头通道、采摘头球关节轴承、微型电动推杆、采摘头底座和导花套，所述动平台的顶部中心开设有半球面卡槽，且半球面卡槽内设置有采摘头通道，所述动平台的底部设置有两个采摘头球关节轴承，且动平台通过采摘头球关节轴承铰接有微型电动推杆，所述采摘头通道的底部通过螺栓安装有采摘头底座，所述采摘头底座的底部连接有导花套；
8、具体的，通过末端采摘机构中的动平台、采摘头通道、采摘头球关节轴承和微型电动推杆相配合使用，可实现两个方向的偏转；从而使五自由度的红花采摘机械臂可以采摘任意角度的红花花丝。
9、优选的，所述采摘头底座的底部开设有卡槽，所述导花套的顶端卡接在卡槽内。
10、优选的，所述主动臂关节a的端部通过螺栓安装有主动臂，且主动臂的端部通过螺栓固定连接有主动臂关节b，所述主动臂关节b的端部对称设置有从动臂球关节轴承a，且主动臂关节b端部通过两个从动臂球关节轴承a连接有两个从动臂，所述从动臂的端部连接有动平台，所述动平台的外侧等距设置有从动臂球关节轴承b，所述从动臂通过从动臂球关节轴承b与动平台铰接。
11、优选的，所述动平台位于静平台的下方，所述静平台顶部位于主动臂关节a的外部均固定安装有光电式接近开关安装座，且光电式接近开关安装座内固定安装有光电式接近开关，通过光电式接近开关的设置能够用于检测主动臂的转动角度。
12、优选的，所述采摘头底座的顶部开设有竖直方向的输花口，所述采摘头底座内位于输花口外部安装有采摘舵机，所述采摘舵机的输出轴端部固定安装有刀片，通过导花套使红花花丝被导入采摘头底座内，然后控制采摘头底座内的采摘舵机工作使刀片逆时针转动九十度，刀片转动过程中对采摘头底座内部的输花口处的红花花丝根处进行切断，使红花花丝进入采摘头通道内。
13、优选的，所述动平台的顶部开设有竖直方向的安装孔，且安装孔内固定安装有连接管，所述连接管的一端与采摘头通道连接，所述连接管的另一端与收集箱连接，通过连接管能够使采摘头通道内部的红花花丝传导进入收集箱内部进行收集。
14、优选的，所述收集箱的顶端设置有通气口。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
16、1、本专利技术基于五自由度的红花采摘机械臂，通过万向节吊起该红花采摘机械臂，并通过两个电动推杆、球关节轴承、电动推杆卡簧和电动推杆安装座配合使用，从而达到使机械臂静平台能够始终保持水平状态，不会影响红花采摘机械臂的运动坐标。
17、2、本专利技术基于五自由度的红花采摘机械臂，通过移动机构和末端采摘机构完成五自由度的采摘运动；其中伺服电机、伺服电机减速器、伺服电机减速器安装座、主动臂关节a、主动臂、主动臂关节b、从动臂球关节轴承a、从动臂、从动臂球关节轴承b和动平台配合使用组成三自由度的并联机械臂，可实现x，y，z轴的平动；末端采摘机构中动平台、采摘头通道、采摘头球关节轴承和微型电动推杆相配合使用，可实现两个方向的偏转；从而使五自由度的红花采摘机械臂可以采摘任意角度的红花花丝。
18、3、本专利技术通过采摘头通道、采摘头底座、导花套、采摘舵机、金属臂和刀片配合使用，使红花花丝通过导花套导入采摘头底座内，然后控制采摘头底座内的采摘舵机工作使刀片逆时针转动九十度，刀片转动过程中对采摘头底座内部的输花口处的红花花丝根处进行切断，使红花花丝进入采摘头通道内，最后通过连接管使红花花丝进入收集箱内部进行收集，从而实现了对红花的自动采摘，避免了以往人工采摘费用高且存在安全隐患的情况，解决了传统采摘装置不能通过任意角度进行采摘红花的问题。
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1.一种基于五自由度的红花采摘机械臂，包括采摘调平机构(32)、移动机构(33)和末端采摘机构(34)，其特征在于：所述采摘调平机构(32)的顶部连接有移动机构(33)，所述移动机构(33)的底端连接有末端采摘机构(34)，所述末端采摘机构(34)连接有收集箱(30)。
2.根据权利要求1所述的一种基于五自由度的红花采摘机械臂，其特征在于：所述采摘调平机构(32)包括万向节(1)、机架(2)、电动推杆(7)、球关节轴承(3)、电动推杆卡簧(5)和电动推杆安装座(6)，所述机架(2)的底部设置有两个球关节轴承(3)，且机架(2)底部通过球关节轴承(3)连接有电动推杆(7)，所述机架(2)的底部中心设置有万向节(1)，且万向节(1)的端部连接有静平台(4)，所述静平台(4)侧壁固定连接有两个电动推杆安装座(6)，且电动推杆安装座(6)的表面设置有电动推杆卡簧(5)，两个所述电动推杆(7)分别通过两个电动推杆卡簧(5)安装在两个电动推杆安装座(6)表面。
3.根据权利要求2所述的一种基于五自由度的红花采摘机械臂，其特征在于：所述移动机构(33)包括静平台(4)、
4.根据权利要求1所述的一种基于五自由度的红花采摘机械臂，其特征在于：所述末端采摘机构(34)包括动平台(18)、采摘头通道(21)、采摘头球关节轴承(22)、微型电动推杆(23)、采摘头底座(24)和导花套(25)，所述动平台(18)的顶部中心开设有半球面卡槽，且半球面卡槽内设置有采摘头通道(21)，所述动平台(18)的底部设置有两个采摘头球关节轴承(22)，且动平台(18)通过采摘头球关节轴承(22)铰接有微型电动推杆(23)，所述采摘头通道(21)的底部通过螺栓安装有采摘头底座(24)，所述采摘头底座(24)的底部连接有导花套(25)。
5.根据权利要求4所述的一种基于五自由度的红花采摘机械臂，其特征在于：所述采摘头底座(24)的底部开设有卡槽，所述导花套(25)的顶端卡接在卡槽内。
6.根据权利要求3所述的一种基于五自由度的红花采摘机械臂，其特征在于：所述主动臂关节A(12)的端部通过螺栓安装有主动臂(13)，且主动臂(13)的端部通过螺栓固定连接有主动臂关节B(14)，所述主动臂关节B(14)的端部对称设置有从动臂球关节轴承A(15)，且主动臂关节B(14)端部通过两个从动臂球关节轴承A(15)连接有两个从动臂(16)，所述从动臂(16)的端部连接有动平台(18)，所述动平台(18)的外侧等距设置有从动臂球关节轴承B(17)，所述从动臂(16)通过从动臂球关节轴承B(17)与动平台(18)铰接。
7.根据权利要求6所述的一种基于五自由度的红花采摘机械臂，其特征在于：所述动平台(18)位于静平台(4)的下方，所述静平台(4)顶部位于主动臂关节A(12)的外部均固定安装有光电式接近开关安装座(20)，且光电式接近开关安装座(20)内固定安装有光电式接近开关(19)。
8.根据权利要求4所述的一种基于五自由度的红花采摘机械臂，其特征在于：所述采摘头底座(24)的顶部开设有竖直方向的输花口(35)，所述采摘头底座(24)内位于输花口(35)外部安装有采摘舵机(26)，所述采摘舵机(26)的输出轴端部固定安装有刀片(28)。
9.根据权利要求6所述的一种基于五自由度的红花采摘机械臂，其特征在于：所述动平台(18)的顶部开设有竖直方向的安装孔，且安装孔内固定安装有连接管(29)，所述连接管(29)的一端与采摘头通道(21)连接，所述连接管(29)的另一端与收集箱(30)连接。
10.根据权利要求9所述的一种基于五自由度的红花采摘机械臂，其特征在于：所述收集箱(30)的顶端设置有通气口(31)。
...【技术特征摘要】
1.一种基于五自由度的红花采摘机械臂，包括采摘调平机构(32)、移动机构(33)和末端采摘机构(34)，其特征在于：所述采摘调平机构(32)的顶部连接有移动机构(33)，所述移动机构(33)的底端连接有末端采摘机构(34)，所述末端采摘机构(34)连接有收集箱(30)。
2.根据权利要求1所述的一种基于五自由度的红花采摘机械臂，其特征在于：所述采摘调平机构(32)包括万向节(1)、机架(2)、电动推杆(7)、球关节轴承(3)、电动推杆卡簧(5)和电动推杆安装座(6)，所述机架(2)的底部设置有两个球关节轴承(3)，且机架(2)底部通过球关节轴承(3)连接有电动推杆(7)，所述机架(2)的底部中心设置有万向节(1)，且万向节(1)的端部连接有静平台(4)，所述静平台(4)侧壁固定连接有两个电动推杆安装座(6)，且电动推杆安装座(6)的表面设置有电动推杆卡簧(5)，两个所述电动推杆(7)分别通过两个电动推杆卡簧(5)安装在两个电动推杆安装座(6)表面。
3.根据权利要求2所述的一种基于五自由度的红花采摘机械臂，其特征在于：所述移动机构(33)包括静平台(4)、伺服电机减速器(8)、伺服电机(9)、伺服电机安装座(10)、伺服电机减速器安装座(11)和主动臂关节a(12)，所述静平台(4)的顶部等距固定安装有三个伺服电机安装座(10)和伺服电机减速器安装座(11)，所述伺服电机安装座(10)和伺服电机减速器安装座(11)内分别安装有伺服电机(9)和伺服电机减速器(8)，所述伺服电机(9)的输出轴端部与伺服电机减速器(8)的输入轴固定连接，所述伺服电机减速器(8)的输出轴端部连接有主动臂关节a(12)，且主动臂关节a(12)通过平键与伺服电机减速器(8)连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于五自由度的红花采摘机械臂，其特征在于：所述末端采摘机构(34)包括动平台(18)、采摘头通道(21)、采摘头球关节轴承(22)、微型电动推杆(23)、采摘头底座(24)和导花套(25)，所述动平台(18)的顶部中心开设有半球面卡槽，且半球面卡槽内设置有采摘头通道(21)，所述动平台(18)的底部设置有两个采摘头...
【专利技术属性】
技术研发人员：郭辉，邱兆鑫，武天伦，高国民，陈海洋，
申请(专利权)人：新疆农业大学，
类型：发明
国别省市：
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