一种林果采摘机器人的回转升降伸缩装置的制作方法

本发明属于农业机器人领域，涉及一种林果采摘机器人的回转升降伸缩装置。

背景技术：

林果业具有明显的经济效益与生态效益，近几年随着林果产业的不断发展，已成为新农村发展建设以及农民创收致富的重要产业。林果业是技术密集型和劳动密集型相结合的产业，目前我国采摘林果的主要方法是依靠人工采摘，或采用简单的辅助工具采摘，即采用杆子敲打树枝，让成熟的果实掉落，再收集到容器内。上述采摘方法工作效率低，劳动强度大，并且由于劳动力的缺乏，导致大量成熟的果实不能及时的进行采摘，收获效率一直偏低。因此，林果收获机械化已成为国内外研究的重点。目前，国内外设计的几种采摘机，虽然能够实现采摘功能，但是采摘机的夹持振动头位置调节范围小，不能够实现对各个方向的果树进行夹持、振动和采摘，而且采摘效率低。

技术实现要素：

本发明提供了一种林果采摘机器人的回转升降伸缩装置，用于调整夹持振动装置的位置，实现现有林果采摘机的夹持振动机构对各个方向的果树进行夹持、振动和采摘，提高采摘效率。本发明可以安装在现有林果采摘机上和现有拖拉机的牵引架上或移动平台上，作为林果采摘机的采摘臂使用，具有良好的通用性。

一种林果采摘机器人的回转升降伸缩装置，包括回转机构、升降机构和伸缩机构；所述的回转机构控制夹持振动装置绕着回转中心转动，调节夹持振动装置的方位；所述的升降机构用于调节夹持振动装置距离地面的高度；所述的伸缩机构用于调节夹持振动装置与树干之间的距离。

所述的回转机构包括减速液压马达、转盘轴承、回转底座和齿轮；所述的减速液压马达用于驱动回转机构转动，完成转向运动，减速液压马达轴上安装有齿轮；所述的转盘轴承分为外圈和内圈，外圈安装在现有拖拉机的牵引车架或移动平台上；内圈带有轮齿且与齿轮啮合，内圈上安装有回转底座；齿轮转动带动回转底座转动。

所述的升降机构包括升降支撑架、升降液压缸、升降滑动架、链轮、链条、滚轮和u形螺栓。所述的升降支撑架由对称垂直固定在回转底座两侧的两根立柱组成；升降支撑架能随回转底座转动，升降支撑架对整个升降机构起到支撑的作用；所述的升降液压缸用于驱动升降机构升降，升降液压缸底部垂直固定在回转底座上；升降液压缸位于两个立柱之间，且距离两个立柱的距离相等；升降液压缸上部对称设有两个能转动的链轮；每个链轮配合一条链条用于带动升降滑动架上下运动；链条跨过链轮后分别连接升降滑动架和升降固定架；两条链条对称设置；所述的升降滑动架两侧分别通过滚轮可活动卡放在两个立柱内侧；升降滑动架通过滚轮与升降支撑架可活动连接；升降液压缸伸缩带动链条上下运动，从而带动升降滑动架沿升降支撑架上下滑动；升降滑动架上设有滑槽一，滑槽一的正下方设有销钉孔，升降滑动架通过滑槽一内的滚动销和销钉孔内的销钉连接伸缩机构；升降液压缸下端固定在回转底座上，中部又通过u形螺栓固定在升降支撑架上。

所述的伸缩机构采用剪叉式伸缩臂结构，包括伸缩液压缸、内支杆、外支杆、悬挂架、销钉和滚动销。所述的内支杆和外支杆通过销钉连接组成可活动伸缩的剪叉式伸缩臂结构；伸缩机构内端的外支杆通过滚动销连接升降滑动架的滑槽一，内支杆通过销钉连接升降滑动架的销钉孔；所述的伸缩液压缸用于驱动伸缩机构完成伸缩运动，伸缩液压缸两端通过铰链连接的方式分别连接到靠近升降滑动架的两个内支杆上；所述的悬挂架侧面设有滑槽二，滑槽二的正下方设有销钉孔，悬挂架通过滑槽二内的滚动销和销钉孔内的销钉分别连接内支杆和外支杆的外端，悬挂架的下端挂接现有林果采摘机的夹持振动装置。伸缩机构中的内支杆和外支杆的数量根据需要采摘林果的距离而增减，以适应不同的伸缩长度调节。

本发明具有结构稳固、位置调节范围广等优点，回转升降伸缩装置采用液压控制，具有控制方式稳定可靠的特点。

附图说明

图1为回转升降伸缩装置的整体结构示意图

图2为回转机构示意图

图3为升降伸缩机构主视图

图4为升降伸缩机构侧视图

图5为升降伸缩机构俯视图

图6为伸缩液压缸连接方式示意图

图中：

1.回转底座2.升降支撑架3.升降滑动架4.链轮5.链条6.内支杆7.外支杆8.悬挂架9.转盘轴承10.齿轮11.减速液压马达12.升降液压缸13.u形螺栓14.滚轮15.伸缩液压缸16.销钉17.滚动销

具体实施方式

下面结合附图对本发明专利进行进一步描述。如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示，所述的回转机构包括减速液压马达11、转盘轴承9、回转底座1和齿轮10。所述的减速液压马达11用于驱动回转机构转动，从而完成转向运动，减速液压马达轴上安装有齿轮10；所述的转盘轴承9分为外圈和内圈，外圈可以安装到拖拉机牵引车架或移动平台上，内圈带有轮齿且与齿轮10啮合，内圈上安装有回转底座1；齿轮10转动带动回转底座1转动。

所述的升降机构包括升降支撑架2、升降液压缸12、升降滑动架3、链轮4、链条5、滚轮14和u形螺栓13。所述的升降支撑架2垂直固定在回转底座1上，能随回转底座1转动，升降支撑架2对整个升降机构起到支撑的作用；所述的升降液压缸12用于驱动升降机构升降，升降液压缸12顶部安装有链轮4；链条5跨过链轮4连接升降滑动架3；所述的升降滑动架3安装在升降支撑架2一侧，链轮4和链条5配合用于提升升降滑动架3；所述的升降滑动架3上安装有滚轮14，升降滑动架3通过滚轮14与升降支撑架2可活动连接，在链条5带动下，升降滑动架3能沿升降支撑架2上下滑动；升降滑动架3上设有滑槽一，滑槽一的正下方设有销钉孔，升降滑动架3通过滑槽一内的滚动销17和销钉孔内的销钉16连接伸缩机构；升降液压缸12下端固定在回转底座1上，中部又通过u形螺栓13固定在升降支撑架2上。

所述的伸缩机构采用剪叉式伸缩臂结构，包括伸缩液压缸15、内支杆6、外支杆7、悬挂架8、销钉16和滚动销17。所述的内支杆6和外支杆7通过销钉16连接组成可活动伸缩的剪叉式伸缩臂结构；伸缩机构一端的外支杆7通过滚动销17连接到升降滑动架3的滑槽上，内支杆6通过销钉16连接到升降滑动架3的销钉孔上；所述的伸缩液压缸15用于驱动伸缩机构完成伸缩运动，伸缩液压缸15两端通过铰链连接的方式分别连接到靠近升降滑动架3的两个内支杆6上；所述的悬挂架8侧面设有滑槽二，滑槽二的正下方设有销钉孔，悬挂架8通过滑槽二内的滚动销17和销钉孔内的销钉16分别连接内支杆6和外支杆7外端，悬挂架8的下端挂接现有林果采摘机的夹持振动装置。伸缩机构中的内支杆6和外支杆7的数量根据实际需要增减，以适应不同的伸缩长度调节。

使用时，根据实际需要，将本发明与现有林果采摘机的夹持振动装置连接；减速液压马达驱动回转机构转动，转动到需要采摘的方向；然后升降液压缸驱动升降机构升降，调节到需要采摘的高度；伸缩液压缸驱动伸缩机构伸出，调节伸缩机构伸到采摘林果所在的距离，配合夹持振动装置采摘林果。

本发明一种林果采摘机的回转升降伸缩装置具有结构稳固，位置调节范围广，控制方式稳定可靠等优点。可以精准地实现对各个方向及不同高度的果树进行夹持、振动和采摘，采摘效率高。