一种柑橘类水果采摘机器人
技术领域
本发明涉及水果采摘领域领域，具体涉及一种柑橘类水果采摘机器人。
背景技术
目前人们在采摘柑橘类等水果时，经常是直接用手从树上将橘子等水果摘下，这样一方面容易造成树枝被扯断，影响树木生成，更影响以后的水果产量，另一方面还容易扯坏水果与果枝的连接处，造成水果无法长时间收藏保存，较高处的水果还需要登高采摘对人们人身安全有较大的隐患。
现有的工具在采摘的过程中水果容易从高空掉落，使水果碰伤，不利于水果的保存，更加大了损失，因此有必要设计一种能够改善水果采摘运输保存的新型水果采摘机器人。
发明内容
本发明的目的在于提供一种柑橘类水果采摘机器人。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：包括车体、筛选机构、剪式升降机和旋转采摘组件，筛选机构置于车体的内部，剪式升降机固定设置于车体顶部，旋转采摘组件固定设置于剪式升降机的顶部，旋转采摘组件包括旋转机构、纵向移动机构、横向移动机构、剪断机构和横向支撑臂，旋转机构固定设置于剪式升降机的顶部，纵向移动机构呈竖直状态设置于旋转机构的输出端，横向支撑臂呈水平状态设置并且其一端与纵向移动机构的输出端相连，横向移动机构固定设置于横向支撑臂的底部，剪断机构设置于横向支撑臂的自由端并且剪断机构与横向移动机构的输出端相连，剪断机构与筛选机构之间通过一根收集管相连。
作为一种柑橘类水果采摘机器人的优选方案，车体呈长方体空心结构，车体下端设置有四个车轮，车体一侧开设有进料通孔，车体远离进料通孔的一侧设置有车把手，车体靠近车把手的一侧下方开设矩形通孔，矩形通孔的两侧沿车身长度方向开设第一限位槽。
作为一种柑橘类水果采摘机器人的优选方案，筛选机构包括下料滑道、筛选板和分料仓，下料滑道固定设置在车体内部进料通孔的下方，筛选板呈倾斜状态固定设置在车体内部，筛选板的顶部开设有沿车身长度方向的矩形通道，矩形通道的底部开设有由小到大等距分布的落料孔，分料仓呈长方体空心体结构且顶端开口，分料仓内侧底部固定设置等距分布的间隔板，分料仓左右两侧固定设置有配合第一限位槽的第一限位条，分料仓远离进料通孔的一侧固定设置有出料把手。
作为一种柑橘类水果采摘机器人的优选方案，旋转机构包括旋转底座、旋转板、从动齿轮、驱动齿轮和驱动电机，旋转底座固定设置于剪式升降机的顶部，旋转底座的顶部中心处开设穿孔，旋转板呈水平设置在旋转底座的顶部中心处，从动齿轮设置于旋转底座的正下方，旋转板的底部中心处设置有传动轴且向下延伸穿过穿孔和从动齿轮固定连接，驱动齿轮设置于旋转底座的下方且和从动齿轮啮合，驱动电机呈竖直状态固定设置于旋转底座的顶部，并且其输出端向下穿过旋转底座与驱动齿轮固定连接。
作为一种柑橘类水果采摘机器人的优选方案，纵向移动机构包括底板、支撑侧板、支撑顶板、旋转电机和丝杆，底板固定设置于旋转板的顶部，底板的中心处固定嵌设有一个用于供丝杆插设的第一滚珠轴承，支撑侧板呈竖直状态固定设置于底板顶部远离进料通孔的一侧，支撑侧板靠近进料通道的一侧对称开设沿自身长度方向的第二限位槽，支撑顶板固定设置于支撑侧板的顶部，支撑顶板的中心处固定嵌设有一个用于供丝杆穿过的第二滚珠轴承，丝杆呈竖直状态穿过第一滚珠轴承插设于底板的第二滚珠轴承内，旋转电机呈竖直状态固定安装在支撑顶板的顶部中心处，旋转电机的输出端竖直向下延伸，旋转电机的输出端穿过支撑顶板与丝杆固定连接。
作为一种柑橘类水果采摘机器人的优选方案，横向支撑臂靠近支撑侧板的一侧固定设置有配合第二限位槽的第二限位条，横向支撑臂靠近支撑侧板的顶部一侧开设有螺孔且螺孔与丝杆相啮合。
作为一种柑橘类水果采摘机器人的优选方案，横向移动机构包括传动皮带、滑轨、滑块、驱动轮、从动轮、两个夹块、两个接近开关和横移电机，横移电机呈竖直状态固定安装在横向支撑臂的顶部一端，驱动轮竖直能够转动的安装在横向支撑臂底部的一端，从动轮竖直能够转动的安装在横向支撑臂底部远离驱动轮的一端，传动皮带套设在驱动轮和从动轮上，滑轨呈水平状态固定设置在驱动轮和从动轮之间，滑块固定安装在滑轨上，两个夹块固定安装在传动皮带的内外两侧，内侧夹块和滑块之间通过连接块连接，外侧夹块远离传动皮带的一侧竖直设置有接近板，接近开关对称设置在横向支撑臂底部位于传动皮带一侧的两端，横移电机的输出端向下穿过横向支撑臂与驱动轮连接。
作为一种柑橘类水果采摘机器人的优选方案，剪断机构包括固定支撑座、断茎机构和视觉识别摄像头，断茎机构和视觉识别摄像头固定设置在固定支撑座上，固定支撑座的上端和滑块底部固定连接，断茎机构安装在固定支撑座的下端横板上，断茎机构包括固定环形剪刀、活动环形剪刀、摆动电机和漏斗，固定环形剪刀的一端固定安装在固定支撑座的外侧，摆动电机呈竖直状态固定设置于固定支撑座下端横板顶部，摆动电机的输出端上呈水平状态固定设置有连杆，活动环形剪刀的一端呈水平状态固定设置在连杆上，活动环形剪刀的自由端和固定环形剪刀的自由端轴接，活动环形剪刀和固定环形剪刀轴接夹角处上端对称设置有一组刀片，漏斗固定设置于固定环形剪刀底部。
作为一种柑橘类水果采摘机器人的优选方案，收集管是弹性软管材质，收集管的一端套设于漏斗远离固定环形剪刀的一端，收集管远离漏斗的一端固定安装在进料通孔外侧。
本发明的有益效果：使用时将车体推到待采摘的柑橘类水果树下，通过剪式升降机将旋转采摘组件平缓升起，通过旋转机构、纵向移动机构和横向移动机构三个方位带动安装在横向支撑臂上的剪断机构伸向待采摘的水果，剪断机构剪断水果后水果掉落收集管内，再由收集管传输至车体内通过筛选机构给不同尺寸的水果分类，本水果采摘机器人操作方便，结构简单，对柑橘类水果高效率的保护采摘，使其在保护运输水果的同时筛选不同尺寸的水果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的主视图。
图3是旋转采摘组件立体结构示意图。
图4是筛选机构的立体结构分解图。
图5是旋转机构的立体结构分解图。
图6是纵向移动机构立体结构分解图。
图7是横向移动机构立体结构分解图。
图8是的剪断机构的立体结构示意图。
图中：
1、车体；2、筛选机构；3、剪式升降机；4、旋转采摘组件；5、旋转机构；6、纵向移动机构；7、横向移动机构；8、剪断机构；9、横向支撑臂；10、收集管；11、车轮；12、进料通孔；13、车把手；14、矩形通孔；15、第一限位槽；16、下料滑道；17、筛选板；18、分料仓；19、落料孔；20、间隔板；21、第一限位条；22、出料把手；23、旋转底座；24、旋转板；25、从动齿轮；26、驱动齿轮；27、驱动电机；28、穿孔；29、传动轴；30、底板；31、支撑侧板；32、支撑顶板；33、旋转电机；34、丝杆；35、第一滚珠轴承；36、第二限位槽；37、第二滚珠轴承；38、第二限位条；39、螺孔；40、传动皮带；41、滑轨；42、滑块；43、驱动轮；44、从动轮；45、外侧夹块；46、内侧夹块；47、接近开关；48、横移电机；49、连杆；50、连接块；51、刀片；52、接近板；53、固定支撑座；54、断茎机构；55、视觉识别摄像头；56、横板；57、固定环形剪刀；58、活动环形剪刀；59、摆动电机；60、漏斗。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
参照图1至图8所示的一种柑橘类水果采摘机器人，包括车体1、筛选机构2、剪式升降机3和旋转采摘组件4，筛选机构2置于车体1的内部，剪式升降机3固定设置于车体1顶部，旋转采摘组件4固定设置于剪式升降机3的顶部，旋转采摘组件4包括旋转机构5、纵向移动机构6、横向移动机构7、剪断机构8和横向支撑臂9，旋转机构5固定设置于剪式升降机3的顶部，纵向移动机构6呈竖直状态设置于旋转机构5的输出端，横向支撑臂9呈水平状态设置并且其一端与纵向移动机构6的输出端相连，横向移动机构7固定设置于横向支撑臂9的底部，剪断机构8设置于横向支撑臂9的自由端并且剪断机构8与横向移动机构7的输出端相连，剪断机构8与筛选机构2之间通过一根收集管10相连。使用时将车体1推到待采摘的柑橘类水果树下，通过剪式升降机3将旋转采摘组件4平缓升起，通过旋转机构5、纵向移动机构6和横向移动机构7三个方位带动安装在横向支撑臂9上的剪断机构8伸向待采摘的水果，剪断机构8剪断水果后水果掉落收集管10内，再由收集管10传输至车体1内通过筛选机构2给不同尺寸的水果分类。
车体1呈长方体空心结构，车体1下端设置有四个车轮11，车体1一侧开设有进料通孔12，车体1远离进料通孔12的一侧设置有车把手13，车体1靠近车把手13的一侧下方开设矩形通孔14，矩形通孔14的两侧沿车身长度方向开设第一限位槽15。通过车把手13推动车体1带动车轮11前后移动使用灵活，采摘下的水果通过进料通孔12进入车体1内部的筛选机构2进行筛选。
筛选机构2包括下料滑道16、筛选板17和分料仓18，下料滑道16固定设置在车体1内部进料通孔12的下方，筛选板17呈倾斜状态固定设置在车体1内部，筛选板17的顶部开设有沿车身长度方向的矩形通道，矩形通道的底部开设有由小到大等距分布的落料孔19，分料仓18呈长方体空心体结构且顶端开口，分料仓18内侧底部固定设置等距分布的间隔板20，分料仓18左右两侧固定设置有配合第一限位槽15的第一限位条21，分料仓18远离进料通孔12的一侧固定设置有出料把手22。从进料滑道进入的水果通过下料滑道16平稳滑到筛选板17上，筛选板17是倾斜设置的水果由上往下滚动分别通过不同大小的落料孔19落入下方的对应不同落料孔19的分料仓18间隔槽内，分料仓18水果装满后通过出料把手22将分料仓18从车体1的第一限位槽15内拉出。
旋转机构5包括旋转底座23、旋转板24、从动齿轮25、驱动齿轮26和驱动电机27，旋转底座23固定设置于剪式升降机3的顶部，旋转底座23的顶部中心处开设穿孔28，旋转板24呈水平设置在旋转底座23的顶部中心处，从动齿轮25设置于旋转底座23的正下方，旋转板24的底部中心处设置有传动轴29且向下延伸穿过穿孔28和从动齿轮25固定连接，驱动齿轮26设置于旋转底座23的下方且和从动齿轮25啮合，驱动电机27呈竖直状态固定设置于旋转底座23的顶部，并且其输出端向下穿过旋转底座23与驱动齿轮26固定连接。旋转电机33驱动驱动齿轮26带动啮合的从动齿轮25，从动齿轮25带动旋转板24旋转。
纵向移动机构6包括底板30、支撑侧板31、支撑顶板32、旋转电机33和丝杆34，底板30固定设置于旋转板24的顶部，底板30的中心处固定嵌设有一个用于供丝杆34插设的第一滚珠轴承35，支撑侧板31呈竖直状态固定设置于底板30顶部远离进料通孔12的一侧，支撑侧板31靠近进料通道的一侧对称开设沿自身长度方向的第二限位槽36，支撑顶板32固定设置于支撑侧板31的顶部，支撑顶板32的中心处固定嵌设有一个用于供丝杆34穿过的第二滚珠轴承37，丝杆34呈竖直状态穿过第一滚珠轴承35插设于底板30的第二滚珠轴承37内，旋转电机33呈竖直状态固定安装在支撑顶板32的顶部中心处，旋转电机33的输出端竖直向下延伸，旋转电机33的输出端穿过支撑顶板32与丝杆34固定连接。旋转电机33驱动丝杆34在上下的第一滚珠轴承35和第二滚珠轴承37内自转从而带动横向支撑臂9上下移动。
横向支撑臂9靠近支撑侧板31的一侧固定设置有配合第二限位槽36的第二限位条38，横向支撑臂9靠近支撑侧板31的顶部一侧开设有螺孔39且螺孔39与丝杆34相啮合。横向支撑臂9通过第二限位条38滑动设置在支撑侧板31的第二限位槽36内，通过螺孔39和丝杆34啮合，丝杆34驱动横向支撑臂9在支撑侧板31第二限位槽36内上下滑动。
横向移动机构7包括传动皮带40、滑轨41、滑块42、驱动轮43、从动轮44、两个夹块、两个接近开关47和横移电机48，横移电机48呈竖直状态固定安装在横向支撑臂9的顶部一端，驱动轮43竖直能够转动的安装在横向支撑臂9底部的一端，从动轮44竖直能够转动的安装在横向支撑臂9底部远离驱动轮43的一端，传动皮带40套设在驱动轮43和从动轮44上，滑轨41呈水平状态固定设置在驱动轮43和从动轮44之间，滑块42固定安装在滑轨41上，两个夹块固定安装在传动皮带40的内外两侧，内侧夹块46和滑块42之间通过连接块50连接，外侧夹块45远离传动皮带40的一侧竖直设置有接近板52，接近开关47对称设置在横向支撑臂9底部位于传动皮带40一侧的两端，横移电机48的输出端向下穿过横向支撑臂9与驱动轮43连接。横移电机48驱动驱动轮43带动安装在驱动轮43和从动轮44之间的传动皮带40转动，皮带带动两个夹块和连接夹块的滑块42在滑轨41上平移，接近板52靠近一端的接近开关47时行程结束反向运动，接触板靠近到另一端的接触开关行程结束反向运动，使其运动过程保持在两端的接触开关内。
剪断机构8包括固定支撑座53、断茎机构54和视觉识别摄像头55，断茎机构54和视觉识别摄像头55固定设置在固定支撑座53上，固定支撑座53的上端和滑块42底部固定连接，断茎机构54安装在固定支撑座53的下端横板56上，断茎机构54包括固定环形剪刀57、活动环形剪刀58、摆动电机59和漏斗60，固定环形剪刀57的一端固定安装在固定支撑座53的外侧，摆动电机59呈竖直状态固定设置于固定支撑座53下端横板56顶部，摆动电机59的输出端上呈水平状态固定设置有连杆49，活动环形剪刀58的一端呈水平状态固定设置在连杆49上，活动环形剪刀58的自由端和固定环形剪刀57的自由端轴接，活动环形剪刀58和固定环形剪刀57轴接夹角处上端对称设置有一组刀片51，漏斗60固定设置于固定环形剪刀57底部。视觉识别摄像头55拍摄到成熟度足够的柑橘类水果时，通过旋转机构5、纵向移动机构6和横向移动机构7带动固定支撑座53和安装在固定支撑座53上的断茎机构54多方位移动，将水果放入漏斗60中横向移动机构7带动断茎机构54移动将柑橘类水果果把移至活动环形剪刀58和固定环形剪刀57轴接夹角处，摆动电机59驱动连杆49带动活动环形剪刀58在固定环形剪刀57上夹动，从而带动安装在夹角处的刀片51将柑橘类水果剪下。
收集管10是弹性软管材质，收集管10的一端套设于漏斗60远离固定环形剪刀57的一端，收集管10远离漏斗60的一端固定安装在进料通孔12外侧。柑橘类水果剪下从漏斗60掉落至收集管10内继而滚动到车体1内的筛选机构2，收集管10为弹性软管材质保证剪断机构8在移动的过程中不影响运动。
需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。
