一種金銀花采摘機(jī)器人的制作方法
【專利說(shuō)明】一種金銀花采摘機(jī)器人
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及一種金銀花采摘機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0003]隨著人們生活保健意識(shí)的提高，在我國(guó)有悠久栽培歷史的金銀花得到越來(lái)越多的應(yīng)用。然而在收獲金銀花過(guò)程中，混入開(kāi)放的花和葉等雜質(zhì)則使采摘的金銀花質(zhì)量降低。要想獲得質(zhì)量上乘的金銀花，不僅需要采摘花蕾，還需要對(duì)采收時(shí)間有較高的要求，金銀花的最佳采收時(shí)間是清晨和上午，此時(shí)采收花蕾不易開(kāi)放，養(yǎng)分足、氣味濃、顏色好，每茬花期在一周左右，目前多為人工采摘，礙于種植區(qū)花期集中，在采摘季，不僅人工成本高，且不易找，若金銀花行情波動(dòng)，甚至?xí)氩环蟪?，申?qǐng)?zhí)?01120118930.9金銀花采摘機(jī)，是一種手持式金銀花采摘機(jī)，因金銀花植株較低，手持吸物頭，需要彎腰工作，導(dǎo)致人們工作不久就會(huì)腰酸背痛，不利于持續(xù)采摘，此外，其濾網(wǎng)簡(jiǎn)陋無(wú)法有效阻擋葉片，無(wú)法真正保障采摘質(zhì)量，同時(shí)也不利于金銀花進(jìn)入吸物頭內(nèi)。
[0004]此外，若采用國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的采摘機(jī)器人采摘，不僅執(zhí)行機(jī)構(gòu)無(wú)法滿足技術(shù)要求，而且在面對(duì)生長(zhǎng)年數(shù)不同的金銀花纏繞及匍匐莖時(shí)，由于金銀花植株高矮不一，加上田間地塊不平整，現(xiàn)有的機(jī)器人采摘系統(tǒng)往往不能適應(yīng)較為復(fù)雜的田間實(shí)況，存在實(shí)用性不強(qiáng)的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一個(gè)目的在于克服現(xiàn)有金銀花采摘機(jī)，無(wú)法有效避免葉片等雜質(zhì)，易卡殼，進(jìn)而影響金銀花采摘質(zhì)量的技術(shù)問(wèn)題，提供一種簡(jiǎn)單高效的金銀花采摘設(shè)備。
[0006]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種金銀花采摘機(jī)器人，它包括與采摘箱連接的采摘器，所述采摘器安裝在機(jī)械手臂上，所述機(jī)械手臂上還安裝有視覺(jué)識(shí)別定位裝置，所述機(jī)械手臂通過(guò)轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)與車(chē)體連接，所述車(chē)體上安裝有控制裝置和電源裝置以及所述采摘箱，所述車(chē)體還設(shè)有升降機(jī)構(gòu)，所述升降機(jī)構(gòu)與車(chē)輪機(jī)構(gòu)連接，所述車(chē)輪機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、轉(zhuǎn)盤(pán)機(jī)構(gòu)、機(jī)械手臂、采摘器、視覺(jué)定位識(shí)別裝置還分別與控制裝置連接，所述控制裝置與電源裝置連接。
[0007]這樣，通過(guò)采用專用的金銀花采摘器，有效避免葉片等雜質(zhì)混入，實(shí)現(xiàn)干凈采摘，提高了采摘質(zhì)量；采用機(jī)器人結(jié)構(gòu)，可以減輕人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，也減輕用工荒以及行情波動(dòng)帶來(lái)的壓力；對(duì)采摘機(jī)器人安裝升降機(jī)構(gòu)，在滿足采摘目標(biāo)視覺(jué)識(shí)別定位的基礎(chǔ)上，有利于提高采摘機(jī)器人在田間地頭的實(shí)用性。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例可以具有如下附加的技術(shù)特征:
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述車(chē)體包括底盤(pán)，所述車(chē)輪機(jī)構(gòu)包括位于所述底盤(pán)對(duì)稱中軸線上的一個(gè)前輪和分置在底盤(pán)中軸線兩側(cè)的兩個(gè)后輪，所述前輪包括輪轂電機(jī)，所述輪轂電機(jī)與萬(wàn)向輪架連接，所述萬(wàn)向輪架上設(shè)有方向機(jī)，所述方向機(jī)通過(guò)電機(jī)I與控制裝置連接，所述輪轂電機(jī)與控制裝置連接，所述萬(wàn)向輪架的上端、所述后輪還分別通過(guò)所述升降機(jī)構(gòu)與所述底盤(pán)連接，所述底盤(pán)上設(shè)有水平傳感器，所述水平傳感器與控制裝置連接。
[0009]這樣，所述方向機(jī)通過(guò)電機(jī)I與控制裝置連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)采摘機(jī)器人行駛方向的控制，底盤(pán)下設(shè)有升降機(jī)構(gòu)，配合后續(xù)所述的水平傳感器，實(shí)現(xiàn)對(duì)采摘機(jī)器人升降，使三輪結(jié)構(gòu)的車(chē)體的底盤(pán)很容易保持水平，這樣可以實(shí)現(xiàn)機(jī)器人在應(yīng)對(duì)田間地頭高低不等的路況下，通過(guò)分別對(duì)位于前輪和后輪的升降機(jī)構(gòu)進(jìn)行升降操作實(shí)現(xiàn)保持底盤(pán)水平的理想狀態(tài)，有利于提高機(jī)械手臂采摘精度以及降低采摘姿態(tài)控制的難度。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述升降機(jī)構(gòu)包括與所述萬(wàn)向輪架連接的千斤頂1、分別與兩個(gè)后輪連接的千斤頂I1、千斤頂III，所述千斤頂1、千斤頂I1、千斤頂III分別通過(guò)電機(jī)I1、電機(jī)II1、電機(jī)IV與控制裝置連接。
[0011]這樣，對(duì)升降機(jī)構(gòu)進(jìn)一步進(jìn)行限定，采用千斤頂結(jié)構(gòu)，成本低，滿足工作環(huán)境的需要，千斤頂采用絲杠型，控制裝置通過(guò)控制絲杠軸端上設(shè)有的電機(jī)，實(shí)現(xiàn)底盤(pán)保持水平的狀態(tài)。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述采摘器包括殼體，所述殼體包括進(jìn)花口和出花口，在進(jìn)花口和出花口之間的所述殼體的采摘器腔體中安裝有靜梳齒，動(dòng)梳齒，所述動(dòng)梳齒設(shè)置在轉(zhuǎn)軸上，所述轉(zhuǎn)軸的軸線垂直于所述進(jìn)花口的進(jìn)口方向的軸線和所述出花口的出口方向的軸線所組成的平面，所述轉(zhuǎn)軸兩端分別與殼體連接，其中的一端還與殼體上的動(dòng)力裝置連接，所述動(dòng)梳齒與靜梳齒齒與齒交錯(cuò)配合。
[0013]通過(guò)動(dòng)梳齒將要采摘的金銀花蕾由進(jìn)花口采入采摘器腔體內(nèi)，同時(shí)，與動(dòng)梳齒連接的轉(zhuǎn)軸與進(jìn)花口和出花口成正交，動(dòng)、靜梳齒齒與齒交錯(cuò)配合，靜梳齒可以將夾持在動(dòng)梳齒中的金銀花蕾挑出，經(jīng)出花口的采花管送入采摘箱內(nèi)完成采摘?jiǎng)幼?，這樣可以擺脫輥式采摘器采摘過(guò)程中，輥面易粘附植物津液，導(dǎo)致易卡殼的故障。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述殼體的上端設(shè)有采摘器固定桿，所述采摘器固定桿與所述機(jī)械手臂的末端執(zhí)行器安裝架連接，所述視覺(jué)識(shí)別定位裝置包括雙目高清攝像頭，所述雙目高清攝像頭與所述采摘器固定桿頂端連接，所述采摘器腔體包括位于所述轉(zhuǎn)軸一側(cè)的回旋流道，所述靜梳齒設(shè)置在所述回旋流道的對(duì)面?zhèn)炔⑶椅挥谶M(jìn)花口和出花口之間，所述靜梳齒為斜劈狀，在朝向轉(zhuǎn)軸的劈尖部設(shè)有齒，所述靜梳齒的斜劈面與出花口相鄰接且平行于所述出花口的出口方向的軸線，所述出花口的出口方向的軸線位于從進(jìn)花口到出花口順勢(shì)方向且在所述回旋流道的出花口位置處的回旋線切線方向上，所述進(jìn)花口的進(jìn)口方向的軸線位于從進(jìn)花口到出花口順勢(shì)方向且在所述回旋流道的進(jìn)花口位置處的回旋線切線方向上；
所述動(dòng)梳齒包括在轉(zhuǎn)軸上沿徑向伸出且沿軸向排布的撓齒，所述撓齒遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)軸的一端設(shè)有從進(jìn)花口到出花口順勢(shì)方向上與所述撓齒位于同一徑向截面內(nèi)的彎曲部，所述動(dòng)梳齒的撓齒之間，靜梳齒的齒之間呈V形槽。
[0015]這樣，通過(guò)靜梳齒劈尖部設(shè)有的齒，將夾持在動(dòng)梳齒中的金銀花蕾挑出后，順斜劈面滑入出花口，同時(shí)，靜梳齒與殼體上的出花口相鄰接，這樣方便其維護(hù)和更換，同時(shí)也使靜梳齒成為殼體的一部分為其他的附加配件與殼體的連接提供依托。齒與齒之間呈V形槽，方便對(duì)小柱狀的金銀花蕾夾持，同時(shí)利用轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)離心力，將金銀花蕾與植株進(jìn)行分離，結(jié)合進(jìn)花口和出花口的朝向，從進(jìn)花口到出花口順勢(shì)方向上沿回旋流道經(jīng)出花口甩入采摘管，進(jìn)而進(jìn)入采摘箱中，整個(gè)動(dòng)作連貫。動(dòng)梳齒的彎曲部的設(shè)置，有利于對(duì)各個(gè)金銀花蕾夾持之前，提前進(jìn)行梳理，使夾持的金銀花蕾一一被夾持，方便后續(xù)靜梳齒從V形槽中的挑出。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述殼體上設(shè)有氣泵，所述氣泵與輸氣管連接，所述輸氣管通過(guò)輸氣支管與殼體內(nèi)部的回旋流道聯(lián)通，所述回旋流道內(nèi)，在進(jìn)花口至出花口順勢(shì)方向上沿轉(zhuǎn)軸切線方向設(shè)有輸氣支管的輸出嘴，所述輸出嘴按所述轉(zhuǎn)軸軸向依次排布且與動(dòng)梳齒的所述V形槽所在位置相對(duì)應(yīng)。
[0017]這樣，通過(guò)設(shè)置氣泵，利用各個(gè)輸氣支管對(duì)著動(dòng)梳齒的所述V形槽所在位置進(jìn)行吹風(fēng)，可以在動(dòng)梳齒夾起金銀花蕾隨轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的上升階段對(duì)被夾在V形槽中的金銀花蕾施加一定的風(fēng)壓，使被夾的金銀花蕾不易散落，而當(dāng)動(dòng)梳齒攜帶被夾持的金銀花蕾的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)越過(guò)最高點(diǎn)，此時(shí)，位于轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)切線方向設(shè)置的輸出嘴對(duì)夾持在V形槽中的金銀花蕾吹拂，使部分金銀花蕾由V形槽中吹出通過(guò)出花口送入采摘箱，剩余未被吹出的金銀花蕾由位于出花口且與出花口相連接的靜梳齒挑出后經(jīng)出花口進(jìn)入采摘箱中，輸氣支管輸出嘴與靜梳齒兩者相互輔助，配合動(dòng)梳齒為金銀花采摘的完成提供保障。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述殼體的下端設(shè)有隔離篩，所述隔離篩為板狀，在板上、下面之間設(shè)有通孔I，板的一端設(shè)有凸臺(tái)I，另一端連接有凸桿，在靠近板兩端的前、后兩個(gè)側(cè)立面上分別設(shè)有水平方向的軌道，所述軌道、凸臺(tái)1、凸桿分別與滑動(dòng)裝置連接，所述滑動(dòng)裝置分別與所述回旋流道的下端以及所述靜梳齒的下端連接。
[0019]這樣，由于隔離板具備一定的厚度，且采用通孔設(shè)計(jì)，使金銀花蕾在通過(guò)隔離篩時(shí)，在驅(qū)動(dòng)裝置驅(qū)動(dòng)下，形成一定的水平剪切的效果，有利于采摘金銀花蕾與植株的分離，避免摻入葉片，使采摘的金銀花蕾更干凈，提高采摘品質(zhì)。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，所述滑動(dòng)裝置包括左端擋片，右端擋片，與所述軌道活動(dòng)連接的軌道滑塊，所述左端擋片包括上水平部1、下水平部I以及與上、下水平部連接的垂直部I，所述上水平部I上表面設(shè)有燕尾槽I，所述垂直部I上設(shè)有通孔11，位于左端擋片左側(cè)的隔離篩電機(jī)的軸端通過(guò)所述通孔II與位于右側(cè)的斜截面輪遠(yuǎn)離斜截面的一端軸向連接，所述斜截面輪的斜截面與所述