一种水果采摘机器人.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114747368A(43)申请公布日2022.07.15(21)申请号202210617278.8(51)Int.Cl.(22)申请日2022.06.01A01D46/30(2006.01)(66)本国优先权数据202210292152.82022.03.23CN(71)申请人农业农村部南京农业机械化研究所地址210014江苏省南京市玄武区中山门外柳营100号(72)发明人占才学宋志禹丁文芹郭健窦修梅张健飞韩余蒋清海金月赵映梅松夏先飞杨光任彩红(74)专利代理机构常州易瑞智新专利代理事务所(普通合伙)32338专利代理师孙盼盼权利要求书1页说明书4页附图8页(54)发明名称一种水果采摘机器人(57)摘要本发明公开了一种水果采摘机器人，包括载具、机械臂、机械爪、爪座和爪驱动组件；机械臂安装在载具上，爪座安装在机械臂上，机械爪包括驱动轴，驱动轴插在爪座内，爪驱动组件包括套管、传动机构、驱动器、横管、拨杆和弹簧，所述套管与驱动轴同心，驱动器通过传动机构驱动套管旋转，套管的内壁设置有连续的波浪形隆起部，横管固定在驱动轴的径向，弹簧和拨杆均位于横管内，在弹簧的作用下拨杆的一端位于波浪形隆起部的波峰之间，本发明的水果采摘机器人通过波浪形隆起部和拨杆实现套管与驱动轴之间的传动，当机械爪抓握水果之后，拨杆自动缩回，无需控制驱动器也能精确控制机械爪的抓握动作和抓握力量，整体结构简单且控制精确高。CN114747368ACN114747368A权利要求书1/1页1.一种水果采摘机器人，其特征在于：包括载具、机械臂、机械爪、爪座和爪驱动组件；所述机械臂安装在载具上，爪座安装在机械臂上；所述机械爪包括驱动轴，驱动轴插在爪座内；所述爪驱动组件包括套管、传动机构、驱动器、横管、拨杆和弹簧，所述套管与驱动轴同心，驱动器通过传动机构驱动套管旋转，套管的内壁设置有连续的波浪形隆起部，所述横管固定在驱动轴的径向，弹簧和拨杆均位于横管内，在弹簧的作用下拨杆的一端位于波浪形隆起部的波峰之间。2.根据权利要求1所述的水果采摘机器人，其特征在于：还包括内调节杆，所述内调节杆位于驱动轴内部并且与驱动轴同心，所述弹簧的一端抵住拨杆，另一端抵住内调节杆；所述内调节杆上设置有多个不同直径的圆形调节段。3.根据权利要求2所述的水果采摘机器人，其特征在于：所述内调节杆上还设置有椭圆形调节段。4.根据权利要求3所述的水果采摘机器人，其特征在于：所述机械爪包括第一抱臂、第一连杆和第二连杆，第一连杆的一端连接驱动轴，另一端铰接第一抱臂，第二连杆的一端铰接第一抱臂，另一端铰接爪座。5.根据权利要求4所述的水果采摘机器人，其特征在于：每个爪座上安装两个机械爪，所述第一连杆上设置有齿，两个机械爪的第一连杆上的齿彼此啮合。6.根据权利要求5所述的水果采摘机器人，其特征在于：所述机械爪还包括第二抱臂和第三连杆，第二抱臂与第一抱臂结构一致，第二抱臂通过第三连杆固定在第一抱臂之下。7.根据权利要求1所述的水果采摘机器人，其特征在于：所述传动机构为传动齿轮组。8.根据权利要求1所述的水果采摘机器人，其特征在于：所述驱动器为电机。9.根据权利要求1所述的水果采摘机器人，其特征在于：所述载具上还设置有蓄电池和收集框，蓄电池为驱动器供电。10.根据权利要求1所述的水果采摘机器人，其特征在于：所述机械臂上设置有指向机械爪的相机。2CN114747368A说明书1/4页一种水果采摘机器人技术领域[0001]本发明涉及农业机械领域，尤其涉及一种水果采摘机器人。背景技术[0002]水果不仅味道甜美，而且营养元素丰富，是人们日常必不可少的食品。2020年世界水果产量超过4亿吨，水果产业遍布世界的每一个角落，涉及产业人员不计其数。水果产业本身属于典型的劳动密集型产业，其中以收获环节占用劳动力比例最大，对于苹果、梨子、柑橘、桃子等这类长在树上的水果而言，收获环节的投入成本占到了生产成本的50％以上。为了提高水果采摘效率，现有技术中出现了一些水果采摘机械，这类采摘机械主要采用机械臂配合机械爪在果园内采摘水果，为了避免机械爪的抓握力量伤害水果，采摘机械都需要设计机械爪的力量控制系统；现有技术的做法是在机械爪中添加传感器，通过传感器的数据精确控制电机行程；这种做法的缺陷是：1.传感器和控制芯片增加了设备的复杂程度和成本，传感器等电子部件在野外高温、潮湿、多尘的恶劣环境下使用寿命较低，整个采摘设备的可靠性差；2.这类设备本质上是通过电机的精确行程来控制机械爪，对电机的要求很高，一旦因成本因素采用了质量稍次的电机或者电机工作精度下降，就会导致机械爪的实际效果大打折扣，很容易导致采摘的水果表面留下损伤痕迹。发明内容[0003]本发明要解决的技术问题是现有技术的水果采摘机