[发明专利]地面路径简单的农业机械手三维空间行走机构

说明书

本发明提供了一种地面路径简单的农业机械手三维空间行走机构，该机构包括左右移动单元、前后移动单元和上下移动单元，左右移动单元包括高位横梁和套接于高位横梁上可沿横梁同步、相向或相背运动的两个行走箱；前后移动单元包括位于横梁左右两侧且上部固定于横梁两端部的竖向支撑件，竖向支撑件的底部设置有行走轮和驱动行走轮前后移动的第二驱动装置；上下移动单元包括活动连接于两个行走箱底部的两根连杆，连杆的另一端活动连接有一机械手的固定平台。本发明的行走机构，结构简单，设计巧妙，只需在大棚种植地的两侧开辟两条可供竖向支撑件直线行走的路径就可实现机械手的三维行走，使用安全且成本低，对于不同种植面积的果蔬可以实现精准的采摘。

技术领域

本发明涉及一种农业生产辅助机械，尤其涉及一种农业用的智能机器人，更具体是涉及一种在地面行走路径简单的农业机械手三维空间行走机构。

背景技术

塑料大棚种植是目前农村广泛采用的高效利用土地、一年四季满足城市蔬菜、水果市场供应的有效方法。现有大棚种植在果蔬成熟期，大多还是采用人工采摘的方式，由于人工采摘劳动强度大，费时费力，特别是在目前农业劳动力严重短缺、人工费用越来越高的情况下，当所种的果蔬大面积丰收且卖不起价时，种植户往往会无奈地让其果蔬烂在地里也不进行采摘，因为销售收入往往抵不过雇工采摘的费用，这不仅对种植户是一大损失，而且对资源也是一种浪费。随着机械和计算机智能控制行业的不断发展，使得智能机器人在各个领域的应用已经比较普遍，故在农业生产上也开始应用智能采摘机器人。现有的智能采摘机器人，不仅结构复杂，而且田间需要开辟出适合采摘机器人行走的复杂路径，但对于一些果蔬，在种植初期和成熟期，其土壤都是比较潮湿的，这就使采摘机器人的行走变得十分困难，另外，对于一些种植行距比较密的果蔬，采摘机器人只能在田地的外围行走，然后靠机械手伸向地里进行采摘，由于机械手的长度不能无限延伸，因而对于面积较大的果蔬采摘还是受到很大的限制，还有，这种机器人的供电也比较麻烦，由于机器人是整机移动，耗电大，而且在地面行走时横竖不定，导线跟着机器人在田间走动，不仅危险，而且极易发生缠绕而造成短路。

发明内容

为解决以上存在的问题，本发明的目的是提供一种地面路径简单的农业机械手三维空间行走机构，该机构在地面只沿直线行走。

为实现以上目的，本发明的地面路径简单的农业机械手三维空间行走机构，包括左右移动单元、前后移动单元和上下移动单元，其特征在于：所述左右移动单元包括高位横梁、套接于高位横梁上的两个行走箱，横梁前后侧面固定有位置对称且轨面向上的两条导轨，导轨的背面固定有齿条，行走箱的前后侧壁分别设置有与导轨配合的行走滑轮和驱动行走箱沿横梁左右移动的第一驱动装置；前后移动单元包括位于横梁左右两侧且上部固定于横梁两端部的竖向支撑件，竖向支撑件的底部设置有行走轮和驱动行走轮前后移动的第二驱动装置；上下移动单元包括活动连接于两个行走箱底部的两根连杆，连杆的另一端活动连接有一机械手的固定平台。

为了使横梁的前后移动更加平稳，同时减少竖向支撑件的重量，上述竖向支撑件为空心梯形体，每一竖向支撑件的行走轮为四个，分别设置于梯形体底部的四个角；上述横梁端部固定于梯形体与地面垂直的侧壁上。

上述第一驱动装置包括第一电机和第一减速箱，第一减速箱固定于行走箱前侧壁和后侧壁的外表面且通过齿轮与齿条相啮合。

上述第二驱动装置包括第二电机和第二减速箱，第二减速箱固定于竖向支撑件的底部，第二减速箱的输出轴直接与行走轮进行轴连接。

上述导轨为轨面设有凸脊的导轨，行走滑轮为圆周面设有与凸脊对应凹槽的行走轮。

上述行走滑轮的轮轴直接固定于行走箱的前侧壁和后侧壁的内表面上。

为了便于加工和安装，上述行走箱由底板、前后侧壁和箱盖构成。

为了减少横梁的重量，上述的高位横梁为空心结构的型材。