一种蔬菜采摘机器人的制作方法

本发明涉及现代农业技术领域，特别涉及一种蔬菜采摘机器人。

背景技术：

随着现代农业的兴起，蔬菜种植业也快速发展，一些蔬菜在采摘的过程中比较耗费人力物力，譬如辣椒、小番茄等，这些植物的果实体积小、重量轻，数量多，采摘过程比较繁琐，所以需要一种自动化的采摘设备来代替人工工作。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种蔬菜采摘机器人，通过设置两个可以开闭的半圆球壳可以将植物的根茎部截断，并将其完全置于其中，通过半球壳内的可移动第一气动夹爪可以围绕植株360°无死角地采摘果实；通过设置涵道风扇可以将混到果实中的落叶吹出，确保果实的纯净度。

本发明所使用的技术方案是：一种蔬菜采摘机器人，包括底板、第一伺服电机、轮子、直流电机、主摄像头、第一电缸、半球壳、半圆导轨、水平滑块、齿轮、第二伺服电机、托板、刀片、第二电缸、第一纵向导轨、固定板、第一纵向滑块、第三伺服电机、第一方套筒、第一伸缩杆、第一气动夹爪、辅助摄像头、涵道风扇、第二纵向导轨、滑动架、第二方套筒、第二伸缩杆、第二气动夹爪、第四伺服电机，其特征在于：所述的底板是一块长方形平板，在底板的四个角下方各设置一个竖直朝下第一伺服电机，第一伺服电机的电机轴端部与直流电机的侧面固定连接，在直流电机的电机轴端部安装有轮子，在底板的中央位置设有一个主摄像头，主摄像头用于巡视地面；在底板的前端设有一个第二纵向导轨，第二纵向导轨上滑动安装着滑动架，滑动架通过第一电缸控制，第一电缸的缸体部分固定在第二纵向导轨上端部，第一电缸的活塞杆下端部与滑动架相连，所述的滑动架包括横梁、第二纵向滑块、两个销轴，所述的第二纵向滑块安装在滑动架背部的中间位置，两个销轴对称固定安装在横梁两端，在横梁的下方还设有一根纵向杆，在纵向杆的下方安装有一个水平向前的第二方套筒，第二方套筒中滑动安装有第二伸缩杆，在第二方套筒中还安装有电动推杆，电动推杆的活塞杆端部与第二伸缩杆后端部相连，通过电动推杆控制第二伸缩杆前后移动，第二伸缩杆前端安装有一个第二气动夹爪；所述的两个半球壳通过铰支座分别转动安装在横梁两端的两个销轴上，半球壳的转动通过安装在铰支座上方的第四伺服电机控制，第四伺服电机的电机轴与销轴固定连接；所述的半球壳内部中间位置安装有一个半圆导轨，当两个半球壳合拢时形成一个整圆导轨，半圆导轨内侧设有轮齿；所述的水平滑块滑动安装在半圆导轨上，水平滑块左侧安装有第二伺服电机，第二伺服电机的电机轴上安装有齿轮，齿轮与半圆导轨内侧的轮齿啮合，水平滑块的右侧设有固定板，在固定板上安装有第一纵向导轨，在第一纵向导轨上安装有第一纵向滑块，第一纵向滑块可以上下滑动，其滑动是通过安装在第一纵向导轨上端的第二电缸控制的，第二电缸的活塞杆下端部与第一纵向滑块相连，第一纵向滑块的侧面安装有第三伺服电机，第三伺服电机的电机轴水平向右，所述的第一方套筒侧面安装在第三伺服电机的电机轴端部，在第一方套筒中滑动安装有第一伸缩杆，第一伸缩杆的控制方式与第二伸缩杆的控制方式相同，都是通过电动推杆控制，在第一伸缩杆的前端部设有第一气动夹爪，第一气动夹爪上方设有辅助摄像头；在半球壳的内部并位于半圆导轨下方设有半圆环形的托板，托板内侧边缘处设有挡板，托板用于盛放采摘的蔬菜果实，托板上设有若干通风孔，在托板下方设有向上吹风的涵道风扇；在半球壳的下端边缘处设有用于剪切植物根茎的刀片。

本发明的有益效果：1.本发明通过设置两个可以开闭的半圆球壳可以将植物的根茎部截断，并将其完全置于其中，通过半球壳内的可移动第一气动夹爪可以围绕植株360°无死角地采摘果实。

2.通过设置涵道风扇可以将混到果实中的落叶吹出，确保果实的纯净度。

附图说明

图1为本发明的整体结构装配示意图。

图2为本发明的水平滑块安装示意图。

图3为本发明的涵道风扇安装位置示意图。

图4为滑动架安装位置示意图。

图5为本发明的滑动架结构示意图。

附图标号：1-底板；2-第一伺服电机；3-轮子；4-直流电机；5-主摄像头；6-第一电缸；7-半球壳；8-半圆导轨；9-水平滑块；10-齿轮；11-第二伺服电机；12-托板；13-刀片；14-第二电缸；15-第一纵向导轨；16-固定板；17-第一纵向滑块；18-第三伺服电机；19-第一方套筒；20-第一伸缩杆；21-第一气动夹爪；22-辅助摄像头；23-涵道风扇；24-第二纵向导轨；25-滑动架；26-第二方套筒；27-第二伸缩杆；28-第二气动夹爪；2501-横梁；2502-第二纵向滑块；2503-销轴；29-第四伺服电机。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例

如图1、图2、图3、图4、图5所示，一种蔬菜采摘机器人，包括底板1、第一伺服电机2、轮子3、直流电机4、主摄像头5、第一电缸6、半球壳7、半圆导轨8、水平滑块9、齿轮10、第二伺服电机11、托板12、刀片13、第二电缸14、第一纵向导轨15、固定板16、第一纵向滑块17、第三伺服电机18、第一方套筒19、第一伸缩杆20、第一气动夹爪21、辅助摄像头22、涵道风扇23、第二纵向导轨24、滑动架25、第二方套筒26、第二伸缩杆27、第二气动夹爪28、第四伺服电机29，其特征在于：所述的底板1是一块长方形平板，在底板1的四个角下方各设置一个竖直朝下第一伺服电机2，第一伺服电机2的电机轴端部与直流电机4的侧面固定连接，在直流电机4的电机轴端部安装有轮子3，在底板1的中央位置设有一个主摄像头5，主摄像头5用于巡视地面；在底板1的前端设有一个第二纵向导轨24，第二纵向导轨24上滑动安装着滑动架25，滑动架25通过第一电缸6控制，第一电缸6的缸体部分固定在第二纵向导轨24上端部，第一电缸6的活塞杆下端部与滑动架25相连，所述的滑动架25包括横梁2501、第二纵向滑块2502、两个销轴2503，所述的第二纵向滑块2502安装在滑动架25背部的中间位置，两个销轴2503对称固定安装在横梁2501两端，在横梁2501的下方还设有一根纵向杆，在纵向杆的下方安装有一个水平向前的第二方套筒26，第二方套筒26中滑动安装有第二伸缩杆27，在第二方套筒26中还安装有电动推杆，电动推杆的活塞杆端部与第二伸缩杆27后端部相连，通过电动推杆控制第二伸缩杆27前后移动，第二伸缩杆27前端安装有一个第二气动夹爪28；所述的两个半球壳7通过铰支座分别转动安装在横梁2501两端的两个销轴2503上，半球壳7的转动通过安装在铰支座上方的第四伺服电机29控制，第四伺服电机29的电机轴与销轴2503固定连接；所述的半球壳7内部中间位置安装有一个半圆导轨8，当两个半球壳7合拢时形成一个整圆导轨，半圆导轨8内侧设有轮齿；所述的水平滑块9滑动安装在半圆导轨8上，水平滑块9左侧安装有第二伺服电机11，第二伺服电机11的电机轴上安装有齿轮10，齿轮10与半圆导轨8内侧的轮齿啮合，水平滑块9的右侧设有固定板16，在固定板16上安装有第一纵向导轨15，在第一纵向导轨15上安装有第一纵向滑块17，第一纵向滑块17可以上下滑动，其滑动是通过安装在第一纵向导轨15上端的第二电缸14控制的，第二电缸14的活塞杆下端部与第一纵向滑块17相连，第一纵向滑块17的侧面安装有第三伺服电机18，第三伺服电机18的电机轴水平向右，所述的第一方套筒19侧面安装在第三伺服电机18的电机轴端部，在第一方套筒19中滑动安装有第一伸缩杆20，第一伸缩杆20的控制方式与第二伸缩杆27的控制方式相同，都是通过电动推杆控制，在第一伸缩杆20的前端部设有第一气动夹爪21，第一气动夹爪21上方设有辅助摄像头22；在半球壳7的内部并位于半圆导轨8下方设有半圆环形的托板12，托板12内侧边缘处设有挡板，托板12用于盛放采摘的蔬菜果实，托板12上设有若干通风孔，在托板12下方设有向上吹风的涵道风扇23；在半球壳7的下端边缘处设有用于剪切植物根茎的刀片13。

本发明工作原理：本发明在使用时首先放置到蔬菜地里，通过第一伺服电机2控制轮子3转向，通过直流电机4驱动车轮转动使机器人在蔬菜地里行走，在行走的时候通过主摄像头5观察植株的位置，然后行走至其正前方位置，下一步两个半球壳7分别在两个第四伺服电机29的驱动下张开，然后第二伸缩杆27伸出并通过其前端的第二气动夹爪28将植物的根茎下方位置夹住，下一步机器人继续前进，同时第二气动夹爪28夹住植物不放并且第二伸缩杆27缩回，直至植物位于半球壳7中心位置为止，下一步两个半球壳7关闭并通过其下端部的两个刀片13将其根茎处剪断，然后滑动架25在第一电缸6的带动下上升，下一步通过辅助摄像头22观察植物果实的位置，然后调整第一气动夹爪21的位置，具体调节方法如下：通过第二伺服电机11驱动齿轮10转动使水平滑块9在半圆导轨8上移动从而调整水平滑块9的周向位置，通过第二电缸14调整第一纵向滑块17的高度位置，通过第三伺服电机18调整第一方套筒19的俯仰角度，通过第一伸缩杆20调整第一气动夹爪21的前后位置，调整好第一气动夹爪21的位置后使其通过前端的两个手指夹住蔬菜的果实，下一步第一伸缩杆20缩回，下一步打开第一气动夹爪21的两个手指，使蔬菜果实落到托板12上，在采摘的过程中会有植物的叶子落到托板12上，叶子通过通风孔下方的涵道风扇23吹到半球壳7底部，当植物上的果实采摘干净后两个半球壳7打开，然后第二气动夹爪28松开将植物放到地上，继续采摘下一个植株上的果实。