一种搭载末端执行器的水果采摘机器人.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115885696A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211147213.8(22)申请日2022.09.21(71)申请人北京邮电大学地址102206北京市昌平区沙河镇南丰路1号(72)发明人游向东王元达李海源(51)Int.Cl.A01D46/30(2006.01)权利要求书3页说明书7页附图9页(54)发明名称一种搭载末端执行器的水果采摘机器人(57)摘要本发明公开了一种搭载末端执行器的水果采摘机器人，包括：车体；气泵，所述气泵安装在车体顶端的右侧；显示器，所述显示器安装在车体的顶端；水果收集箱，所述水果收集箱设置在车体的顶端；工控机箱，所述工控机箱安装在车体的顶端；机械结构包括车体、采摘机械臂、末端执行器等，选用轮式车体作为移动机构，采摘机械臂为自主设计的灵巧机械臂，末端执行器则选用气动机械手爪，通过剪断果梗、夹持果梗的方式完成采摘。整机采用PLC控制，运行稳定，抗干扰能力强。气爪采用气动驱动，响应速度快，体积小、结构简单，维修和使用方便，可通过夹持果梗的方式实现采摘，因此通用性良好，能耗相对较小，负载能力强；能够快速移动，运行平稳。CN115885696ACN115885696A权利要求书1/3页1.一种搭载末端执行器的水果采摘机器人，其特征在于，包括：车体(8)；气泵(7)，所述气泵(7)安装在车体(8)顶端的右侧；显示器(6)，所述显示器(6)安装在车体(8)的顶端；水果收集箱(5)，所述水果收集箱(5)设置在车体(8)的顶端；工控机箱(4)，所述工控机箱(4)安装在车体(8)的顶端；工业摄像机(3)安装在车体(8)的顶端，且高于工控机箱(4)；采摘机械臂(2)，所述采摘机械臂(2)安置于车体(8)的顶端；末端执行器(1)，所述末端执行器(1)安装在采摘机械臂(2)的采摘端。2.根据权利要求1所述的一种搭载末端执行器的水果采摘机器人，其特征在于：所述采摘机械臂(2)包括：转向座(a)、肩关节(b)、肘关节(c)以及腕关节(d)；所述转向座(a)安装在车体(8)的顶端，所述肩关节(b)设置在转向座(a)的顶端，所述肘关节(c)通过第一连杆连接在肩关节(b)上，所述腕关节(d)的一端通过第二连杆安装在肘关节(c)上，且另一端通过第三连杆与末端执行器(1)连接。3.根据权利要求2所述的一种搭载末端执行器的水果采摘机器人，其特征在于：所述转向座(a)包括：腰关节底座(a1)，所述腰关节底座(a1)设置在车体(8)的顶端；腰关节外壳(a9)，所述腰关节外壳(a9)通过扁圆头螺钉(a2)安装在腰关节底座(a1)上；圆锥滚子轴承(a10)，所述圆锥滚子轴承(a10)设置在腰关节外壳(a9)的顶端；第一推力球轴承(a3)，所述第一推力球轴承(a3)通过切槽扁圆头螺钉(a2)贯穿于圆锥滚子轴承(a10)，且与腰关节外壳(a9)螺接；谐波减速器刚轮(a4)，所述谐波减速器刚轮(a4)设置在圆锥滚子轴承(a10)的内侧；腰关节刚轮固定圈(a12)，所述腰关节刚轮固定圈(a12)设置在谐波减速器刚轮(a4)的内侧；第二推力球轴承(a11)，所述第二推力球轴承(a11)设置在腰关节刚轮固定圈(a12)的顶端；谐波减速器波(a14)，所述谐波减速器波(a14)通过第一内六角圆柱头螺钉(a7)设置在第二推力球轴承(a11)上；谐波减速器柔轮(a6)，所述谐波减速器柔轮(a6)位于第二推力球轴承(a11)以及第一推力球轴承(a3)之间；第一深沟球轴承(a8)，所述第一深沟球轴承(a8)套装在谐波减速器波(a14)的一端；腰关节支撑心轴(a15)，所述腰关节支撑心轴(a15)的内侧贴合于第一深沟球轴承(a8)的外侧，且底端通过第二内六角圆柱头螺钉(a13)设置在谐波减速器柔轮(a6)上；壳体(a16)，所述壳体(a16)套装在腰关节底座(a1)的顶端，且通过六角法兰面螺栓连接于腰关节支撑心轴(a15)上。4.根据权利要求2所述的一种搭载末端执行器的水果采摘机器人，其特征在于：所述肘关节(c)和腕关节(d)均包括设置在肩关节(b)内相同的转动组件。5.根据权利要求2所述的一种搭载末端执行器的水果采摘机器人，其特征在于：所述肩2CN115885696A权利要求书2/3页关节(b)包括：关节支架(b22)，所述关节支架(b22)通过螺丝设置在壳体(a16)的顶端；转动组件，所述转动组件通过螺栓安装在关节支架(b22)上；所述转动组件还包括：关节外壳(b8)，所述关节外壳(b8)设置在关节支架(b22)上；端盖(b1)，所述端盖(b1)通过若干个端盖(b1)固定螺栓安装在关节外壳(b8)的右侧；端盖(b1)轴承，所述端盖(b1)轴承安置于端盖(b1)上；深沟球轴承(b