本發(fā)明屬于農(nóng)林業(yè)機(jī)器人，具體涉及一種農(nóng)業(yè)用雙臂機(jī)器人結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、隨著農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化和自動(dòng)化進(jìn)程的加快，傳統(tǒng)的人工作業(yè)方式已經(jīng)無法滿足大規(guī)模、高效率的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求，因此越來越多的農(nóng)業(yè)機(jī)器、農(nóng)林業(yè)機(jī)器人運(yùn)用于農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)中。但是大多數(shù)農(nóng)業(yè)機(jī)器設(shè)備仍然以單一功能為主，難以適應(yīng)多樣化的作業(yè)需求，而雙臂機(jī)器人因其靈活性和適應(yīng)性，逐漸稱為農(nóng)業(yè)自動(dòng)化作業(yè)的重要發(fā)展方向。

2、例如申請(qǐng)?zhí)枮?024100826405的專利公開了一種極坐標(biāo)式的雙臂番茄采摘機(jī)器人，包括有移動(dòng)底盤、采摘單元、收集裝置和控制器；所述采摘單元包括支撐架、極坐標(biāo)式混聯(lián)機(jī)械臂、深度相機(jī)；極坐標(biāo)式混聯(lián)機(jī)械臂包括第一電動(dòng)推桿、第二電動(dòng)推桿、第三電動(dòng)推桿、手爪、球鉸、萬向節(jié)、電動(dòng)旋轉(zhuǎn)夾爪、三角連接件，所述第一電動(dòng)推桿、第二電動(dòng)推桿通過所述球鉸固定在所述支撐架上、通過萬向節(jié)與所述三角連接件連接，第三電動(dòng)推桿通過所述萬向節(jié)固定在所述支撐架上，并固定有所述三角連接件，所述第三電動(dòng)推桿末端安裝電動(dòng)旋轉(zhuǎn)夾爪和手爪，作為末端執(zhí)行器。該機(jī)械臂采用3個(gè)電動(dòng)推桿來控制電動(dòng)旋轉(zhuǎn)夾爪的方位，而3個(gè)電動(dòng)推桿連接成三腳架狀，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，一方面會(huì)造成單個(gè)機(jī)械臂所占用空間大，而且需要3個(gè)電動(dòng)推桿需要聯(lián)動(dòng)才能一起確定電動(dòng)旋轉(zhuǎn)夾爪的位置，使得動(dòng)作控制過程較長(zhǎng)，并且穩(wěn)定性較差。

3、又例如申請(qǐng)?zhí)枮?024102258134的專利公開了一種針對(duì)類球形冠層作物立體采摘的雙臂回旋式機(jī)器人，包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)和移動(dòng)機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括回轉(zhuǎn)式桁架機(jī)械臂，所述回轉(zhuǎn)式桁架機(jī)械臂包括第一導(dǎo)軌、垂直連接件、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌和可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)的滑塊機(jī)構(gòu)，所述第一導(dǎo)軌、第二導(dǎo)軌、第三導(dǎo)軌相互垂直布置，構(gòu)成兩個(gè)左右手性對(duì)稱的三自由度機(jī)械臂，在機(jī)械臂上端固定連接有旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置，三自由度機(jī)械臂能夠在旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的帶動(dòng)下在水平面轉(zhuǎn)動(dòng)；在機(jī)械臂下端固定連接有欠驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，形成可覆蓋球形工作區(qū)域的采摘執(zhí)行機(jī)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)是利用一個(gè)回轉(zhuǎn)中心、3個(gè)直線導(dǎo)軌（三軸直線模組結(jié)構(gòu)）來控制末端執(zhí)行器。這種結(jié)構(gòu)也存在著占用空間大的問題，同時(shí)裸露的直線導(dǎo)軌在作業(yè)時(shí)極易因雜物（例如作物碎屑）進(jìn)入而出現(xiàn)卡滯的情況，導(dǎo)致穩(wěn)定性。

4、又例如申請(qǐng)?zhí)枮?022204077799的專利公開了一種輕量化雙臂蘋果采摘機(jī)器人，包括兩個(gè)相同的機(jī)械臂和末端執(zhí)行器，機(jī)械臂包括直角坐標(biāo)x軸、y軸、z軸直線滑臺(tái)、x軸電機(jī)、y軸電機(jī)和z軸電機(jī)。該機(jī)器人結(jié)構(gòu)同樣采用的三軸直線模組結(jié)構(gòu)來控制末端執(zhí)行器的位置，同樣存在著占用空間大、穩(wěn)定性差的問題。

5、又例如申請(qǐng)?zhí)枮?023201395224的專利公開了一種雙臂采摘機(jī)器人，包括移動(dòng)底盤車，移動(dòng)底盤車上連接有兩組升降結(jié)構(gòu)，升降結(jié)構(gòu)上連接有機(jī)械臂移動(dòng)機(jī)構(gòu)，機(jī)械臂移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括固定連接座和三級(jí)機(jī)械臂，三級(jí)機(jī)械臂采用3個(gè)關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)的方式實(shí)現(xiàn)伸展，該機(jī)器人同樣存在著占用空間大、穩(wěn)定性差的問題。

6、綜上，現(xiàn)有的采摘機(jī)械人存在占用空間大以及運(yùn)行穩(wěn)定性差的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為了解決現(xiàn)有機(jī)械人存在著占用空間大以及運(yùn)行穩(wěn)定性差的問題，而提供一種農(nóng)業(yè)用雙臂機(jī)器人結(jié)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小的特點(diǎn)，能夠在較為狹窄的區(qū)域內(nèi)不對(duì)作物造成擠壓碰撞的前提下進(jìn)行雙臂采摘等作業(yè)，從而提高機(jī)器人的作業(yè)范圍。同時(shí)，本能發(fā)明的機(jī)械臂擯棄了傳動(dòng)的直線導(dǎo)軌式機(jī)械臂結(jié)構(gòu)，在使用過程中能夠有效的避免樹枝、枝葉、葉片等進(jìn)入機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)內(nèi)，從而提高運(yùn)行使用的穩(wěn)定性。

2、為解決技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種農(nóng)業(yè)用雙臂機(jī)器人結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

4、下底座，作為整個(gè)雙臂機(jī)械人結(jié)構(gòu)的支撐；

5、腰部，腰部的底部與下底座之間形成鉸鏈關(guān)節(jié)連接；

6、上軀干，與腰部的頂部之間形成鉸鏈關(guān)節(jié)連接；

7、上底座，固定安裝在上軀干的頂部，上軀干頂部的左右兩側(cè)分別安裝有一個(gè)上底座，每一個(gè)上底座上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一個(gè)機(jī)械臂，所述上底座延伸出上軀干的側(cè)面端部以使得兩個(gè)機(jī)械臂分別位于上軀干的左右兩側(cè)。

8、在一些實(shí)施例中，還包括末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器安裝在機(jī)械臂的端部用于對(duì)作物進(jìn)行作業(yè)。

9、在一些實(shí)施例中，所述腰部的頂部和底部的兩個(gè)鉸鏈關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同。

10、在一些實(shí)施例中，所述機(jī)械臂包括髖關(guān)節(jié)，所述髖關(guān)節(jié)與上底座之間通過回轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接以使得髖關(guān)節(jié)能夠在上底座上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；所述髖關(guān)節(jié)遠(yuǎn)離上底座的一端通過伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有大臂，當(dāng)對(duì)大臂進(jìn)行折疊時(shí)，所述髖關(guān)節(jié)能夠使得大臂與上底座相互平行；所述大臂遠(yuǎn)離髖關(guān)節(jié)的一端通過伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有膝關(guān)節(jié)，所述膝關(guān)節(jié)上連接有小臂，當(dāng)對(duì)小臂進(jìn)行折疊時(shí)，所述膝關(guān)節(jié)能夠使得小臂與大臂相互平行；所述小臂遠(yuǎn)離膝關(guān)節(jié)的一端通過伺服電機(jī)連接有肘關(guān)節(jié)，所述肘關(guān)節(jié)遠(yuǎn)離小臂的一端用于安裝末端執(zhí)行器。

11、在一些實(shí)施例中，所述膝關(guān)節(jié)與小臂之間連接有伺服電機(jī)，所述肘關(guān)節(jié)與末端執(zhí)行器之間連接有伺服電機(jī)。

12、在一些實(shí)施例中，所述機(jī)械臂上布置有傳感器，所述傳感器包括但不限于視覺傳感器、力傳感器、位置傳感器。

13、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

14、本發(fā)明的農(nóng)業(yè)用雙臂機(jī)器人結(jié)構(gòu)利用下底座、腰部、上軀干和上底座以及轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在上底座上的兩個(gè)機(jī)械臂形成“人型”機(jī)器人，由于兩個(gè)機(jī)械臂分別布置在上軀干的左右兩側(cè)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、占用空間小的優(yōu)點(diǎn)，能夠在較為狹窄的區(qū)域內(nèi)不對(duì)作物造成擠壓碰撞的前提下進(jìn)行雙臂采摘等作業(yè)，從而提高機(jī)器人的作業(yè)范圍。解決了現(xiàn)有技術(shù)中雙臂機(jī)器人存在著尺寸大的問題。解決了現(xiàn)有技術(shù)中雙臂機(jī)器人存在著尺寸大的問題。

15、同時(shí)由于兩個(gè)機(jī)械臂通過上軀干的左右兩側(cè)，因此，在實(shí)際使用過程中，兩個(gè)機(jī)械臂既能夠單獨(dú)作業(yè)，又能夠協(xié)同作業(yè)，進(jìn)一步提高對(duì)農(nóng)作物的作業(yè)范圍。

16、本發(fā)明的機(jī)械臂每一個(gè)機(jī)械臂均獨(dú)立的含有6個(gè)自由度，加上末端執(zhí)行器上至少一個(gè)自由度，整個(gè)機(jī)械臂（包含末端執(zhí)行器）則包含有7個(gè)自由度，大大提高了機(jī)械臂操作的靈活性。相比于現(xiàn)有技術(shù)采用直線模塊構(gòu)成的3自由度機(jī)械臂，本發(fā)明不僅提高了操作的靈活性，同時(shí)結(jié)構(gòu)也更加緊湊，避免了樹枝、枝葉等雜物進(jìn)行到直線模塊內(nèi)而引起的卡滯問題，從而提高機(jī)械臂運(yùn)行的穩(wěn)定性。

17、同時(shí)本發(fā)明利用髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)的設(shè)計(jì)，使得小臂、大臂均能夠與上底座處于平行的狀態(tài)，使得機(jī)械臂折疊后的占用空間更小，不僅便于搬運(yùn)和組裝，同時(shí)在對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行作業(yè)時(shí)，也提高了機(jī)械臂的避障能力。

技術(shù)特征：

1.一種農(nóng)業(yè)用雙臂機(jī)器人結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)用雙臂機(jī)器人結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括末端執(zhí)行器，所述末端執(zhí)行器安裝在機(jī)械臂的端部用于對(duì)作物進(jìn)行作業(yè)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的農(nóng)業(yè)用雙臂機(jī)器人結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述腰部的頂部和底部的兩個(gè)鉸鏈關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向不同。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的農(nóng)業(yè)用雙臂機(jī)器人結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)械臂包括髖關(guān)節(jié)，所述髖關(guān)節(jié)與上底座之間通過回轉(zhuǎn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接以使得髖關(guān)節(jié)能夠在上底座上進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)；所述髖關(guān)節(jié)遠(yuǎn)離上底座的一端通過伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有大臂，當(dāng)對(duì)大臂進(jìn)行折疊時(shí)，所述髖關(guān)節(jié)能夠使得大臂與上底座相互平行；所述大臂遠(yuǎn)離髖關(guān)節(jié)的一端通過伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有膝關(guān)節(jié)，所述膝關(guān)節(jié)上連接有小臂，當(dāng)對(duì)小臂進(jìn)行折疊時(shí)，所述膝關(guān)節(jié)能夠使得小臂與大臂相互平行；所述小臂遠(yuǎn)離膝關(guān)節(jié)的一端通過伺服電機(jī)連接有肘關(guān)節(jié)，所述肘關(guān)節(jié)遠(yuǎn)離小臂的一端用于安裝末端執(zhí)行器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的農(nóng)業(yè)用雙臂機(jī)器人結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述膝關(guān)節(jié)與小臂之間連接有伺服電機(jī)，所述肘關(guān)節(jié)與末端執(zhí)行器之間連接有伺服電機(jī)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的農(nóng)業(yè)用雙臂機(jī)器人結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述機(jī)械臂上布置有傳感器，所述傳感器包括但不限于視覺傳感器、力傳感器、位置傳感器。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于農(nóng)林業(yè)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種農(nóng)業(yè)用雙臂機(jī)器人結(jié)構(gòu)，為了解決現(xiàn)有采摘機(jī)械人存在著占用空間大以及運(yùn)行穩(wěn)定性差的問題。本發(fā)明包括：下底座，作為整個(gè)雙臂機(jī)械人結(jié)構(gòu)的支撐；腰部，腰部的底部與下底座之間形成鉸鏈關(guān)節(jié)連接；上軀干，與腰部的頂部之間形成鉸鏈關(guān)節(jié)連接；上底座，固定安裝在上軀干的頂部，上軀干頂部的左右兩側(cè)分別安裝有一個(gè)上底座，每一個(gè)上底座上轉(zhuǎn)動(dòng)連接有一個(gè)機(jī)械臂，所述上底座延伸出上軀干的側(cè)面端部以使得兩個(gè)機(jī)械臂分別位于上軀干的左右兩側(cè)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、占用空間小的特點(diǎn)，從而提高機(jī)器人的作業(yè)范圍。

技術(shù)研發(fā)人員：李展,何蓉,瞿澤佳,龍小峰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：四川鹿舟智慧科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15