全自動(dòng)高空水果采摘機(jī)的制作方法

本發(fā)明涉及一種高空采摘設(shè)備,具體說(shuō)是一種全自動(dòng)高空水果采摘機(jī)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)中：

中國(guó)專利：公告號(hào)cn86205387，公告日1987.09.16，該實(shí)用新型公開(kāi)了一種組合式果樹(shù)高枝手動(dòng)工具，適用于蘋(píng)果、梨、柑桔、柿、核桃……等各類果樹(shù)高枝采果和修剪整枝。它把動(dòng)刀片、定刀片、動(dòng)剪片、定剪片、鋸片等零件交替地安裝在一個(gè)通用的支撐座上，就可以產(chǎn)生所需要的采摘、剪枝、鋸等功能。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用、維修方便，一人操作，適于各種地形條件下的果樹(shù)高枝采果和修剪，是一種理想的果樹(shù)手動(dòng)工具。

中國(guó)專利：專利申請(qǐng)?zhí)朿n92214061.8，公告號(hào)cn2110351，公告日1992.07.22，該實(shí)用新型公開(kāi)了一種高枝剪式采果器，包括果剪、拉繩、操作桿、果篼及傳送袋，其特征是果剪的前端無(wú)刃口，在其中部的刃口處有一對(duì)棘齒，在果剪的下方裝有一個(gè)可上下轉(zhuǎn)動(dòng)的果篼，并用連桿鉸接果篼與果剪，使當(dāng)果剪閉合時(shí)果篼跟著上移兜住剪下的果子。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作靈活，采接果子準(zhǔn)確無(wú)誤，不損傷果子的特點(diǎn)，并且可根據(jù)需要增加操作桿的長(zhǎng)度。不僅用于高枝采果，也用于樹(shù)木的高枝修整。

以上所述的組合式果樹(shù)高枝手動(dòng)工具、高空采摘器，部分實(shí)現(xiàn)了高空樹(shù)枝的修剪和高枝果實(shí)采摘的功能，但是在修剪或采摘高空樹(shù)枝時(shí)比較費(fèi)力、費(fèi)時(shí)，操作不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問(wèn)題，

本技術(shù)：
提供了一種全自動(dòng)高空水果采摘機(jī)，無(wú)需人力，也能節(jié)省采摘時(shí)間，全自動(dòng)水果采摘設(shè)備使人們?cè)谥悄芑瘲l件下越來(lái)越悠閑、舒適，更適合社會(huì)未來(lái)的發(fā)展。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)采用的技術(shù)方案是：全自動(dòng)高空水果采摘機(jī)，包括：剪切機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、單片機(jī)、儲(chǔ)物倉(cāng)；

所述剪切機(jī)構(gòu)，包括：舵機(jī)和剪刀，剪刀通過(guò)連接桿與舵機(jī)相連；

所述伸縮機(jī)構(gòu)，包括：固定板、支撐桿、橫桿、平臺(tái)板、氣缸，所述氣缸安裝在固定板上，且能在導(dǎo)軌上來(lái)回滑動(dòng)，多個(gè)首尾相連的支撐桿固定在平臺(tái)板與固定板之間，在相鄰連接支撐桿之間設(shè)有橫桿；

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)構(gòu)本體，機(jī)構(gòu)本體內(nèi)設(shè)有無(wú)刷電機(jī)，在無(wú)刷電機(jī)的傳動(dòng)軸上固定鏈輪，通過(guò)鏈條與鏈輪的嚙合傳動(dòng)帶動(dòng)麥輪及編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，麥輪的運(yùn)動(dòng)參數(shù)通過(guò)編碼器傳輸給單片機(jī)；

所述伸縮機(jī)構(gòu)安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，儲(chǔ)物倉(cāng)置于平臺(tái)板上，舵機(jī)固定在平臺(tái)板上，穿過(guò)儲(chǔ)物倉(cāng)與剪刀相連。

進(jìn)一步的，所述麥輪采用麥克納姆輪。

本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，能夠取得如下的技術(shù)效果：

1)從機(jī)-環(huán)境方面考慮，整個(gè)設(shè)備機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，占用空間小，無(wú)污染物排放，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

2)整機(jī)零件設(shè)計(jì)大部分采用標(biāo)準(zhǔn)件，增強(qiáng)了零件的通用性與靈活性，有利于進(jìn)行大批量生產(chǎn)而降低生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明共有附圖2幅：

圖1為全自動(dòng)高空水果采摘機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為伸縮機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中序號(hào)說(shuō)明:1.剪刀；2.伸縮機(jī)構(gòu)；3.驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；4.單片機(jī)；5.儲(chǔ)物倉(cāng)；21.平臺(tái)板；22.橫桿；23.氣缸；24.支撐桿；25.固定板。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

本實(shí)施例提供一種全自動(dòng)高空水果采摘機(jī)，包括：剪切機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、單片機(jī)、儲(chǔ)物倉(cāng)；

所述剪切機(jī)構(gòu)，包括：舵機(jī)和剪刀，剪刀通過(guò)連接桿與舵機(jī)相連；當(dāng)單片機(jī)接收到雙目識(shí)別信號(hào)后，判斷需要進(jìn)行剪切動(dòng)作時(shí)，發(fā)送脈沖信號(hào)給舵機(jī)，舵機(jī)與剪刀通過(guò)連接桿連接在一起，舵機(jī)的大扭矩帶動(dòng)鋒利的剪刀能夠快速剪斷果柄，完成采摘果實(shí)的動(dòng)作。

所述伸縮機(jī)構(gòu)，包括：固定板、支撐桿、橫桿、平臺(tái)板、氣缸，所述氣缸安裝在固定板上，且能在導(dǎo)軌上來(lái)回滑動(dòng)，多個(gè)首尾相連的支撐桿固定在平臺(tái)板與固定板之間，在相鄰連接支撐桿之間設(shè)有橫桿；該機(jī)構(gòu)主要進(jìn)行儲(chǔ)物倉(cāng)及剪切部分的升降動(dòng)作，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單穩(wěn)固，該結(jié)構(gòu)適用范圍廣，制作簡(jiǎn)單。

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)構(gòu)本體，機(jī)構(gòu)本體內(nèi)設(shè)有無(wú)刷電機(jī)，在無(wú)刷電機(jī)的傳動(dòng)軸上固定鏈輪，通過(guò)鏈條與鏈輪的嚙合傳動(dòng)帶動(dòng)麥輪及編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，麥輪的運(yùn)動(dòng)參數(shù)通過(guò)編碼器傳輸給單片機(jī)；

單片機(jī)：采用市面應(yīng)用較普遍的stm32系列單片機(jī)，價(jià)格低廉，功能強(qiáng)大?？蓪?shí)現(xiàn)：麥輪行進(jìn)方向及速度改變、對(duì)視覺(jué)識(shí)別信息進(jìn)行處理、發(fā)送脈沖信號(hào)控制舵機(jī)轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)角等功能，能夠持續(xù)穩(wěn)定地控制采摘機(jī)正常工作。將單片機(jī)安裝在中部位置，即驅(qū)動(dòng)部分與伸縮結(jié)構(gòu)之間的位置，方便連線控制設(shè)備運(yùn)行；

儲(chǔ)物倉(cāng)：儲(chǔ)存剪切下的果實(shí)，并保證果實(shí)的完整。通過(guò)果實(shí)自身重力沿滑道到達(dá)倉(cāng)室，在滑道上鋪上一層軟毛防止果實(shí)破損。

所述伸縮機(jī)構(gòu)安裝在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，儲(chǔ)物倉(cāng)置于平臺(tái)板上，舵機(jī)固定在平臺(tái)板上，穿過(guò)儲(chǔ)物倉(cāng)與剪刀相連。

首先，本申請(qǐng)采用電能驅(qū)動(dòng)，減小污染；其次，由于果樹(shù)種類及高度不同，設(shè)計(jì)的伸縮機(jī)構(gòu)在達(dá)到高度要求的同時(shí)盡量減少空間的占用，故將伸縮機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)成了折疊架結(jié)構(gòu)，大大減少所占空間；再次，設(shè)備的采摘部分采用舵機(jī)控制剪刀的方式，精準(zhǔn)便捷。

上述采摘機(jī)的工作流程為：第一步，在單片機(jī)的控制下通過(guò)紅外測(cè)距裝置測(cè)定采摘機(jī)到果樹(shù)的距離，然后單片機(jī)自動(dòng)規(guī)劃路線并驅(qū)動(dòng)麥輪到達(dá)果樹(shù)位置并記錄行走過(guò)的路線，再次使用時(shí)選擇路線即可；第二步，到達(dá)采摘地點(diǎn)后，利用雙目視覺(jué)識(shí)別技術(shù)，初步分辨出果實(shí)和樹(shù)枝，通過(guò)氣缸調(diào)整伸縮機(jī)構(gòu)高度，以使剪刀靠近果實(shí)；第三步，通過(guò)雙目識(shí)別準(zhǔn)確分辨出果實(shí)與果柄，精準(zhǔn)控制剪刀處在能夠剪斷果柄的位置，然后控制舵機(jī)剪斷果柄，將果實(shí)裝入儲(chǔ)物倉(cāng)內(nèi)；第四步，尋找下一個(gè)果實(shí)，重復(fù)第三步動(dòng)作，通過(guò)單片機(jī)不斷驅(qū)動(dòng)設(shè)備移動(dòng)完成一顆果樹(shù)的采摘；第五步，尋找下一顆果樹(shù)，重復(fù)上述動(dòng)作，最終完成果園的采摘工作。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種全自動(dòng)高空水果采摘機(jī)，包括：剪切機(jī)構(gòu)、伸縮機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、單片機(jī)、儲(chǔ)物倉(cāng)；所述剪切機(jī)構(gòu)，包括：舵機(jī)和剪刀，剪刀通過(guò)連接桿與舵機(jī)相連；所述伸縮機(jī)構(gòu)，包括：固定板、支撐桿、橫桿、平臺(tái)板、氣缸，所述氣缸安裝在固定板上，且能在導(dǎo)軌上來(lái)回滑動(dòng)，多個(gè)首尾相連的支撐桿固定在平臺(tái)板與固定板之間，在相鄰連接支撐桿之間設(shè)有橫桿；所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，包括機(jī)構(gòu)本體，機(jī)構(gòu)本體內(nèi)設(shè)有無(wú)刷電機(jī)，在無(wú)刷電機(jī)的傳動(dòng)軸上固定鏈輪，通過(guò)鏈條與鏈輪的嚙合傳動(dòng)帶動(dòng)麥輪及編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，麥輪的運(yùn)動(dòng)參數(shù)通過(guò)編碼器傳輸給單片機(jī)；本申請(qǐng)無(wú)需人力，也能節(jié)省采摘時(shí)間，全自動(dòng)水果采摘設(shè)備使人們?cè)谥悄芑瘲l件下越來(lái)越悠閑、舒適。

技術(shù)研發(fā)人員：侯義龍;蔡軍;于聰;高天琦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大連大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.27
技術(shù)公布日：2017.10.20