[发明专利]一种通用的果树机械手

说明书

技术领域

本发明涉及一种农业机械，特别是关于一种适合果树喷药，果实套袋和采摘作业的通用机械手。

背景技术

苹果、梨、桃、柑橘等果树，作业过程包括栽植、施肥、喷药、果实套袋、采摘等，这些作业目前仍采用人工进行，占用了大量的劳动力，喷药作业还可能对人体造成危害。随着农村劳动力向二、三产业的转移，从事果树生产的劳动力日益减少，与水果需求的不断扩大构成矛盾，因此急需研究开发果树作业的机械，实现果树生产的自动化和产业化。

国内外关于果树作业机械手的设计，多是水果采摘机械手，如日本、韩国、美国等开发了苹果、柑橘等水果采摘机器人，主要机构包括机械手、末端执行器、视觉传感器及移动机构等，这些机械手是专用的，通用性较差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种通过更换不同的手爪，可以分别进行喷药、套袋和采摘作业的通用的果树机械手。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种通用的果树机械手，它包括一工作车，所述工作车上设置有一通过电机带动的水平旋转机构，所述水平旋转机构的输出端连接一水平旋转板，在所述水平旋转板上折返设置有两套由油泵驱动的伸出臂组成的垂直升降机构；所述垂直升降机构的输出端连接一作为水平伸出机构的手爪伸缩油缸，在所述手爪伸缩油缸的活塞上连接一可更换的机械手爪。

所述水平旋转机构包括一蜗杆蜗轮传动机构和一齿轮传动机构，所述电机通过蜗杆蜗轮传动机构的蜗杆带动蜗轮，所述蜗轮同轴带动所述齿轮传动结构的小齿轮，与所述小齿轮啮合的大齿轮端部连接所述水平旋转板。

所述蜗杆通过固定在所述工作车上的支撑架支撑，所述蜗轮轴、齿轮轴底部通过轴承组合支撑在所述工作车上，所述蜗轮轴、齿轮轴中间部位分别通过中间轴承组合支撑在所述工作车上的支撑架上；所述所述水平旋转板与大齿轮之间连接有加强筋。

所述垂直升降机构包括一大臂固定板、一大小臂固定板、平行的两大臂、平行的两小臂，所述两大臂一端铰接在所述大臂固定板上，另一端铰接在所述大小臂固定板上，所述两大臂固定板设置在所述水平旋转板一端，所述水平旋转板的另一端铰接一油缸，所述油缸的活塞端铰接在所述一大臂中部；所述两小臂一端铰接所述大小臂固定板，另一端连接一末端连接板，在所述一大臂中部铰接一油缸，所述油缸的活塞端铰接在所述一小臂的中部。

所述平行的两大臂之间由连接板连接，所述平行的两小臂之间由连接板连接。

所述水平伸出机构的手爪伸缩油缸通过两设置在所述末端连接板上的防转固定板支撑，所述油缸的活塞端部连接可更换的所述机械手爪，在所述活塞上还固定连接有一防转滑杆，所述滑杆的另一端滑动穿设在所述两防转固定板上。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明根据果树的外形特征，设计了通用的作业机械手，通过更换不同的手爪，可以完成喷药、套袋和采摘等作业。2、本发明采用电机驱动蜗轮蜗杆组合和齿轮组合，实现机械手在某一水平面上的角度调整。3、本发明采用两个液压支撑油缸分别驱动大、小臂升降，使机械手的末端能够达到所要求的垂直高度，并保证末端的连接板连接始终处于水平状态。4、本发明在末端连接板上设置手爪伸缩油缸，油缸的伸出端连接手爪，可以将手爪送到果树的内部深度，并通过设置防转滑杆防止油缸的旋转，确保手爪连接板始终处于水平位置。本发明可以集不同的作业要求于一身，大大提高了机械的利用率。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图

图2是水平旋转机构放大示意图

图3是蜗轮蜗杆组的俯视图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明包括一移动支撑机构1、一水平旋转机构2、一垂直升降机构3、一水平伸出机构4，各部分功能机构相互连接构成一整体。移动支撑机构1为一工作车11，工作车11地脚带有滚轮12可以移动。在工作车11上面承载着水平旋转机构2和作为垂直升降机构3动力源的液压站31。