水果采摘機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型所述的水果采摘機(jī)器人，涉及一種農(nóng)機(jī)設(shè)備，具體為可自動(dòng)采摘水果的機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前隨著農(nóng)林業(yè)的大發(fā)展，果樹的種植已經(jīng)成規(guī)模，但是由于種植面積的加大，果子成熟后的采摘又成了大問題，需要大量的人力物力，如果采摘不及時(shí)，遇到降溫、降雨、降雪等自然災(zāi)害，那對(duì)水果的收成會(huì)造成極大的影響。針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，研究設(shè)計(jì)一種新型的水果采摘機(jī)器人，從而克服現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題，本實(shí)用新型的目的是研究設(shè)計(jì)一種新型的水果采摘機(jī)器人。用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的人工采摘費(fèi)工費(fèi)時(shí)的問題。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是這樣實(shí)現(xiàn)的:
[0005]本實(shí)用新型所述的水果采摘機(jī)器人，其特征在于水果采摘機(jī)器人包括:機(jī)械手機(jī)構(gòu)、攝像機(jī)機(jī)構(gòu)、水果箱、絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、機(jī)器人車輪、機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)及控制箱;機(jī)器人車輪裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)的下部;兩套機(jī)械手機(jī)構(gòu)分別通過絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)的上部?jī)蓚?cè);攝像機(jī)機(jī)構(gòu)裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)上部中間位置;水果箱裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)的后部靠近機(jī)械手機(jī)構(gòu)的位置;控制箱裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)上部前端;機(jī)械手機(jī)構(gòu)、攝像機(jī)機(jī)構(gòu)、絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、機(jī)器人車輪及控制箱通過線路連接成控制回路。
[0006]本實(shí)用新型所述的機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)上加工有步進(jìn)電機(jī)底座、沉頭孔、軸承座及機(jī)器人車輪孔。
[0007]本實(shí)用新型所述的機(jī)器人車輪包括:車輪、圓錐滾子軸承I及步進(jìn)電機(jī)I;車輪通過圓錐滾子軸承I裝于機(jī)器人車輪孔上;車輪與裝在機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)上的步進(jìn)電機(jī)I相連接，車輪在步進(jìn)電機(jī)I的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0008]本實(shí)用新型所述的攝像機(jī)機(jī)構(gòu)包括:攝像機(jī)、支撐桿、轉(zhuǎn)盤、圓錐滾子軸承Π及步進(jìn)電機(jī)Π ;攝像機(jī)通過支架桿裝于轉(zhuǎn)盤的上部;轉(zhuǎn)盤的下部通過圓錐滾子軸承Π裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)上的沉頭孔中；步進(jìn)電機(jī)Π裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)底部與轉(zhuǎn)盤相連接，步進(jìn)電機(jī)Π帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0009]本實(shí)用新型所述的絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)包括:步進(jìn)電機(jī)m、圓錐滾子軸承m及聯(lián)軸器、絲杠1、滑杠1、圓錐滾子軸承IV、步進(jìn)電機(jī)IV、滑塊1、絲杠Π、滑杠Π、步進(jìn)電機(jī)V、圓錐滾子軸承V、絲杠m、滑杠m及滑塊π ;滑杠I兩端分別裝在步進(jìn)電機(jī)底座與軸承座上;絲杠I的一端裝于軸承座上，另一端通過圓錐滾子軸承m及聯(lián)軸器裝于電機(jī)底座上;步進(jìn)電機(jī)m裝于電機(jī)底座上并與絲杠I相連接，帶動(dòng)絲杠I旋轉(zhuǎn);滑塊I裝于滑杠I和絲杠I上，可沿滑杠I和絲杠I滑動(dòng)；滑杠π裝于滑塊I上;絲杠π通過圓錐滾子軸承IV裝于滑塊I側(cè)部的安裝孔上；步進(jìn)電機(jī)IV裝于滑塊I上并與絲杠π相連接;滑塊π裝于絲杠π與滑杠π上;步進(jìn)電機(jī)IV帶動(dòng)絲杠Π旋轉(zhuǎn)牽動(dòng)滑塊π沿絲杠π與滑杠π滑動(dòng);滑杠m裝于滑塊π上;絲杠m通過圓錐滾子軸承V裝于滑塊π側(cè)部的安裝孔上;步進(jìn)電機(jī)V裝于滑塊π上并與絲杠m相連接;滑塊m裝于絲杠m與滑杠m上；步進(jìn)電機(jī)V帶動(dòng)絲杠m旋轉(zhuǎn)牽動(dòng)滑塊m沿絲杠m與滑杠m滑動(dòng)。
[0010]機(jī)械手機(jī)構(gòu)包括:舵機(jī)1、機(jī)械剪、機(jī)械爪、舵機(jī)Π、步進(jìn)電機(jī)V、步進(jìn)電機(jī)IV、滑塊m、旋轉(zhuǎn)臂及旋轉(zhuǎn)架;旋轉(zhuǎn)臂前端的旋轉(zhuǎn)架上鉸裝有機(jī)械剪和機(jī)械爪;舵機(jī)I裝于旋轉(zhuǎn)架上，并與機(jī)械爪后部的齒部相連接;舵機(jī)π裝于旋轉(zhuǎn)架上，并與機(jī)械剪后部的齒部相連接;步進(jìn)電機(jī)V裝于旋轉(zhuǎn)臂的前部與選轉(zhuǎn)架相連接，在步進(jìn)電機(jī)V的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)架的角度旋轉(zhuǎn);旋轉(zhuǎn)臂的后部通過圓錐滾子軸承裝于滑塊m側(cè)部的安裝孔上;步進(jìn)電機(jī)IV裝于滑塊m上，并與旋轉(zhuǎn)臂相連接，在步進(jìn)電機(jī)IV的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)臂的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]控制箱包括:太陽能板、太陽能電源轉(zhuǎn)換器模塊、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊、控制器1、處理器、箱體、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊及控制器Π;箱體為多層架體結(jié)構(gòu);在箱體的頂面裝有太陽能板;太陽能板與裝于其下層箱體內(nèi)的太陽能電源轉(zhuǎn)換器模塊相連接;在箱體內(nèi)還裝配有上舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊、控制器1、處理器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊及控制器π ;太陽能板、太陽能電源轉(zhuǎn)換器模塊、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊、控制器1、處理器、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊及控制器Π與機(jī)械手機(jī)構(gòu)、攝像機(jī)機(jī)構(gòu)、絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)、機(jī)器人車輪及機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)連接成相應(yīng)的回路，控制各個(gè)機(jī)構(gòu)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)信息的采集、分析、處理、指令的傳送等功能。
[0012]絲杠Π及滑杠π與絲杠I及滑杠I保持垂直;絲杠m及滑杠m與絲杠π及滑杠π保持垂直。
[0013]本實(shí)用新型采用太陽能發(fā)電，通過太陽能電源轉(zhuǎn)換器模塊轉(zhuǎn)化能電能，供各個(gè)系統(tǒng)使用;首先是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊對(duì)攝像機(jī)機(jī)構(gòu)中的步進(jìn)電機(jī)Π發(fā)出指令，步進(jìn)電機(jī)Π旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)攝像機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行拍照，兩部攝像機(jī)對(duì)外部水果進(jìn)行左右共兩次拍照從而獲得四幅水果圖像信息，四幅水果圖像信息經(jīng)傳送給控制箱中的處理器進(jìn)行處理，最終輸出處理后的距離信息并通過串口分別發(fā)送給控制箱中的控制器I和控制器Π，控制器I和控制器Π接收到距離信息后進(jìn)行處理和判斷并將輸出的驅(qū)動(dòng)信息發(fā)送給控制箱中的舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊，舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊和步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊接收到控制器I和控制器π發(fā)送來的驅(qū)動(dòng)信息后驅(qū)動(dòng)機(jī)械手機(jī)構(gòu)和絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)動(dòng)作進(jìn)而采摘水果并將水果放回水果箱。依次循環(huán)以上直到采摘完一次左右拍照所拍攝的有效水果數(shù)目，當(dāng)一次左右拍照所拍攝的有效水果被采摘完時(shí)，處理器反饋給控制器I和控制器Π不同的信息信號(hào)以提示機(jī)器人已經(jīng)采摘完一次左右拍照的水果數(shù)目，控制器I和控制器π收到信息信號(hào)后經(jīng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊驅(qū)動(dòng)機(jī)器人車輪轉(zhuǎn)動(dòng)一定距離來進(jìn)行下一次左右拍照。以上不斷循環(huán)直到水果采摘完畢。
[0014]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，主要表現(xiàn)在:
[0015]本實(shí)用新型的使用，解決了大面積果樹采摘難的問題，解決了人工采摘水果，費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題，避免了人工采摘水果需要上下爬樹的問題，避免了因上下爬樹造成的人員受傷問題。
[0016]本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)新穎、加工間便、使用方便、安全可靠、提高效率等優(yōu)點(diǎn)，其大批量投入市場(chǎng)必將產(chǎn)生積極的社會(huì)效益和顯著的經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0017]本實(shí)用新型共有8幅附圖，其中:
[0018]附圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]附圖2為機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]附圖3為機(jī)器人車輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]附圖4為水果箱機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]附圖5為攝像機(jī)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]附圖6為絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]附圖7為機(jī)械手機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0025]附圖8為控制箱結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]在圖中:1、機(jī)械手機(jī)構(gòu)2、攝像機(jī)機(jī)構(gòu)3、水果箱4、絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)5、機(jī)器人車輪6、機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)7、控制箱8、步進(jìn)電機(jī)底座9、車輪孔10、沉頭孔11、軸承座12、車輪13、圓錐滾子軸承I 14、步進(jìn)電機(jī)I 15、攝像機(jī)16、支撐桿17、轉(zhuǎn)盤18、圓錐滾子軸承Π 19、步進(jìn)電機(jī)Π 20、步進(jìn)電機(jī)ΙΠ 21、圓錐滾子軸承m及聯(lián)軸器
22、絲杠I23、滑杠I 24、步進(jìn)電機(jī)IV 25、圓錐滾子軸承IV 26、滑塊I 27、絲杠Π28、滑杠Π 29、步進(jìn)電機(jī)V 30、滑塊Π 31、圓錐滾子軸承V 32、絲杠ΙΠ 33、滑杠ΙΠ34、滑塊ΙΠ 35、步進(jìn)電機(jī)IV 36、旋轉(zhuǎn)臂37、步進(jìn)電機(jī)V 38、舵機(jī)I 39、機(jī)械剪40、機(jī)械爪41、舵機(jī)Π 42、旋轉(zhuǎn)架43、太陽能板44、太陽能電源轉(zhuǎn)換器模塊45、舵機(jī)驅(qū)動(dòng)器模塊46、控制器I 47、處理器48、箱體49、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊50、控制器Π。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本實(shí)用新型的具體實(shí)施例如附圖所示，水果采摘機(jī)器人包括:機(jī)械手機(jī)構(gòu)1、攝像機(jī)機(jī)構(gòu)2、水果箱3、絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)4、機(jī)器人車輪5、機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)6及控制箱7;機(jī)器人車輪5裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)6的下部;兩套機(jī)械手機(jī)構(gòu)I分別通過絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)4裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)6的上部?jī)蓚?cè);攝像機(jī)機(jī)構(gòu)2裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)6上部中間位置;水果箱3裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)6的后部靠近機(jī)械手機(jī)構(gòu)I的位置;控制箱7裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)6上部前端;機(jī)械手機(jī)構(gòu)1、攝像機(jī)機(jī)構(gòu)2、絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)4、機(jī)器人車輪5及控制箱7通過線路連接成控制回路。
[0028]機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)6上加工有步進(jìn)電機(jī)底座8、沉頭孔10、軸承座11及機(jī)器人車輪孔9。
[0029]機(jī)器人車輪5包括:車輪12、圓錐滾子軸承113及步進(jìn)電機(jī)114;車輪12通過圓錐滾子軸承113裝于機(jī)器人車輪孔9上；車輪12與裝在機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)6上的步進(jìn)電機(jī)114相連接，車輪12在步進(jìn)電機(jī)114的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0030]攝像機(jī)機(jī)構(gòu)2包括:攝像機(jī)15、支撐桿16、轉(zhuǎn)盤17、圓錐滾子軸承Π18及步進(jìn)電機(jī)Π19;攝像機(jī)15通過支架桿16裝于轉(zhuǎn)盤17的上部;轉(zhuǎn)盤17的下部通過圓錐滾子軸承Π 18裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)6上的沉頭孔10中；步進(jìn)電機(jī)Π 19裝于機(jī)器人車盤機(jī)構(gòu)6底部與轉(zhuǎn)盤17相連接，步進(jìn)電機(jī)Π 19帶動(dòng)轉(zhuǎn)盤17旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0031 ] 絲杠導(dǎo)軌機(jī)構(gòu)4包括:步進(jìn)電機(jī)ΙΠ20、圓錐滾子軸承m及聯(lián)軸器21、絲杠122、滑杠I
23、圓錐滾子軸承IV25、步進(jìn)電機(jī)IV24、滑塊126、絲杠Π27、滑杠Π28、步進(jìn)電機(jī)V29、圓錐滾子軸承V31、絲杠ΙΠ32、滑杠ΙΠ33及滑塊Π30;滑杠123兩端分別裝在步進(jìn)電機(jī)底座8與軸承座11上;絲杠122的一端裝于軸承座11上，另一端通過圓錐滾子軸承ΙΠ及聯(lián)軸器21裝于電機(jī)底座8上；步進(jìn)電機(jī)ΙΠ20裝于電機(jī)底座8上并與絲杠12