本發(fā)明涉及機(jī)器人，具體為一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)跨茶壟龍門履帶自走式采茶機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、我國(guó)是茶葉產(chǎn)業(yè)大國(guó)，種植茶樹帶來經(jīng)濟(jì)效益使得許多鄉(xiāng)村家庭收入增加，茶樹的種植和茶葉的采摘耗時(shí)耗力，隨著農(nóng)業(yè)規(guī)?；瘷C(jī)械化的進(jìn)行，大規(guī)模茶園普遍使用采茶機(jī)器人，從而節(jié)省了人力成本，提升了經(jīng)濟(jì)效益。

2、公告號(hào)為cn113519269a公開的一種通過人工智能識(shí)別并模仿人手的智能采茶機(jī)器人，包括框架、中央控制模塊及攝像頭，所述框架的內(nèi)頂壁設(shè)置有四軸并聯(lián)機(jī)器人，所述四軸并聯(lián)機(jī)器人的底端固定連接有條形板，所述攝像頭設(shè)置于條形板的一側(cè)下沿，所述條形板的底端設(shè)置有夾持結(jié)構(gòu)，所述條形板的內(nèi)部設(shè)置有輔助結(jié)構(gòu)，所述夾持結(jié)構(gòu)的底端一側(cè)設(shè)置有切割結(jié)構(gòu)，所述夾持結(jié)構(gòu)的底端另一端設(shè)置有收集結(jié)構(gòu)。該發(fā)明根據(jù)攝像頭攝取的茶葉的視像和圖譜比對(duì)確定應(yīng)該采摘的茶葉，并快速移動(dòng)機(jī)械手自動(dòng)化精準(zhǔn)采摘茶葉，同時(shí)將采摘的茶葉吸入存儲(chǔ)容器內(nèi)，不會(huì)對(duì)茶葉品質(zhì)產(chǎn)生影響，采摘結(jié)束后的茶葉能夠進(jìn)行自動(dòng)收集打包，減少后續(xù)加工的工序，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，通過剛性框架與底部的萬向輪實(shí)現(xiàn)采茶機(jī)器人的移動(dòng)，從而利用機(jī)械手對(duì)茶葉進(jìn)行采摘，但機(jī)器人在行走過程中，由于茶葉的種植一般是在田間或山上，其茶壟可能會(huì)出現(xiàn)高低不平的現(xiàn)象，機(jī)器人在高低不平的茶壟上行走時(shí)，會(huì)出現(xiàn)左右傾斜的情況發(fā)生，一旦機(jī)器人出現(xiàn)傾斜，剛性框架無法自身調(diào)節(jié)，則可能會(huì)影響機(jī)器人的識(shí)別與機(jī)械手的采摘，如傾斜嚴(yán)重時(shí)，甚至?xí)l(fā)生側(cè)翻的風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)跨茶壟龍門履帶自走式采茶機(jī)器人，解決以下技術(shù)問題：

2、（1）如何使采摘機(jī)器人適應(yīng)高低不平的茶壟；

3、（2）如何對(duì)機(jī)械臂進(jìn)行優(yōu)化，在行走過程中保持穩(wěn)定。

4、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

5、一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)跨茶壟龍門履帶自走式采茶機(jī)器人，包括行走組件與機(jī)械臂組件；

6、機(jī)架，設(shè)置在行走組件上，用于安裝機(jī)械臂組件；

7、仿形連桿，設(shè)置在機(jī)架的頂部，用于與機(jī)架進(jìn)行連接，并根據(jù)左右履帶所在具有落差支撐面進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)；

8、驅(qū)動(dòng)組件，設(shè)置在機(jī)架上，用于承載與驅(qū)動(dòng)機(jī)械臂組件；

9、線性滑臺(tái)，設(shè)置在機(jī)架側(cè)壁，用于調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)平臺(tái)的升降；

10、采摘組件，設(shè)置在機(jī)械臂組件末端，用于茶葉的采摘。

11、進(jìn)一步地，所述仿形連桿包括長(zhǎng)連桿與短連桿；所述長(zhǎng)連桿與短連桿之間鉸接有鉸接柱；所述機(jī)架與行走組件固定連接；所述長(zhǎng)連桿與短連桿遠(yuǎn)離鉸接柱的一端均鉸接在機(jī)架的頂部。

12、進(jìn)一步地，所述驅(qū)動(dòng)組件包括承載平臺(tái)；所述承載平臺(tái)上固定連接有伺服電機(jī)一與伺服電機(jī)二；所述機(jī)械臂組件包括連桿一與連桿二；所述伺服電機(jī)一與連桿一輸入端連接；所述伺服電機(jī)二與連桿二輸入端連接；所述承載平臺(tái)上鉸接有連桿三；所述連桿一遠(yuǎn)離伺服電機(jī)一的一端鉸接有連桿四；所述連桿二與連桿三遠(yuǎn)離承載平臺(tái)的一端鉸接有三角法蘭盤；所述連桿二輸出端與三角法蘭盤其中一角上表面鉸接；所述連桿三輸出端與三角法蘭盤另一角上表面鉸接；所述三角法蘭盤上鉸接有連桿五與連桿六；所述連桿五輸入端與連桿二鉸接；所述連桿四的輸出端與采摘組件鉸接；所述連桿五輸出端與連桿四輸出端鉸接；所述連桿六遠(yuǎn)離三角法蘭盤的一端與采摘組件鉸接。

13、進(jìn)一步地，所述線性滑臺(tái)固定連接在機(jī)架側(cè)壁；所述承載平臺(tái)滑動(dòng)連接在線性滑臺(tái)上；所述線性滑臺(tái)經(jīng)線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

14、進(jìn)一步地，所述機(jī)械臂組件采用水平二自由度并聯(lián)五桿設(shè)計(jì)，與所述線性滑臺(tái)構(gòu)成三自由度并聯(lián)采摘裝置模塊；所述機(jī)械臂組件對(duì)稱安裝在左右承載平臺(tái)上。

15、進(jìn)一步地，所述行走組件包括履帶輪；所述履帶輪設(shè)置兩組；均設(shè)置在機(jī)架下方。

16、進(jìn)一步地，所述履帶輪上設(shè)置有連接平臺(tái)；所述履帶輪與連接平臺(tái)鉸接；所述機(jī)架底部固定連接在連接平臺(tái)上；所述連接平臺(tái)上固定連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)；所述履帶輪經(jīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)；所述連接平臺(tái)上固定連接有數(shù)據(jù)采集模塊。

17、進(jìn)一步地，所述機(jī)械臂組件、采摘組件、線性滑臺(tái)采用模塊化設(shè)計(jì)構(gòu)成并聯(lián)采摘機(jī)械臂，并對(duì)稱分布于所述履帶輪上。

18、本發(fā)明的有益效果：

19、（1）本發(fā)明中其機(jī)架部分采用了平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)，確保了當(dāng)機(jī)器人在坡道上行走遇到落差時(shí)，機(jī)架兩側(cè)由于平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)作用只在垂直支撐面方向進(jìn)行位移變化從而避免整機(jī)側(cè)傾風(fēng)險(xiǎn)，保證穩(wěn)定行走，在采摘模塊上，采用了五連桿兩自由度的機(jī)械臂設(shè)計(jì)，并巧妙地通過平行四邊形連桿的約束，使得機(jī)械臂在運(yùn)動(dòng)中末端方位角始終維持不變，提高了采摘的精確性。

20、（2）本發(fā)明通過機(jī)械臂組件實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂在三維空間內(nèi)的靈活移動(dòng)，我們?cè)趜軸方向上增加了線性滑臺(tái)，使得整個(gè)裝置能夠在x、y、z三個(gè)維度上自由移動(dòng)，充分滿足了采茶作業(yè)的需求。

21、（3）本發(fā)明通過承載平臺(tái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂組件的安裝，使得其安裝于承載平臺(tái)時(shí)，拆裝方便快捷，而且，此外增設(shè)雙機(jī)位，可顯著提升采摘作業(yè)效率，相比當(dāng)前整體框架式采茶機(jī)，本發(fā)明突破了平坦使用場(chǎng)地的局限性，提高了采茶效率。

22、附圖說明

23、下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

24、圖1是本發(fā)明中采茶機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

25、圖2是本發(fā)明中采茶機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)前視圖；

26、圖3是本發(fā)明中采茶機(jī)器人的整體結(jié)構(gòu)俯視圖；

27、圖4是本發(fā)明中機(jī)械臂組件的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

28、圖5是本發(fā)明中機(jī)械臂組件的整體結(jié)構(gòu)俯視圖；

29、圖6是本發(fā)明中采茶機(jī)器人在高低差地形時(shí)的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

技術(shù)特征：

1.一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)跨茶壟龍門履帶自走式采茶機(jī)器人，其特征在于，包括行走組件（7）與機(jī)械臂組件（2）；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)跨茶壟龍門履帶自走式采茶機(jī)器人，其特征在于，所述仿形連桿（4）包括長(zhǎng)連桿（41）與短連桿（43）；所述長(zhǎng)連桿（41）與短連桿（43）之間鉸接有鉸接柱（42）；所述機(jī)架（1）與行走組件（7）固定連接；所述長(zhǎng)連桿（41）與短連桿（43）遠(yuǎn)離鉸接柱（42）的一端均鉸接在機(jī)架（1）的頂部。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)跨茶壟龍門履帶自走式采茶機(jī)器人，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)組件（6）包括承載平臺(tái)（63）；所述承載平臺(tái)（63）上固定連接有伺服電機(jī)一（61）與伺服電機(jī)二（62）；所述機(jī)械臂組件（2）包括連桿一（21）與連桿二（22）；所述伺服電機(jī)一（61）與連桿一（21）輸入端連接；所述伺服電機(jī)二（62）與連桿二（22）輸入端連接；所述承載平臺(tái)（63）上鉸接有連桿三（23）；所述連桿一（21）遠(yuǎn)離伺服電機(jī)一（61）的一端鉸接有連桿四（24）；所述連桿二（22）與連桿三（23）遠(yuǎn)離承載平臺(tái)（63）的一端鉸接有三角法蘭盤（211）；所述連桿二（22）輸出端與三角法蘭盤（211）其中一角上表面鉸接；所述連桿三（23）輸出端與三角法蘭盤（211）另一角上表面鉸接；所述三角法蘭盤（211）上鉸接有連桿五（25）與連桿六（26）；所述連桿五（25）輸入端與連桿二（22）鉸接；所述連桿四（24）的輸出端與采摘組件鉸接；所述連桿五（25）輸出端與連桿四（24）輸出端鉸接；所述連桿六（26）遠(yuǎn)離三角法蘭盤（211）的一端與采摘組件鉸接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)跨茶壟龍門履帶自走式采茶機(jī)器人，其特征在于，所述線性滑臺(tái)（5）固定連接在機(jī)架（1）側(cè)壁；所述承載平臺(tái)（63）滑動(dòng)連接在線性滑臺(tái)（5）上；所述線性滑臺(tái)（5）經(jīng)線性電機(jī)驅(qū)動(dòng)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)跨茶壟龍門履帶自走式采茶機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)械臂組件（2）采用水平二自由度并聯(lián)五桿設(shè)計(jì)，與所述線性滑臺(tái)（5）構(gòu)成三自由度并聯(lián)采摘裝置（3）模塊；所述機(jī)械臂組件（2）對(duì)稱安裝在左右承載平臺(tái)（63）上。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)跨茶壟龍門履帶自走式采茶機(jī)器人，其特征在于，所述行走組件（7）包括履帶輪（71）；所述履帶輪（71）設(shè)置兩組；均設(shè)置在機(jī)架（1）下方。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)跨茶壟龍門履帶自走式采茶機(jī)器人，其特征在于，所述履帶輪（71）上設(shè)置有連接平臺(tái)（72）；所述履帶輪（71）與連接平臺(tái)（72）鉸接；所述機(jī)架（1）底部固定連接在連接平臺(tái)（72）上；所述連接平臺(tái)（72）上固定連接有驅(qū)動(dòng)電機(jī)（8）；所述履帶輪（71）經(jīng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)（8）驅(qū)動(dòng)；所述連接平臺(tái)（72）上固定連接有數(shù)據(jù)采集模塊（9）。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)跨茶壟龍門履帶自走式采茶機(jī)器人，其特征在于，所述機(jī)械臂組件（2）、采摘組件、線性滑臺(tái)（5）采用模塊化設(shè)計(jì)構(gòu)成并聯(lián)采摘機(jī)械臂，并對(duì)稱分布于所述履帶輪（71）上。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種自適應(yīng)調(diào)節(jié)跨茶壟龍門履帶自走式采茶機(jī)器人，包括行走組件與機(jī)械臂組件；機(jī)架，設(shè)置在行走組件上，用于安裝機(jī)械臂組件；仿形連桿，設(shè)置在機(jī)架的頂部，用于與機(jī)架進(jìn)行連接，并根據(jù)左右履帶所在具有落差支撐面進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)；通過機(jī)架部分采用了平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)，確保了當(dāng)機(jī)器人在坡道上行走遇到落差時(shí)，機(jī)架兩側(cè)由于平行四邊形連桿結(jié)構(gòu)作用只在垂直支撐面方向進(jìn)行位移變化從而避免整機(jī)側(cè)傾風(fēng)險(xiǎn)，保證穩(wěn)定行走，在采摘模塊上，采用了五連桿兩自由度的機(jī)械臂設(shè)計(jì)，并巧妙地通過平行四邊形連桿的約束，使得機(jī)械臂在運(yùn)動(dòng)中末端方位角始終維持不變，提高了采摘的精確性。

技術(shù)研發(fā)人員：俞傳陽,朱俊文,陳黎卿,萬玲,劉立超,劉策
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2