[发明专利]一种割胶机器人

权利要求书

1.一种割胶机器人，其特征在于，包括移动小车(1)、图像采集装置、五自由度混联机构以及末端执行器(47)，所述图像采集装置和五自由度混联机构固定在所述移动小车上，所述五自由度混联机构与所述末端执行器(47)连接；所述图像采集装置用于采集橡胶树割胶空间初始位置信息，并根据采集到的橡胶树割胶空间初始位置信息控制割胶机器人运动到橡胶树割胶空间初始位置；所述五自由度混联机构包括一个两自由度并联机构和一个三自由度串联机构，所述两自由度并联机构和三自由度串联机构共同调节所述末端执行器(47)的位置和工作姿态；所述末端执行器(47)用于切割橡胶；所述两自由度并联机构包括机座(4)和动平台(5)，所述机座(4)和动平台(5)通过两个SPU型驱动分支以及一个U型约束分支相连接；所述三自由度串联机构包括第一转动副(12)、第二转动副(18)和第三转动副(30)；所述三自由度串联机构的末端安装末端执行机构；

所述第一转动副(12)由RPR型驱动分支驱动，所述RPR型驱动分支包括依次连接的第四转动副(13)、第三下连杆(14)、第三上连杆(15)和第五转动副(16)；所述第三下连杆(14)一端通过第四转动副(13)与第二连杆(11)连接，另一端与所述第三上连杆(15)连接；所述第三上连杆(15)通过所述第五转动副(16)与上臂(17)连接；

所述第二转动副(18)包括轴承轴(27)和第一电机(29)，所述轴承轴(27)通过轴套(24)、轴承端盖(26)、第一小圆螺母(21)和第二小圆螺母(22)固定锁紧，所述轴承轴(27)上端设置支撑板(28)，所述第一电机(29)通过螺栓连接电机固定座(19)，所述电机固定座(19)连接轴承支撑座(20)；所述轴套(24)一端连接第一角接触球轴承(23)，所述轴套(24)另一端连接第二角接触球轴承(25)；

所述第三转动副(30)包括第二电机(31)和同步带，所述第二电机(31)与同步带连接，驱动同步带转动。

2.根据权利要求1所述的割胶机器人，其特征在于，所述图像采集装置包括第一摄像头(2)和第二摄像头(3)；所述第一摄像头(2)用于判断前方是否存在橡胶树，所述第一摄像头(2)和所述第二摄像头(3)用于对橡胶树割胶空间初始位置信息进行采集。

3.根据权利要求1所述的割胶机器人，其特征在于，所述SPU型驱动分支包括球铰(6)、第一下连杆(7)、第一上连杆(8)和第一虎克铰(9)；所述U型约束分支包括第二虎克铰(10)和第二连杆(11)；所述第一下连杆(7)一端通过球铰(6)与所述机座(4)连接，另一端连接所述第一上连杆(8)，所述第一上连杆(8)一端通过第一虎克铰(9)与所述动平台(5)连接。

4.根据权利要求3所述的割胶机器人，其特征在于，所述第一虎克铰(9)和所述第二连杆(11)布置在以所述动平台(5)的下表面中心为圆心的同一圆周上；所述球铰(6)和所述第二虎克铰(10)布置在以所述机座(4)的上表面中心为圆心的同一圆周上。

5.根据权利要求1所述的割胶机器人，其特征在于，所述末端执行器(47)包括：舵机支撑座(32)、舵机(33)、小齿轮(34)、大齿轮(35)、直线位移传感器支撑座(36)、第一直线位移传感器(37)、第二直线位移传感器(38)、第三直线位移传感器(39)、第一直线位移传感器(37)的引出装置(40)、电主轴(42)、安装于电主轴上的铣刀(41)、电主轴固定座(43)；

所述电主轴(42)连接电主轴固定座(43)，所述舵机支撑座(32)设置于所述电主轴固定座(43)上，所述舵机(33)设置于舵机支撑座(32)上，所述舵机(33)与所述小齿轮(34)连接，带动小齿轮(34)转动，小齿轮(34)连接大齿轮(35)，直线位移传感器支撑座(36)与大齿轮(35)连接，所述第一直线位移传感器(37)沿竖直方向设置在直线位移传感器支撑座(36)上，所述第一直线位移传感器末端设置引出装置(40)，用于探测橡胶树竖直方向割痕，控制竖直方向割胶厚度；所述铣刀(41)与所述电主轴(42)连接，所述第二直线位移传感器(38)和第三直线位移传感器(39)分别布置于铣刀(41)上方并与所述铣刀(41)平行，所述第二直线位移传感器(38)和第三直线位移传感器(39)用于控制所述割胶机器人的割胶深度。

6.根据权利要求5所述的割胶机器人，其特征在于，所述末端执行器(47)的大齿轮(35)内部安装深沟球轴承(44)，深沟球轴承(44)安装于电主轴固定座(43)的前端凸台上，轴承挡板(45)用于固定深沟球轴承(44)内圈的轴向移动，孔用挡圈(46)用于固定轴承外圈的轴向移动。