一种番茄采摘臂.pdf

19 中华人民共和国 国家知识产权局 12 实用新型专利 10 授权公告号 45 授权公告日 21 申请号 201922270166 6 22 申请日 2019 12 17 73 专利权人 西北农林 科技大 学 地址 712100 陕西省西安市杨凌区西农路 22号西北农林科技大学机械与电子工 程学院9408室 72 发明人 张育禾 房文 泰 龚坤 牛子杰 51 Int Cl A01D 46 24 2006 01 54 实用新型名称 一种番 茄 采摘臂 57 摘要 本实用新型涉及一种番茄采摘臂 其特征在 于 包括固定框架 两根电机固定光轴 两根采摘 臂固定光轴 第一步进电机 第二步进电机和差 动连接件 所述两根电机固定光轴并列竖直设置 在所述固定框架上 所述第一步进电机设置在所 述固定框架下部 所述第二步进电机设置在所述 固定框架上部 所述第一步进电机 第二步进电 机的输 出端与相应的同步带轮连接 两同步带轮 与同步带配合 所述两根采摘臂固定光轴一端连 接有采摘手 另 一端通过连接板连接为一体 所 述采摘臂固定光轴通过所述差动连接件与所述 电机固定光轴呈十字活动连接 所述同步带通过 所述差动连接件与所述第一步进电机 第二步进 电机 采摘臂固定光轴成十 字连接 权利要求书1页 说明书3页 附图8页 CN 211353145 U 2020 08 28 CN 211353145 U 1 一种番茄采摘臂 其特征在于 包括固定框架 两根电机固定光轴 两根采摘臂固定 光轴 第一步进电机 第二步进电机和差动连接件 所述两根电机固定光轴并列竖直设置在 所述固定框架上 所述第一步进电机设置在所述固定框架下部且位于所述两根电机固定光 轴之间 所述第二步进电机设置在所述固定框架上部且位于所述两根电机固定光轴之间 所述第一步进电机 第二步进电机的输出端与相应的同步带轮连接 两同步带轮与同步带 配合 所述两根采摘臂固定光轴一端连接有采摘手 另一端通过连接板连接为一体 所述采 摘臂固定光轴通过所述差动连接件与所述电机固定光轴呈十字活动连接 所述同步带通过 所述差动连接件与所述第一步进电机 第二步进电机 采摘臂固定光轴成十字连接 2 根据权利要求1所述的番茄采摘臂 其特征在于 所述差动连接件包括第一差动连接 零件和第二差动连接零件 所述第一差动连接零件和第二差动连接零件结构相同均包括一 U形板 且 形板的底部呈方形结构 所述U形板的底部四角分别设置有凹槽容纳直线轴承 所述U形板的底部中央设置有四个螺纹连接孔 所述第一差动连接零件和所述第二差动连 接零件相错90 扣合连接在一起 直线轴承与相应的光轴配合工作 3 根据权利要求1或2所述的番茄采摘臂 其特征在于 所述采摘手上设置有V形刀槽 4 根据权利要求1或2所述的番茄采摘臂 其特征在于 所述第一步进电机和第二步进 电机分别通过相应的电机座固定在所述固定框架上 5 根据权利要求3所述的番茄采摘臂 其特征在于 所述第一步进电机和第二步进电机 分别通过相应的电机座固定在所述固定框架上 权 利 要 求 书 1 1 页 2 CN 211353145 U 一种番茄采摘臂 技术领域 0001 本实用新型属于农业机械技术领域 具体涉及一种番茄采摘臂 背景技术 0002 我国是番茄种植大国 但对番茄的采摘大都采用人工采摘 人工采摘劳动量大 成 本高 且在机器采摘作物的方式在国外已经极为普遍的情况下 国内仍旧缺乏对应特定作 物的采摘装置 实用新型内容 0003 本实用新型设计了一种番茄采摘臂 旨在实现对番茄的机器采摘 0004 为了实现上述目的 本实用新型采用了以下方案 0005 一种番茄采摘臂 包括固定框架 两根电机固定光轴 两根采摘臂固定光轴 第一 步进电机 第二步进电机和差动连接件 所述两根电机固定光轴并列竖直设置在所述固定 框架上 所述第一步进电机设置在所述固定框架下部且位于所述两根电机固定光轴之间 所述第二步进电机设置在所述固定框架上部且位于所述两根电机固定光轴之间 所述第一 步进电机 第二步进电机的输出端与相应的同步带轮连接 两同步带轮与同步带配合 所述 两根采摘臂固定光轴一端连接有采摘手 另一端通过连接板连接为一体 所述采摘臂固定 光轴通过所述差动连接件与所述电机固定光轴呈十字活动连接 所述同步带通过所述差动 连接件与所述第一步进电机 第二步进电机 采摘臂固定光轴成十字连接 0006 进一步 所述差动连接件包括第一差动连接零件和第二差动连接零件 所述第一 差动连接零件和第二差动连接零件结构相同均包括一U形板 且 形板的底部呈方形结构 所述U形板的底部四角分别设置有凹槽容纳直线轴承 所述U形板的底部中央设置有四个螺 纹连接孔 所述第一差动连接零件和所述第二差动连接零件相错90 扣合连接在一起 直线 轴承与相应的光轴配合工作 0007 进一步 所述采摘手上设置有V形刀槽 0008 进一步 所述第一步进电机和第二步进电机分别通过相应的电机座固定在所述固 定框架上 0009 该番茄采摘臂具有以下有益效果 0010 1 本实用新型采用十字差动连接装置 增加了采摘臂可达到的空间范围 能够克 服现有采摘装置采摘速度较慢 采摘距离较短的缺陷 具有精度高 机械结构巧妙的特点 可以实现准确采摘工作 附图说明 0011 图1 本实用新型实施方式中番茄采摘臂的主视图 0012 图2 本实用新型实施方式中番茄采摘臂的俯视图 0013 图3 本实用新型实施方式中番茄采摘臂的左视图 说 明 书 1 3 页 3 CN 211353145 U 0014 图4 本实用新型实施方式中采摘手与采摘臂固定光轴的连接结构示意图 0015 图5 本实用新型实施方式中第一差动连接零件和第二差动连接零件的连接结构 示意图 主视图 0016 图6 本实用新型实施方式中第一差动连接零件和第二差动连接零件的连接结构 示意图 俯视图 0017 图7 本实用新型实施方式中第一差动连接零件的结构示意图 0018 图8 本实用新型实施方式中采摘手的立体结构示意图 0019 图9 本实用新型实施方式中采摘臂向下运动示意图 0020 图10 本实用新型实施方式中采摘臂向上运动示意图 0021 图11 本实用新型实施方式中采摘臂向左运动示意图 0022 图12 本实用新型实施方式中采摘臂向右运动示意图 0023 附图标记说明 0024 1 同步带轮 2 电机固定光轴 3 采摘臂固定光轴 4 采摘手 1 V形刀槽 5 固定框架 6 第一步进电机 7 第二步进电机 8 第一差动连接零件 1 凹槽 82 螺纹连接孔 9 第二差动连接零件 10 连接板 11 电机座 12 同步带 具体实施方式 0025 下面结合附图 对本实用新型做进一步说明 0026 图1至图12示出了本实用新型一种番茄采摘臂的具体实施方式 图1至图3是本实 施方式中番茄采摘臂的三视图 图4是本实施方式中采摘手与采摘臂固定光轴的连接结构 示意图 图5至图7是本实施方式中差动连接零件的结构示意图 图8是本实施方式中采摘手 的结构示意图 图9至图12是本实施方式中采摘臂的工作示意图 0027 如图1至图4所示 本实施方式中的番茄采摘臂 包括固定框架5 两根电机固定光 轴2 两根采摘臂固定光轴3 第一步进电机6 第二步进电机7和差动连接件 两根电机固定 光轴2并列竖直设置在固定框架5上 第一步进电机6设置在固定框架5下部且位于两根电机 固定光轴2之间 第二步进电机7设置在固定框架5上部且位于两根电机固定光轴2之间 第 一步进电机6 第二步进电机7的输出端与相应的同步带轮1连接 两同步带轮 与同步带12 配合 两根采摘臂固定光轴3一端连接有采摘手4 另一端通过连接板10连接为一体 采摘臂 固定光轴3通过所述差动连接件与电机固定光轴2呈十字活动连接 同步带12通过所述差动 连接件与第一步进电机6 第二步进电机7 采摘臂固定光轴3成十字连接 0028 本实施例中 同步带轮1有两个分别对应第一步进电机6和第二步进电机7 同步带 12和所述差动连接件 采摘臂固定光轴3之间还设置有五个导向轮 以方便同步带12顺畅工 作 0029 优选地 所述差动连接件包括第一差动连接零件8和第二差动连接零件9 第一差 动连接零件8和第二差动连接零件9结构相同均包括一U形板 且 形板的底部呈方形结构 所述U形板的底部四角分别设置有凹槽81容纳直线轴承 所述U形板的底部中央设置有四个 螺纹连接孔82 第一差动连接零件8和第二差动连接零件9相错90 扣合连接在一起 直线轴 承与相应的光轴配合工作 如图5 图6和图7所示 本实施例中 由于第一差动连接零件8和 第二差动连接零件9结构相同 故以第一差动连接零件8为例进行了结构说明 如图7所示 说 明 书 2 3 页 4 CN 211353145 U 0030 优选地 采摘手4上设置有V形刀槽41 如图8所示 0031 本实施例中 第一步进电机6和第二步进电机7分别通过相应的电机座11固定在固 定框架5上 如图1所示 0032 如图9所示 当第一步进电机6 第二步进电机7通电 第一步进电机6 第二步进电 机7的转轴相互平行 第一步进电机6 第二步进电机7同时顺时针等速旋转时 带动同步带 轮1转动 同步带轮 带动同步带12带动采摘臂固定光轴3做垂直于地面方向向下的匀速运 动 图中x形标记代表同步带12的同一位置 虚线圆内为细节放大图 虚线圆内弧形箭头为 同步带轮1转向 图上直线箭头为机构运动方向 以下同 0033 如图10所示 当第一步进电机6 第二步进电机7通电 第一步进电机 第二步进电 机7的转轴相互平行 第一步进电机6 第二步进电机7同时逆时针等速旋转时 带动同步带 轮1转动 同步带轮 带动同步带12带动采摘臂固定光轴3做垂直于地面方向向上的匀速运 动 0034 如图11所示 当第一步进电机6 第二步进电机7通电 第一步进电机 第二步进电 机7的转轴相互平行 第一步进电机6做顺时针运动 第二步进电机7逆时针等速旋转时 带 动同步带轮1转动 同步带轮 带动同步带12带动采摘臂固定光轴3做平行于地面的向左的 匀速运动 0035 如图12所示 当第一步进电机6 第二步进电机7通电 第一步进电机 第二步进电 机7的转轴相互平行 第一步进电机6做逆时针运动 第二步进电机7顺时针等速旋转时 带 动同步带轮1转动 同步带轮带动同步带 2带动采摘臂固定光轴3做平行于地面的向右的匀 速运动 0036 具体工作时 当采摘机器人的视觉传感器接收到番茄颜色信号时 第一步进电机 6 第二步进电机7通电 采摘机器人根据视觉传感器信号给出的番茄坐标位置相对于机身 的位置 控制第一步进电机6 第二步进电机7动作 从而带动采摘臂固定光轴3向上或向下 运动到某一位置 再水平平移某一距离 使采摘手4的V形刀槽41卡住番茄枝干 随后第一步 进电机6 第二步进电机7适当旋转 使采摘臂固定光轴3按与采摘时路径相反的方向运动直 到回到启动点 在采摘手4退后的过程中 刀槽内的刀片利用退后的拉力实现果实采摘 0037 本实用新型中的番茄采摘臂可到达的空间范围广泛 控制简单 机体采摘速度较 快 0038 本实用新型采用十字差动连接装置 增加了采摘臂可达到的空间范围 能够克服 现有采摘装置采摘速度较慢 采摘距离较短的缺陷 具有精度高 机械结构巧妙的特点 可 以实现准确采摘工作 0039 上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述 显然本实用新型的实现并不受 上述方式的限制 只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进 或未经 改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的 均在本实用新型的保护范围 内 说 明 书 3 3 页 5 CN 211353145 U 图1 图2 说 明 书 附 图 1 8 页 6 CN 211353145 U 图3 说 明 书 附 图 2 8 页 7 CN 211353145 U 图4 图5 说 明 书 附 图 3 8 页 8 CN 211353145 U 图6 图7 图8 说 明 书 附 图 4 8 页 9 CN 211353145 U 图9 说 明 书 附 图 5 8 页 10 CN 211353145 U 图10 说 明 书 附 图 6 8 页 11 CN 211353145 U 图11 说 明 书 附 图 7 8 页 12 CN 211353145 U 图12 说 明 书 附 图 8 8 页 13 CN 211353145 U