果蔬采摘机械手及其采摘机器人

    专利查询2026-02-18  27


    本发明涉及农业采摘领域,特别涉及果蔬采摘机械手及其采摘机器人。


    背景技术:

    1、采摘机器人能够通过视觉自动识别果蔬的位置,并且对果蔬进行采摘。

    2、现有采摘机器人,包括视觉识别模块、控制模块、机械臂、采摘机械手,视觉识别模块通过图像识别技术识别果蔬的位置坐标;控制模块获取该坐标信息,并且发送指令控制机械臂、机械手协同动作,最终采摘机械手完成对目标物果蔬的采摘。

    3、具体的,上述采摘机械手包括夹取结构、剪切结构,夹取结构夹取果蔬柄之后,剪切结构将果蔬柄从植株切断、分离,进而夹取结构收获一个单独的果蔬。但是上述夹取结构、剪切结构分别需要一个单独的舵机来驱动。

    4、本申请旨在简化上述采摘机械手的结构,减少所述采摘机械手的舵机,进而降低其成本。


    技术实现思路

    1、本发明提供了果蔬采摘机械手及其采摘机器人,要解决的技术问题在于:如何使用一个舵机控制采摘机器人的夹取结构、剪切结构。

    2、为了达到上述发明目的,本发明采用的技术方案为:

    3、第一方面,果蔬采摘机械手,包括安装架、采摘舵机、夹取结构、剪切结构;

    4、安装架固定设置;

    5、采摘舵机固定安装于安装架;

    6、从转动轴件与所述采摘舵机的转轴输出端固定连接;从转动轴件固定设置有下拨动杆件、上拨动杆件;

    7、展夹结构包括转动盘、拉杆件、主摆动臂、从动摆动臂;转动盘、主摆动臂、从动摆动臂均与安装架转动设置,主摆动臂和从动摆动臂的接触面为齿轮面啮合;拉杆件的两端分别与转动盘、主摆动臂转动连接;其中,展夹结构共两个并且上下分布分别为上侧所述展夹结构、下侧所述展夹结构;从转动轴件贯穿两个展夹结构的转动盘;

    8、夹取结构包括下侧所述展夹结构、夹紧板;下侧所述展夹结构的转动盘与下拨动杆件固定连接,两个夹紧板分别与下侧所述展夹结构的主摆动臂、从动摆动臂分别固定连接;

    9、剪切结构包括上侧所述展夹结构、剪切刀、延时槽;两个剪切刀分别与上侧所述展夹结构的主摆动臂、从动摆动臂固定连接;上侧所述展夹结构的转动盘开设一个延时槽,所述上拨动杆件位于所述延时槽内,所述上拨动杆件能够在所述延时槽内摆动一定角度。

    10、第二方面,果蔬采摘机器人,包括权利要求中所述的采摘机械手、视觉识别模块、控制模块、机械臂、车架、底盘系统;

    11、车架安装于底盘系统上,底盘系统用于行走;

    12、机械臂安装于车架;

    13、所述采摘机械手安装于机械臂的执行末端;

    14、视觉识别模块通过图像识别技术识别果蔬的位置坐标;

    15、控制模块获取该坐标信息,并且发送指令控制机械臂、所述采摘机械手协同动作,最终采摘机械手完成对目标物果蔬的采摘。

    16、进一步,收集盒,其用于收纳果蔬,其与车架固定。

    17、进一步,机械臂包括固定座、第一伺服电机、伸展臂;

    18、固定座与所述车架固定连接;

    19、第一伺服电机与固定座固定连接;

    20、伸展臂包括末端、起始端;所述起始端与第一伺服电机的输出轴端固定连接;所述末端与所述采摘机械手固定,所述采摘机械手的剪切刀、夹紧板处于水平状态;

    21、伸展臂的末端、起始端分别为末端支撑件、起始固定座;

    22、桥接件位于末端支撑件、起始固定座之间,所述桥接件与起始固定座之间通过转动连接第一输入杆件、第二输入杆件构成第一平行四边形结构,桥接件与末端支撑件之间通过转动连接驱动臂、从动臂构建第二平行四边形结构;

    23、另外,抬高驱动杆件的两端分别与驱动臂、起始固定座转动连接;

    24、第二伺服电机用于驱动第二输入杆件转动;

    25、第三伺服电机用于驱动抬高驱动杆件发生转动;

    26、第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机均与控制模块电性连接,所述控制模块能够通过指令控制第一伺服电机、第二伺服电机、第三伺服电机的启停、正/反转。

    27、进一步,车架固定设置有直线驱动模组,所述直线驱动模组的运动部件与机械臂的固定座固定连接;直线驱动模组用以驱动机械臂在车架的宽度方向运动。

    28、进一步,底盘系统包括左侧驱动a、右侧驱动b;

    29、右侧驱动b包括动力结构、固定架、转向调节结构;固定架与车架固定连接;

    30、固定架与车架下方固定链接;

    31、转向调节结构包括主转动板、转向舵机、反向拉杆、转向轴;其中,两个竖向的转向轴与固定架转动连接,转向轴上端固定设置有驱动柄;转向舵机位于两个转向轴之间并且固定设置,所述转向舵机输出端固定设置有主转动板;反向拉杆分别与主转动板驱动柄转动连接;当转向舵机带动主转动板转动一定角度过程中,两个转向轴转向相反;

    32、转向轴下端固定设置有安装座,动力结构安装于安装座;

    33、左侧驱动a、右侧驱动b是对称安装于车架下方;

    34、所述转向舵机与控制模块电性连接,所述控制模块用以控制转向舵机。

    35、进一步,具体的,动力结构包括滚轮、传动结构、动力电机、主转动轴;主转动轴与安装座转动安装,滚轮安装于主转动轴;动力电机与安装座固定连接,所述动力电机通过传动结构单独驱动一个滚轮。

    36、本发明的有益效果为:

    37、采摘舵机10驱动所述从转动轴件20转动,从转动轴件20固定设置有下拨动杆件21、上拨动杆件22;下拨动杆件21与夹取结构40同步动作;剪切结构50上设置有延时槽52,所述上拨动杆件22能够在所述延时槽52内摆动一定角度;所以剪切结构50总是相对于夹取结构40延时动作,即夹取结构40先夹住果蔬柄,之后剪切结构50再将果蔬柄与果蔬从其植株上剪掉;实现一个舵机控制摘机器人的夹取结构、剪切结构的目的。



    技术特征:

    1.果蔬采摘机械手,其特征在于,包括安装架(60)、采摘舵机(10)、夹取结构(40)、剪切结构(50);

    2.果蔬采摘机器人,其特征在于,包括权利要求1中所述的采摘机械手、视觉识别模块、控制模块、机械臂(70)、车架(80)、底盘系统(90);

    3.根据权利要求2所述的果蔬采摘机器人,其特征在于,

    4.根据权利要求2所述的果蔬采摘机器人,其特征在于,

    5.根据权利要求2所述的果蔬采摘机器人,其特征在于,

    6.根据权利要求5所述的果蔬采摘机器人,其特征在于,

    7.根据权利要求6所述的果蔬采摘机器人,其特征在于,


    技术总结
    本发明涉及农业采摘领域,特别涉及果蔬采摘机械手及其采摘机器人,采摘舵机驱动所述从转动轴件转动,从转动轴件固定设置有下拨动杆件、上拨动杆件;下拨动杆件与夹取结构同步动作;剪切结构上设置有延时槽,所述上拨动杆件能够在所述延时槽内摆动一定角度;所以剪切结构总是相对于夹取结构延时动作,即夹取结构先夹住果蔬柄,之后剪切结构再将果蔬柄与果蔬从其植株上剪掉;实现一个舵机控制摘机器人的夹取结构、剪切结构的目的。

    技术研发人员:彭蓝霄,彭佳祺,陈培翔,李贵熠,刘棋峰,华春蓉,罗大兵
    受保护的技术使用者:西南交通大学
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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