芒果自动采摘柔性收集一体机

本发明所涉及一种热带水果采收机械，具体涉及一种芒果自动采摘柔性收集一体机，属于农业机械的。

背景技术：

1、我国是芒果生产大国，当前芒果采摘主要依靠人工完成，采摘效率低、劳动强度大，且随着城镇化的推进，农村劳动人口越来越少，人工采摘成本越来越高，亟需芒果智能化、机械化采摘的实现。芒果属于漆树科植物，剪切芒果果柄时，果柄处会产生漆液，该漆液化学成分可能使人体过敏，也会造成芒果的褐变，使芒果的品相变差，影响储存时间。因此，发明一具有清理芒果漆液的芒果采摘机具有重要意义。传统的根据经验判断芒果熟度，再采摘芒果，或是采摘后根据芒果颜色、大小等对芒果进行分类，后再分级销售，需要消耗大量精力，因此，能够识别成熟芒果、并能自动分类的采摘机器具有应用远大前景。目前，我国农业采摘机器视觉识别系统研究不断深入，为农业采摘机器视觉识别技术的应用奠定了基础。

技术实现思路

1、为了提高热带水果芒果的采摘效率，并降低劳动强度，本发明设计了一种芒果自动采摘柔性收集一体机，旨在提高全国芒果采摘与分类的机械化、智能化的水平。

2、本发明提供一种芒果自动采摘柔性收集一体机，包括采摘系统（1）、输送与分类系统（2）、控制系统（3）、行驶与储存系统（4）。

3、采摘系统（1）安装在行驶与储存系统（4）上。

4、输送与分类系统（2）连接在采摘系统（1）上。

5、控制系统（3）设置在行驶与储存系统（4）上。

6、采摘系统（1）负责抓取芒果、剪切果柄并清理果柄处汁液。

7、输送与分类系统（2）负责将芒果从采摘系统（1）上输送至行驶与储存系统（4），并根据芒果的表皮颜色和重量进行分类。

8、控制系统（3）用于操纵控制采摘系统（1）、输送与分类系统（2）、行驶与储存系统（4）的运行。

9、行驶与储存系统（4）负责一体机在田间的行驶，并储存芒果。

10、采摘系统（1）包括伸缩与摆转机构（11）、抓取机构（12）、剪切机构（13）、清洁机构（14）。

11、抓取机构（12）安装在伸缩与摆转机构（11）上，剪切机构（13）安装在抓取机构（12）上，清洁机构（14）固定在剪切机构（13）上。

12、伸缩与摆转机构（11）包括主柱（111）、子柱（112）、旋转台（113）、摆转电动液压缸（114）。

13、旋转台（113）包括旋转电机（1131）、旋转电机支撑座（1132）、转盘（1133）。

14、抓取机构（12）包括爪子（121）、六轴姿态传感器（122）、爪子固定支架（123）、爪子固定支架摆转电机（124）。

15、爪子（121）包括上爪（1211）、薄膜式压力传感器（1212）、下爪（1213）、上爪摆转电动液压缸（1214）、下爪摆转电机（1215）、下爪摆转电机支架（1216）。

16、剪切机构（13）包括剪刀（131）、剪刀固定盒（132）、探测仪（133）、舵机a（134）、舵机b（135）、剪刀臂a（136）、剪刀臂b(137)。

17、剪刀（131）包括剪刀体a（1311）、剪刀体b（1312）。

18、剪刀固定盒（132）包括剪刀固定盒体（1321）、剪刀固定盒盖（1322）、齿轮驱动电机（1323）、滑槽（1324）、齿条（1325）、齿轮（1326）。

19、清洁机构（14）包括喷水头（141）、清洁海绵（142）、水管（143）、水管限位夹（144）、水泵一体箱（145）。

20、输送与分类系统（2）包括空心管（21）、支撑盆（22）、柔性可伸缩输送管a（23）、换向支架（24）、柔性可伸缩输送管b（25）、柔性可伸缩输送管c（26）、隔板a（27）、隔板b（28）。

21、换向支架（24）包括换向支架a（241）、换向支架b（242）、摆板（243）、缓冲海绵（244）、摆板摆转电机（245）、通孔b（246）、通孔c（247）。

22、控制系统（3）包括控制面板（31）、控制面板固定支架（32）、锂电池（33）。

23、控制面板（31）包括总开关（311）、自动模式开关（312）、旋钮（313）、切割按钮（314）、驱动电机开关（315）、显示屏（316）、故障提示灯（317）。

24、旋钮（313）包括升降电动液压缸控制旋钮（3131）、旋转电机控制旋钮（3132）、摆转电动液压缸控制旋钮（3133）、下爪摆转电机控制旋钮（3134）、上爪摆转电动液压缸控制旋钮（3135）。

25、控制面板固定支架（32）包括控制面板支撑杆a（321）、控制面板支撑杆b（322）、控制面板支撑杆c（323）、控制面板固定支架（324）、控制面板支撑杆固定支架（325）。

26、行驶与储存系统（4）包括车体（41）、轮子安装支架a（42）、转向轮（43）、轮子安装支架b（44）、驱动轮（45）、驱动电机（46）、驱动电机支架（47）、把手（48）。

27、主柱（111）底部与车体（41）固定连接，主柱（111）内壁两侧通过滑槽与子柱（112）外壁两侧相配合，子柱（112）底部与升降电动液压缸（114）顶部固定连接，子柱（112）顶部安装有旋转电机支撑座（1132），升降电动液压缸（114）底部与车体（41）连接。

28、旋转电机支撑座（1132）上固定有旋转电机（1131），旋转电机（1131）转轴与转盘（1133）固定连接，转盘（1133）与支撑盆（22）连接。

29、摆转电动液压缸（114）下端通过转动副与支撑盆（22）相连，上端与空心管（21）通过转动副连接，升降电动液压缸（114）、旋转电机（1131）、摆转电动液压缸（114）与控制面板（31）电性连接。

30、爪子上安装有三组结构尺寸相同的爪子（121），三组爪子均布于爪子固定支架（123）上。

31、爪子固定支架（123）与下爪（1213）构成转动副，爪子固定支架（123）上设有下爪摆转电机支架（1216）、六轴姿态传感器（122），爪子固定支架（123）中间是圆形通孔。

32、上爪（1211）通过转动副连接在下爪（1213）之上，上爪摆转电动液压缸（1214）分别与上爪（1211）、下爪（1213）以转动副连接，上爪（1211）上设有薄膜式压力传感器（1212），下爪摆转电机（1215）安装在下爪摆转电机支架（1216）上，下爪摆转电机（1215）带动下爪（1213）转动。

33、爪子固定支架摆转电机（124）固定安装在空心管（21）上，爪子固定支架摆转电机（124）带动爪子固定支架（123）摆转，六轴姿态传感器（122）、上爪摆转电动液压缸（1214）、薄膜式压力传感器（1212）、下爪摆转电机（1215）与控制面板（31）电性连接。

34、剪子臂b（137）安装在爪子固定支架（123）上，舵机b（135）固定安装在剪子臂b（137）上，舵机b（135）带动剪子臂a（136）摆转，剪子臂a（136）中部有一圆形通孔，探测头（133）穿过其中，并固定于剪子臂a（136）上，舵机a（134）固定安装在剪子臂a（136）上，舵机a（134）带动剪刀固定盒（132）摆转。

35、剪刀固定盒盖（1322）安装在剪刀固定盒体（1321）上，齿轮驱动电机（1323）设置在剪刀固定盒盖（1322）内部，齿轮驱动电机（1323）驱动齿轮（1326）正转或反转一定角度，齿轮（1326）与剪刀固定盒体（1321）构成转动副连接，齿轮（1326）与齿条（1325）啮合，齿条（1325）与剪刀固定盒体（1321）构成移动副连接，齿条（1325）与滑槽（1324）固定连接，滑槽（1324）与剪刀体b（1312）构成槽销副连接，剪刀体b（1312）通过转动副与剪刀体a（1311）连接，剪刀体a（1311）固定安装在剪刀固定盒体（1321）上，舵机a（134）、舵机b（135）、摄像头（133）、齿轮驱动电机（1323）与控制面板（31）电性连接。

36、喷水头（141）设在剪刀固定盒盖（1322）上，喷水头（141）尾部与水管（143）相连，喷水头（141）内部有电磁阀。

37、清洁海绵（142）设在剪刀（131）下方，水管（143）通过水管限位夹（144）固定在空心管（21）和剪子臂b（137）上，水泵一体箱（145）放置在支撑盆（22）上，水泵一体箱（145）上方的出水口与水管（143）相连，喷水头（141）、水泵一体箱（145）与控制面板（31）电性连接。

38、空心管（21）与支撑盆（22）通过转动副连接，空心管（21）外部为刚性材料，例如7075铝，内部嵌套有柔性材料，例如橡胶。

39、支撑盆（22）底部开有圆孔，圆孔处与柔性可伸缩输送管a（23）相连，支撑盆（22）上绕其圆孔设有弧状挡壁，且与空心管（21）相近处设有外凸的弧状延伸壁。

40、柔性可伸缩输送管a（23）安装在换向支架（24）上，换向支架（24）两侧分别设有柔性可伸缩输送管b（25）和柔性可伸缩输送管c（26），通孔b（246）与柔性可伸缩输送管b（25）相连，通孔c（247）与柔性可伸缩输送管c（26）相连，柔性可伸缩输送管a（23）、柔性可伸缩输送管b（25）和柔性可伸缩输送管c（26）为柔性材料，例如橡胶。

41、换向支架a（241）与换向支架b（242）相配合，套在主柱（111）上，换向支架a（241）主体为一异形框架，顶部为一大通孔，两侧开有通孔，该通孔下边界与换向支架a（241）底部较靠近。

42、摆板摆转电机（245）固定在换向支架a（241）内侧底部，驱动摆板（243）左右摆转一定角度，摆板摆转电机（245）与控制面板（31）电性连接，摆板（243）为椭圆形，大小可基本盖住换向支架a（241）两侧通孔，摆板（243）两侧各粘有圆形的缓冲海绵（244）。

43、隔板a（27）与车体（41）上的凹槽相配合，构成移动副，隔板a（27）与主柱（111）上的凹槽相配合，构成移动副，隔板b（28）与车体（41）上的凹槽相配合，构成移动副，隔板b（28）与主柱（111）上的凹槽相配合，构成移动副。

44、控制面板（31）上设有总开关（311）、自动模式开关（312）、升降电动液压缸控制旋钮（3131）、旋转电机控制旋钮（3132）、摆转电动液压缸控制旋钮（3133）、下爪摆转电机控制旋钮（3134）、上爪摆转电动液压缸控制旋钮（3135）、切割按钮（314）、驱动电机开关（315）、显示屏（316）、故障提示灯（317）。

45、控制面板固定支架（324）固定在控制面板（31）上，控制面板固定支架（324）与控制面板支撑杆c（323）通过转动副连接，控制面板支撑杆c（323）与控制面板支撑杆a（321）、控制面板支撑杆b（322）通过转动副连接，控制面板支撑杆a（321）、控制面板支撑杆b（322）与控制面板支撑杆固定支架（325）构成转动副，控制面板支撑杆固定支架（325）固定在车体（41）上，锂电池固定安装在车体（41）上，与控制面板（31）电性连接。

46、轮子安装支架a（42）通过转动副连接在车体（41）上，轮子安装支架a（42）与转向轮（43）构成转动副，轮子安装支架b（44）固定安装在车体（41）上，轮子安装支架b（44）与驱动轮（45）构成转动副，驱动电机支架（47）固定在轮子安装支架b（44）上，驱动电机（46）设在驱动电机支架（47）上，驱动电机（46）带动驱动轮（46）旋转，车体（41）上设有把手（48），车体（41）下左右两前轮为转向轮（43），左右两后轮为驱动轮（46）。