多功能摘果器的制作方法

本实用新型涉及自动化设备技术领域，具体涉及一种多功能摘果器。

背景技术：

当果子成熟后，需要尽快的将果子采摘下来，由于每种果树的品种不同，其生长的高度、果实以及与果实连接的果柄的大小均不相同，所以对不同的果树进行采摘时需要采取不同的方式。

有些果树随着生长年份的增加，不断的长高，有些果树上面的果子长在果树的高处，不易果农采摘；长在果树高处的果子，果农们在采摘的时候需要拿着折叠梯子去爬高去采摘果树高处的果子，这样子搬动折叠梯子爬上爬下的采摘果子，采摘效率比较低；在山地上，折叠梯子放置存在位置不平整，果农爬高摘果子存在不安全隐患。

例如公告号为CN205491809U的中国专利，公开了一种会摘果的机器人，该会摘果的机器人包括机器人本体，机器人本体经输送软管与储存装置连接；所述机器人本体包括壳体，壳体左右两侧对称设有伸缩臂，所述伸缩臂的头端设有塑料托盘，所述壳体上设有进料口与感应器，所述壳体的右侧下部还设有蓄电池；所述储存装置包括储存壳体，储存壳体前侧中部设有左右对称的两条背带，所述背带上设有日字调节扣，储存壳体上与设有背带对应的后侧上端设有出料口，出料口上设有拉手，所述储存壳体左右两侧下部分别设有绑带，绑带上设有日字调节扣。该机器人在使用过程中携带方便，提高果子采摘的效率，同时该机器人在使用过程中不需要折叠梯子，提高了果农采摘果子的安全性。但是上述机器人只是解决了较高果树的摘果问题，而无法解决较低果树的摘果问题，其适用范围较为单一。

技术实现要素：

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的摘果器适用范围单一所带来的缺陷。

为此，提供一种多功能摘果器，包括：

移动机构；

第一平移机构，包括滑移连接的第一固定座和移动体，所述第一固定座位于所述移动机构上部与所述移动机构固定连接；

第一转动机构，位于所述移动体的上部与所述移动体转动连接；

支撑杆，位于所述第一转动机构的一侧与所述第一转动机构垂直固定设置；

第二转动机构，固定设置于所述支撑杆的一侧，与所述支撑杆转动连接；

第二平移机构，包括滑移连接的第二固定座和移动臂，第二固定座与所述第二转动机构固定连接；

第三转动机构，一端与所述移动臂固定连接，另一端转动连接第一类机械手、第二类机械手以及第三类机械手中的任意一个。

进一步的，

所述的移动机构包括基座和设置于所述基座下部用于带动所述基座进行移动的移动系统，所述的移动系统包括：

第一电机；

传动齿轮组，与所述第一电机的输出轴啮合；

履带，与所述传动齿轮组啮合。

进一步的，

所述的第一机械手包括：

竖杆，与所述第三转动机构转动连接；

第一齿条，贯穿所述竖杆与所述竖杆滑移连接；

第一齿轮，与第一齿条啮合，位于所述竖杆的一侧与所述竖杆固定连接，所述第一齿轮用于与第二电机的输出轴固定连接；

第一齿条在远离所述第一齿轮的一侧设置有呈凹形设置的第一固定架，所述第一固定架的内部设置有与所述第一固定架转动连接的转动辊，所述的转动辊设置有环绕其上的刀刃，所述转动辊与一第三电机的输出轴同轴固定连接。

进一步的，

所述的第二类机械手包括：

中空设置的第二固定架，其一端与所述第三转动机构转动连接；

设置于所述第二固定架内与所述第二固定架固定连接的第四电机；

第一丝杠和第二丝杠，分别位于所述第二固定架内与所述第二固定架滚动连接，所述的第一丝杠和第二丝杠分别与所述第四电机的输出轴通过齿轮啮合，所述的第一丝杠和第二丝杆的螺纹为反向的螺纹；

所述的第一丝杠和第二丝杠分别设置有与其配合的第一螺母和第二螺母，所述的第一螺母和第二螺母分别设置有与其固定的第一滑移体和第二滑移体，所述的第一滑移体和第二滑移体分别与所述的第二固定架滑移连接；

所述的第一滑移体和第二滑移体远离所述第二固定架的一侧水平设置有第一触头和第二触头，所述任意第一触头和第二触头的上部设置有第一刀片。

进一步的，

所述的第三类机械手包括：

第三固定架，包括转动连接的第一子架和第二子架，第一子架与所述第三转动机构转动连接；

与所述第二子架滑移连接的第三触头和第四触头，所述的第二子架与第三触头和第四触头之间呈凹型设置；

所述的第二子架内设置有第五电机，且所述第二子架与所述第三触头和第四触头之间设置有齿轮传动组，用于控制所述第三触头和第四触头相对与所述第二子架进行滑移。

进一步的，

所述的第一平移机构包括：

设置于所述第一固定座两侧的齿条；

设置于移动体内与所述齿条配合的齿轮，所述的移动体内部设置有第六电机，所述第六电机用于控制所述齿轮进行转动；

所述的第二平移机构包括：

设置于所述移动臂两侧的齿条；

设置于第二固定座内与所述齿条配合的齿轮，所述的第二固定座内部设置有第九电机，所述第九电机用于控制所述齿轮进行转动。

进一步的，

所述第一转动机构包括：

第七电机，设置于所述移动体上部；

第一转动体，与所述第七电机的输出轴连接，受控于所述第七电机进行转动，所述第一转动体与所述支撑杆固定连接。

进一步的，

所述的第二转动机构包括：

第八电机，与所述支撑杆固定连接；

第二转动体，与所述第八电机的输出轴连接，受控于所述第八电机进行转动，所述第二转动体与所述第二平移机构连接。

进一步的，

所述的第三转动机构包括：

第十电机，与所述移动臂固定连接；

第三转动体，与所述移动臂通过转动轴连接，与所述第十电机的输出轴连接，受控于所述第十电机进行转动，所述第三转动体与所述机械手连接。

进一步的，

所述的第一类机械手、第二类机械手及第三类机械手分别设置有传感控制单元，所述的传感控制单元包括：

图像采集装置，设置于所述第一类机械手、第二类机械手及第三类机械手处，用于进行拍摄并生成图像数据；

处理装置，与所述图像采集装置连接，用于接收所述图像数据，并根据所述图像数据的信息判断图片中是否存在果柄，当判断存在果柄时，所述第一类机械手、第二类机械手及第三类机械手进行工作将所述的果柄剪断。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的多功能摘果器能够适用于不同高度、不同类型的果子，适用范围广，且在摘果子的过程中速度较快，由于移动机构是履带式，所以其适用于任何复杂的地形。

2.在分别对较矮、中等高度、或者较高的果树分别进行摘果时，第二转动机构进行转动，进而使第二转动机构带动第二平移机构转动实现第一类机械手、第二类机械手以及第三类机械手进行方位的变化，并且也可以通过改变支撑杆的高度进行配合，使机械手的高度根据支撑杆的长度发生变化，当需要摘取低位置处的果子时，通过第二转动机构将第一类机械手、第二类机械手或第三类机械手转移至较低的位置处，当需要摘取高位置处的果子时，通过第二转动机构将第一类机械手、第二类机械手或第三类机械手转移至较高的位置处。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为多功能摘果器的第一种实施方式的结构示意图；

图2为第一类机械手的俯视图；

图3为多功能摘果器的第二种实施方式的结构示意图；

图4为第二类机械手的俯视图；

图5为多功能摘果器的第三种实施方式的结构示意图；

图6为第三类机械手的俯视图。

1、移动机构；2、第一平移机构；21、第一固定座；22、移动体；3、第一转动机构；4、支撑杆；5、第二转动机构；51、第八电机；52、第二转动体；6、第二平移机构；61、第二固定座；62、移动臂；7、第三转动机构；71、第十电机；72、第三转动体；81、第一类机械手；811、竖杆；812、第一齿条；813、第一齿轮；814、第一固定架；815、转动辊；816、刀刃；817、第二电机；818、第三电机；82、第二类机械手；821、第二固定架；822、第四电机；823、第一丝杠；824、第二丝杠；825、第一螺母；826、第二螺母；827、第一滑移体；8271、第一触头；8272、第一刀片；828、第二滑移体；8281、第二触头；83、第三类机械手；831、第一子架；832、第二子架；833、第三触头；834、第四触头；835、第二刀片；91、导向杆；92、导向管道；93、盛放箱。

具体实施方式

下面将啮合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互啮合。

一种多功能摘果器，如图1所示其第一种实施方式的结构示意图，包括移动机构1，其中移动机构1包括基座和设置于基座下部用于带动基座进行移动的移动系统，移动系统包括第一电机，传动齿轮组与第一电机的输出轴啮合，履带与传动齿轮组啮合。通过第一电机带动传动齿轮组进而带动履带进行转动，使移动机构1能够提供动力进而使多功能摘果器进行移动。传动齿轮组可以包括一主动齿轮和至少两个从动齿轮，履带分别与主动齿轮以及从动齿轮啮合。其中移动结构1也可以为轮式结构。通过移动机构1带动多功能摘果器进行移动，使其在进行摘果时能够移动到适宜的位置处。

第一平移机构2，包括滑移连接的第一固定座21和移动体22，第一固定座21位于移动机构1上部与移动机构1固定连接，其中第一平移机构2包括设置于第一固定座21两侧的齿条，设置于移动体22内与齿条配合的齿轮，移动体22内部设置有第六电机，第六电机用于控制所述齿轮进行转动，通过移动体22内的第六电机带动齿轮转动，进而使齿轮和齿条形成水平方向上的位移关系，进而使移动体22及第一转动机构3进行水平方向上的位移。

第一转动机构3，位于移动体22的上部与移动体22转动连接，第一转动机构3包括第七电机，设置于移动体22上部；第一转动机构3还第一转动体，与第七电机的输出轴连接，受控于第七电机进行转动，第一转动体与支撑杆4固定连接。通过第七电机带动第一转动体进行转动，进而使第一转动体带动支撑杆4进行转动，使支撑杆4能够在摘果过程中处于一个适宜的位置。

支撑杆4，位于第一转动机构3的一侧与第一转动机构3直固定设置，支撑杆4和第一转动体之间可通过螺栓进行固定，其中支撑杆4优选采用金属材质。支撑杆4可设置为长方体形状，并在其四周可开设滑槽，方便工作人员把持等等。

第二转动机构5，固定设置于支撑杆4的一侧，与支撑杆4转动连接，通过支撑杆4对第二转动机构5进行固定，并可使第二转动机构5位于一定的高度，使第一类机械手81、第二类机械手82及第三类机械手83在摘果的过程中具有适宜的高度。其中第二转动机构5包括第八电机51和第二转动体52；第八电机51与支撑杆4固定连接，第二转动体52与第八电机51的输出轴连接，受控于第八电机51进行转动，第二转动体52与第二平移机构6连接。通过第八电机51带动第二转动体52进行转动，并且第二转动体52能够进行竖直方向上的转动，使第二转动体52能够在竖直方向上360度的进行旋转，进而使第一类机械手81、第二类机械手82及第三类机械手83能在竖直方向上具有不同的高度以及不同的角度，使第一类机械手81、第二类机械手82及第三类机械手83更加方便的进行摘果工作。

第二平移机构6，包括滑移连接的第二固定座61和移动臂62，第二固定座61与第二转动机构5固定连接。第二平移机构6包括设置于移动臂62两侧的齿条，设置于第二固定座61内与所述齿条配合的齿轮，第二固定座61内部设置有第九电机，第九电机用于控制所述齿轮进行转动。通过第九电机带动齿轮进行转动进而带动齿条进行水平位移，使移动臂62进行移动。在摘果的过程中，可根据水果的高度控制第九电机进行工作，进而带动移动臂62进行移动，达到调节第一类机械手81、第二类机械手82及第三类机械手83高度的目的及效果。

第三转动机构7，一端与移动臂62固定连接，另一端转动连接第一类机械手81、第二类机械手82以及第三类机械手83中的任意一个。第三转动机构7包括：第十电机71，与移动臂62固定连接；三转动机构7还包括第三转动体72，与移动臂62过转动轴连接，与第十电机71的输出轴连接，受控于第十电机71进行转动，第三转动体72与第一类机械手81、第二类机械手82以及第三类机械83手中的任意一个连接。在摘果的过程中，通过第十电机71带动第三转动体72进行转动，进而达到调节任意一机械手角度的目的，使得任意一机械手在摘果过程中更加精准。

其中第一类机械手81为适用于摘取较高位置处水果的装置，用于摘取较高处的水果，例如柿子树、柚子树等较高树木上的果实；其中第二类机械手82为适用于摘取较低位置处水果的装置，用于摘取较低处的水果，例如草莓、西红柿等果实生长水平位置较低的水果；其中第三类机械83手为适用于摘取水平位置较中处水果的装置，用于摘取中等高度处的水果，例如桃树、杏树等中等高度树木上的果实。

如图2所示，第一类机械手81的俯视图，第一类机械手81包括竖杆811，与第三转动机构转动连接，第一齿条812，贯穿所述竖杆811与竖杆811滑移连接，第一齿轮813，与第一齿条812啮合，位于竖杆811的一侧与竖杆811固定连接，第一齿轮813与第二电机817的输出轴固定连接，第一齿条812在远离第一齿轮813的一侧设置有呈凹形设置的第一固定架814，第一固定架814的内部设置有与第一固定架814转动连接的转动辊，转动辊815设置有环绕其上的刀刃816，转动辊815的与第三电机818的输出轴同轴固定连接。通过竖杆811达到对第一齿条812及第二电机817进行固定的目的，并且第二电机817带动第一齿轮813转动进而带动第一齿条812进行移动，通过第一齿条812带动第一固定架814进行移动。第三电机818及转动辊固定于第一固定架814之上，进而通过第二电机817带动转动辊815及环绕分布的刀片进行水平方向上的移动。由于生长较高的树木的果柄都比较粗，而环绕分布的刀片在高速转动时能够具有较强的切割力，通过第三电机818带动转动辊815及环绕分布的刀片进行转动进而将与环绕分布的刀片接触的果晶切断，实现对大型果的采摘。

在该实施例中，第一平移机构2的上部固定设置有导向杆91及导向管道92，导向管道92的两端分别与导向杆91的顶部固定以及第一固定架814进行固定，导向管道92较高处的开口位于转动辊815的下部，导向管道92较低处的开口与导向杆91进行固定，在第一平移机构2的上部还固定设置有盛放箱93，导向管道92较低处的开口面向于盛放箱93的开口。当环绕分布的刀片将任意果柄切断后，果实可沿着导向管道92滚至盛放箱93内。解决了较高处果实摘取后不好放置的问题。

如图3所示，多功能摘果器的第二种实施方式示意图，此时支撑杆、第二转动机构、第二平移机构以及第三转动机构如图所示设置，通过转动第二转动机构和第三转动机构，使支撑杆和第二平移机构中的移动臂形成一定的角度，图中所示支撑杆与移动臂形成的角度为钝角，并通过移动臂带动第二类机械手82进行竖直方向上的位移活动，使第二类机械手82位于较低的高度，进而对较低位置处的果实进行采摘。

如图4所示，第二类机械手的结构示意图，第二类机械手包括中空设置的第二固定架821，其一端与第三转动机构7转动连接，设置于第二固定架821内与第二固定架821固定连接的第四电机822。第一丝杠823和第二丝杠824，分别位于第二固定架821内与第二固定架821滚动连接，第一丝杠823和第二丝杠824分别与第四电机822的输出轴通过齿轮啮合，第一丝杠823和第二丝杆的螺纹为反向的螺纹，通过第四电机822可分别带动第一丝杠823和第二丝杆进行转动。

第一丝杠823和第二丝杠824分别设置有与其配合的第一螺母825和第二螺母826，第一螺母825和第二螺母826分别设置有与其固定的第一滑移体827和第二滑移体828，第一滑移体827和第二滑移体828分别与第二固定架821滑移连接，第一滑移体827和第二滑移体828远离第二固定架821的一侧水平设置有第一触头8271和第二触头8281，任意第一触头8271和第二触头8281的上部设置有第一刀片8272。其中触头和滑移体是用弹性钢片连接，第一刀片8272与滑移体是刚性连接，由此实现触头先接触并夹紧被采摘果实的果柄，滑移体进一步相互靠近时触头继续夹紧，同时第一刀片8272切断果柄，实现果实的摘取。

通过第一丝杠823和第二丝杠824可分别带动第一滑移体827和第二滑移体828进行移动，由于第一丝杠823和第二丝杆的螺纹为反向的螺纹，所以第一滑移体827和第二滑移体828在进行移动的过程中存在一种相向的运动，通过第四电机822带动第一滑移体827和第二滑移体828及第一触头8271和第二触头8281进行相向的运动，当第一触头8271和第二触头8281相接触时，任意第一触头8271和第二触头8281的上部设置的第一刀片8272将果柄进行切断。其中第二类机械手82适用于生长较低的小型果的摘取，因为小型果的果柄较细，通过第一刀片8272即可割断，方便、快捷。

如图5所示，多功能摘果器的第三种实施方式示意图，其与第一种实施方式中的支撑杆、第二转动机构、第二平移机构以及第三转动机构设置方式基本相同。

如图6所示，第三类机械手83的俯视图，第三类机械手83包括第三固定架，包括转动连接的第一子架831和第二子架832，第一子架831与第三转动机构7转动连接，其中第一子架831可呈凹形设置，其凸出的两端可分别通过轴承与第三转动机构7连接。第三类机械手83还包括与第二子架832滑移连接的第三触头833和第四触头834，第二子架832与第三触头833和第四触头834之间呈凹型设置，第二子架832内设置有第五电机与第三触头833和第四触头834之间设置有齿轮传动组，用于控制第三触头833和第四触头834相对与第二子架832进行滑移。通过第五电机分别带动第三触头833和第四触头834进行相向的移动，并且第三触头833和第四触头834的相对面优选设置有第二刀片835，通过第三触头833和第四触头834处的第二刀片835将果柄切断。其中第三类机械手83适用于生长高度适中的中型果的摘取，因为中型果的果柄具有一定的粗度，通过第三触头833和第四触头834相对的两片第二刀片835即可割断，方便、快捷。

在一个实施例中，第一类机械手81、第二类机械手82及第三类机械手83分别设置有传感控制单元，传感控制单元包括图像采集装置和处理装置，图像采集装置设置于第一类机械手81、第二类机械手82及第三类机械手83处，用于进行拍摄并生成图像数据。处理装置与图像采集装置连接，用于接收图像数据，并根据图像数据的信息判断图片中是否存在果柄，当判断存在果柄时，第一类机械手81、第二类机械手82及第三类机械手83进行工作将所述的果柄剪断。其中处理装置对图像数据进行分析，进行图像识别，当识别有任意图像数据中存在与果子相向的图案时机械手伸出，并且在图像采集装置的一侧还设置有红外线矩阵传感器，用于检测机械手与果子之间的距离，当机械手与果子之间的距离等于一预设距离时，输出停止信号至处理装置，处理装置控制第二平移机构6停止平移，并控制第三电机818、第四电机822及第五电机进行工作，将果柄剪断。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。