专利名称：温室果蔬接运机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及农业机器人领域，特别涉及一种温室果蔬接运机器人。
背景技术：
果蔬生产的自动化已成为设施农业发展的必然趋势，其中果蔬的机器人采摘已得到较多的关注，日本、美国、荷兰等国家均持续进行了各类采摘机器人的开发和改进(N. Kondo, K. C. Ting. Robotics for Bioproduction System. ASAE, 1998 ；Shigehiko Hayash, Kenta Shigema tsu, Satoshi Yamamoto, et al. Evaluation of astrawberry-harvesting robot in a field test. Biosystems engineering, 2010, 105:160-171 ；Shigehiko HAYASHI, Katsunobu GANN0, Yukitsugu ISHII, et al. RoboticHarvesting System for Eggplants. JARQ, 2002, 36 (3) : 163-168 ；Peter P. Ling,Reza Ehsani, K. C. Ting, et al. Sensing and End-Effector for a Robotic TomatoHarvester. ASAE Annual International Meeting, 2004: 1-12 ；E.J. VAN HENTEN, J.HEMMING, B.A. J. VAN TUIJL, et al. An Autonomous Robot for Harvesting Cucumbersin Greenhouses. Autonomous Robots, 2002，13:241-258.)。但是由于米摘机器人的移动平台上安装有机械手、末端执行器、视觉及控制系统等，对被采果蔬的承载空间及承载能力十分有限，而采摘机器人将被采果蔬运输至储放或产后处理区域，在承载能力有限的情况下更需频繁的往回，将极大影响采摘作业效率，为农业生产所难以接受，因而被采果蔬的自动化收集及收集后的温室现场运输必须由相应的装备来完成。目前未见相关研究，成为果蔬自动化生产的巨大障碍。
发明内容
为了克服现有温室果蔬机器人采摘后收集与温室现场运输装备的不足，本发明提供一种温室果蔬接运机器人，使果蔬采摘、收集与运输的功能专一化，由温室果蔬接运机器人完成被采果蔬的收集与温室现场的运输问题。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是由转盘接果机构带动四个储果箱转动，收集被采果蔬；自主移动小车经电磁导引将被采果蔬运输至储放或产后处理区域；倾倒卸果机构实现果箱底板的倾斜和箱门的打开，完成储果箱的自动卸果。本发明由自主移动小车、转盘接果机构和倾倒卸果机构组成；其中转盘接果机构包括隔架、转盘、推力球轴承、竖直方向锥齿轮、水平方向锥齿轮、转盘电机和转盘电机减速器，隔架固定于转盘上，转盘与自主移动小车的车体之间安装推力球轴承，竖直方向锥齿轮安装于转盘的伸出轴上，水平方向锥齿轮安装于转盘电机减速器的伸出轴上，转盘电机减速器安装于转盘电机的伸出轴上，转盘电机固定于自主移动小车的车体下方；倾倒卸果机构包括下铰接头、上铰接头、四块直角等腰三角形底板、四块矩形箱门、凸轮、凸轮电机减速器、凸轮电机和电磁铁，底板为等腰直角三角形，每一块底板的斜边通过两个下铰接头与十字形隔架相铰连，四块底板与隔架和四个箱门构成四个对称的三角柱形储果箱，每块底板的斜边安装两块电磁铁，每个箱门通过两个上铰接头与隔架相铰连；凸轮的轮廓曲线到轴线最小和最大距离分别为XdPX2，X2>Xl ;凸轮安装于凸轮电机减速器的伸出轴上，凸轮电机减速器安装于凸轮电机的伸出轴上，凸轮的轴线与自主移动小车的车体底面相平行，凸轮的轴线到底板的距离与凸轮的轮廓曲线到轴线最小距离X1相等,凸轮位于转轴的轴线和自主移动小车的车体侧边之间
本发明的有益效果是，转盘接果机构使采摘机器人可以在固定位置将果蔬放入储果箱，大大降低了果蔬收集的难度，并增大了承载能力；倾倒卸果机构可以完成运输后的自动卸果，实现了被采果蔬的收集、运输、卸果自动化。
图I为温室果蔬接运机器人主视示意图。图2为温室果蔬接运机器人俯视示意图。
图3为温室果蔬接运机器人左视示意图。图4为底板结构示意图。图5为底板倾斜及箱门打开状态示意图 图6为温室果蔬接运机器人作业示意图。图中，I.自主移动小车，2.下铰接头，3.上铰接头，4.隔架，5.转盘，6.推力球轴承，7.竖直方向锥齿轮，8.转盘电机，9.转盘电机减速器，10.水平方向锥齿轮，11.凸轮，
12.凸轮电机减速器，13.凸轮电机，14.箱门，15.底板，16.电磁铁。
具体实施例方式如图I 图4所示，该温室果蔬接运机器人由自主移动小车I、转盘接果机构和倾倒卸果机构组成。其中转盘接果机构包括隔架4、转盘5、推力球轴承6、竖直方向锥齿轮7、水平方向锥齿轮10、转盘电机8、转盘电机减速器9。隔架4固定于转盘5上，转盘5与自主移动小车I的车体之间安装推力球轴承6。竖直方向锥齿轮7安装于转盘5的伸出轴上，水平方向锥齿轮10安装于转盘电机减速器9的伸出轴上，转盘电机减速器9安装于转盘电机8的伸出轴上，转盘电机8固定于自主移动小车I的车体下方。转盘电机8经转盘电机减速器9减速后，通过竖直方向锥齿轮7和水平方向锥齿轮10的啮合传动，带动转盘5和隔架4转动。其中倾倒卸果机构包括下铰接头2、上铰接头3、底板15、箱门14、凸轮11、凸轮电机减速器12、凸轮电机13和电磁铁16。底板15呈等腰直角三角形，四块底板15与十字形隔架4和四个箱门14构成了四个对称的三角柱形储果箱。每一块底板15的斜边通过两个下铰接头2与隔架4相铰连，可以相对隔架4绕水平轴线转动。每一组箱门14通过两个上铰接头3与隔架4相铰连，可以相对隔架4绕水平轴线转动。每一块底板15的斜边安装两块电磁铁16，吸住箱门14，保证储果箱的可靠封闭。凸轮11的轮廓曲线到轴线最小和最大距离分别为X1和x2，x2>xi ;凸轮11安装于凸轮电机减速器12的伸出轴上，凸轮电机减速器12安装于凸轮电机13的伸出轴上，凸轮11的轴线与自主移动小车I的车体底面相平行，凸轮11的轴线到底板15的距离与凸轮11的轮廓曲线到轴线最小距离X1相等,凸轮11位于转轴5的轴线和自主移动小车I的车体侧边之间。
如图I 图6，温室走道内埋设导引线，温室果蔬接运机器人经电磁导引沿走道运动。作业过程中，温室果蔬接运机器人跟随于采摘机器人后，采摘机器人将果蔬采摘后放置于温室果蔬接运机器人的储果箱内。当其中一储果箱装满后，转盘接果机构中转盘电机8带动四个储果箱转动90度，采摘机器人将果蔬采摘后放置于下一个储果箱内，如此直至四个储果箱全部装满。自主移动小车I经电磁导引，沿走道将被采果蔬运输至储放或产后处理区域，随后由倾倒卸果机构中的凸轮电机13带动，凸轮11转动将底板15顶起，使底板15向外倾斜，同时电磁铁16断电，电磁铁16释放箱门14,使箱门14打开，将一储果箱内的被采果蔬全部卸下。然后凸轮电机13继续转动，底板15回复水平位置，同时电磁铁16通电，箱门14在重力作用下关闭，电磁铁16吸住箱门14，使储果箱重新封闭。然后转盘电机8带动四个储果箱转动90度，倾倒卸果机构重复上述动作，直至四个储果箱内的果蔬全部卸下，四个储果箱重新封闭。自主移动小车I经电磁导引，返回采摘机器人后，温室果蔬接运
机器人继续下一次作业。
权利要求
1.一种温室果蔬接运机器人，其特征在于由自主移动小车(I)、转盘接果机构和倾倒卸果机构组成；所述转盘接果机构包括隔架(4)、转盘(5)、推力球轴承(6)、竖直方向锥齿轮(7)、水平方向锥齿轮(10)、转盘电机(8)和转盘电机减速器(9)，隔架(4)固定于转盘(5)上，转盘(5)与自主移动小车(I)的车体之间安装推力球轴承(6 )，竖直方向锥齿轮(7 )安装于转盘(5 )的伸出轴上，水平方向锥齿轮(10)安装于转盘电机减速器(9)的伸出轴上，转盘电机减速器(9)安装于转盘电机(8)的伸出轴上,转盘电机(8)固定于自主移动小车(I)的车体下方；倾倒卸果机构包括下铰接头(2)、上铰接头(3)、四块直角等腰三角形底板(15)、四块矩形箱门(14)、凸轮(11)、凸轮电机减速器(12)、凸轮电机(13)和电磁铁(16)，底板(15)为等腰直角三角形，每一块底板(15)的斜边通过两个下铰接头(2)与十字形隔架(4)相铰连，四块底板(15)与隔架(4)和四个箱门(14)构成四个对称的三角柱形储果箱，每块底板(15)的斜边安装两块电磁铁(16)，每个箱门(14)通过两个上铰接头(3)与隔架(4)相铰连；凸轮(11)的轮廓曲线到轴线最小和最大距离分别为X1和x2，x2>xi ;凸轮(11)安装于凸轮电机减速器(12)的伸出轴上，凸轮电机减速器(12)安装于凸轮电机(13)的伸出轴上，凸轮(11)的轴线与自主移动小车(I)的车体底面相平行，凸轮(11)的轴线到底板(15)的距离与凸轮(11)的轮廓曲线到轴线最小距离X1相等,凸轮(11)位于转轴(5)的轴线和自主移动小车(I)的车体侧边之间。
全文摘要
本发明公开了一种温室果蔬接运机器人，涉及农业机器人领域。由自主移动小车(1)、转盘接果机构和倾倒卸果机构组成。作业过程中，温室果蔬接运机器人跟随于采摘机器人后，转盘接果机构中转盘电机(8)带动四个储果箱转动，收集被采果蔬。自主移动小车(1)经电磁导引，沿走道将被采果蔬运输至储放或产后处理区域，随后倾倒卸果机构中凸轮(11)转动顶动底板(15)向外倾斜，同时电磁铁(16)断电使箱门(14)打开，卸下被采果蔬。转盘电机(8)带动四个储果箱转动，同时倾倒卸果机构重复上述动作直至果蔬全部卸下。大大降低了果蔬收集的难度，并增大了承载能力，实现了被采果蔬的收集、运输、卸果自动化。
文档编号A01D90/10GK102696353SQ20121018131
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年6月5日
发明者刘继展, 朱立冬, 李萍萍, 王纪章 申请人:江苏大学