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一种果实采摘机器人

文献发布时间:2023-06-19 12:25:57


一种果实采摘机器人

技术领域

本发明涉及果实采摘技术领域,具体而言,涉及一种果实采摘机器人。

背景技术

目前我国农业的机械化水平还处于起步阶段,农产品包括水果的采收机械化程度低。而水果采收作为果园生产全过程中的一个重要环节,具有季节性强和劳动密集型的特点,所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的35%~45%。水果采摘的质量的好坏关系到水果的储存、加工和销售,从而最终影响市场价格和经济效益。

目前采摘近地面的果实比较简单,但是对于苹果,橘子等的生长位置比较高的果实,就需要采摘人员不断爬上爬下,因此降低了采摘效率同时增加了危险性。且人工采摘需要的劳动力多、劳动强度大,与农业劳动力短缺和人工成本升高的现实相矛盾。在当今越来越讲究人工智能化的今天,原始的采摘方式与社会经济发展需要格格不入。所以,市面上出现了多种辅助果农进行采摘的小型器具。然而,现有的果实采摘器具通常还是需要人工进行操作,无法实现自动化。

发明内容

本发明的目的在于提供一种果实采摘机器人,其通过行走底盘、采摘活动臂和采摘执行终端的配合,实现果实的自动采摘,无需人工操作。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

本发明提供一种果实采摘机器人,包括行走底盘、采摘活动臂和采摘终端执行器,所述行走底盘包括底盘主体、设置在所述底盘主体两侧的驱动悬架、设置在所述驱动悬架上的行走履带和设置在所述底盘主体上的驱动组件,所述底盘主体的前端设置有安装台,所述采摘活动臂的一端与所述安装台活动连接,另一端设置有所述采摘终端执行器,所述驱动组件设置在所述底盘主体的后端,用于驱动所述行走履带绕所述驱动悬架转动,所述采摘活动臂用于带动所述采摘终端执行器相对所述安装台自由运动,以将所述采摘终端执行器送至果实处,所述采摘终端执行器用于剪切采摘果实。

进一步地,所述采摘活动臂包括第一转臂、第二转臂、第三转臂和安装头,所述安装台上沿竖直方向设置有第一转轴,所述第一转臂的一端绕所述第一转轴可转动地设置在所述安装台上,所述第一转臂的另一端沿水平方向设置有第二转轴,所述第二转臂的一端绕所述第二转轴可转动地设置在所述第一转臂的另一端,所述第二转臂的另一端沿水平方向设置有第三转轴,所述第三转臂的一端绕所述第三转轴可转动地设置在所述第二转臂的另一端,所述安装头可转动地设置在所述第三转臂的另一端,所述采摘终端执行器与所述安装头连接。

进一步地,所述驱动悬架包括主架、可转动地设置在所述主架一端的驱动轮、可转动地设置在所述主架另一端的从动轮和多个间隔设置在所述主架上并向下伸出的减震滚轮,所述驱动轮与所述驱动组件连接,用于在所述驱动组件的带动下转动,所述主架与所述底盘主体连接,所述行走履带绕设在所述驱动轮、所述从动轮和多个所述减震滚轮上,所述减震滚轮能够沿竖直方向弹性活动,以向所述主架提供减震弹力。

进一步地,所述底盘主体上还设置有光照传感模组,所述光照传感模组用于检测环境光线,并依据所述环境光线对所述果实的位置进行视觉定位。

进一步地,所述底盘主体上还设置有湿度传感模组和温度传感模组,所述湿度传感模组、所述温度传感模组和所述光照传感模组集成为一体,且所述湿度传感模组用于检测环境湿度,所述温度传感模组用于检测环境温度。

进一步地,所述采摘终端执行器包括安装座、支撑架、第一剪切架、第二剪切架和剪切驱动组件,所述安装座与所述采摘活动臂连接,所述支撑架设置在所述安装座上,所述第一剪切架铰接在所述支撑架的一侧,所述第二剪切架铰接在所述支撑架的另一侧,所述第一剪切架和所述第二剪切架之间用于形成供果实穿过的采摘环,所述剪切驱动组件设置在所述支撑架上并与所述第一剪切架和所述第二剪切架传动连接,用于带动所述第一剪切架和所述第二剪切架相互扣合以剪断所述果实的枝干,或者相互远离以形成所述采摘环。

进一步地,所述剪切驱动组件包括第一驱动件、第一连杆机构、第二驱动件和第二连杆机构,所述第一驱动件与所述支撑架的一端连接,所述第一连杆机构与所述第一驱动件传动连接,且所述第一连杆机构同时与所述第一剪切架的一侧和所述第二剪切架的一侧传动连接,所述第一连杆机构用于在所述第一驱动件的驱动下带动所述第一剪切架和所述第二剪切架相互扣合或者相互远离;所述第二驱动件与所述支撑架的另一端连接,所述第二连杆机构与所述第二驱动件传动连接,且所述第二连杆机构同时与所述第二剪切架的另一侧和所述第二剪切架的另一侧传动连接,所述第二连杆机构用于在所述第二驱动件的驱动下带动所述第一剪切架和所述第二剪切架相互扣合或者相互远离,其中,所述第一驱动件和所述第二驱动件同步动作。

进一步地,所述第一连杆机构包括第一左转臂、第一左折弯片、第一左拉伸臂、第一右转臂、第一右折弯片和第一右拉伸臂;

所述第一左转臂的一端铰接在所述第一驱动件上,并在所述第一驱动件的带动下相对转动,所述第一左折弯片设置在所述第一左转臂的另一端,所述第一左拉伸臂的一端铰接在所述第一左折弯片上,所述第一左拉伸臂的另一端铰接在所述第一剪切架上,所述第一左拉伸臂在所述第一左转臂的带动下拉伸所述第一剪切架绕所述支撑架转动;

所述第一右转臂的一端铰接在所述第一驱动件上,并在所述第一驱动件的带动下相对转动,所述第一右折弯片设置在所述第一右转臂的另一端,所述第一右拉伸臂的一端铰接在所述第一右折弯片上,所述第一右拉伸臂的另一端铰接在所述第二剪切架上,所述第一右拉伸臂在所述第一右转臂的带动下拉伸所述第二剪切架绕所述支撑架转动;

所述第二连杆机构包括第二左转臂、第二左折弯片、第二左拉伸臂、第二右转臂、第二右折弯片和第二右拉伸臂;

所述第二左转臂的一端铰接在所述第二驱动件上,并在所述第二驱动件的带动下相对转动,所述第二左折弯片设置在所述第二左转臂的另一端,所述第二左拉伸臂的一端铰接在所述第二左折弯片上,所述第二左拉伸臂的另一端铰接在所述第一剪切架上,所述第二左拉伸臂在所述第二左转臂的带动下拉伸所述第一剪切架绕所述支撑架转动;

所述第二右转臂的一端铰接在所述第二驱动件上,并在所述第二驱动件的带动下相对转动,所述第二右折弯片设置在所述第二右转臂的另一端,所述第二右拉伸臂的一端铰接在所述第二右折弯片上,所述第二右拉伸臂的另一端铰接在所述第二剪切架上,所述第二右拉伸臂在所述第二右转臂的带动下拉伸所述第二剪切架绕所述支撑架转动。

进一步地,所述支撑架包括U形架、第一连接板和第二连接板,所述U形架的中部与所述安装座连接,所述第一连接板和所述第二连接板分别设置在所述U形架的两端,所述第一连接板上相对设置有第一左转轴和第一右转轴,所述第一剪切架的一端铰接在所述第一左转轴上,所述第二剪切架的一端铰接在所述第一右转轴上,所述第二连接板上相对设置有第二左转轴和第二右转轴,所述第一剪切架的另一端铰接在所述第二左转轴上,所述第二剪切架的另一端铰接在所述第二右转轴上,所述第一左转轴和所述第二左转轴同轴线设置,所述第一右转轴和所述第二右转轴同轴线设置,所述第一驱动件与所述第一连接板连接,所述第二驱动件与所述第二连接板连接。

进一步地,所述安装座的一侧还设置有导向拨片,所述导向拨片用于承载所述果实,并将切断枝干后的所述果实拨向预设位置。

本发明具有以下有益效果:

本发明提供的一种果实采摘机器人,底盘主体的前端设置有安装台,采摘活动臂的一端与安装台活动连接,另一端设置有采摘终端执行器,驱动组件设置在底盘主体的后端,用于驱动行走履带绕驱动悬架转动,采摘活动臂用于带动采摘终端执行器相对安装台自由运动,以将采摘终端执行器送至果实处,采摘终端执行器用于剪切采摘果实。通过上述结构,在实际采摘时,利用驱动组件带动行走履带动作,进而实现行走底盘的自由运动,运动至果树下方时,采摘活动臂带动采摘终端执行器相对安装台运动,并将采摘终端执行器送至果实处,利用采摘终端执行器实现对果实的剪切采摘。相较于现有技术,本发明提供的果实采摘机器人,能够实现果实的自动采摘,采摘效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的果实采摘机器人的侧视图;

图2为本发明第一实施例提供的果实采摘机器人的正视图;

图3为图1中行走底盘的结构示意图;

图4为图1中采摘终端执行器在第一视角下的结构示意图;

图5为图1中采摘终端执行器在第二视角下的结构示意图;

图6为图4中采摘终端执行器的剖视图;

图7为图1中采摘终端执行器在第三视角下的结构示意图;

图8为图6中采摘终端执行器的剖视图;

图9为图1中采摘终端执行器的局部结构剖视图;

图10为图1中采摘终端执行器在第四视角下的结构示意图。

图标:1-果实采摘机器人;2-行走底盘;21-底盘主体;211-安装台;22-驱动悬架;221-主架;222-驱动轮;223-从动轮;224-减震滚轮;23-行走履带;24-驱动组件;3-采摘活动臂;31-第一转臂;32-第二转臂;33-第三转臂;34-安装头;4-采摘终端执行器;41-安装座;42-支撑架;421-U形架;422-第一连接板;423-第二连接板;424-第一凸块;425-第一滑槽;426-第一左连杆;427-第二左连杆;428-左横杆;429-左切刃;43-第一剪切架;44-第二剪切架;45-第一驱动件;46-第一连杆机构;461-第一左转臂;462-第一左折弯片;463-第一左拉伸臂;464-第一右转臂;465-第一右折弯片;466-第一右拉伸臂;467-第一转动槽;47-第二驱动件;48-第二连杆机构;49-回复弹簧;5-导向拨片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图,对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

参见图1,本实施例提供了一种果实采摘机器人1,其能够实现自动剪切采果,避免了果实拉扯,采果效果好,采果效率高,同时行走时稳定性好,避免了大幅晃动,能够适用于不规整地面,适应性好。

本实施例提供一种果实采摘机器人1,包括行走底盘2、采摘活动臂3和采摘终端执行器4,行走底盘2包括底盘主体21、设置在底盘主体21两侧的驱动悬架22、设置在驱动悬架22上的行走履带23和设置在底盘主体21上的驱动组件24,底盘主体21的前端设置有安装台211,采摘活动臂3的一端与安装台211活动连接,另一端设置有采摘终端执行器4,驱动组件24设置在底盘主体21的后端,用于驱动行走履带23绕驱动悬架22转动,采摘活动臂3用于带动采摘终端执行器4相对安装台211自由运动,以将采摘终端执行器4送至果实处,采摘终端执行器4用于剪切采摘果实。

在本实施例中,在实际采摘时,利用驱动组件24带动行走履带23动作,进而实现行走底盘2的自由运动,运动至果树下方时,采摘活动臂3带动采摘终端执行器4相对安装台211运动,并将采摘终端执行器4送至果实处,利用采摘终端执行器4实现对果实的剪切采摘。相较于现有技术,本发明提供的果实采摘机器人1,能够实现果实的自动采摘,采摘效率高。

采摘活动臂3包括第一转臂31、第二转臂32、第三转臂33和安装头34,安装台211上沿竖直方向设置有第一转轴,第一转臂31的一端绕第一转轴可转动地设置在安装台211上,第一转臂31的另一端沿水平方向设置有第二转轴,第二转臂32的一端绕第二转轴可转动地设置在第一转臂31的另一端,第二转臂32的另一端沿水平方向设置有第三转轴,第三转臂33的一端绕第三转轴可转动地设置在第二转臂32的另一端,安装头34可转动地设置在第三转臂33的另一端,采摘终端执行器4与安装头34连接。

需要说明的是,本实施例中采摘活动臂3为两个,同时安装台211也为两个,两个采摘活动臂3呈对角状分布在底盘主体上,从而能够扩大采摘范围,从两侧同时进行采摘动作。

在本实施例中,第一转轴处设置有第一臂端电机,通过第一臂端电机带动第一转臂31转动,第二转轴处设置有第二臂端电机,通过第二臂端电机带动第二转臂32转动,第三转轴处设置有第三臂端电机,通过第三臂端电机带动第三转轴转动,同时安装头34可通过自带的电机实现转动控制。

在本实施例中,底盘主体21上还设置有光照传感模组,光照传感模组用于检测环境光线,并依据环境光线对果实的位置进行视觉定位。

在本实施例中,底盘主体21上还设置有湿度传感模组和温度传感模组,湿度传感模组、温度传感模组和光照传感模组集成为一体,且湿度传感模组用于检测环境湿度,温度传感模组用于检测环境温度。

参加图2,驱动悬架22包括主架221、可转动地设置在主架221一端的驱动轮222、可转动地设置在主架221另一端的从动轮223和多个间隔设置在主架221上并向下伸出的减震滚轮224,驱动轮222与驱动组件24连接,用于在驱动组件24的带动下转动,主架221与底盘主体21连接,行走履带23绕设在驱动轮222、从动轮223和多个减震滚轮224上,减震滚轮224能够沿竖直方向弹性活动,以向主架221提供减震弹力。

本实施例通过多个间隔设置在主架221上并向下伸出的减震滚轮224,且每个减震滚轮224能够沿竖直方向弹性活动,从而向主架221提供了减震弹力,提高了底盘主体21的减震效果,减震效果好,从而提高了行走底盘2的稳定性。

在本实施例中,驱动组件24可以是驱动电机,驱动电机为两个,驱动轮222设置在底盘主体21的后端,且两个驱动电机设置在底盘主体21的后端,并分别独立地控制两侧的两个驱动轮222,从而单独控制两个行走履带23运动,实现前进、后退和转弯功能。

参见图4至图9,采摘终端执行器4包括安装座41、支撑架42、第一剪切架43、第二剪切架44和剪切驱动组件24,安装座41安装在采摘活动臂3的末端,具体地,安装座41安装在安装头34上,支撑架42设置在安装座41上,第一剪切架43铰接在支撑架42的一侧,第二剪切架44铰接在支撑架42的另一侧,第一剪切架43和第二剪切架44之间用于形成供果实穿过的采摘环,剪切驱动组件24设置在支撑架42上并与第一剪切架43和第二剪切架44传动连接,用于带动第一剪切架43和第二剪切架44相互扣合以剪断果实的枝干,或者相互远离以形成采摘环。

在实际采摘时,将果实放入采摘环,通过剪切驱动组件24驱动第一剪切架43和第二剪切架44相互扣合以剪断果实的枝干,实现采果,采果完成后果实输送至下方,第一剪切架43和第二剪切架44相互远离,进行下一轮摘果。

剪切驱动组件24包括第一驱动件45、第一连杆机构46、第二驱动件47和第二连杆机构48,第一驱动件45与支撑架42的一端连接,第一连杆机构46与第一驱动件45传动连接,且第一连杆机构46同时与第一剪切架43的一侧和第二剪切架44的一侧传动连接,第一连杆机构46用于在第一驱动件45的驱动下带动第一剪切架43和第二剪切架44相互扣合或者相互远离。

第二驱动件47与支撑架42的另一端连接,第二连杆机构48与第二驱动件47传动连接,且第二连杆机构48同时与第二剪切架44的另一侧和第二剪切架44的另一侧传动连接,第二连杆机构48用于在第二驱动件47的驱动下带动第一剪切架43和第二剪切架44相互扣合或者相互远离,其中,第一驱动件45和第二驱动件47同步动作。

在本实施例中,第一驱动件45和第二驱动件47均为气缸或液压缸,缸体与支撑架42活动连接,活塞杆与支撑架42抵持(连接),从而能够带动缸体相对支撑架42运动,进而带动第一连杆机构46和第二连杆机构48运动,实现第一剪切架43和第二剪切架44的扣合和分离。

在本实施例中,第一连杆机构46包括第一左转臂461、第一左折弯片462、第一左拉伸臂463、第一右转臂464、第一右折弯片465和第一右拉伸臂466,具体地,第一左转臂461的一端铰接在第一驱动件45上,并在第一驱动件45的带动下相对转动,第一左折弯片462设置在第一左转臂461的另一端,第一左拉伸臂463的一端铰接在第一左折弯片462上,第一左拉伸臂463的另一端铰接在第一剪切架43上,第一左拉伸臂463在第一左转臂461的带动下拉伸第一剪切架43绕支撑架42转动;第一右转臂464的一端铰接在第一驱动件45上,并在第一驱动件45的带动下相对转动,第一右折弯片465设置在第一右转臂464的另一端,第一右拉伸臂466的一端铰接在第一右折弯片465上,第一右拉伸臂466的另一端铰接在第二剪切架44上,第一右拉伸臂466在第一右转臂464的带动下拉伸第二剪切架44绕支撑架42转动。

需要说明的是,本实施例中第一驱动件45上开设有两个第一转动槽467,两个第一转动槽467内均设置有第一转轴,第一左转臂461和第一右转臂464分别部分容置在两个第一转动槽467中并与第一转轴转动连接,从而实现第一左转臂461和第一右转臂464的转动连接。并且,第一左转臂461和第一右转臂464伸入第一转动槽467的部分均呈/圆形,且两个第一转动槽467内也相应设置有第一弧形坡,能够与第一左转臂461和第一右转臂464相吻合,从而方便第一左转臂461和第一右转臂464实现转动。

第二连杆机构48包括第二左转臂、第二左折弯片、第二左拉伸臂、第二右转臂、第二右折弯片和第二右拉伸臂;具体地,第二左转臂的一端铰接在第二驱动件47上,并在第二驱动件47的带动下相对转动,第二左折弯片设置在第二左转臂的另一端,第二左拉伸臂的一端铰接在第二左折弯片上,第二左拉伸臂的另一端铰接在第一剪切架43上,第二左拉伸臂在第二左转臂的带动下拉伸第一剪切架43绕支撑架42转动;第二右转臂的一端铰接在第二驱动件47上,并在第二驱动件47的带动下相对转动,第二右折弯片设置在第二右转臂的另一端,第二右拉伸臂的一端铰接在第二右折弯片上,第二右拉伸臂的另一端铰接在第二剪切架44上,第二右拉伸臂在第二右转臂的带动下拉伸第二剪切架44绕支撑架42转动。

需要说明的是,本实施例中第二驱动件47上开设有两个第二转动槽,两个第二转动槽内均设置有第二转轴,第二左转臂和第二右转臂分别部分容置在两个第二转动槽中并与第二转轴转动连接,从而实现第二左转臂和第二右转臂的转动连接。并且,第二左转臂和第二右转臂伸入第二转动槽的部分均呈/圆形,且两个第二转动槽内也相应设置有第二弧形坡,能够与第二左转臂和第二右转臂相吻合,从而方便第二左转臂和第二右转臂实现转动。

还需要说明的是,本实施例中第二连杆机构48和第一连杆机构46的结构基本相同,此处仅仅在图上标示出第一连杆机构46的相关特征,第二连杆机构48的结构可参考第一连接机构。同理仅仅示出第一驱动件45,第二驱动件47的连接结构可参考第一驱动件45。

在本实施例中,通过设置第一连杆机构46和第二连杆机构48,使得第一剪切架43和第二剪切架44之间相互扣合或者远离的动作更加稳定、可靠,且通过第一左拉伸臂463、第一右拉伸臂466、第二左拉伸臂和第二右拉伸臂的拉伸作用,能够将第一驱动件45和第二驱动件47的驱动力和驱动速度放大,使得第一剪切架43和第二剪切架44能够以更快的速度扣合,从而保证剪切效果。

支撑架42包括U形架421、第一连接板422和第二连接板423,U形架421的中部与安装座41连接,第一连接板422和第二连接板423分别设置在U形架421的两端,第一连接板422上相对设置有第一左转轴和第一右转轴,第一剪切架43的一端铰接在第一左转轴上,第二剪切架44的一端铰接在第一右转轴上,第二连接板423上相对设置有第二左转轴和第二右转轴,第一剪切架43的另一端铰接在第二左转轴上,第二剪切架44的另一端铰接在第二右转轴上,第一左转轴和第二左转轴同轴线设置,第一右转轴和第二右转轴同轴线设置,第一驱动件45与第一连接板422连接,第二驱动件47与第二连接板423连接。

在本实施例中,第一连接板422的内侧设置有第一凸块424,第一驱动件45的表面设置有第一滑槽425,第一滑槽425的延伸方向与第一驱动件45的驱动方向相同,第一凸块424卡合并滑动容置在第一滑槽425内,以使第一驱动件45能够相对第一连接板422滑动;第二连接板423的内侧设置有第二凸块,第二驱动件47的表面设置有第二滑槽,第二滑槽的延伸方向与第二驱动件47的驱动方向相同,第二凸块卡合并滑动容置在第二滑槽内,以使第二驱动件47能够相对第二连接板423滑动。

具体地,第一驱动件45和第二驱动件47均为气缸,第一驱动件45的缸体的表面设置第一滑槽425,第二驱动件47的缸体的表面设置第二滑槽,第一驱动件45的活塞杆与U形架421的一侧相抵持(连接),通过活塞杆的运动,带动第一驱动件45的缸体相对第一连接板422运动,进而带动第一左转臂461和第一右转臂464转动。第二驱动件47的活塞杆与U形架421的另一侧相抵持(连接),通过活塞杆的运动,带动第二驱动件47的缸体相对第二连接板423运动,进而带动第二左转臂和第二右转臂转动。

在本发明其他较佳的实施例中,第一驱动件45和第二驱动件47均为电机驱动,且通过齿轮结构带动第一左转臂461、第一右转臂464、第二左转臂和第二右转臂转动,具体地,第一驱动件45的壳体内设置有两个第一电机,两个第一电机的输出轴上分部设置有第一主动齿轮,第一左转臂461和第一右转臂464伸入第一转动槽467的部分呈齿轮状并分别与两个第一主动齿轮相啮合,通过两个第一电机分别带动第一左转臂461和第一右转臂464转动,进而实现第一连杆机构46的联动。第二连杆机构48的联动原理类似,在此不再赘述。对于第一驱动件45和第二驱动件47的驱动方式,在此不做具体限定。

在本实施例中,第一剪切架43和第二剪切架44之间还设置有回复弹簧49,回复弹簧49用于提供使得第一剪切架43和第二剪切架44相互扣合或相互远离的弹力。优选地,回复弹簧49提供相互扣合的弹力,通过设置回复弹簧49,能够更加快速地使得第一剪切架43和第二剪切架44相互扣合,提升剪切速度,保证快速切断枝干。

第一剪切架43包括第一左连杆426、第二左连杆427和左横杆428,第一左连杆426的一端和第二左连杆427的一端分别连接在左横杆428的两端,且第一左连杆426的另一端和第二左连杆427的另一端分别铰接在支撑架42上,第一左连杆426、第二左连杆427和左横杆428呈U字形结构。

第二剪切架44包括第一右连杆、第二右连杆和右横杆(图中未标号),第一右连杆的一端和第二右连杆的一端分别连接在右横杆的两端,且第一右连杆的另一端和第二右连杆的另一端分别铰接在支撑架42上,第一右连杆、第二右连杆和右横杆呈U字形结构。

在本实施例中,左横杆428上设置有左切刃429,右横杆上设置有右切刃,左切刃429和右切刃相互吻合,以切断果实的枝叶。

在本实施例中,第一剪切架43和第二剪切架44形成采摘环结构,采摘环呈矩形状,从而能够适应不规则形状的果实,并保证左切刃429和右切刃均为线型切刃,以提高剪切效果。

在本实施例中,安装座41的一侧还设置有导向拨片5,导向拨片5用于承载果实,并将切断枝干后的果实拨向预设位置。导向拨片5位于采摘环内,当果实伸入采摘环后,导向拨片5起到暂时托起果实的作用,在果实的枝干切断后,导向拨片5将果实拨动至斜下方,保证果实滚入下方的口袋或果篮。

本实施例提供的果实采摘机器人1,其工作原理如下:首先第一驱动件45和第二驱动件47的活塞杆缩回,果实采摘机器人1处于图示位置,第一剪切架43和第二剪切架44张开,此时通过机械臂动作,将果实伸入到采摘环中,导向拨片5暂时托起果实。此时暂定采摘环的开口方向朝上,第一驱动件45和第二驱动件47的活塞杆动作,带动第一驱动件45的缸体相对第一连接板422向下运动,进而通过两个第一转轴带动第一左转臂461和第一右转臂464转动,并通过第一左折弯片462和第一右折弯片465带动第一左拉伸臂463和第一右拉升臂旋转向上运动,于此同时第二驱动件47同步运动,从而带动第二左拉升臂和第二右拉伸臂旋转向上运动,进而带动第一剪切架43和第二剪切架44扣合,并剪断果实的枝干。

通过上述结构,在实际采摘时,将果实放入采摘环,通过剪切驱动组件24驱动第一剪切架43和第二剪切架44相互扣合以剪断果实的枝干,实现采果,采果完成后果实输送至下方,第一剪切架43和第二剪切架44相互远离,进行下一轮摘果。相较于现有技术,本发明提供的果实采摘机器人1,通过设置第一剪切架43和第二剪切架44,并通过剪切驱动组件24带动其运动,实现剪切采果,避免了果实拉扯,采果效果好,采果效率高。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

相关技术
  • 一种果实采摘机器人末端执行器及采摘方法
  • 一种基于高效采摘盘的果实采摘机器人
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