行走式果实自动采摘收集机器人   0    0

本发明提供了行走式果实自动采摘收集机器人，包括采摘头、定位机构、收集机构、移动机构；采摘头部分采用圆弧形件实现在剪断果梗之前先将果实包覆固定，从而实现了对果梗的精准剪断；通过采用锯齿形刀片设计可以实现渐进式的剪断，大大减少了平口式刀片在剪断时可能出现的剪不动、卡住等现象；通过果实与树枝分离后依靠其重力沿软体导果袋最终进入收集框，完成采摘；本装置结构简单，分离、收集一体化设计，能够实现高空定位自动采摘，采摘效率高且保证果实不受损伤，收集简单方便，能实现自主移动运送，适用于多种果实采摘，省时省力、经济实用，具有很好的市场前景。

1.行走式果实自动采摘收集机器人，其特征在于：包括采摘头（1）、定位机构（2）、收集机构（3）、移动机构（4）；所述采摘头（1）包括弧状切刀（11）和驱动机构（12）；两个所述切刀（11）的头端弧状刀头（111）相对设置；所述切刀（11）的弧状结构外侧端部与所述驱动机构（12）的输出转动轴连接，以此实现所述切刀（11）通过驱动机构（12）带动来实现绕轴转动；
通过两个所述切刀（11）的尾端相对旋转并对合形成容纳托盘结构，来实现对果实的托举；
再通过两个所述切刀（11）的刀头（111）相对旋转运动，来实现对果梗的剪切；所述采摘头（1）设在所述定位机构（2）上，并通过所述定位机构（2）来实现空间定位；所述收集机构（3）与所述采摘头（1）连接；所述定位机构（2）和收集机构（3）均设在所述移动机构（4）上；两个所述切刀（11）的头端弧状刀头的刀口为相互啮合的锯齿状结构；所述收集机构（3）包括限位套筒（31）、软体导果袋（32）和收集框（33）；两个所述切刀（11）内嵌于所述限位套筒（31）内；所述限位套筒（31）的下方连通有软体导果袋（32）；所述软体导果袋（32）的输出端与所述收集框（33）对应设置；所述收集框（33）设在所述移动机构（4）上；
所述软体导果袋（32）包括导果布袋（321）和导果滑道（322）；所述导果布袋（321）的上端与所述限位套筒（31）连通；所述导果布袋（321）的下端开口与所述导果滑道（322）的上端开口对应设置；所述导果滑道（322）的下端开口与收集框（33）的上端开口对应设置；所述导果滑道（322）的上端通过连接部件固定设在连接座（211）上；
所述导果布袋（321）和导果滑道（322）之间通过弹性拉绳（9）连接；所述弹性拉绳（9）的一端与导果布袋（321）的下端固定连接，另一端与所述导果滑道（322）的上端固定连接；多个弹性拉绳（9）均匀地周向分布在所述导果布袋（321）和导果滑道之间；
软体导果袋（32）的导果滑道采用双层布袋结构，由外层布袋与多个内层布袋两者嵌套、上端缝合而成，内层布袋是由柔性抗拉弹性布料制成；果实在下落过程中，利用各节内层布袋弹性挤压摩擦作用，从而控制果实的下降速度，逐节逐层下落，来实现平稳的落入收集框中。

2.根据权利要求1所述的行走式果实自动采摘收集机器人，其特征在于：所述切刀（11）为四分之一球壳形结构，且所述切刀（11）的头端和尾端均为半圆弧状结构；以此实现当两个切刀（11）的尾端对合时，形成开口向上的半圆球壳状托盘结构。

3.根据权利要求1所述的行走式果实自动采摘收集机器人，其特征在于：还设有限位套筒（31）；两个所述切刀（11）内嵌于所述限位套筒（31）内；所述限位套筒（31）的顶部还固定设有弹性挡圈（7）；所述弹性挡圈（7）还设有向内侧延伸的导向部（71）；所述导向部（71）的内侧下端与所述切刀（11）的尺寸匹配。

4.根据权利要求3所述的行走式果实自动采摘收集机器人，其特征在于：所述驱动机构（12）包括支撑板（121）和转动电机一（122）；所述支撑板（121）为框架结构；所述限位套筒（31）固定设在所述支撑板（121）上；所述转动电机一（122）固定设置在所述支撑板（121）上，且所述转动电机一（122）的转动输出轴与所述切刀（11）的一侧边端部转动轴固定连接。

5.根据权利要求4所述的行走式果实自动采摘收集机器人，其特征在于：所述定位机构（2）包括采摘头姿态调节机构（21）和采摘头空间定位调节机构（22）；
所述采摘头姿态调节机构（21）包括连接座（211）和转动电机二（212）；所述转动电机二（212）固定设在所述连接座（211）上一端；所述转动电机二（212）的输出转动轴与所述支撑板（121）连接，并带动所述支撑板（121）旋转来实现整个采摘头（1）的旋转；
所述采摘头空间定位调节机构（22）包括采摘头高度调节机构（221）、采摘头轴向转动机构（222）和采摘头周向调节机构（223）；通过采摘头高度调节机构（221）实现对采摘头周向调节机构（223）的上下高度调整；通过采摘头轴向转动机构（222）实现对采摘头周向调节机构（223）的绕升降杆轴向360度的旋转调整；通过气缸一（2231）实现对气缸二（2232）在升降杆顶部绕铰接轴旋转，同时通过气缸二（2232）的活塞杆来实现向外侧延伸。

6.根据权利要求5所述的行走式果实自动采摘收集机器人，其特征在于：所述采摘头高度调节机构（221）包括气动升降杆（2211）；
所述采摘头轴向转动机构（222）包括转动电机三（2221）、主动齿轮（2222）和从动齿轮（2223）；所述转动电机三（2221）固定设在移动机构（4）上；所述转动电机三（2221）的输出传动轴与所述主动齿轮（2222）连接，并带动所述主动齿轮（2222）轴向旋转；所述从动齿轮（2223）固定设在所述气动升降杆（2211）上，并与所述气动升降杆（2211）同轴转动连接；所述主动齿轮（2222）与从动齿轮（2223）为齿轮传动结构，以此实现通过转动电机三（2221）带动所述气动升降杆（2211）在移动机构（4）上绕轴自转；
所述采摘头周向调节机构（223）包括气缸一（2231）和气缸二（2232）；所述气缸一（2231）的底部支撑座与所述气动升降杆（2211）的活塞升降杆顶部侧边铰接；所述气缸一（2231）的前部活塞杆与所述气缸二（2232）的下部铰接；所述气缸二（2232）的底部支撑座与所述气动升降杆（2211）的活塞升降杆顶部铰接；所述气缸二（2232）的前部活塞杆端部与所述连接座（211）的另一端铰接。

7.根据权利要求1所述的行走式果实自动采摘收集机器人，其特征在于：所述移动机构（4）包括基座（41）、从动轮（42）和驱动轮（43）；所述基座（41）的底部设有所述从动轮（42）和驱动轮（43）；前端两轮为从动轮（42）；后端两轮为驱动轮（43），采用步进电机驱动。

8.根据权利要求1所述的行走式果实自动采摘收集机器人，其特征在于：所述切刀（11）内侧尾端还设有接触开关。