專利名稱：高架草莓采摘機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種高架草莓采摘機(jī)器人，其能夠?qū)崿F(xiàn)高架草莓的自動(dòng)采摘。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，我國(guó)草莓栽培面積迅速擴(kuò)大，北起黑龍江，南至廣東，東起山東，西到新疆均有種植。草莓成熟后必須及時(shí)采摘，尤其是盛果期(約30天)，草莓日成熟量可達(dá)150 200kg · 667m_2，2個(gè)勞動(dòng)力需工作約IOh · cf1才能采摘完。草莓采摘工作的復(fù)雜性和勞動(dòng)強(qiáng)度已成為制約草莓種植業(yè)發(fā)展的重要因素。溫室草莓高架栽培技術(shù)克服了壟作栽培或畦作栽培等傳統(tǒng)栽培，在人工采摘時(shí)，需彎腰或蹲在地上操作，在一定情況下減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，并且提供草莓栽培空間的利用率、改善草莓的生長(zhǎng)環(huán)境、以及提高草莓栽培的標(biāo)準(zhǔn)化和自動(dòng)化作業(yè)水平。目前，Kondo-N等人還針對(duì)草莓的不同栽培模式(高架栽培模式和傳統(tǒng)模式)研制出了相應(yīng)的采摘機(jī)器人。高架栽培模式由于適合機(jī)器人作業(yè)而得到越來(lái)越多的研究和應(yīng)用。然而，現(xiàn)有技術(shù)中適用于高架栽培模式的機(jī)器人大都體積較大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，且操作困難，不適于農(nóng)業(yè)機(jī)械化推廣。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種高架草莓采摘機(jī)器人，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作靈活， 適應(yīng)性高，能夠?qū)崿F(xiàn)不同規(guī)格的高架草莓的采摘作業(yè)。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案—種高架草莓米摘機(jī)器人，其特征在于所述高架草莓米摘機(jī)器人包括草莓米摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)101、收納籃102、長(zhǎng)孔連接桿103、螺紋孔連接桿104、底盤連接桿 105以及履帶式底盤106 ;其中，收納籃102與草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)101固定連接，長(zhǎng)孔連接桿103 —端固定連接草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)101、另一端固定連接螺紋孔連接桿104，螺紋孔連接桿104的固定連接底盤連接桿105，底盤連接桿105與其上的履帶式底盤106固定連接。所述長(zhǎng)孔連接桿103開有長(zhǎng)孔108，螺紋孔連接桿104上開有螺紋孔109，螺栓107 穿過(guò)長(zhǎng)孔連接桿103上的長(zhǎng)孔108以及螺紋孔連接桿104上的螺紋孔109固定連接長(zhǎng)孔連接桿103及螺紋孔連接桿104。所述草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)101包括混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置、與所述混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置相連接的機(jī)械爪裝置以及固定所述混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置的支撐連接裝置。所述混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置包括水平運(yùn)動(dòng)單元、豎直運(yùn)動(dòng)單元、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元、俯仰調(diào)節(jié)單元以及縱深運(yùn)動(dòng)單元，其中所述水平運(yùn)動(dòng)單元包括水平運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)I、水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組2、水平運(yùn)動(dòng)單元滑塊3以及水平運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板4a、水平運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板4b，其中，水平運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)I通過(guò)連軸器與水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組2的一端連接，水平運(yùn)動(dòng)單元滑塊3可滑動(dòng)地連接在水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組2上，水平運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板4a、水平運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板4b固定連接在水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組2的一側(cè)的兩端；所述豎直運(yùn)動(dòng)單元包括豎直運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)5、豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組6、豎直運(yùn)動(dòng)單元滑塊7以及豎直運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板8a、豎直運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板8b，其中，豎直運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)5通過(guò)連軸器與豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組6的一端連接，豎直運(yùn)動(dòng)單元滑塊7可滑動(dòng)地連接在豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組6上，豎直運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板8a、豎直運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板Sb連接在豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組6的一側(cè)的兩端；所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)9、框架法蘭10，其中，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)9的機(jī)身與框架法蘭10的一側(cè)固定連接，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)9的電機(jī)軸與框架法蘭10 另一側(cè)的圓孔保持同軸；所述俯仰調(diào)節(jié)單元包括傳動(dòng)連接軸11、一側(cè)開有弧形長(zhǎng)孔15的俯仰支撐架12、固定銷釘13以及活動(dòng)銷釘14，其中，固定銷釘13穿過(guò)俯仰支撐架12的下部固定連接傳動(dòng)連接軸11與俯仰支撐架12，活動(dòng)銷釘14通過(guò)弧形長(zhǎng)孔15連接傳動(dòng)連接軸11與俯仰支撐架 12 ；所述縱深運(yùn)動(dòng)單元包括縱深運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)16、縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17、 縱深運(yùn)動(dòng)單元滑塊18以及縱深運(yùn)動(dòng)單元傳感器固定板19，其中，縱深運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)16與縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17連接，縱深運(yùn)動(dòng)單元滑塊18可滑動(dòng)地連接在縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17上，縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17的一側(cè)連接有縱深運(yùn)動(dòng)單元傳感器固定板19 ；所述水平運(yùn)動(dòng)單元滑塊3和豎直運(yùn)動(dòng)單元滑塊7固定連接，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元通過(guò)其上的框架法蘭10與豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組6的下端固定連接，俯仰調(diào)節(jié)單元的傳動(dòng)連接軸11穿過(guò)框架法蘭10上的圓孔與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)9的電機(jī)軸連接，縱深運(yùn)動(dòng)單元滑塊18與俯仰支撐架12的底部固定連接，且通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng)銷釘14在弧形長(zhǎng)孔15中的位置可間接調(diào)節(jié)縱深運(yùn)動(dòng)單元的傾斜角度。所述機(jī)械爪裝置包括平行氣爪20、第一氣爪滑塊21、第二氣爪滑塊22、第一機(jī)械指23、第二機(jī)械指24、刀片25、第一指間物體感應(yīng)傳感器固定塊26、第二指間物體感應(yīng)傳感器固定塊27、攝像頭固定塊28以及攝像頭29，其中，第一氣爪滑塊21、第二氣爪滑塊22分別可滑動(dòng)地連接在平行氣爪20上，第一機(jī)械指23、第二機(jī)械指24的一端分別與第一氣爪滑塊21、第二氣爪滑塊22固定連接，且第一機(jī)械指23、第二機(jī)械指24的另一端分別固定連接第一指間物體感應(yīng)傳感器固定塊26、第二指間物體感應(yīng)傳感器固定塊27，且第一機(jī)械指 23上還固定連接了刀片25，攝像頭固定塊28與平行氣爪20的下部固定連接，攝像頭29固定在攝像頭固定塊28上，所述平行氣爪20固定連接縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17的一端。所述支撐連接裝置包括第一連接桿30a、第二連接桿30b、支撐框31、控制箱32，其中，第一連接桿30a和第二連接桿30b固定連接在支撐框31底部，控制箱32固定連接在支撐框31上部，所述水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組2的兩端與支撐連接裝置的第一連接桿30a、第二連接桿30b固定連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于I、本發(fā)明的高架草莓采摘機(jī)器人結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作靈活，適應(yīng)性高，能夠?qū)崿F(xiàn)不同規(guī)格的高架草莓的采摘作業(yè)。2、收納籃與草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)固連，可跟隨草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行水平和豎直同步運(yùn)動(dòng)，當(dāng)機(jī)械爪縮回并張開時(shí)，草莓果實(shí)可自動(dòng)掉落在收納籃中，收納效率高。3、草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)通過(guò)長(zhǎng)孔連接桿、螺紋孔連接桿與履帶式底盤連接，不但可以隨著底盤進(jìn)行大范圍移動(dòng)，同時(shí)可調(diào)節(jié)采摘高度以適應(yīng)不同高度的高架生產(chǎn)的草莓收獲作業(yè)。4、草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)任意角度的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而方便完成草莓的采摘。


圖I為高架草莓采摘機(jī)器人整體機(jī)構(gòu)示意圖2為草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)示意圖3為收納籃不意圖4為長(zhǎng)孔連接桿；
圖5為螺紋孔連接桿；
圖6為履帶式底盤；
圖7為混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置示意圖8為水平運(yùn)動(dòng)單元示意圖9為豎直運(yùn)動(dòng)單元示意圖10為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元示意圖11為俯仰調(diào)節(jié)單元示意圖12為縱深運(yùn)動(dòng)單元示意圖13為機(jī)械爪裝置示意圖一；
圖14為機(jī)械爪裝置示意圖二 ；
圖15為支撐連接裝置示意圖。
附圖標(biāo)記
I水平運(yùn)動(dòng)單元電機(jī) 2水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組3水平運(yùn)動(dòng)單元滑塊4a水平運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板
4b水平運(yùn)動(dòng)單元笫二傳感器固定板
5豎直運(yùn)動(dòng)單元電機(jī) 6 豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組
7豎直運(yùn)動(dòng)單元滑塊
8a豎直運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板
8b豎直運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板
9旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī) 10 框架法蘭
11傳動(dòng)連接軸 12 俯仰支撐架
13固定銷釘 14 活動(dòng)銷釘
15弧形長(zhǎng)孔 16 縱深運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)
17級(jí)深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組
18縱深運(yùn)動(dòng)單元滑塊19 縱深運(yùn)動(dòng)單元傳感器固定板 20平行氣爪 21 第一氣爪滑塊
22第二氣爪滑塊 23 第一機(jī)械指
24第二機(jī)械指 25 刀片
26第一指間物體感應(yīng)傳感器固定塊
27第二指間物體感應(yīng)傳感器固定塊
28攝像頭固定塊29 攝像頭 30a笫一連接桿 30b第二連接桿 31支撐框 32 控制箱
101草莓釆摘機(jī)器人精準(zhǔn)釆摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)
102收納籃103 長(zhǎng)孔連接桿 104螺紋孔連接桿 105底盤連接桿 106履帶式底盤 107 螺栓 108長(zhǎng)孔 109 螺紋孔
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖I 6所示，本發(fā)明的一種高架草莓采摘機(jī)器人包含草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)101、收納籃102、長(zhǎng)孔連接桿103、螺紋孔連接桿104、底盤連接桿105、履帶式底盤106、螺栓107。如圖2及圖7-15所示，草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)101包括混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置、機(jī)械爪裝置以及支撐連接裝置。其中，如圖7 12所示，混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置包括水平運(yùn)動(dòng)單元、豎直運(yùn)動(dòng)單元、 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元、俯仰調(diào)節(jié)單元以及縱深運(yùn)動(dòng)單元。如圖8所示，水平運(yùn)動(dòng)單元包括水平運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)I、水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組2、水平運(yùn)動(dòng)單元滑塊3以及水平運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板4a、水平運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板4b。水平運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)I通過(guò)連軸器與水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組2的一端連接，水平運(yùn)動(dòng)單元滑塊3可滑動(dòng)地連接在水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組2上，當(dāng)水平運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)I帶動(dòng)水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌絲杠模組2的絲杠軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，水平運(yùn)動(dòng)單元滑塊3沿水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組2滑動(dòng)。水平運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板4a、水平運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板4b固定連接在水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組2的一側(cè)的兩端，便于安裝各種規(guī)格的限位傳感器。如圖9所示，豎直運(yùn)動(dòng)單元包括豎直運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)5、豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組6、豎直運(yùn)動(dòng)單元滑塊7以及豎直運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板8a、豎直運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板Sb。豎直運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)5通過(guò)連軸器與豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組6的一端連接，豎直運(yùn)動(dòng)單元滑塊7可滑動(dòng)地連接在豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組6上，當(dāng)豎直運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)5帶動(dòng)豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌絲杠模組6的絲杠軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，豎直運(yùn)動(dòng)單元滑塊7沿豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組6滑動(dòng)。豎直運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板8a、豎直運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板8b連接在豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組6的一側(cè)的兩端，便于安裝各種規(guī)格的限位傳感器。如圖10所示,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)9、框架法蘭10。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)9的機(jī)身與框架法蘭10的一側(cè)固定連接，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)9的電機(jī)軸與框架法蘭 10另一側(cè)的圓孔保持同軸。如圖11所示，俯仰調(diào)節(jié)單元包括傳動(dòng)連接軸11、一側(cè)開有弧形長(zhǎng)孔15的俯仰支撐架12、固定銷釘13以及活動(dòng)銷釘14。固定銷釘13穿過(guò)俯仰支撐架12的下部固定連接傳動(dòng)連接軸11與俯仰支撐架12，活動(dòng)銷釘14通過(guò)弧形長(zhǎng)孔15連接傳動(dòng)連接軸11與俯仰支撐架12。如圖12所示，縱深運(yùn)動(dòng)單元包括縱深運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)16、縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17、縱深運(yùn)動(dòng)單元滑塊18、縱深運(yùn)動(dòng)單元傳感器固定板19?？v深運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)16與縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17連接，縱深運(yùn)動(dòng)單元滑塊18可滑動(dòng)地連接在縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17上，當(dāng)縱深運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)16帶動(dòng)縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17的絲杠軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，縱深運(yùn)動(dòng)單元滑塊18沿縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17滑動(dòng)?？v深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17的一側(cè)連接有縱深運(yùn)動(dòng)單元傳感器固定板19，其兩端可安裝各種規(guī)格的限位傳感器。請(qǐng)參閱圖7，其中，水平運(yùn)動(dòng)單元滑塊3和豎直運(yùn)動(dòng)單元滑塊7固定連接。
旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元的框架法蘭10上與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)9平行的一側(cè)與豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組6的下端固定連接。俯仰調(diào)節(jié)單元的傳動(dòng)連接軸11穿過(guò)框架法蘭10上的圓孔與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)9 的電機(jī)軸連接，傳動(dòng)連接軸11在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)9的帶動(dòng)下可繞固定銷釘13進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)?？v深運(yùn)動(dòng)單元滑塊18與俯仰支撐架12的底部固定連接，且通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng)銷釘14 在弧形長(zhǎng)孔15中的位置可間接調(diào)節(jié)縱深運(yùn)動(dòng)單元的傾斜角度。如圖13-14所示，機(jī)械爪裝置包括平行氣爪20，第一氣爪滑塊21、第二氣爪滑塊 22，第一機(jī)械指23、第二機(jī)械指24，刀片25，第一指間物體感應(yīng)傳感器固定塊26、第二指間物體感應(yīng)傳感器固定塊27，攝像頭固定塊28以及攝像頭29。第一氣爪滑塊21、第二氣爪滑塊22分別可滑動(dòng)地連接在平行氣爪20上，第一機(jī)械指23、第二機(jī)械指24的一端分別與第一氣爪滑塊21、第二氣爪滑塊22固定連接，且第一機(jī)械指23、第二機(jī)械指24的另一端分別固定連接第一指間物體感應(yīng)傳感器固定塊26、第二指間物體感應(yīng)傳感器固定塊27，且第一機(jī)械指23上還固定連接了刀片25，攝像頭固定塊28與平行氣爪20的下部固定連接，攝像頭29固定在攝像頭固定塊28上。在氣體動(dòng)力下，第一氣爪滑塊21、第二氣爪滑塊22分別帶動(dòng)第一機(jī)械指23、第二機(jī)械指24做相向平動(dòng)。如圖15所示，支撐連接裝置包括第一連接桿30a、第二連接桿30b、支撐框31、控制箱32。其中，第一連接桿30a和第二連接桿30b固定連接在支撐框31底部，控制箱32固定連接在支撐框31上部。支撐框31的邊緣可進(jìn)一步加工連接孔，便于在其上安裝擴(kuò)展功能裝置，或?qū)⒃撗b置安裝在不同類型的草莓采摘機(jī)器人上。如圖2所示，混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置的水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組2的兩端與支撐連接裝置的第一連接桿30a、第二連接桿30b固定連接，并且，機(jī)械爪裝置的平行氣爪20 固定連接于混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置的縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17的一端。如圖1、2、3所示，收納籃102與草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)101的俯仰支撐架12固定連接。如圖4、5所示，長(zhǎng)孔連接桿103的下半部分開有長(zhǎng)孔108，螺紋孔連接桿104上開有兩個(gè)螺紋孔109。如圖1、2、4、5所示，四根長(zhǎng)孔連接桿103的上端與草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)101的支撐框31的四端固定連接，螺栓107分別穿過(guò)長(zhǎng)孔連接桿103上的長(zhǎng)孔108以及螺紋孔連接桿104上的螺紋孔109分別固定連接四根長(zhǎng)孔連接桿103及螺紋孔連接桿104。如圖1、5、6所示，四根螺紋孔連接桿104與底盤連接桿105固定連接。如圖1、6所示，兩根底盤連接桿105與履帶式底盤106固定連接。工作過(guò)程(一 )高架草莓采摘機(jī)器人的工作過(guò)程I.調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)螺紋孔連接桿104中的螺栓107在對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)孔連接桿103的長(zhǎng)孔108 中的固定位置，實(shí)現(xiàn)草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)101的整體升降，以適應(yīng)不同規(guī)格的高架草莓采摘作業(yè)。2.收納籃102可跟隨草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)101進(jìn)行水平和豎直兩個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)，并隨著機(jī)械爪一同旋轉(zhuǎn)，且當(dāng)機(jī)械爪成功摘取一顆草莓果實(shí)后，只需在縱深方向縮回并張開機(jī)械爪便可將果實(shí)放入收納籃，收納效率高。4.當(dāng)草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)101將小范圍內(nèi)的草莓果實(shí)采摘完后，可隨時(shí)移動(dòng)履帶式底盤，在較大范圍內(nèi)繼續(xù)搜索并采摘下一位置的草莓。(二)草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作工程I.在水平運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)I的帶動(dòng)下，水平運(yùn)動(dòng)單元滑塊3在水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組2上水平移動(dòng)，從而帶動(dòng)豎直運(yùn)動(dòng)單元、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元、俯仰調(diào)節(jié)單元、縱深運(yùn)動(dòng)單元以及機(jī)械爪裝置水平移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪在水平方向搜索并接近目標(biāo)草莓的動(dòng)作。2.在豎直運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)5的帶動(dòng)下，豎直運(yùn)動(dòng)單元滑塊7在豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組6上豎直移動(dòng)，從而帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元、俯仰調(diào)節(jié)單元、縱深運(yùn)動(dòng)單元以及機(jī)械爪裝置在豎直方向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械爪在豎直方向搜索并接近草莓的動(dòng)作。3.在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)9的帶動(dòng)下，俯仰調(diào)節(jié)單元、縱深運(yùn)動(dòng)單元以及機(jī)械爪裝置可實(shí)現(xiàn)以傳動(dòng)連接軸11為軸線的360°的轉(zhuǎn)動(dòng)，便于摘取并放置不同方向的草莓果實(shí)。4.通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng)銷釘14在弧形長(zhǎng)孔15中的位置，便于調(diào)節(jié)機(jī)械爪的前進(jìn)角度，以適應(yīng)不同栽培模式的草莓采摘。5.縱深運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)16的帶動(dòng)下，縱深運(yùn)動(dòng)單元滑塊18在縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組17上縱深方向移動(dòng)，連同機(jī)械爪一同縱深方向運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)接近或收回草莓果實(shí)的動(dòng)作。6.當(dāng)機(jī)械爪在第一機(jī)械指23、第二機(jī)械指24張開狀態(tài)下接近目標(biāo)草莓果柄時(shí)，第一指間物體感應(yīng)傳感器固定塊26、第二指間物體感應(yīng)傳感器固定塊27上固定的傳感器可及時(shí)感應(yīng)到果柄是否到達(dá)第一機(jī)械指23、第二機(jī)械指24之間，并在氣體動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)下迅速閉合機(jī)械指，實(shí)現(xiàn)草莓果柄的夾持，然后利用固定在第一機(jī)械指23上的手術(shù)刀25完成草莓果柄的切表I]。
權(quán)利要求
1.一種高架草莓米摘機(jī)器人，其特征在于所述高架草莓米摘機(jī)器人包括草莓米摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)(101)、收納籃(102)、長(zhǎng)孔連接桿(103)、螺紋孔連接桿(104)、底盤連接桿(105)以及履帶式底盤(106);其中，收納籃(102)與草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)(101)固定連接，長(zhǎng)孔連接桿(103) —端固定連接草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu) (101)、另一端固定連接螺紋孔連接桿(104)，螺紋孔連接桿(104)的固定連接底盤連接桿 (105)，底盤連接桿(105)與其上的履帶式底盤(106)固定連接。
2.如權(quán)利要求I所述的高架草莓采摘機(jī)器人，其特征在于所述長(zhǎng)孔連接桿(103)開有長(zhǎng)孔(108)，螺紋孔連接桿(104)上開有螺紋孔(109)，螺栓(107)穿過(guò)長(zhǎng)孔連接桿(103) 上的長(zhǎng)孔(108)以及螺紋孔連接桿(104)上的螺紋孔(109)固定連接長(zhǎng)孔連接桿(103)及螺紋孔連接桿(104)。
3.如權(quán)利要求I所述的高架草莓采摘機(jī)器人，其特征在于所述草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)(101)包括混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置、與所述混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置相連接的機(jī)械爪裝置以及固定所述混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置的支撐連接裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高架草莓采摘機(jī)器人，其特征在于所述混合坐標(biāo)式運(yùn)動(dòng)裝置包括水平運(yùn)動(dòng)單元、豎直運(yùn)動(dòng)單元、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元、俯仰調(diào)節(jié)單元以及縱深運(yùn)動(dòng)單元，其中所述水平運(yùn)動(dòng)單元包括水平運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)(I)、水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組(2)、水平運(yùn)動(dòng)單元滑塊(3)以及水平運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板(4a)、水平運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板(4b)，其中，水平運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)(I)通過(guò)連軸器與水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組(2) 的一端連接，水平運(yùn)動(dòng)單元滑塊(3)可滑動(dòng)地連接在水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組(2)上， 水平運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板(4a)、水平運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板(4b)固定連接在水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組(2)的一側(cè)的兩端；所述豎直運(yùn)動(dòng)單元包括豎直運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)(5)、豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組￠)、豎直運(yùn)動(dòng)單元滑塊(7)以及豎直運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板(8a)、豎直運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板(8b)，其中，豎直運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)(5)通過(guò)連軸器與豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組(6) 的一端連接，豎直運(yùn)動(dòng)單元滑塊(7)可滑動(dòng)地連接在豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組(6)上， 豎直運(yùn)動(dòng)單元第一傳感器固定板(8a)、豎直運(yùn)動(dòng)單元第二傳感器固定板(Sb)連接在豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組￠)的一側(cè)的兩端；所述旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元包括旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)(9)、框架法蘭(10),其中,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)(9)的機(jī)身與框架法蘭(10)的一側(cè)固定連接，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)(9)的電機(jī)軸與框架法蘭(10)另一側(cè)的圓孔保持同軸；所述俯仰調(diào)節(jié)單元包括傳動(dòng)連接軸(11)、一側(cè)開有弧形長(zhǎng)孔(15)的俯仰支撐架(12)、 固定銷釘(13)以及活動(dòng)銷釘(14)，其中，固定銷釘(13)穿過(guò)俯仰支撐架(12)的下部固定連接傳動(dòng)連接軸(11)與俯仰支撐架(12)，活動(dòng)銷釘(14)通過(guò)弧形長(zhǎng)孔(15)連接傳動(dòng)連接軸(11)與俯仰支撐架(12)；所述縱深運(yùn)動(dòng)單元包括縱深運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)(16)、縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組(17)、 縱深運(yùn)動(dòng)單元滑塊(18)以及縱深運(yùn)動(dòng)單元傳感器固定板(19)，其中，縱深運(yùn)動(dòng)單元電機(jī) (16)與縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組(17)連接，縱深運(yùn)動(dòng)單元滑塊(18)可滑動(dòng)地連接在縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組(17)上，縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組(17)的一側(cè)連接有縱深運(yùn)動(dòng)單元傳感器固定板(19)；所述水平運(yùn)動(dòng)單元滑塊(3)和豎直運(yùn)動(dòng)單元滑塊(7)固定連接，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元通過(guò)其上的框架法蘭(10)與豎直運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組￠)的下端固定連接，俯仰調(diào)節(jié)單元的傳動(dòng)連接軸(11)穿過(guò)框架法蘭(10)上的圓孔與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)單元電機(jī)(9)的電機(jī)軸連接，縱深運(yùn)動(dòng)單元滑塊(18)與俯仰支撐架(12)的底部固定連接，且通過(guò)調(diào)節(jié)活動(dòng)銷釘(14)在弧形長(zhǎng)孔(15)中的位置可間接調(diào)節(jié)縱深運(yùn)動(dòng)單元的傾斜角度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高架草莓采摘機(jī)器人，其特征在于所述機(jī)械爪裝置包括平行氣爪(20)、第一氣爪滑塊(21)、第二氣爪滑塊(22)、第一機(jī)械指(23)、第二機(jī)械指(24)、 刀片(25)、第一指間物體感應(yīng)傳感器固定塊(26)、第二指間物體感應(yīng)傳感器固定塊(27)、 攝像頭固定塊(28)以及攝像頭(29)，其中，第一氣爪滑塊(21)、第二氣爪滑塊(22)分別可滑動(dòng)地連接在平行氣爪(20)上，第一機(jī)械指(23)、第二機(jī)械指(24)的一端分別與第一氣爪滑塊(21)、第二氣爪滑塊(22)固定連接，且第一機(jī)械指(23)、第二機(jī)械指(24)的另一端分別固定連接第一指間物體感應(yīng)傳感器固定塊(26)、第二指間物體感應(yīng)傳感器固定塊(27)， 且第一機(jī)械指(23)上還固定連接了刀片(25)，攝像頭固定塊(28)與平行氣爪(20)的下部固定連接，攝像頭(29)固定在攝像頭固定塊(28)上，所述平行氣爪(20)固定連接縱深運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組(17)的一端。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高架草莓采摘機(jī)器人，其特征在于所述支撐連接裝置包括第一連接桿(30a)、第二連接桿(30b)、支撐框(31)、控制箱(32)，其中，第一連接桿(30a) 和第二連接桿(30b)固定連接在支撐框(31)底部，控制箱(32)固定連接在支撐框(31)上部，所述水平運(yùn)動(dòng)單元導(dǎo)軌-絲杠模組(2)的兩端與支撐連接裝置的第一連接桿(30a)、第二連接桿(30b)固定連接。
全文摘要
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種高架草莓采摘機(jī)器人，其能夠?qū)崿F(xiàn)高架草莓的自動(dòng)采摘。該高架草莓采摘機(jī)器人包括草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)(101)、收納籃(102)、長(zhǎng)孔連接桿(103)、螺紋孔連接桿(104)、底盤連接桿(105)以及履帶式底盤(106)；其中，收納籃(102)與草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)(101)固定連接，長(zhǎng)孔連接桿(103)一端固定連接草莓采摘機(jī)器人精準(zhǔn)采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)(101)、另一端固定連接螺紋孔連接桿(104)，螺紋孔連接桿(104)的固定連接底盤連接桿(105)，底盤連接桿(105)與其上的履帶式底盤(106)固定連接。
文檔編號(hào)A01D46/00GK102577747SQ20121003763
公開日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月17日
發(fā)明者張凱良, 張鐵中, 楊麗, 王糧局, 羅亨亮 申請(qǐng)人:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)