[发明专利]一种采摘机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机械领域，具体是一种采摘机器人。

背景技术

林木球果采集机器人由机械手、行走机构、液压驱动系统和单片机控制系统组成。在采集林木球果时，将机器人停放在距母树3－5米处，操纵机械手回转马达使机械手对准其中一棵母树。然后单片机系统控制机械手大、小臂同时柔性升起达到一定高度，采集爪张开并摆动，对准要采集的树枝，大小臂同时运动，使采集爪沿着树枝生长方向趋近1.5－2米，然后采集爪的梳齿夹拢果枝，大小臂带动采集抓爪按原路向后捋回，梳下枝上的球果，完成一次采摘，然后再重复上述动作。连捋数枝后，将球果倒入拖拉机后部的集果箱中。采集完一棵树，再转动机械手对准下一棵。试验表明，这种球果采集机器人每台能采集落叶松果500公斤，是人工上树采摘的30－35倍。但是，传统机构因其自身结构的限制，会导致手臂重量大、刚性差、惯量大、关节误差累积、机构动力学性能较差等问题，由于机械手臂负荷量较轻，很难安装体积、重量较大的工作装置，高精确度也难保证。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种采摘机器人。

为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

采摘机器人，包括杆一、杆二、杆三、杆四、杆五、杆六、杆七、杆八、杆九、杆十、第一滑块、第一圆柱销、第二圆柱销、第三圆柱销、第四圆柱销、第二滑块、环轨板、转轴、动臂、斗杆、轴承、施力杆、球体、圆柱螺旋线凹槽、执行器和机架；

杆一一端通过转动副一连接在机架上，杆一另一端通过轴向移动副与杆二一端连接形成伸缩杆，杆二另一端通过转动副二与杆三一端连接，杆三另一端通过转动副三与三角板第一角连接，三角板第二角通过转动副四与杆四一端连接，杆四另一端通过转动副五与杆五一端连接，杆五另一端通过转动副六连接在机架上，

杆六一端通过转动副七连接在机架上，杆六另一端通过转动副八与三角板第三角连接，

杆七一端通过转动副九连接在第二滑块上，第二滑块嵌装在机架上的滑槽中，

杆七另一端通过轴向移动副与杆八一端连接，杆八另一端通过转动副十与杆九一端连接，杆九另一端通过转动副十一连接在机架上，

杆十的一端通过转动副十二连接在机架上，杆十的另一端通过转动副十三连接在动臂上，

所述转轴外壁面上设有圆柱螺旋线凹槽，转轴一端与轴承内圈固定安装，轴承外圈固定在动臂上，转轴另一端通过转动副二十一连接在执行器上；

动臂一端通过转动副二十连接在杆六上，动臂另一端通过轴向移动副与斗杆一端连接形成伸缩杆，斗杆另一端连接在球体上，球体嵌装在圆柱螺旋线凹槽中；

施力杆一端连接在第一滑块上，第一滑块嵌装在环轨板的轨槽中，施力杆另一端通过转动副二十二连接在执行器上，

所述杆六上设有轴向滑槽，第一圆柱销一端嵌装在杆六的轴向滑槽中，第一圆柱销另一端固定在杆二上，

所述杆五上设有轴向滑槽，第二圆柱销一端嵌装在杆五的轴向滑槽中，第二圆柱销另一端固定在推拉杆一端，推拉杆另一端固定连接在环轨板上，推拉杆安装在限位套中，限位套固定在动臂上，

所述杆九上设有轴向滑槽，第三圆柱销一端嵌装在杆九的轴向滑槽中，第三圆柱销另一端固定在斗杆上。

进一步的，还包括内限位环和外限位环，内限位环固定在从动轴承外圈上，外限位环固定在动臂上，内限位环和外限位环之间的环形空隙为环形限位轨道，第二传动杆穿过环形限位轨道。

进一步的，动臂、斗杆和转轴的轴线平行或共线。

进一步的，环轨板的轨槽截面为T字形，轨槽内腔宽度大于轨槽出口宽度，第一滑块安装在轨槽内腔中。

进一步的，转动副七由伺服电机一驱动，和/或转动副一由伺服电机二驱动，和/或转动副十二由伺服电机三驱动，和/或转动副九由伺服电机五驱动。

进一步的，第一圆柱销、第二圆柱销、第三圆柱销和第四圆柱销的柱面与槽壁形成高副。

进一步的，第一圆柱销与杆二垂直、第二圆柱销与推拉杆垂直、第三圆柱销与斗杆垂直和第四圆柱销与杆八垂直。

与现有技术相比较，本发明具备的有益效果：

本发明采用了新型连杆传动机构，不仅改善了机械臂的受力，而且降低了机械臂运动过程中的转动惯量和振动耦合，提高机械臂的承载能力，结构简单，制造成本低，实用性强。

附图说明

图1为本发明所述的采摘机器人的整体结构示意图。

图2为本发明所述的采摘机器人的限位件的动臂、滑块、环轨板和施力杆的装配示意图。