一种智能柑橘采摘机器的制作方法

本实用新型属于水果采摘技术领域，具体是涉及一种智能柑橘采摘机器。

背景技术：

在农业机械化的大背景下，越来越多的农业收获大型机械应运而生。但水果收获特别是木本植物果实收获依然是拦在农业机械化路途上的拦路虎，木本植物果实一般生长在树木的枝头，虽然可以通过嫁接等方式降低树木的高度，但其枝杆坚韧，且由于生长周期慢等原因不能采用大规模机械采摘，故而人力依然是采摘的主力。特别是柑桔采摘，其果实高度为1.5m～2.0m，果农只能靠人力采摘，不仅耗时长，遗漏多，而且采摘过程易疲劳，人力采摘成本高。且中国橘树普遍生长在山地丘陵等地形复杂的地区，限制了普通自动化机械的使用，同时也限制了运输车辆的使用。为此，设计一种采摘效率高、减少人力采摘成本、可以适应各种地形且运输能力强的柑桔采摘机器是十分必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种智能柑橘采摘机器，其采摘能力强，采摘效率高，节省了人工成本，提高了果农的经济效益；且可以适应山地、洼地、丘陵等各种复杂地形，运输能力强，可以避免长期采摘对人的体力损耗，对农业机械化有一定的推动作用。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种智能柑橘采摘机器，其特征在于：包括履带行走车、运载平台、采摘装置、柑橘收集箱及用于控制履带行走车和所述采摘装置动作的控制系统，所述运载平台安装在履带行走车的顶部，所述柑橘收集箱、采摘装置和控制系统从后至前依次安装在运载平台的顶部，所述采摘装置包括底座连接板、机械臂底座、底座转接盘驱动电机、底座转接盘、第一机械臂、第二机械臂、电机连接板、第一机械臂驱动电机、第二机械臂驱动电机、第三机械臂驱动电机和采摘剪，所述机械臂底座安装在底座连接板的顶部，所述底座转接盘驱动电机安装在机械臂底座上，所述底座转接盘固定安装在底座转接盘驱动电机的输出轴上，所述第一机械臂驱动电机通过电机架安装在底座转接盘上，所述第一机械臂驱动电机的输出轴与第一机械臂的下端固定连接，所述电机连接板的形状为L字形，所述第二机械臂驱动电机和第三机械臂驱动电机分别安装在电机连接板的两块板内侧，所述第二机械臂驱动电机的输出轴穿过电机连接板后与第一机械臂的上端固定连接，所述第三机械臂驱动电机的输出轴穿过电机连接板后与第二机械臂的一端固定连接，所述采摘剪设置在第二机械臂的另一端，所述采摘剪的端部设置有采摘摄像头，所述采摘摄像头通过数据传输线与控制系统连接，所述采摘剪的端部下方安装有柑橘漏斗，所述柑橘漏斗通过连接软管与柑橘收集箱的连接口相接，所述底座连接板固定在运载平台的顶部。

上述的智能柑橘采摘机器，其特征在于：所述采摘剪包括支撑肋板、电推杆、固定板、剪刀安装架、剪刀、第一推动片、第二推动片和剪刀固定架，所述支撑肋板的一端与固定板的一侧连接，所述电推杆安装在固定板的另一侧，所述剪刀安装架安装在电推杆上，所述剪刀设置在电推杆的前方，所述第一推动片设置在剪刀的右侧剪刀片的下方，所述第二推动片设置在剪刀的左侧剪刀片的下方，所述第一推动片的一端通过第一销轴与所述右侧剪刀片铰接，所述第二推动片的一端通过第二销轴与所述左侧剪刀片铰接，所述第一推动片和第二推动片的另一端通过第三销轴铰接，所述第三销轴与电推杆的推动杆端部连接，所述剪刀固定架的一端与剪刀的剪刀片连接轴连接，所述剪刀固定架的另一端与安装架连接，所述电推杆与控制系统连接由控制系统控制动作，所述支撑肋板的另一端与第二机械臂连接。

上述的智能柑橘采摘机器，其特征在于：所述固定板的下部固定有漏斗连接板，所述柑橘漏斗安装在漏斗连接板上。

上述的智能柑橘采摘机器，其特征在于：所述底座转接盘驱动电机、第一机械臂驱动电机、第二机械臂驱动电机和第三机械臂驱动电机均与控制系统相接且通过控制系统分别控制各驱动电机工作。

上述的智能柑橘采摘机器，其特征在于：所述控制系统还与履带行走车的驱动电机相接且控制该驱动电机工作。

上述的智能柑橘采摘机器，其特征在于：所述连接软管为70A聚氨酯管。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型智能柑橘采摘机器采用履带行走车，利用履带越障强、行进平稳、适于多地形的特点，能够满足山地丘陵等地形复杂地区的行走需求，运输方便。

2、本实用新型的采摘装置采用多自由度机械臂的设计方式，满足多方向的旋转和移动的采摘要求，采摘装置旋转移动灵活，采摘范围大。

3、本实用新型通过控制系统来控制电推杆前后移动，以将采摘剪张开与闭合，实现对柑橘梗切割，切割柑橘梗操作方便。

4、本实用新型连接软管为70A聚氨酯管，利用塑性软管的弹性减震作用，实现对柑橘的无损传输。

5、本实用新型采摘能力强，采摘效率高，节省了人工成本，提高了果农的经济效益；且可以适应山地、洼地、丘陵等各种复杂地形，运输能力强，可以避免长期采摘对人体力损耗，对农业机械化有一定的推动作用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为本实用新型采摘装置的结构示意图。

图3为本实用新型采摘剪和第二机械臂的位置关系结构示意图。

图4为图3的A处放大图。

附图标记说明:

1—柑橘收集箱； 2—连接口； 3—第一机械臂驱动电机；

3-1—底座转接盘驱动电机； 3-2—底座转接盘； 4—第一机械臂；

5-1—第三机械臂驱动电机； 5-2—电机连接板； 6—第二机械臂；

7—采摘剪； 7-1—支撑肋板； 7-2—电推杆；

7-3—剪刀； 7-4—剪刀固定架； 7-5—剪刀安装架；

7-6—第一推动片； 7-7—第二推动片； 7-8—固定板；

7-9—第三销轴； 8—柑橘漏斗； 8-1—漏斗连接板；

9—连接软管； 10—机械臂底座； 10-1—底座连接板；

11—控制系统； 12—运载平台； 13—履带行走车；

14—第二机械臂驱动电机； 15—采摘摄像头。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型包括履带行走车13、运载平台12、采摘装置、柑橘收集箱1及用于控制履带行走车13和所述采摘装置动作的控制系统11，所述运载平台12安装在履带行走车13的顶部，所述柑橘收集箱1、采摘装置和控制系统11从后至前依次安装在运载平台12的顶部，所述采摘装置包括底座连接板10-1、机械臂底座10、底座转接盘驱动电机3-1、底座转接盘3-2、第一机械臂4、第二机械臂6、电机连接板5-2、第一机械臂驱动电机3、第二机械臂驱动电机14、第三机械臂驱动电机5-1和采摘剪7，所述机械臂底座10安装在底座连接板10-1的顶部，所述底座转接盘驱动电机3-1安装在机械臂底座10上，所述底座转接盘3-2固定安装在底座转接盘驱动电机3-1的输出轴上，所述第一机械臂驱动电机3通过电机架安装在底座转接盘3-2上，所述第一机械臂驱动电机3的输出轴与第一机械臂4的下端固定连接，所述电机连接板5-2的形状为L字形，所述第二机械臂驱动电机14和第三机械臂驱动电机5-1分别安装在电机连接板5-2的两块板内侧，所述第二机械臂驱动电机14的输出轴穿过电机连接板5-2后与第一机械臂4的上端固定连接，所述第三机械臂驱动电机5-1的输出轴穿过电机连接板5-2后与第二机械臂6的一端固定连接，所述采摘剪7设置在第二机械臂6的另一端，所述采摘剪7的端部设置有采摘摄像头15，所述采摘摄像头15通过数据传输线与控制系统11连接，所述采摘剪7的端部下方安装有柑橘漏斗8，所述柑橘漏斗8通过连接软管9与柑橘收集箱1的连接口2相接，所述底座连接板10-1固定在运载平台12的顶部。

其中，柑橘收集箱1用于收集装载柑橘，履带行走车13可以适应各种地形。底座转接盘驱动电机3-1能够带动第一机械臂4、第二机械臂6和采摘剪7整体一周旋转，第一机械臂驱动电机3能够带动第一机械臂4、第二机械臂6和采摘剪7整体前后摆动，第二机械臂驱动电机14能够带动第二机械臂6和采摘剪7整体前后摆动，第三机械臂驱动电机5-1能够带动第二机械臂6和采摘剪7整体旋转一定的角度，以最终实现将采摘剪7调节至合适位置采摘柑橘。

如图3和图4所示，所述采摘剪7包括支撑肋板7-1、电推杆7-2、固定板7-8、剪刀安装架7-5、剪刀7-3、第一推动片7-6、第二推动片7-7和剪刀固定架7-4，所述支撑肋板7-1的一端与固定板7-8的一侧连接，所述电推杆7-2安装在固定板7-8的另一侧，所述剪刀安装架7-5安装在电推杆7-2上，所述剪刀7-3设置在电推杆7-2的前方，所述第一推动片7-6设置在剪刀7-3的右侧剪刀片的下方，所述第二推动片7-7设置在剪刀7-3的左侧剪刀片的下方，所述第一推动片7-6的一端通过第一销轴与所述右侧剪刀片铰接，所述第二推动片7-7的一端通过第二销轴与所述左侧剪刀片铰接，所述第一推动片7-6和第二推动片7-7的另一端通过第三销轴7-9铰接，所述第三销轴7-9与电推杆7-2的推动杆端部连接，所述剪刀固定架7-4的一端与剪刀7-3的剪刀片连接轴连接，所述剪刀固定架7-4的另一端与安装架7-5连接，所述电推杆7-2与控制系统11连接由控制系统11控制动作，所述支撑肋板7-1的另一端与第二机械臂6连接。

工作时，电推杆7-2拉动第三销轴7-9，第三销轴7-9带动第一推动片7-6和第二推动片7-7动作，第一推动片7-6和第二推动片7-7分别带动左侧剪刀片和右侧剪刀片动作，以将剪刀7-3闭合实现对柑橘剪切采摘；反之松动电推杆7-2，则剪刀7-3张开。

如图2和图3所示，所述固定板7-8的下部固定有漏斗连接板8-1，所述柑橘漏斗8安装在漏斗连接板8-1上。

本实施例中，所述底座转接盘驱动电机3-1、第一机械臂驱动电机3、第二机械臂驱动电机14和第三机械臂驱动电机5-1均与控制系统11相接且通过控制系统11分别控制各驱动电机工作。

本实施例中，所述控制系统11还与履带行走车13的驱动电机相接且控制该驱动电机工作。

本实施例中，所述连接软管9为70A聚氨酯管。

本实用新型的工作原理为：由采摘摄像头15实时拍摄采摘区图片，并将拍摄的采摘区图像传输给控制系统11，由控制系统11控制底座转接盘驱动电机3-1、第一机械臂驱动电机3、第二机械臂驱动电机14和第三机械臂驱动电机5-1的动作，以将采摘剪7调节至合适位置采摘柑橘。当采摘剪7放置至合适位置需剪切柑橘梗时，通过控制系统11控制电推杆7-2拉动剪刀7-3闭合，剪切掉柑橘梗后，则柑橘通过连接软管9落入柑橘收集箱1收集；当剪切掉柑橘梗后，控制系统11控制电推杆7-2松开，则剪刀7-3张开等待下一次动作。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。