本實(shí)用新型涉及一種采摘大型瓜果的機(jī)械臂裝置，主要涉及一種易操作、能靈活實(shí)現(xiàn)對(duì)大型瓜果采摘位置自動(dòng)調(diào)整的機(jī)械臂裝置。

背景技術(shù)：

我國是西瓜種植、消費(fèi)大國，在西瓜的采摘過程中，人工采摘費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率低下，為了解決上述問題，研制一種新型的采摘大型瓜果的機(jī)械臂裝置，可實(shí)現(xiàn)對(duì)大型瓜果的機(jī)械采摘，解放了勞動(dòng)力，大大提高了采摘效率，具有實(shí)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種采摘大型瓜果的機(jī)械臂裝置，由半履帶式平臺(tái)、底座旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械臂、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、云臺(tái)系統(tǒng)和末端執(zhí)行器組成；所述半履帶式平臺(tái)作為安裝平臺(tái)和行走平臺(tái)，可遙控控制實(shí)現(xiàn)在地面上的自由行走；所述底座旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在所述半履帶式平臺(tái)上，用于驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)；所述機(jī)械臂安裝在所述底座旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上；所述液壓傳動(dòng)系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)機(jī)械臂在水平和豎直方向的移動(dòng)動(dòng)作；所述云臺(tái)系統(tǒng)為機(jī)械臂提供待采摘瓜果的圖像獲其準(zhǔn)確位置，以便調(diào)整機(jī)械臂的采摘?jiǎng)幼?；所述末端?zhí)行器能在它自身的重力作用下實(shí)時(shí)保持豎直狀態(tài)，便于完成瓜果的采摘。本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)對(duì)西瓜等大型瓜果的自動(dòng)采摘，采摘效率高、易操作。

所述半履帶式平臺(tái)的前輪為輪式，后輪為履帶式，巧妙結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，既增大了與地面接觸面積，又保留了前輪輪式易于轉(zhuǎn)向的優(yōu)點(diǎn)。

所述底座旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)一、蝸桿和渦輪組成，所述電機(jī)一的傳動(dòng)軸連接所述蝸桿的齒輪軸，所述蝸桿的齒輪軸與所述渦輪的齒輪相嚙合，在所述電機(jī)一的驅(qū)動(dòng)下，所述蝸桿的齒輪軸旋轉(zhuǎn)并嚙合所述渦輪的齒輪使得渦輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)所述機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)。

所述機(jī)械臂由3個(gè)子機(jī)械短臂組成且相互間由2個(gè)活動(dòng)關(guān)節(jié)連接，在最上方子機(jī)械短臂的末端通過活動(dòng)關(guān)節(jié)連接有所述末端執(zhí)行器。

所述液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由液壓泵、電機(jī)二、油箱、兩個(gè)液壓缸、控制閥和油管組成，所述液壓泵在所述電機(jī)二的驅(qū)動(dòng)下，從所述油箱中吸油并經(jīng)所述油管輸出油液至所述液壓缸，其中，油液流量由液壓泵與液壓缸之間的控制閥來調(diào)節(jié)；所述兩個(gè)液壓缸分別安裝在所述機(jī)械臂的兩個(gè)關(guān)節(jié)間，在油液的壓力能作用下推動(dòng)所述液壓缸中的活塞運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)機(jī)械臂在水平和豎直方向的移動(dòng)動(dòng)作。

所述云臺(tái)系統(tǒng)由基座、支架、電機(jī)三、齒輪、齒輪桿、兩個(gè)攝像頭組成，所述電機(jī)三固定在所述基座上，所述電機(jī)三的傳動(dòng)軸連接所述齒輪；搭建在所述支架上的所述齒輪桿位于所述齒輪的上方并與齒輪嚙合；所述兩個(gè)攝像頭固定在所述齒輪桿的兩端，在所述電機(jī)三的驅(qū)動(dòng)下通過所述齒輪嚙合所述齒輪桿，從而調(diào)節(jié)兩個(gè)攝像頭的俯仰角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)待采摘瓜果的拍攝。

所述末端執(zhí)行器由活動(dòng)關(guān)節(jié)、連接桿、電機(jī)四、主從齒輪和抓手組成，其中，所述活動(dòng)關(guān)節(jié)由具有高粗糙度的銷軸、銷孔組成且銷軸穿過銷孔，所述連接桿串接所述末端執(zhí)行器的所有部件；當(dāng)所述機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)致安裝在所述連接桿末端的抓手偏離豎直方向時(shí)，所述銷軸與所述銷孔接觸所產(chǎn)生的摩擦力矩將阻礙所述連接桿的擺動(dòng)，從而使得所述抓手始終處于豎直方向，所述電機(jī)四驅(qū)動(dòng)主從齒輪嚙合從而控制所述抓手的放開和閉合動(dòng)作。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型末端執(zhí)行器的示意圖。

圖3是本實(shí)用新型云臺(tái)系統(tǒng)的示意圖。

在圖1-圖3中，101.半履帶式平臺(tái)，102.電機(jī)一，103.蝸桿，104.渦輪，105.機(jī)械臂，106. 機(jī)械短臂，107.活動(dòng)關(guān)節(jié)一、二，108.活動(dòng)關(guān)節(jié)三，109.液壓泵，110.電機(jī)二，111.油箱，112.液壓缸，113.控制閥，114.油管，115.云臺(tái)系統(tǒng)，116.末端執(zhí)行器，201.基座，202.支架，203.電機(jī)三，204.齒輪，205.齒輪桿，206.左攝像頭，207.右攝像頭；301.連接桿，302.電機(jī)四，303主從齒輪，304.抓手，305.高粗糙度銷軸，306.銷孔。

具體實(shí)施方式

參照圖1，一種采摘大型瓜果的機(jī)械臂裝置，由半履帶式平臺(tái)101、底座旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械臂105、液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、云臺(tái)系統(tǒng)115和末端執(zhí)行器116組成；所述半履帶式平臺(tái)101作為安裝平臺(tái)和行走平臺(tái)，可遙控控制實(shí)現(xiàn)在地面上的自由行走；所述底座旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)安裝在所述半履帶式平臺(tái)101上，用于驅(qū)動(dòng)所述機(jī)械臂105旋轉(zhuǎn)；所述機(jī)械臂105安裝在所述底座旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)上；所述液壓傳動(dòng)系統(tǒng)用于調(diào)節(jié)機(jī)械臂105在水平和豎直方向的移動(dòng)動(dòng)作；所述云臺(tái)系統(tǒng)115為機(jī)械臂105提供待采摘瓜果的圖像獲其準(zhǔn)確位置，以便調(diào)整機(jī)械臂105的采摘?jiǎng)幼?；所述末端?zhí)行器116能在它自身的重力作用下實(shí)時(shí)保持豎直狀態(tài)，便于完成瓜果的采摘。本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)對(duì)西瓜等大型瓜果的自動(dòng)采摘，采摘效率高、易操作。

所述半履帶式平臺(tái)101的前輪為輪式，后輪為履帶式，巧妙結(jié)合兩者的優(yōu)點(diǎn)，既增大了與地面接觸面積，又保留了前輪輪式易于轉(zhuǎn)向的優(yōu)點(diǎn)。

所述底座旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由電機(jī)一102、蝸桿103和渦輪104組成，所述電機(jī)一102的傳動(dòng)軸連接所述蝸桿103的齒輪軸，所述蝸桿103的齒輪軸與所述渦輪104的齒輪相嚙合，在所述電機(jī)一102的驅(qū)動(dòng)下，所述蝸桿103的齒輪軸旋轉(zhuǎn)并嚙合所述渦輪104的齒輪使得渦輪旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)所述機(jī)械臂105旋轉(zhuǎn)。

所述液壓傳動(dòng)系統(tǒng)由液壓泵109、電機(jī)二110、油箱111、兩個(gè)液壓缸112、控制閥113和油管114組成，所述液壓泵109在所述電機(jī)二110的驅(qū)動(dòng)下，從所述油箱111中吸油并經(jīng)所述油管114輸出油液至所述液壓缸112，其中，油液流量由液壓泵109與液壓缸112之間的控制閥113來調(diào)節(jié)；所述兩個(gè)液壓缸112分別安裝在所述機(jī)械臂105的兩個(gè)關(guān)節(jié)107的連接處，在油液的壓力能作用下推動(dòng)所述液壓缸112中的活塞運(yùn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)機(jī)械臂105在水平和豎直方向的移動(dòng)動(dòng)作。

所述機(jī)械臂105由三個(gè)子機(jī)械短臂106組成且相互間分別由活動(dòng)關(guān)節(jié)一、活動(dòng)關(guān)節(jié)二107連接，在最上方機(jī)械短臂106的末端通過活動(dòng)關(guān)節(jié)三108連接有所述末端執(zhí)行器116。

參照圖2，所述云臺(tái)系統(tǒng)115由基座201、支架202、電機(jī)三203、齒輪204、齒輪桿205、左攝像頭206、右攝像頭207組成，所述電機(jī)三203固定在所述基座201上，所述電機(jī)三203的傳動(dòng)軸連接所述齒輪204；搭建在所述支架202上的所述齒輪桿205位于所述齒輪204的上方并與齒輪嚙合；所述左右攝像頭206、207固定在所述齒輪桿205的兩端，在所述電機(jī)三203的驅(qū)動(dòng)下通過所述齒輪204嚙合所述齒輪桿205，從而調(diào)節(jié)兩個(gè)攝像頭206、207的俯仰角度，實(shí)現(xiàn)對(duì)待采摘瓜果的拍攝。

參照圖3，所述末端執(zhí)行器116由活動(dòng)關(guān)節(jié)三108、連接桿301、電機(jī)四302、主從齒輪303和抓手304組成，其中，所述活動(dòng)關(guān)節(jié)三108由具有高粗糙度的銷軸305、銷孔306成且銷軸穿過銷孔，所述連接桿301串接所述末端執(zhí)行器116的所有部件；當(dāng)所述機(jī)械臂105運(yùn)動(dòng)過程中導(dǎo)致安裝在所述連接桿301末端的抓手304偏離豎直方向時(shí)，所述銷軸305與所述銷孔306接觸所產(chǎn)生的摩擦力矩將阻礙所述連接桿301的擺動(dòng)，從而使得所述抓手304始終處于豎直方向，所述電機(jī)四302驅(qū)動(dòng)主從齒輪303嚙合從而控制所述抓手304的放開和閉合動(dòng)作。