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专利名称：一种高精准度的棕榈果采摘机器人

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410935404.3

专利申请（专利权）人：襄阳中森机电设备有限公司
权利人地址：湖北省襄阳市高新技术产业开发区奔驰路

专利发明（设计）人：李煦源,吴尚鸿,孙泽暄,孙敏卓,吴春億

专利摘要：本发明公开了一种高精准度的棕榈果采摘机器人，包括行走车、机械臂和安装板，所述行走车左端固定有推板，所述行走车上端面右侧固定有机械臂，所述机械臂上固定有安装板，所述安装板上垂直固定有第一液压杆，所述第一液压杆的输出端垂直固定有竖杆，所述竖杆下端左侧固定有顶杆，所述第一液压杆左侧前后对称设置有裁切刀。该高精准度的棕榈果采摘机器人，通过夹爪的作用，可以实现棕榈果的夹持限位，配合裁切刀可以实现棕榈果的裁切作用，且在裁切完成后，配合联动的拉拽机构和旋钮机构，可以在棕榈果因裁切不完全或裁切刀变形损坏而导致棕榈果与果杆局部粘连，使得棕榈果与果杆可以完全分离，保证棕榈果采摘的正常进行。

主权利要求：
1.一种高精准度的棕榈果采摘机器人，包括行走车、机械臂、安装板和条形板，其特征在于：所述行走车左端固定有推板，所述行走车上端面右侧固定有机械臂，所述机械臂上固定有安装板，所述安装板上垂直固定有第一液压杆，所述第一液压杆的输出端垂直固定有竖杆，所述竖杆下端左侧固定有顶杆，所述第一液压杆左侧前后对称设置有裁切刀，所述安装板左端面下侧固定有固定架，所述固定架左侧固定有横杆，所述横杆左端固定有凸轴，所述固定架上方设置有活动架，所述活动架上固定有调节板，所述调节板与顶杆之间为滑动连接，所述活动架上轴承连接有第二液压杆，所述第二液压杆下端固定有圆轴，所述圆轴与活动架之间为轴承连接，所述圆轴上开设有螺旋滑槽，所述螺旋滑槽与凸轴之间为滑动连接，所述第二液压杆外侧还固定有固定环，所述固定架上还等间距固定有导向杆的一端，且导向杆的另一端固定在条形板上，并且导向杆与活动架之间为滑动连接，所述活动架上还固定有弹簧的一端，且弹簧的另一端固定在条形板上，并且弹簧与导向杆之间为一一对应分布,所述裁切刀通过螺栓与滑块相互固定，且滑块被滑杆贯穿构成滑动机构，并且滑块上还转动连接有连接杆的一端，同时连接杆的另一端转动连接在第一液压杆的输出端,所述第二液压杆的输出端固定固定杆，且固定杆围绕第二液压杆的圆心等角度分布有四根,所述固定环上转动连接有转杆的一端，且转杆的另一端转动连接在夹爪上，并且夹爪与固定杆之间为滑动连接，同时夹爪与固定杆之间为一一对应分布。
2.根据权利要求1所述的一种高精准度的棕榈果采摘机器人，其特征在于：所述行走车上固定有驱动电机，且驱动电机的输出端固定有传动轴，并且传动轴轴承连接在行走车上，同时传动轴上前后对称固定有主动齿轮。
3.根据权利要求1所述的一种高精准度的棕榈果采摘机器人，其特征在于：所述行走车上端面左侧安装有收集箱，且收集箱右侧设置在安装在行走车上端面电池，并且电池后侧设置有固定在行走车上的液压油箱。
4.根据权利要求2所述的一种高精准度的棕榈果采摘机器人，其特征在于：所述推板上通过轴承前后对称连接有旋转轴，且旋转轴左侧上下对称固定有拨板，并且拨板与推板接触可进行滑动，所述旋转轴右端固定有从动齿轮，且从动齿轮与主动齿轮啮合实现传动。
5.根据权利要求1所述的一种高精准度的棕榈果采摘机器人，其特征在于：所述安装板左端面还固定有摄像头，且摄像头正下方设置有固定在安装板上的测距雷达，并且安装板左侧上端前后对称固定有固定板，同时两个固定板之间固定有滑杆，所述安装板左端面还固定有条形板。 说明书 : 一种高精准度的棕榈果采摘机器人技术领域[0001] 本发明涉及棕榈果采摘技术领域，具体为一种高精准度的棕榈果采摘机器人。背景技术[0002] 棕榈果采摘机器人是一种通过现有技术手段对棕榈果进行采摘的装置，通过摄像头识别可以实现成熟棕榈果的精准采摘，从而代替传统的人工采摘，既可以提高采摘效率、降低劳动成本和提高采摘质量，还可以避免传统人工采摘存在安全隐患，保证采摘安全，现有的棕榈果采摘机器人在实际使用时，主要通过液压夹持机构配合液压裁切机构实现棕榈果的采摘作用，这种采摘方式在实际使用过程中还存在一些不足之处，现有的棕榈果采摘机器人在对棕榈果采摘过程中，液压裁切机构对棕榈果杆进行裁切后，由于裁切刀裁切不足或裁切刀变形损坏导致棕榈果杆未被完全切断时，此时棕榈果与果杆之间存在一定粘连时，会影响棕榈果的正常采摘作用，为此，针对上述问题，现设计一种高精准度的棕榈果采摘机器人以便更好的满足实际使用需求。发明内容[0003] 本发明的目的在于提供一种高精准度的棕榈果采摘机器人，以解决上述背景技术中提出的问题。[0004] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高精准度的棕榈果采摘机器人，包括行走车、机械臂和安装板，所述行走车左端固定有推板，所述行走车上端面右侧固定有机械臂，所述机械臂上固定有安装板，所述安装板上垂直固定有第一液压杆，所述第一液压杆的输出端垂直固定有竖杆，所述竖杆下端左侧固定有顶杆，所述第一液压杆左侧前后对称设置有裁切刀，所述安装板左端面下侧固定有固定架，所述固定架左侧固定有横杆，所述横杆左端固定有凸轴，所述固定架上方设置有活动架，所述活动架上固定有调节板，所述调节板与顶杆之间为滑动连接，所述活动架上轴承连接有第二液压杆，所述第二液压杆下端固定有圆轴，所述圆轴与活动架之间为轴承连接，所述圆轴上开设有螺旋滑槽，所述螺旋滑槽与凸轴之间为滑动连接，所述第二液压杆外侧还固定有固定环。[0005] 优选的，所述行走车上固定有驱动电机，且驱动电机的输出端固定有传动轴，并且传动轴轴承连接在行走车上，同时传动轴上前后对称固定有主动齿轮，通过驱动电机的作用，可以为整个装置提供动力基。佣Ｖぷ爸玫恼Ｔ诵。[0006] 优选的，所述行走车上端面左侧安装有收集箱，且收集箱右侧设置在安装在行走车上端面电池，并且电池后侧设置有固定在行走车上的液压油箱，通过收集箱的作用，可以对采集的棕榈果进行收集储存，通过电池的作用，可以保证装置的用电机构进行正常运行，通过液压油箱的作用，可以保证装置的液压机构可以正常运行。[0007] 优选的，所述推板上通过轴承前后对称连接有旋转轴，且旋转轴左侧上下对称固定有拨板，并且拨板与推板接触可进行滑动，所述旋转轴右端固定有从动齿轮，且从动齿轮与主动齿轮啮合可实现传动作用，通过推板的作用，可以推出装置行进路线上的异物，保证装置的正常行走，配合从动齿轮与主动齿轮之间的传动作用，可以为旋转轴和拨板的转动提供基础作用力，通过拨板的作用，可以对推板前侧推动的障碍物进行清理，避免障碍物累积造成较大阻力而阻碍装置的行走。[0008] 优选的，所述安装板左端面还固定有摄像头，且摄像头正下方设置有固定在安装板上的测距雷达，并且安装板左侧上端前后对称固定有固定板，同时两个固定板之间固定有滑杆，所述安装板左端面还固定有条形板，通过摄像头可以对棕榈果进行识别，以便确定棕榈果是否符合采摘需求，配合测距雷达的作用，可以确定棕榈果的位置，为采摘机构提供定位。[0009] 优选的，所述裁切刀通过螺栓与滑块相互固定，且滑块被滑杆贯穿构成滑动机构，并且滑块上还转动连接有连接杆的一端，同时连接杆的另一端转动连接在第一液压杆的输出端，通过裁切刀的作用，可以实现棕榈果的采摘裁切作用，配合滑块与滑杆之间的滑动作用和连接杆的传动作用，可以为两个裁切刀之间的距离调节提供基础保障，从而保证采摘的正常进行。[0010] 优选的，所述固定架上还等间距固定有导向杆的一端，且导向杆的另一端固定在条形板上，并且导向杆与活动架之间为滑动连接，在活动架受力进行移动时，通过活动架与导向杆之间的滑动导向作用，可以保证活动架移动的稳定性。[0011] 优选的，所述活动架上还固定有弹簧的一端，且弹簧的另一端固定在条形板上，并且弹簧与导向杆之间为一一对应分布，通过弹簧的弹性作用，可以为活动架的自动复位提供作用力，且可以为夹持机构提供向下作用力，从而实现棕榈果的拉拽作用，进而可以更好的满足采摘需求，且通过多个弹簧的作用，可以保证在多个弹簧的作用下，可以为活动架的自动复位提供足够大的作用力，进而保证装置的正常运行。[0012] 优选的，所述第二液压杆的输出端固定固定杆，且固定杆围绕第二液压杆的圆心等角度分布由四根，通过固定杆的作用，可以为装置的正常运行提供基础保证。[0013] 优选的，所述固定环上转动连接有转杆的一端，且转杆的另一端转动连接在夹爪上，并且夹爪与固定杆之间为滑动连接，同时夹爪与固定杆之间为一一对应分布，通过转杆的作用，可以为实现夹爪之间的距离调节提供基础作用力，配合夹爪与固定杆之间的滑动导向作用，可以保证夹爪移动的稳定性。[0014] 本发明的有益效果是：[0015] 1、通过第二液压杆的伸缩，可以控制夹爪的展开与收缩，从而为棕榈果的夹持限位提供基础保证，配合第一液压杆和裁切刀可以实现棕榈果的裁切作用，且在第一液压杆收缩带动裁切刀进行裁切时，同步带动顶杆移动，当顶杆与调节板分离时，配合弹簧的弹性作用和凸轴与螺旋滑槽之间的滑动作用，可以使夹爪向下移动并将同步转动，从而实现棕榈过的拉拽和扭转作用，可以在棕榈果因裁切不完全或裁切刀变形损坏而导致棕榈果与果杆局部连接时，通过拉拽扭转可以使棕榈果与果杆可以完全分离，保证棕榈果采摘的正常进行；[0016] 2、在装置进行行进时，通过推板可以实现障碍物(树叶和碎石)的清理作用，保证装置的正常行进，且在装置行走时，配合主动齿轮与从动齿轮之间的传动作用，可以使拨板进行旋转，通过拨板可以将推板前侧堆积的障碍物向两侧拨离，从而有效避免障碍物在推板前侧进行堆积造成较大阻力而对装置的正常行走造成影响，进而保证装置的正常运行。附图说明[0017] 图1为本发明采摘机器人整体正视立体结构示意图；[0018] 图2为本发明采摘机器人整体侧视立体结构示意图；[0019] 图3为本发明采摘机器人整体仰视立体结构示意图；[0020] 图4为本发明主动齿轮与从动齿轮组成立体结构示意图；[0021] 图5为本发明安装板正视立体结构示意图；[0022] 图6为本发明安装板仰视立体结构示意图；[0023] 图7为本发明第一液压杆正视立体结构示意图；[0024] 图8为本发明第二液压杆正视立体结构示意图；[0025] 图9为本发明第二液压杆仰视立体结构示意图。[0026] 图中：1、行走车；101、驱动电机；102、传动轴；103、主动齿轮；2、收集箱；3、电池；4、液压油箱；5、推板；501、旋转轴；502、拨板；503、从动齿轮；6、机械臂；7、安装板；701、摄像头；702、测距雷达；703、固定板；704、滑杆；705、条形板；8、第一液压杆；801、竖杆；802、顶杆；9、裁切刀；901、滑块；902、连接杆；10、固定架；1001、导向杆；1002、横杆；1003、凸轴；11、活动架；1101、弹簧；1102、调节板；12、第二液压杆；1201、圆轴；1202、螺旋滑槽；1203、固定杆；13、固定环；1301、转杆；1302、夹爪。具体实施方式[0027] 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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。[0028] 请参阅图1?图9，本发明提供一种技术方案：一种高精准度的棕榈果采摘机器人，包括行走车1、机械臂6和安装板7，行走车1左端固定有推板5，行走车1上端面右侧固定有机械臂6，机械臂6上固定有安装板7，安装板7上垂直固定有第一液压杆8，第一液压杆8的输出端垂直固定有竖杆801，竖杆801下端左侧固定有顶杆802，第一液压杆8左侧前后对称设置有裁切刀9，安装板7左端面下侧固定有固定架10，第二液压杆12外侧还固定有固定环13。[0029] 行走车1上固定有驱动电机101，且驱动电机101的输出端固定有传动轴102，并且传动轴102轴承连接在行走车1上，同时传动轴102上前后对称固定有主动齿轮103；行走车1上端面左侧安装有收集箱2，且收集箱2右侧设置在安装在行走车1上端面电池3，并且电池3后侧设置有固定在行走车1上的液压油箱4；推板5上通过轴承前后对称连接有旋转轴501，且旋转轴501左侧上下对称固定有拨板502，并且拨板502与推板5接触可进行滑动，旋转轴501右端固定有从动齿轮503，且从动齿轮503与主动齿轮103啮合可实现传动作用；[0030] 在使用该高精准度的棕榈果采摘机器人时，如图1?图4所示，通过电池3为整个装置供电，并启动驱动电机101可以使装置进行行走，在装置行走过程中，通过推板5可以对行走车1左侧的障碍物进行推除，从而保证装置的正常行走，且通过驱动电机101的作用，可以同时带动传动轴102和主动齿轮103进行转动，配合主动齿轮103与从动齿轮503之间的啮合传动作用，可以使旋转轴501和拨板502进行转动，通过拨板502的作用，可以将推板5左侧堆积的障碍物向两侧拨动，从而有效避免障碍物在拨板502左侧堆积造成较大阻力而影响行走车1的正常行走，进而保证装置的正常运行；[0031] 安装板7左端面还固定有摄像头701，且摄像头701正下方设置有固定在安装板7上的测距雷达702，并且安装板7左侧上端前后对称固定有固定板703，同时两个固定板703之间固定有滑杆704，安装板7左端面还固定有条形板705；裁切刀9通过螺栓与滑块901相互固定，且滑块901被滑杆704贯穿构成滑动机构，并且滑块901上还转动连接有连接杆902的一端，同时连接杆902的另一端转动连接在第一液压杆8的输出端；第二液压杆12的输出端固定固定杆1203，且固定杆1203围绕第二液压杆12的圆心等角度分布由四根；固定环13上转动连接有转杆1301的一端，且转杆1301的另一端转动连接在夹爪1302上，并且夹爪1302与固定杆1203之间为滑动连接，同时夹爪1302与固定杆1203之间为一一对应分布；[0032] 在装置行走至棕榈果树旁时，如图1?图9所示，通过机械臂6可以调节安装板7、裁切刀9和夹爪1302的位置，此时配合摄像头701可以对棕榈果进行识别，以确定棕榈果是否符合采摘需求，再配合测距雷达702的作用，可以确定合适采摘棕榈果的位置，从而可以实现棕榈果的精准定位作用，此时通过控制第一液压杆8伸展，使连接杆902受力转动，通过连接杆902的传动作用，可以使滑块901受力在滑杆704上进行滑动，从而实现两个裁切刀9之间的距离调节，使两个裁切刀9之间的距离处于最大位置，再通过机械臂6调节裁切刀9和夹爪1302与棕榈果进行配合，并启动第二液压杆12伸展，通过第二液压杆12的作用，可以带动固定杆1203向上移动，从而带动夹爪1302向上移动，此时由于固定环13位置固定不动，配合转杆1301的转动作用，可以使夹爪1302在固定杆1203上进行滑动，从而缩小多个夹爪1302之间的距离，使夹爪1302与棕榈果进行接触，从而实现棕榈果的夹持固定作用，最后通过控制第一液压杆8收缩，可以使两个裁切刀9之间的距离缩。辈们械9与棕榈果杆接触时，可以实现棕榈果杆的裁切作用，从而实现棕榈果的采摘作用；[0033] 固定架10左侧固定有横杆1002，横杆1002左端固定有凸轴1003，固定架10上方设置有活动架11，活动架11上固定有调节板1102，调节板1102与顶杆802之间为滑动连接，活动架11上轴承连接有第二液压杆12，第二液压杆12下端固定有圆轴1201，圆轴1201与活动架11之间为轴承连接，圆轴1201上开设有螺旋滑槽1202，螺旋滑槽1202与凸轴1003之间为滑动连接，固定架10上还等间距固定有导向杆1001的一端，且导向杆1001的另一端固定在条形板705上，并且导向杆1001与活动架11之间为滑动连接；活动架11上还固定有弹簧1101的一端，且弹簧1101的另一端固定在条形板705上，并且弹簧1101与导向杆1001之间为一一对应分布；[0034] 在第一液压杆8伸展过程中，如图5?图9所示，第一液压杆8伸展同步带动竖杆801和顶杆802向左移动，配合顶杆802与调节板1102之间的滑动作用，可以使调节板1102、活动架11和第二液压杆12向上移动，配合活动架11与导向杆1001之间的滑动导向作用，可以保证活动架11移动的稳定性，此时弹簧1101受力收缩，当夹爪1302对棕榈果夹持完成后，第一液压杆8收缩带动裁切刀9移动完成棕榈果杆的裁切时，此时顶杆802与调节板1102正好分离，当因裁切刀9对棕榈果杆裁切不完全或因裁切刀9局部变形损坏导致裁切完成后，棕榈果与果杆之间存在局部连接时，此时棕榈果与果杆之间未完全分离，根据上述原理，在顶杆802与调节板1102分离时，可以解除对活动架11的限位作用，此时通过多个弹簧1101(弹簧1101设置根据实际需要可增加数量)的弹性作用力，可以对活动架11产生足够的向下作用力，使活动架11的复位，通过活动架11的复位可以带动第二液压杆12和夹爪1302向下移动，通过夹爪1302的下移可以对棕榈果产生向下的拉拽作用力，且在第二液压杆12下移时，同时带动圆轴1201向下移动，配合螺旋滑槽1202与凸轴1003之间的滑动作用，可以使第二液压杆12在下移的同时进行旋转，从而可以使夹爪1302进行同步转动，进而带动棕榈果进行转动，通过拉拽作用力和扭转作用力，可以对局部连接棕榈果与果杆进行分离，从而保证棕榈果的采摘效果，且采摘完成的棕榈果放入收集箱2内进行储存即可，这就是该高精准度的棕榈果采摘机器人的工作原理。[0035] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

专利地区：湖北

专利申请日期：2024-07-12

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN118679955B