一种智能莲藕采挖机器人的制作方法

本发明涉及农业自动化技术领域，特别涉及一种智能莲藕采挖机器人。

背景技术：

莲藕是一种长在水里的植物，莲藕的成熟季节一般在秋季和冬季之间，人们在采挖莲藕的时候需要泡在寒冷的冰水里，这样会对人的关节部分产生损害，所以需要一种可以自动化采挖莲藕的设备来代替人工采挖莲藕。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种智能莲藕采挖机器人，本发明通过设置船体和螺旋桨可以在水中自由滑动，通过设置多节圆环架和圆筒架可以将藕保护起来，防止在收割的过程中破坏其表面的皮。

本发明所使用的技术方案是：一种智能莲藕采挖机器人，包括船体、安装板、第一液压马达、螺旋桨、第一伺服电机、方套筒、伸缩杆、第二伺服电机、第三伺服电机、螺旋弹簧、连接架、柔性齿条、圆环架、圆筒架、摆动架、电缸、切断板、从动齿轮、第二液压马达、第一主动齿轮、刀片、第三液压马达、滑块、液压缸、圆弧板、第二主动齿轮、喷水管、进水管、电机固定板、摄像机，其特征在于：所述的船体后部两侧对称设有两个安装板，每个安装板后部安装有一个第一液压马达，第一液压马达的输出轴上安装有螺旋桨，通过第一液压马达带动螺旋桨转动并为船体提供推力；船体的前端部安装有第一伺服电机，第一伺服电机的电机轴前端与方套筒的侧面固定连接，方套筒中滑动安装有伸缩杆，伸缩杆的左侧安装有第二伺服电机，第二伺服电机的电机轴端部与第三伺服电机侧面固定连接，第三伺服电机的电机轴端部与螺旋弹簧一端固定连接，螺旋弹簧另一端与连接架后端固定连接，连接架前端是一个叉臂结构，连接架通过叉臂与最上方的圆环架的两个耳轴铰接；所述的圆环架主体是一个圆环，圆环外侧均布四个耳轴，最上方的圆环架的另外两个耳轴与第一个圆筒架上端的两个铰支座铰接，所述的圆筒架主体是一个圆筒，圆筒的两端各设有一组铰支座，两组铰支座的上的圆孔的轴线是垂直的，在最上端的圆环架下部交叉设有若干个圆筒架和若干个圆环架，圆筒架和圆筒架之间采用圆环架连接，使任意两个圆筒架之间都可以自由活动，在圆筒架和圆环架形成的串联组中内部均匀布置有三个柔性齿条，所述的柔性齿条背面与各个圆环架柔性连接，在每个柔性齿条上都安装着和圆筒架数量相同的滑块，滑块上部安装有一个电机固定板，电机固定板上安装着一个第三液压马达，第三液压马达的轴上安装有一个第二主动齿轮，第二主动齿轮与柔性齿条啮合；在滑块的正面安装有一个液压缸，液压缸的活塞杆端部安装有一个圆弧板，液压缸上部设有一个喷水管，喷水管与进水管相通，喷水管的右侧安装有摄像机；在最下端的一个圆筒架下部铰接安装有一个摆动架，所述的摆动架主体是一个圆环，圆环两侧各设置一个耳轴，在与耳轴的垂直方向上设有两个矩形槽，每个矩形槽中安装有一个切断板，切断板由电缸驱动，电缸一端固定在摆动架上，另一端固定在切断板上；在摆动架下部转动安装有一个从动齿轮，从动齿轮下面设有若干刀片，从动齿轮由第一主动齿轮驱动，第一主动齿轮固定在第二液压马达的转轴端部，第二液压马达上端部固定在摆动架侧面的支板上。

进一步地，所述的柔性齿条由橡胶材料制成。

进一步地，还包括高压水泵装置，高压水泵装置通过水管与进水管相连。

本发明有益效果：1.本发明通过设置船体和螺旋桨可以在水中自由滑动，通过设置多节圆环架和圆筒架可以将藕保护起来，防止在收割的过程中破坏其表面的皮。

2.本发明通过设置柔性齿条、喷水管和滑块可以将藕夹紧后对其表面进行清洗。

3.本发明通过设置从动齿轮和刀片可以切割莲藕周围的枝叶和缠绕的杂草，提高收割效率。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的圆环架和圆筒架配合局部示意图。

图3为本发明的从动齿轮和摆动架安装局部示意图。

图4为本发明的柔性齿条和圆环架安装示意图。

图5为本发明的滑块和柔性齿条配合示意图。

图6为本发明的三个液压缸在同时夹紧时的示意图

附图标号：1-船体；2-安装板；3-第一液压马达；4-螺旋桨；5-第一伺服电机；6-方套筒；7-伸缩杆；8-第二伺服电机；9-第三伺服电机；10-螺旋弹簧；11-连接架；12-柔性齿条；13-圆环架；14-圆筒架；15-摆动架；16-电缸；17-切断板；18-从动齿轮；19-第二液压马达；20-第一主动齿轮；21-刀片；22-第三液压马达；23-滑块；24-液压缸；25-圆弧板；26-第二主动齿轮；27-喷水管；28-进水管；29-电机固定板；30-摄像机。

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、图6所示，一种智能莲藕采挖机器人，包括船体1、安装板2、第一液压马达3、螺旋桨4、第一伺服电机5、方套筒6、伸缩杆7、第二伺服电机8、第三伺服电机9、螺旋弹簧（10）、连接架11、柔性齿条12、圆环架13、圆筒架14、摆动架15、电缸16、切断板17、从动齿轮18、第二液压马达19、第一主动齿轮20、刀片21、第三液压马达22、滑块23、液压缸24、圆弧板25、第二主动齿轮26、喷水管27、进水管28、电机固定板29、摄像机30，其特征在于：所述的船体1后部两侧对称设有两个安装板2，每个安装板2后部安装有一个第一液压马达3，第一液压马达3的输出轴上安装有螺旋桨4，通过第一液压马达3带动螺旋桨4转动并为船体1提供推力；船体1的前端部安装有第一伺服电机5，第一伺服电机5的电机轴前端与方套筒6的侧面固定连接，方套筒6中滑动安装有伸缩杆7，伸缩杆7的左侧安装有第二伺服电机8，第二伺服电机8的电机轴端部与第三伺服电机9侧面固定连接，第三伺服电机9的电机轴端部与螺旋弹簧（10）一端固定连接，螺旋弹簧（10）另一端与连接架11后端固定连接，连接架11前端是一个叉臂结构，连接架11通过叉臂与最上方的圆环架13的两个耳轴铰接；所述的圆环架13主体是一个圆环，圆环外侧均布四个耳轴，最上方的圆环架13的另外两个耳轴与第一个圆筒架14上端的两个铰支座铰接，所述的圆筒架14主体是一个圆筒，圆筒的两端各设有一组铰支座，两组铰支座的上的圆孔的轴线是垂直的，在最上端的圆环架13下部交叉设有若干个圆筒架14和若干个圆环架13，圆筒架14和圆筒架14之间采用圆环架13连接，使任意两个圆筒架14之间都可以自由活动，在圆筒架14和圆环架13形成的串联组中内部均匀布置有三个柔性齿条12，所述的柔性齿条12背面与各个圆环架13柔性连接，在每个柔性齿条12上都安装着和圆筒架14数量相同的滑块23，滑块23上部安装有一个电机固定板29，电机固定板29上安装着一个第三液压马达22，第三液压马达22的轴上安装有一个第二主动齿轮26，第二主动齿轮26与柔性齿条12啮合；在滑块23的正面安装有一个液压缸24，液压缸24的活塞杆端部安装有一个圆弧板25，液压缸24上部设有一个喷水管27，喷水管27与进水管28相通，喷水管27的右侧安装有摄像机30；在最下端的一个圆筒架14下部铰接安装有一个摆动架15，所述的摆动架15主体是一个圆环，圆环两侧各设置一个耳轴，在与耳轴的垂直方向上设有两个矩形槽，每个矩形槽中安装有一个切断板17，切断板17由电缸16驱动，电缸16一端固定在摆动架15上，另一端固定在切断板17上；在摆动架15下部转动安装有一个从动齿轮18，从动齿轮18下面设有若干刀片21，从动齿轮18由第一主动齿轮20驱动，第一主动齿轮20固定在第二液压马达19的转轴端部，第二液压马达19上端部固定在摆动架15侧面的支板上。

进一步地，所述的柔性齿条12由橡胶材料制成。

进一步地，还包括高压水泵装置，高压水泵装置通过水管与进水管28相连。

本发明工作原理：本发明通过船体1在水中移动，通过第一液压马达3带动螺旋桨4转动并为船体1提供推力；通过第一伺服电机5带动方套筒6转动，通过伸缩杆7控制第二伺服电机8的高度，通过第二伺服电机8控制第三伺服电机9转动；通过第三伺服电机9带动螺旋弹簧10转动，螺旋弹簧10通过连接架11带动圆环架13和圆筒架14转动；本发明在使用时首先将伸缩杆7伸出，使第三伺服电机9位于最高处，然后将莲藕的头部套进从动齿轮18中，下一步第三伺服电机9工作带动下面的部件转动，第二液压马达19带动从动齿轮18转动，从动齿轮18下面的刀片21切割莲藕周围的枝叶和缠绕的杂草，在切割的同时伸缩杆7开始下降，一直到刀片21到达莲藕根部位置为止，然后两个电缸16带动两个切断板17将莲藕根部截断，下一步柔性齿条12上的滑块23在第三液压马达22的带动下调整高度位置，其位置判断是通过摄像机30观察后作出的，使同一组的三个滑块23位于同一高度并同时通过液压缸24前端的圆弧板25夹紧每一节藕的中间位置，将每一节藕夹紧固定后伸缩杆7开始上升，下一步每个滑块23上的喷水管27开始喷水，将莲藕上的污泥洗净，洗净后将所有的液压缸24松开，将洗好的莲藕从最上方取出。