一种多自由度水果采摘装置的制作方法

本实用新型涉及水果采摘技术领域，具体涉及一种多自由度水果采摘装置。

背景技术：

果树种植产业是我国农业中的重要产业之一，近几十年来，我国果树种植产业规模和产量有大幅度的增长，其中苹果产量居世界第一位。目前，人们在采摘苹果、枣子、橘子等水果时，经常是直接用手从树上将苹果、枣子、橘子等水果摘下，这样一方面容易造成树枝被扯断，影响树木生成，更影响以后的水果产量，另一方面还容易扯坏水果与果枝的连接处，造成水果无法长时间收藏保存。水果采摘器主要是用于对已经成熟的水果进行收获，但是这个工具虽然人们不需要频繁的上树下树，但是经常使水果从高空落下，使水果碰伤，这样不利于水果的保存，给果农造成很大的损失，并且水果收获主要由人工不定时对果实进行成熟度判断和采摘，劳动强度大、消耗时间长，具有一定危险性。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种多自由度水果采摘装置，由自动化、机械化采摘机代替人工劳作，不仅能够大大提高水果采摘效率、降低劳动强度、解决劳动力的不足、同时还可以减少水果在采摘过程中破损，减少果农损失，提高经济效率。

本实用新型提供了一种多自由度水果采摘装置，包括移动承载机构、导轨机构、伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构；

所述移动承载机构可在地面上自由移动并装载水果；

所述导轨机构固定安装在所述移动承载机构上；

所述伸缩机构固定安装在导轨机构上并通过导轨机构带动做横向移动；

所述水平转动机构固定安装在旋转平台内，水平转动机构的转动端与旋转平台顶端固定连接并带动旋转平台顶端做水平转动，旋转平台的下端与伸缩机构的伸缩端固定连接并通过伸缩机构带动做竖向移动；

所述摆动机构的一端固定安装在所述旋转平台的上端，摆动机构的另一端与所述采摘机构转动连接。

本实用新型通过设置移动承载机构、导轨机构、伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构，移动承载机构可以带动导轨机构、伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构在果地内自由自由行动，采摘机构用于采摘水果，而摆动机构可以带动采摘机构进行摆动，实现在小范围内进行水果采摘，而水平转动机构可以带动摆动机构旋转，再带动采摘机构旋转，进一步增加采摘范围，同样的，导轨机构也可以带动采摘机构的横向运动，本实用新型自由度高，具有较大的采摘范围。

并在上述技术方案中，本实用新型还可以做如下改进。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述移动承载机构包括承载平台、电源、悬挂、车轮和驱动电机，所述承载平台的下端通过悬挂与所述车轮传动连接，所述电源设置在所述承载平台的下端，所述驱动电机与所述车轮传动连接并通过电源供电。

设置的电源除了给悬挂提供电力外，还用于给导轨机构、伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构提供动力，这里的电源采用24V电瓶，其震动小，噪音小，无污染，同时，电源为驱动电机供电，驱动电机与车轮传动连接，驱动车轮转动，从而带动承载平台移动。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述导轨机构包括横向导轨和第一电机，所述横向导轨和第一电机均固定安装在所述承载平台的上端。

横向导轨可以在第一电机的带动下进行缓慢横向移动，从而带动其上方的伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构进行横向移动。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述伸缩机构包括第二电机，所述第二电机固定安装在所述横向导轨上并通过横向导轨的带动做横向运动，第二电机的伸缩端与所述旋转平台的下端固定连接。

第二电机选用直线伸缩电机，直线伸缩电机可以在垂直方向进行升降，适应不同采摘高度，旋转平台固定在第二电机上部，可随着第二电机进行竖向移动。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述水平转动机构包括第三电机，所述第三电机固定安装在所述旋转平台内，第三电机的转动端与旋转平台上端固定连接并带动旋转平台的上端做水平转动。

第三电机可以带动摆动机构和采摘机构在做水平转动，满足一定范围内的水果采摘。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述摆动机构包括第一转臂、第四电机、第二转臂和第五电机，所述第四电机固定安装在所述旋转平台的上端，第四电机的转动端与所述第一转臂的一端固定连接并带动第一转臂做竖向转动，所述第五电机固定安装在第一转臂的另一端，第五电机的转动端与所述第二转臂的一端固定连接并带动第二转臂做竖向转动，所述第二转臂的另一端固定连接有第六电机。

第一转臂可在第四电机的带动下进行摆动，第二转臂呈L形，第二转臂可在第五电机的带动下进行摆动。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述采摘机构包括支架、第七电机、钢丝套管、牵引钢丝和采摘器，所述支架呈L形，所述第六电机的转动端与支架的一弯折端固定连接，支架的另一转折端固定安装有所述第七电机，所述钢丝套管固定安装在支架的另一弯折端，所述牵引钢丝穿设在所述钢丝套管内，牵引钢丝的一端与第七电机的转动端固定连接，牵引钢丝的另一端与所述采摘器固定连接并控制采摘器开闭。

支架主要用于安装第七电机，同时与第六电机连接，可在第六电机的带动下进行旋转活动；第七电机为摆动运动，通过牵引钢丝套管内的钢丝对采摘器进行控制。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述采摘器包括对称设置的两个呈半月形的夹持部，两个夹持部靠近支架的一端相互铰接。

铰接后的两个夹持部形成采摘器并通过牵引钢丝的拉放实现收紧和放松，并且两个夹持部为硅胶材质，保护被采摘水果不受损伤。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：还包括控制器，所述控制器安装在所述移动承载机构上并分别与所述移动承载机构、导轨机构、伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构电性连接。

控制器可以采集遥控信号，控制整个装置的形走和采摘动作。

优选的技术方案，其附加技术特征在于：所述承载平台上设有收集箱。

收集箱可用于收集采摘的水果。

本实用新型的有益效果为：本实用新型通过设置移动承载机构、导轨机构、伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构，移动承载机构可以带动导轨机构、伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构在果地内自由自由行动，采摘机构用于采摘水果，而摆动机构可以带动采摘机构进行摆动，实现在小范围内进行水果采摘，而水平转动机构可以带动摆动机构旋转，再带动采摘机构旋转，进一步增加采摘范围，同样的，导轨机构也可以带动采摘机构的横向运动，本实用新型自由度高，具有较大的采摘范围。本实用新型可以在辅助人工的情况下仍可水果不受损伤，并完成水果收集，使其在使用时更加方便快捷高效，在实现了半自动半人工摘果、摘取高处水果的同时大大节省了劳动力。

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。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的后视图。

附图中：1表示电源；2表示车轮；3表示悬挂；4表示承载平台；5表示控制器；6表示横向导轨；7表示第一电机；8表示第二电机；9表示旋转平台；10表示第三电机；11表示第四电机；12表示第一转臂；13表示第五电机；14表示第二转臂；15表示第六电机；16表示支架；17表示第七电机；18表示钢丝套管；19表示牵引钢丝；20表示采摘器；21表示收集箱；22表示驱动电机。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1至图2所示，图1中A所在的方向表示上方向，B所在的方向表示下方向，本实用新型提供了一种多自由度水果采摘装置，包括移动承载机构、导轨机构、伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构；

所述移动承载机构可在地面上自由移动并装载水果；

所述导轨机构固定安装在所述移动承载机构上；

所述伸缩机构固定安装在导轨机构上并通过导轨机构带动做横向移动；

所述水平转动机构固定安装在旋转平台9内，水平转动机构的转动端与旋转平台9顶端固定连接并带动旋转平台9顶端做水平转动，旋转平台9的下端与伸缩机构的伸缩端固定连接并通过伸缩机构带动做竖向移动；

所述摆动机构的一端固定安装在所述旋转平台9的上端，摆动机构的另一端与所述采摘机构转动连接。

本实用新型通过设置移动承载机构、导轨机构、伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构，移动承载机构可以带动导轨机构、伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构在果地内自由自由行动，采摘机构用于采摘水果，而摆动机构可以带动采摘机构进行摆动，实现在小范围内进行水果采摘，而水平转动机构可以带动摆动机构旋转，再带动采摘机构旋转，进一步增加采摘范围，同样的，导轨机构也可以带动采摘机构的横向运动，本实用新型自由度高，具有较大的采摘范围。

如图1并结合图2，所述移动承载机构包括承载平台4、电源1、悬挂3和车轮2，所述承载平台4的下端通过悬挂3与所述车轮2传动连接，所述电源1设置在所述承载平台4的下端，所述驱动电机22与所述车轮2传动连接并通过电源1供电，同时，电源1为驱动电机22供电，驱动电机22与车轮2连接，驱动车轮2转动，从而带动承载平台4移动。

设置的电源1除了给悬挂3提供电力外，还用于给导轨机构、伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构提供动力，这里的电源1采用24V电瓶，其震动小，噪音小，无污染。

如图1并结合图2，所述导轨机构包括横向导轨6和第一电机7，所述横向导轨6和第一电机7均固定安装在所述承载平台4的上端。

横向导轨6可以在第一电机7的带动下进行缓慢横向移动，从而带动其上方的伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构进行横向移动。

如图1并结合图2，所述伸缩机构包括第二电机8，所述第二电机8固定安装在所述横向导轨6上并通过横向导轨6的带动做横向运动，第二电机8的伸缩端与所述旋转平台9的下端固定连接。

第二电机8选用直线伸缩电机，直线伸缩电机可以在垂直方向进行升降，适应不同采摘高度，旋转平台9固定在第二电机8上部，可随着第二电机8进行竖向移动。

如图1并结合图2，所述水平转动机构包括第三电机10，所述第三电机10固定安装在所述旋转平台9内，第三电机10的转动端与旋转平台9上端固定连接并带动旋转平台9的上端做水平转动。

第三电机10可以带动摆动机构和采摘机构在做水平转动，满足一定范围内的水果采摘，由附图1和图2，可以得知旋转平台9包括安装框和安装板，这里，第三电机10的转动端就是与安装板固定连接。

如图1并结合图2，所述摆动机构包括第一转臂12、第四电机11、第二转臂14和第五电机13，所述第四电机11固定安装在所述旋转平台9的上端，也就是安装板上，第四电机11的转动端与所述第一转臂12的一端固定连接并带动第一转臂12做竖向转动，所述第五电机13固定安装在第一转臂12的另一端，第五电机13的转动端与所述第二转臂14的一端固定连接并带动第二转臂14做竖向转动，所述第二转臂14的另一端固定连接有第六电机15。

第一转臂12可在第四电机11的带动下进行摆动，第二转臂14呈L形，第二转臂14可在第五电机13的带动下进行摆动。

如图1并结合图2，所述采摘机构包括支架16、第七电机17、钢丝套管18、牵引钢丝19和采摘器20，所述支架16呈L形，所述第六电机15的转动端与支架16的一弯折端固定连接，支架16的另一转折端固定安装有所述第七电机17，所述钢丝套管18固定安装在支架16的另一弯折端，所述牵引钢丝19穿设在所述钢丝套管18内，牵引钢丝19的一端与第七电机17的转动端固定连接，牵引钢丝19的另一端与所述采摘器20固定连接并控制采摘器20开闭。

支架16主要用于安装第七电机17，同时与第六电机15连接，可在第六电机15的带动下进行旋转活动；第七电机17为摆动运动，通过牵引钢丝19套管18内的钢丝对采摘器20进行控制。

如图1并结合图2，所述采摘器20包括对称设置的两个呈半月形的夹持部，两个夹持部靠近支架16的一端相互铰接。

铰接后的两个夹持部形成采摘器20并通过牵引钢丝19的拉放实现收紧和放松，并且两个夹持部为硅胶材质，保护被采摘水果不受损伤。

如图1并结合图2，还包括控制器5，所述控制器5安装在所述移动承载机构上并分别与所述移动承载机构、导轨机构、伸缩机构、水平转动机构、摆动机构和采摘机构电性连接。

控制器5可以采集遥控信号，控制整个装置的形走和采摘动作，本实用新型中的控制器型号为西门子S7-200。

如图1并结合图2，所述承载平台4上设有收集箱21。

收集箱21可用于收集采摘的水果。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。