藤蔓類單果果蔬采摘機(jī)械臂的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及藤蔓類單果果蔬采摘機(jī)械臂，屬于農(nóng)業(yè)自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人們生活水平的提高，我國(guó)的蔬菜、瓜果產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展。在這個(gè)大環(huán)境下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化成為現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。但收獲技術(shù)落后的現(xiàn)狀卻在一定程度上阻礙了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。目前，蔬菜、瓜果的收獲工作大多依靠人工完成，不僅勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低，而且大幅度的提高了生產(chǎn)成本，因此，自動(dòng)化收獲裝置的設(shè)計(jì)變得十分重要。藤蔓類單果果蔬采摘機(jī)械臂作為針對(duì)如黃瓜等藤蔓類單果果蔬的自動(dòng)化收獲裝置的重要組成部分之一，對(duì)其的設(shè)計(jì)研發(fā)意義重大。目前市場(chǎng)上此類收獲機(jī)械中的機(jī)械臂多屬于多關(guān)節(jié)機(jī)械臂，采用多電機(jī)驅(qū)動(dòng)，不僅制造成本高，而且效率低，很難實(shí)際應(yīng)用和推廣。所以，一種結(jié)構(gòu)巧妙、控制方便的藤蔓類單果果蔬采摘機(jī)械臂的研發(fā)是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠針對(duì)成熟的如黃瓜這樣的藤蔓類單果果蔬完成伸縮、斷秧、運(yùn)送的自動(dòng)化藤蔓類單果果蔬采摘機(jī)械臂。該裝置機(jī)構(gòu)巧妙，控制簡(jiǎn)單，功能完善，能夠高效的、準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)藤蔓類單果果蔬自動(dòng)化采摘收獲。
[0004]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下，
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為藤蔓類單果果蔬采摘機(jī)械臂，包括采摘部分和接收運(yùn)送部分。
[0006]采摘部分包括刀具2、擺動(dòng)氣缸3、固定塊4、上手臂5、下手臂14、直線滑臺(tái)15 ;其中，直線滑臺(tái)15安裝于下手臂14上，上手臂5安裝于直線滑臺(tái)15的滑塊上，上手臂5在直線滑臺(tái)15的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)沿直線滑臺(tái)15的滑塊移動(dòng)方向進(jìn)行直線運(yùn)動(dòng)；上手臂5的一端設(shè)有V形槽，固定塊4固定于靠近上手臂5的V形槽一端，擺動(dòng)氣缸3沿豎直向下的轉(zhuǎn)動(dòng)方向安裝于固定塊4上，刀具2安裝于擺動(dòng)氣缸3的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，刀具2在擺動(dòng)氣缸3的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)既定角度的擺動(dòng)；所述擺動(dòng)氣缸3轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的擺動(dòng)半徑大于擺動(dòng)氣缸3的中心與上手臂5的V形槽距離。
[0007]接收運(yùn)送部分包括前連桿I 1、滑道6、護(hù)板I 7、護(hù)板II 8、導(dǎo)軌I 9、前連桿II 10、導(dǎo)軌II 11、軸12、后連桿13、滾輪I 16、滾輪II 17、連接軸18 ;其中，前連桿I 1和前連桿II 10 —端分別安裝于上手臂5靠近V形槽端的兩側(cè)，另一端則分別與護(hù)板I 7和護(hù)板II 8的上端鉸接；滑道6的兩側(cè)分別固定于護(hù)板I 7和護(hù)板II 8的下端；軸12兩端分別與護(hù)板
I7和護(hù)板II 8上端鉸接；后連桿13 —端與軸12的中間位置鉸接，另一端與連接軸18的中間位置鉸接；導(dǎo)軌I 9和導(dǎo)軌II 11各自對(duì)稱固定于下手臂14下面的兩側(cè)，安裝于連接軸18兩側(cè)的滾輪I 16和滾輪II 17分別與導(dǎo)軌II 11和導(dǎo)軌I 9相配合。
[0008]利用機(jī)構(gòu)組合的形式代替原有關(guān)節(jié)組合的形式，利用采摘、接收運(yùn)送同時(shí)進(jìn)行的方法，在機(jī)械臂采摘藤蔓類單果果蔬的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行接收和運(yùn)送，省去傳統(tǒng)機(jī)械臂需要采摘后再將果實(shí)運(yùn)回的步驟。
[0009]通過(guò)各機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在只有直線滑臺(tái)(15)的驅(qū)動(dòng)下，利用前連桿I (1)、前連桿II (10)、后連桿(13)和滾輪I (16)、滾輪II (17)與導(dǎo)軌I (9)和導(dǎo)軌II (11)的配合，在重力作用下，完成機(jī)械臂伸縮和藤蔓類單果果蔬的接收、運(yùn)送的動(dòng)作，減少驅(qū)動(dòng)部件，縮減機(jī)構(gòu)體積。
[0010]在對(duì)目標(biāo)藤蔓類單果果蔬的藤蔓進(jìn)行切斷之前，首先滑道(6)將果實(shí)推動(dòng)至大角度傾斜狀態(tài)，然后上手臂(5)再將藤蔓卡住固定，進(jìn)而將藤蔓切斷，使果實(shí)能夠順利的落入滑道⑶。
[0011 ] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果。
[0012]1、本發(fā)明不同于傳統(tǒng)采摘機(jī)械臂，利用機(jī)構(gòu)組合的形式代替原有關(guān)節(jié)組合的形式，不僅降低了制造成本，而且簡(jiǎn)化了控制，更加利于采摘機(jī)器人的推廣和應(yīng)用。
[0013]2、本發(fā)明利用采摘、接收運(yùn)送同時(shí)進(jìn)行的方法，在機(jī)械臂采摘藤蔓類單果果蔬的同時(shí)進(jìn)行接收和運(yùn)送，省去傳統(tǒng)機(jī)械臂需要采摘后再將果實(shí)運(yùn)回的步驟，大大提高了采摘的整體效率。
[0014]3、本發(fā)明通過(guò)機(jī)構(gòu)的聯(lián)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)在只有直線滑臺(tái)的驅(qū)動(dòng)下，利用連桿機(jī)構(gòu)、滾輪和導(dǎo)軌的配合與機(jī)構(gòu)所受的重力作用，完成機(jī)械臂伸縮和果實(shí)接收、運(yùn)送的動(dòng)作，減少驅(qū)動(dòng)部件，縮減機(jī)構(gòu)體積，大大降低成本。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本發(fā)明收回狀態(tài)示意圖；
[0016]圖2是本發(fā)明伸出狀態(tài)示意圖；
[0017]圖3是本發(fā)明收回狀態(tài)俯視圖；
[0018]圖4是本發(fā)明驅(qū)動(dòng)局部示意圖；
[0019]圖5是本伸出狀態(tài)側(cè)視圖；
[0020]圖6是本發(fā)明導(dǎo)軌零件示意圖；
[0021]圖中:1、前連桿I，2、刀具，3、擺動(dòng)氣缸，4、固定塊，5、手臂上蓋，6、滑道，7、護(hù)板I，8、護(hù)板II，9、導(dǎo)軌I，10、前連桿II，11、導(dǎo)軌II，12、軸，13、后連桿，14、手臂下蓋，15、直線滑臺(tái)，16、滾輪I，17、滾輪II，18、連接軸。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]如圖1和圖2所示，以黃瓜為例，本發(fā)明包括采摘、接收運(yùn)送兩個(gè)部分，兩個(gè)部分相配合完成高效的黃瓜采摘和運(yùn)送工作。
[0024]如圖1、圖2、圖3和圖4所示，直線滑臺(tái)15安裝于下手臂14上，上手臂5安裝于直線滑臺(tái)15的滑塊上，并在直線滑臺(tái)15的驅(qū)動(dòng)下，完成沿直線滑臺(tái)15的滑塊移動(dòng)方向的直線伸出運(yùn)動(dòng)而靠近目標(biāo)黃瓜，使目標(biāo)黃瓜的瓜蔓卡在上手臂5的V形槽尖端，完成斷蔓之前的定位；固定塊4固定于靠近上手臂5的V形槽一端，擺動(dòng)氣缸3按照轉(zhuǎn)動(dòng)部分向下的方向安裝于固定塊4上，刀具2安裝于擺動(dòng)氣缸3的轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，在擺動(dòng)氣缸3的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)刀具的旋轉(zhuǎn)，擺動(dòng)氣缸3的擺動(dòng)半徑大于擺動(dòng)氣缸3中心與上手臂5的V形槽距離，使刀具在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中將卡在V形槽尖端的瓜蔓切斷，完成黃瓜的摘取。
[0025]如圖1、圖2、圖5和圖6所示，前連桿I 1和前連桿II 10 —端分別安裝于上手臂5靠近V形槽端的兩側(cè)，另一端則分別與護(hù)板I 7和護(hù)板II 8的上端鉸接，在上手臂5伸出和收縮的同時(shí)通過(guò)前連桿I 1和前連桿II 10而驅(qū)動(dòng)接收運(yùn)送部分，完成滑道6、護(hù)板I 7和護(hù)板II 8整體的伸出與收縮動(dòng)作，由于滑道6的長(zhǎng)度大于上手臂5，因此滑道6伸出過(guò)程中會(huì)先接觸目標(biāo)黃瓜，并將與瓜蔓連接的目標(biāo)黃瓜推動(dòng)至橫倒?fàn)顟B(tài)，使斷蔓后的黃瓜恰巧橫向落入下方的滑道6而完成盛接；護(hù)板I 7和護(hù)板II 8的下端分別固定于滑道6的兩側(cè)，防止落在滑道上的黃瓜從側(cè)面掉落；軸12兩端分別與護(hù)板I 7和護(hù)板II 8上端鉸接；后連桿13 —端與軸12的中間位置鉸接，另一端與連接軸18的中間位置鉸接；導(dǎo)軌I 9和導(dǎo)軌II 11各自對(duì)稱固定于下手臂14下面的兩側(cè)，分別安裝于連接軸18兩側(cè)的滾輪I 16與滾輪II 17和導(dǎo)軌II 11與導(dǎo)軌I 9相配合，基于導(dǎo)軌II 11與導(dǎo)軌I 9上與滾輪I 16與滾輪<