一种多自由度机械臂的自动摘果智能小车制造技术

本发明专利技术公开了一种多自由度机械臂的自动摘果智能小车，所述自动摘果智能小车包括底盘行走机构，所述自动摘果智能小车还包括升降支架机构、收集箱体、旋转机构和摘果执行机构，在底盘行走机构上设置所述升降支架机构和收集箱体，在所述升降支架机构的顶端设置所述旋转机构，在旋转机构上设置有机械支撑臂，在机械支撑臂的顶端设置所述摘果执行机构，所述摘果执行机构的出口端通过导料管连通至收集箱体的入口端；本发明专利技术能够对果实实现精确快速无损的完成采摘作业，具有较高的采摘效率，且机械臂相较于传统机械臂拥有运动柔性好，速度较高，执行范围更大，解决了人工采摘过程的劳动力大、效率低的问题。效率低的问题。效率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度机械臂的自动摘果智能小车


[0001]本专利技术属于农业采摘机械设备
，特别涉及一种多自由度机械臂的自动摘果智能小车。

技术介绍

[0002]成熟农作物的水果采摘是农业生产过程中的关键步骤之一，也是一项操作繁复、劳动强度高且劳动效率低的工作。国内大部分的水果物都是依靠人工在棚架内使用剪刀进行采摘，剪下的果实放入果框中，后运回仓库筛选分级待运输销售，在此采收过程中，剪果、放果、分级等流程会出现人力劳动输入大，采摘速度慢；但随着人口老龄化和农村劳动力的不断减少，采摘的效率低和成本高等问题会变得愈发的明显。而一旦错过合适的采摘时间，果实就会开始腐坏；并且采摘工人在大量的采摘工作中难免会出现差错导致果实受损等，因此提高采摘效率显得十分地重要。现阶段一些水果采摘的机器人或者装置，但大多还是处于研究试验阶段，并未能真正投产使用到实际当中，难以适应农业机械化、自动化的方向转变与应用，设计一种多自由度机械臂的自动摘果智能小车对提高农业的生产效率具有十分重大的意义。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种多自由度机械臂的自动摘果智能小车，本专利技术能够对果实实现精确快速无损的完成采摘作业，具有较高的采摘效率，且机械臂相较于传统机械臂拥有运动柔性好，速度较高，执行范围更大，解决了人工采摘过程的劳动力大、效率低的问题。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：根据本专利技术的一个方面，提供一种多自由度机械臂的自动摘果智能小车，所述自动摘果智能小车包括底盘行走机构，所述自动摘果智能小车还包括升降支架机构、收集箱体、旋转机构和摘果执行机构，在底盘行走机构上设置所述升降支架机构和收集箱体，在所述升降支架机构的顶端设置所述旋转机构，在旋转机构上设置有机械支撑臂，在机械支撑臂的顶端设置所述摘果执行机构，所述摘果执行机构的出口端通过导料管连通至收集箱体的入口端；所述摘果执行机构包括执行固定壳体、剪切部分和抓取部分，所述执行固定壳体底端侧壁固定在所述机械支撑臂的顶端上，在执行固定壳体的顶端设置有入果口，在执行固定壳体的底端设置与导料管配合的出果口，在执行固定壳体内且由入果口至出果口方向依次设置所述剪切部分和抓取部分。
[0004]上述方案进一步优选的，所述剪切部分包括剪切舵机、剪切刀片和剪切执行机构，所述剪切舵机固定在所述执行固定壳体的顶端侧壁上，所述剪切执行机构水平滑动设置于入果口下方，在入果口外侧且位于执行固定壳体的顶端边缘设置有一对红外线传感器，所述剪切舵机的输出轴与剪切执行机构的外侧一端传动连接，在剪切执行机构的另一端水平设置所述剪切刀，剪切执行机构带动剪切刀片在执行固定壳体内的入果口下方两侧水平往返滑动，在剪切执行机构的下方与出果口之间设置所述抓取部分。
[0005]上述方案进一步优选的，所述剪切执行机构包括设置在行固定壳体的顶端侧壁上的滑行通道口、水平设置于滑行通道口两侧的滑行支撑条、设置在两个滑行支撑条上的滑行齿条、设置在两条滑行齿条上表面之间的剪切驱动板和设置于两条滑行齿条侧部之间的剪切驱动齿轮，所述滑行支撑条由滑行通道口一侧水平延伸至相对一侧的执行固定壳体的内侧壁上，沿滑行支撑条水平延伸方向的上表面之间设置一对所述滑行齿条，所述剪切驱动齿轮设置于滑行通道口一侧且套设在剪切舵机的输出轴上，所述剪切舵机通过剪切驱动齿轮与两条条滑行齿条啮合，在远离剪切舵机一侧的剪切驱动板的端部上水平设置所述剪切刀片。
[0006]上述方案进一步优选的，在所述滑行支撑条的上表面设置有滑行槽，滑行齿条的下表面设置有套设于滑行槽内滑动的滑行导轨。
[0007]上述方案进一步优选的，所述抓取部分包括抓取支撑座、抓取支撑架、抓取联动架、夹爪和夹取舵机，位于入果口两侧下方且平行于剪切执行机构的下方水平平行设置一对夹爪，位于一对夹爪的两端之间下方且接近出果口的执行固定壳体的内侧壁上分别固定所述抓取支撑座，在执行固定壳体内壁两侧的抓取支撑座上分别固定所述抓取支撑架，在每个夹爪的下方且位于每个抓取支撑座的上竖直设置所述抓取联动架，每个夹爪分别固定在取联动架的顶端，在抓取支撑架的顶端外侧壁分别设置有沿两侧向外对称伸出的上连杆，上连杆的一端转动连接在抓取支撑架的顶端，上连杆的另一端转动连接在抓取联动架的中部侧壁上，在抓取联动架的下端两侧下方且位于每个抓取支撑架的下端外侧壁上分别设置有一对相互啮合的抓取驱动齿轮，在执行固定壳体的底端两侧外壁上分别固定与其中一个抓取驱动齿轮传动连接的夹取舵机，在每个抓取驱动齿轮的圆周上设置有下连杆，所述抓取驱动齿轮的圆周通过下连杆与抓取联动架的下端传动连接。
[0008]上述方案进一步优选的，在每个夹爪的内侧壁具有弧形面，在夹爪的弧形面上设置有硅胶缓冲片，在在夹爪的弧形面上设置有嵌套在硅胶缓冲片内的压力传感器。
[0009]上述方案进一步优选的，所述升降支架机构包括减速电机、支撑底架和滑动设置于支撑底架内的升降框架，所述减速电机和支撑底架的底端分别固定于底盘行走机构上，所述减速电机的输出轴上通过拉绳跨过支撑底架的顶端向下延伸连接至升降框架的下端上，所述升降框架的侧壁与所述支撑底架的侧壁之间通过导轮滚动接触，所述旋转机构包括支撑底座、旋转底座、第一旋转驱动舵机和第二旋转驱动舵机，在升降框架的顶端水平设置所述支撑底座，在支撑底座的中心转动设置旋转底座，在支撑底座的下方固定所述第一旋转驱动舵机，该第一旋转驱动舵机的输出轴与所述旋转底座传动连接，在旋转底座的边缘设置所述第二旋转驱动舵机，所述机械支撑臂的下端与设置在旋转底座上的第二旋转驱动舵机的输出轴之间传动连接。
[0010]上述方案进一步优选的，在旋转底座的中心两侧且位于旋转底座的边缘呈对称设置所述第二旋转驱动舵机，第二旋转驱动舵机通过舵机底座固定于旋转底座上，所述机械支撑臂的下端两侧分别与所述述第二旋转驱动舵机的输出轴传动连接。
[0011]上述方案进一步优选的，在舵机底座上设置四条等高且竖直向上的支撑部，在支撑部固定有弧形导向轨道板，在弧形导向轨道板的顶面且沿弧形方形设置有一条或多条导向支撑槽，在接近机械支撑臂的下端两侧水平设置有与弧形导向轨道板呈间隙相对滑动的滑动支臂，在滑动支臂的端部上设置有与导向支撑槽匹配接触的牛眼轮。
[0012]上述方案进一步优选的，所述机械支撑臂至少具有上关节臂和下关节臂，在上关节臂的上端设置有下连接件，在下连接件上设置有下舵机，所述下连接件通过下舵机的输出轴与上关节臂的下端传动连接，在上关节臂的上端设置有上舵机和上连接件，上连接件的上端连接在摘果执行机构上，所述上舵机的输出轴与上连接件的下端传动连接。
[0013]综上所述，由于本专利技术采用了上述技术方案，本专利技术具有以下技术效果：（1）本专利技术能够对果实实现精确快速无损的完成采摘作业，具有较高的采摘效率，且基于关节型机械臂相较于传统机械臂拥有运动柔性好，速度较高，执行范围更大的优点，解决了人工采摘过程的劳动力大、效率低的问题，同时，缩短采摘周期而避免果实掉落腐烂问题，提高作业效率。
[0014]（2）本专利技术的机械臂末端的摘果执行机构最终本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多自由度机械臂的自动摘果智能小车，所述自动摘果智能小车包括底盘行走机构，其特征在于：所述自动摘果智能小车还包括升降支架机构、收集箱体、旋转机构和摘果执行机构，在底盘行走机构上设置所述升降支架机构和收集箱体，在所述升降支架机构的顶端设置所述旋转机构，在旋转机构上设置有机械支撑臂，在机械支撑臂的顶端设置所述摘果执行机构，所述摘果执行机构的出口端通过导料管连通至收集箱体的入口端；所述摘果执行机构包括执行固定壳体、剪切部分和抓取部分，所述执行固定壳体底端侧壁固定在所述机械支撑臂的顶端上，在执行固定壳体的顶端设置有入果口，在执行固定壳体的底端设置与导料管配合的出果口，在执行固定壳体内且由入果口至出果口方向依次设置所述剪切部分和抓取部分。2.根据权利要求1所述的一种多自由度机械臂的自动摘果智能小车，其特征在于：所述剪切部分包括剪切舵机、剪切刀片和剪切执行机构，所述剪切舵机固定在所述执行固定壳体的顶端侧壁上，所述剪切执行机构水平滑动设置于入果口下方，在入果口外侧且位于执行固定壳体的顶端边缘设置有一对红外线传感器，所述剪切舵机的输出轴与剪切执行机构的外侧一端传动连接，在剪切执行机构的另一端水平设置所述剪切刀，剪切执行机构带动剪切刀片在执行固定壳体内的入果口下方两侧水平往返滑动，在剪切执行机构的下方与出果口之间设置所述抓取部分。3.根据权利要求2所述的一种多自由度机械臂的自动摘果智能小车，其特征在于：所述剪切执行机构包括设置在行固定壳体的顶端侧壁上的滑行通道口、水平设置于滑行通道口两侧的滑行支撑条、设置在两个滑行支撑条上的滑行齿条、设置在两条滑行齿条上表面之间的剪切驱动板和设置于两条滑行齿条侧部之间的剪切驱动齿轮，所述滑行支撑条由滑行通道口一侧水平延伸至相对一侧的执行固定壳体的内侧壁上，沿滑行支撑条水平延伸方向的上表面之间设置一对所述滑行齿条，所述剪切驱动齿轮设置于滑行通道口一侧且套设在剪切舵机的输出轴上，所述剪切舵机通过剪切驱动齿轮与两条条滑行齿条啮合，在远离剪切舵机一侧的剪切驱动板的端部上水平设置所述剪切刀片。4.根据权利要求3所述的一种多自由度机械臂的自动摘果智能小车，其特征在于：在所述滑行支撑条的上表面设置有滑行槽，滑行齿条的下表面设置有套设于滑行槽内滑动的滑行导轨。5.根据权利要求2所述的一种多自由度机械臂的自动摘果智能小车，其特征在于：所述抓取部分包括抓取支撑座、抓取支撑架、抓取联动架、夹爪和夹取舵机，位于入果口两侧下方且平行于剪切执行机构的下方水平平行设置一对夹爪，位于一对夹爪的两端之间下方且接近出果口的执行固定壳体的内侧壁上分别固定所述抓取支撑座，在执行固定壳体内壁两侧的抓取支撑座上分别固定所述抓取支撑架，在每个夹爪的下方且位于每个抓取支撑座的上竖直设置所述抓取联动架，每个夹爪分...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亦冉，梁旭升，钱栋，华杨，黄才贵，李岩舟，雷舒淇，韩露，吴泽森，邵帅，陈俊澔，韦博文，陈忠富，吴利国，缪亚伦，
申请(专利权)人：广西大学，
类型：发明
国别省市：