[发明专利]一种用于农产品采摘的移动旋转升降平台

说明书

技术领域

本发明涉及农产品采摘机械技术，具体来说是一种用于农产品采摘的移动旋转升降平台。

背景技术

随着我国经济的快速发展，城镇化程度进一步增强，农村劳动力逐步向城镇迁徙，农业劳动力逐渐出现出严重不足的现象。与此同时，伴随着计算机技术和机器人技术的发展,果蔬收获机械手能够降低工人劳动强度、提高劳动生产率、保证果实适时采收，因此在农业生产中具有巨大的应用潜力。

现有机械化收获作业主要以番茄、木瓜、草莓、柑橘等体积小、重量轻的果蔬为作业对象，机械手结构形式多以串联多关节开环链式结构为主，具有运动灵活、避障能力强的特点，但也存在机械手末端执行器持重能力与机构刚性严重不足的缺陷，难以满足香蕉、菠萝蜜等具有一定重量的果蔬收获作业的需求。针对具有一定重量的果蔬采摘机械装置的报道较为罕见。此外，在农业果蔬收获作业过程中，不同的作业目标对象只是模拟人工采摘动作的末端执行机构具有较大的动作区别，而涉及机械手接近作业目标对象的运动过程具有一定的相似性，均包括在农田中移动、将末端执行机构旋转到面向作业目标对象的方位及举升至作业目标对象所处的空间高度。而现有的大部分收获机械手均是针对特定收获作业进行机构开发，导致采摘机械手缺乏共有平台，带来零部件通用性差，造价昂贵，检测维修不便等问题。

另外，在码头、市政工程需要人在一定高度作业过程中，也会涉及移动、旋转、升降等通用运动需求，开发具有能承受一定载荷的移动、旋转、升降平台具有广泛的应用前景。本发明提出的机构原理，经过局部的改造，即可推广应用到具有类似工程背景中。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、便于生产维护、造价低廉、机构刚性高、能够承受较大载荷与倾覆力矩、运动阻力小、运动行程大、零件通用性强的用于农产品采摘的移动旋转升降平台，只需在该平台上配备相应的农业收获作业装置便可实现大载荷、批量化作物的机械化收获。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种用于农产品采摘的移动旋转升降平台，包括行走机构、旋转机构、升降平台及控制系统；其中，旋转机构包括旋转机架、主轴、轴承组、轴承座板组、齿轮组及旋转驱动电机，主轴与轴承组配合连接，轴承组固定于轴承座板组上，旋转驱动电机通过齿轮组给主轴传输旋转动力，旋转驱动电机安装在旋转机架上，主轴顶端与升降平台固定连接，旋转机架底部与行走机构连接，控制系统分别与旋转驱动电机和升降平台信号连接。

为了便于旋转及旋转位置精确，适用于各种情况，所述轴承组包括第一轴承、第二轴承、第三轴承，轴承座板组包括第一轴承底板、第二轴承底板，齿轮组包括第一齿轮和第二齿轮；其中，第一轴承座板上、下端面与第二轴承座板下端面，均设置轴承座孔，从上到下分别装配第一轴承、第二轴承、第三轴承，主轴在第一轴承座板与第二轴承座板之间通过键与第一齿轮固定连接，旋转驱动电机输出轴上连接第二齿轮，第一齿轮和第二齿轮啮合，主轴底端设置有螺纹，螺纹与螺母配合实现旋转机构轴向预紧。

为了能够运动行程大、精度高，所述升降平台包括升降底板、升降机架、直线导轨、滑块、电动推杆、推杆驱动电机、载物台、上铰支座及下铰支座；其中，升降机架与直线导轨、升降底板固定连接，升降底板与主轴顶端固定连接，直线导轨均布在升降底板周边上，滑块嵌套在直线导轨中，滑块上端面与载物台相固定连接，电动推杆上端通过上铰支座与载物台连接，电动推杆下端通过下铰支座与升降底板连接，电动推杆由推杆驱动电机驱动，控制系统与推杆驱动电机信号连接。采用铰支座铰接方式具有安装、拆卸方便的特点。

为了能够适应复杂、恶劣的作业环境，优选的，所述控制系统为MCU控制器或PLC控制器。

为了旋转机构能够承受轴向方向的大载荷以及较大的倾覆力矩，所述第一轴承、第二轴承、第三轴承分别为推力滚子轴承、深沟球滚子轴承、圆锥滚子轴承。

优选的，所述推杆驱动电机及旋转驱动电机均为伺服驱动电机。

优选的，所述行走机构为履带式或轮式行走小车。

为了便于增矩减速传动，所述第一齿轮的直径比第二齿轮的直径大。

为了能够保持平衡，更好的升降，所述上铰支座设于载物台中心点位置，下铰支座设于升降底板中心点位置。

为了能够实现旋转和升降同步牢固，所述升降底板设置有圆柱凸台与第一轴承内孔配合，并且升降底板端面紧靠在第一轴承上，实现第一轴承压紧。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：