[发明专利]一种爬树式山核桃采摘机器人

说明书

技术领域

本发明涉及机器人，尤其是一种山核桃采摘机器人。

背景技术

山核桃是我国特有的著名干果和木本油料树种，具有寿命长、产量高特点。坚果出仁率43％～49％，仁含油率70％～74％，含蛋白质18％，且含多种维生素及丰富的不饱和脂肪酸，香脆可口，既可食用，也可作为糕点原料，也是上等的食用油料，具有防治冠心病、润肺滋补之功效。

目前，山核桃主要生长在山区等恶劣的地方，很难进行采摘，主要通过人工的方法进行采摘，经常发生伤人事件。因此，山核桃的采摘的生产率低及工作环境危险，很有必要研制一种新型山核桃采摘机器人，解决当前山核桃采摘难的问题，代替人类完成山核桃的采摘，且提高采摘生产率。

目前国内外已经研究出一些水果采摘机器人，但在山核桃采摘方面并未有所涉及，且其可操作性不是很高，成本也不低。为了改善劳动条件，在采摘效率、安全性、机械化率的同时降低作业费用，因此有必要对山核桃采摘机器人的研究。

发明内容

为了克服已有采摘机器人的可操作性较差、成本较高、安全性较差的不足，本发明提供一种可操作性良好、成本较低、安全性良好的爬树式山核桃采摘机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种爬树式山核桃采摘机器人，所述山核桃采摘机器人包括爬树机构、机械臂和末端执行装置，所述机械臂安装在所述爬树机构上，所述机械臂的上端安装所述末端执行装置，所述机器臂包括回转机构，回转机构包括回转电机、回转电机架、托板和轴承板，所述轴承板通过四个支撑柱固定于托板上方，回转电机固定于回转电机架上，回转电机架固定于托板上，所述回转电机的输出轴与连接轴连接，所述连接轴穿过轴承板，卧式轴承与卧式支座固定于轴承板上，所述连接轴与卧式轴承以及卧式支座固定连接，所述卧式支座与底盘相连接，所述底盘上固定有左右两排立式轴承，左边主臂通过一个基本轴与立式轴承连接，右边支撑臂通过两根截断的半轴与立式轴承连接，主臂与支撑臂通过销钉连接。

进一步，所述主臂的下半部分固定有抽屉滑轨，伸缩臂固定于抽屉滑轨间，所述伸缩臂下端与螺母紧配合连接，螺杆通过联轴器与固定在主臂上的伸缩驱动电机连接并穿过螺母，所述伸缩臂上端与法兰连接。

再进一步，所述支撑臂两侧与抽屉滑轨连接，抽屉滑轨固定在两块固定板上，两侧固定板分别于两根半轴连接，螺母螺杆中螺母与支撑臂连接，螺杆通过联轴器与摆动驱动电机相连，摆动驱动电机固定在摆动电机架上。

更进一步，所述爬树机构包括囚笼式框架、上端抱紧机构、下端抱紧机构和上升机构，所述囚笼式框架包括上支架和下支架，所述上端抱紧机构安装在所述上支架内部，所述下端抱紧机构安装在所述下支架内，所述上升机构安装在所述上支架底部；

所述上支架包括上支架第一层平板、上支架第二层平板、上端手臂支撑座杆、直线轴承以及光轴，所述上支架第一层平板顶角处固定的所述光轴与所述下支架固定，所述上支架第二层平板顶角穿入所述光轴中，所述上支架第一层平板具有中心孔；所述上支架第二层平板具有电机定位孔，且边缘装有上端手臂支撑座杆；

所述下支架包括下支架第一层平板、下支架第二层平板、下支架第三层平板、下支架第四层平板、下支架横杆以及下支架立杆，所述下支架第一层平板与所述下支架第四层平板和下支架横梁通过螺钉螺接，所述下支架第二层平板与所述下支架第三层平板分别固定在所述下支架立杆之间的下支架横梁上；

所述光轴的下端与所述下支架第四层平板固定连接；

上端抱紧机构和下端抱紧机构均包括抓紧曲柄轮、抓紧手臂、第一电机、导轨、直线导轨滑块、滑块垫片和固定螺栓，所述上端抱紧机构的第一电机固定在所述上支架第一层平板的中心孔内，所述下端抱紧机构的第一电机固定在所述下支架第一层平板的中心孔内；所述抓紧曲柄轮与所述第一电机连接，所述抓紧手臂尾端铰接在所述抓紧曲柄轮的两侧的螺栓上，两个所述抓紧手臂通过固定螺栓相互铰接，且在铰接处下方设有导轨和直线导轨滑块；