[實用新型]一種智能采摘山竹果的機械裝置

有效

• 申請號: 201721743377.1
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN208016373U
• 公開（公告）日: 2018-10-30
• 發明（設計）人: 羅怡沁;李研彪;王澤勝;王林;孫鵬;郭明飛;徐夢茹;鄭航;秦宋陽;徐濤濤
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: A01D46/24
• 分類號: A01D46/24
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

1.一種智能采摘山竹果的機械裝置，其特征在于：包括采摘車模塊、肩關節模塊、肘關節模塊、腕關節模塊和剪切模塊；所述采摘車模塊為整個裝置的基礎定位和移動部件；所述肩關節模塊通過底板(6)固定在采摘車模塊的采摘車身(5)上；所述肘關節模塊側端與下端分別與肩關節模塊的兩條運動鏈的運動鏈軸承端座(30)相連接；所述腕關節模塊通過靜平臺(18)固定在肘關節模塊前臂連接板(46)上；所述剪切模塊通過剪切電機支架(62)固定在腕關節模塊的動平臺(58)上；

所述采摘車模塊包括采摘車身(5)、轉動軸(2)、采摘車輪(1)、采摘車履帶(4)、履帶驅動電機、第一連接鍵(3)、盛果箱(28)和運輸管(24)；所述采摘車身(5)整體呈長方體狀，采摘車身(5)的頂面前端設置有一長方形凹槽；所述盛果箱(28)整體呈長方體狀，盛果箱(28)整體放置在采摘車身(5)頂面前端的長方形凹槽上，采摘車身(5)的頂面中端左側開一正方形凹槽，采摘車身(5)的兩個側面均開三個通孔貫穿車身；所述轉動軸(2)軸身兩端分別設置一環形凹槽，轉動軸(2)通過采摘車身(5)側面的通孔穿過采摘車身(5)，所述采摘車輪(1)中心的圓形曲面上設置有一長方形凹槽，采摘車輪(1)通過中心的長方形凹槽與轉動軸(2)軸身環形凹槽相配合；所述履帶驅動電機連接三根轉動軸(2)并驅動該轉動軸(2)的運動；所述采摘車履帶(4)由單個履帶小塊拼接而成，每兩個履帶小塊頂面連接塊構成的形狀與車輪齒頂面相配合；所述采摘車履帶(4)裝置在采摘車輪(1)外圍；所述第一連接鍵(3)整體呈環形狀，放置在轉動軸(2)軸身環形凹槽與車輪中心長方形凹槽之間；所述運輸管(24)的一端呈圓柱體狀，運輸管(24)的另一端呈管狀，運輸管(24)呈管狀的一端放置在盛果箱(28)內；

所述肩關節模塊包括底板(6)、豎板(7)、基座軸承座(9)、基座軸承端蓋(11)、基座連接軸承(31)、基座輸入軸(34)、第一運動鏈(36)、第二運動鏈(29)、第三運動鏈(10)、運動鏈軸承端座(30)、運動鏈軸承端蓋(39)、運動臺轉動軸(37)、運動鏈連接軸(35)、運動鏈深溝球軸承(38)和豎板步進電機(8)；所述底板(6)整體呈L型，底板(6)的中心為半圓形的頂面，底板(6)中心半圓形的頂面上設置有五個通孔，底板(6)通過穿過這五個通孔的螺釘固定在采摘車身(5)上，底板(6)的一側板端部設置有兩個環形槽，底板(6)的另一側板端部開四個通孔；所述豎板(7)設置有兩個，每塊豎板(7)的底面均設置有四個通孔，其中一塊豎板(7)通過螺釘螺母固定在底板(6)的一側板端部，另一塊豎板(7)通過螺釘固定在底板(6)的另一側板端部；每塊豎板(7)后側面設置一圓形槽和四個通孔；所述基座軸承座(9)有兩個，每個基座軸承座(9)整體呈圓柱形，底面設置四個通孔，兩個基座軸承座(9)通過螺釘分別固定在兩個豎板(7)后側面上，每個基座軸承座(9)的中心設置有一圓形槽且頂面開四個沉頭孔；所述基座軸承端蓋(11)有兩個，基座軸承端蓋(11)整體呈圓柱形，基座軸承端蓋(11)心設置有一圓柱體狀凸臺，基座軸承端蓋(11)上的圓柱體狀凸臺與基座軸承座(9)中心圓形槽相配合，基座軸承端蓋(11)底面設置有四個通孔，與基座軸承座(9)中心頂面四個沉頭孔相配合，基座軸承端蓋(11)通過緊定螺釘固定在基座軸承座(9)上；所述基座連接軸承(31)共四個，兩個放置在基座軸承端蓋(11)與基座軸承座(9)之間，兩個放置在基座軸承座(9)與豎板(7)之間；所述基座輸入軸(34)共兩個，整體呈圓柱形，分別穿過兩個基座軸承座(9)中心；基座輸入軸(34)的側面前端設置有一圓環凸臺，基座輸入軸(34)的側面軸身開一環形凹槽；基座輸入軸(34)的底面開一圓形與長方形組合的新孔型；所述第一運動鏈(36)整體呈L型，第一運動鏈(36)的一端為圓柱形，該端中心開一圓形與長方形組成的新孔型，通過基座輸入軸(34)側面前端圓環凸臺固定在基座輸入軸(34)上；第一運動鏈(36)的另一端呈U型，該端端部為兩個圓柱體，中心開一圓柱形槽，兩圓柱體的外側面各開四個沉頭孔；所述第二運動鏈(29)整體呈L型，第二運動鏈(29)的兩端分別為圓柱形，兩端中心分別開一圓形與長方形組成的新孔型，第二運動鏈(29)一端放置在第一運動鏈(36)U型頂端面圓柱體之間；所述第三運動鏈(10)整體呈L型，第三運動鏈(10)兩端分別為圓柱形，兩端中心分別開一圓形與長方形組成的新孔型，第三運動鏈(10)一端通過基座輸入軸(34)側面前端圓環凸臺固定在基座輸入軸(34)上；所述運動鏈軸承端座(30)有兩個，每個運動鏈軸承端座(30)整體呈圓柱形，運動鏈軸承端座(30)底面設置四個通孔，運動鏈軸承端座(30)中心設置有一圓形槽，其頂面開四個沉頭孔，兩個運動鏈軸承端座(30)分別與第二運動鏈(29)一端的圓柱形和第三運動鏈(10)一端的圓柱形相連；所述運動鏈軸承端蓋(39)有兩個，整體呈圓柱形，運動鏈軸承端蓋(39)中心設置有一圓柱體狀凸臺；該凸臺與運動鏈軸承端座(30)中心圓形槽相配合；運動鏈軸承端蓋(39)底面設置有四個通孔，四個通孔與運動鏈軸承端座(30)中心頂面四個沉頭孔相配合，通過緊定螺釘固定在運動鏈軸承端座(30)上；所述運動臺轉動軸(37)共兩個，整體呈圓柱形，運動臺轉動軸(37)分別穿過兩個運動鏈軸承端座(30)中心；運動臺轉動軸(37)側面開一環形凹槽；所述運動鏈連接軸(35)整體呈圓柱形，穿過第一運動鏈(36)U型頂端面兩個圓柱體；運動鏈連接軸(35)側面前端設置有一圓環凸臺，運動鏈連接軸(35)側面開一環形凹槽；所述運動鏈深溝球軸承(38)共有六個，整體呈圓柱形，兩個放置在運動鏈軸承端蓋(39)與運動鏈軸承端座(30)之間，兩個放置在運動鏈軸承端座(30)底部，另兩個放置在第一運動鏈(36)U型頂端面兩圓柱體內；所述豎板步進電機(8)共兩個，整體呈長方體狀，豎板步進電機(8)頂端通過基座輸入軸(34)底面新孔型與基座輸入軸(34)連在一起；其中一個豎板步進電機(8)放置在采摘車身(5)頂面正方形凹槽內；

所述肘關節模塊包括上臂外板(32)、上臂內板(41)、上臂頂板(33)、前臂板(17)、轉動主動桿(52)、轉動從動桿(27)、上臂主動桿連接軸(54)、連接深溝球軸承(55)、上臂軸承端蓋(53)、上臂連板(16)、主從桿連接軸(51)、上前臂旋轉軸(42)、上前臂旋轉軸軸套(43)、主從桿連接軸軸套(50)、前臂從動桿連接軸(48)、上臂電機支架(14)、上臂步進電機(12)、行星減速器(13)、前臂從動桿連接軸軸套(44)、圓錐齒輪(15)、上臂主動桿連接軸軸套(40)和前臂連接板(46)；所述上臂外板(32)整體呈長方體狀，上臂外板(32)前端呈半圓形并設置有三個通孔；上臂外板(32)中端中心設置有一個圓形槽、兩個環形槽和四個通孔；上臂外板(32)的頂面后端中心設置有一個圓形槽和六個通孔，通過螺釘螺母穿過四個通孔與運動鏈軸承端座(30)固定在一起；所述上臂內板(41)與上臂外板(32)對稱；上臂內板(41)前端設置有三個通孔；上臂內板(41)中端中心設置有一個圓形槽、兩個環形槽和四個通孔；上臂內板(41)底面后端中心設置有四個通孔；所述上臂頂板(33)整體呈U型，上臂頂板(33)中心底面設置一個圓形槽和四個通孔，通過螺釘螺母穿過四個通孔與運動鏈軸承端座(30)固定在一起；上臂頂板(33)一側設置兩個通孔，通過螺釘螺母與上臂外板(32)固定在一起；上臂頂板(33)另一側設置四個通孔，通過螺釘螺母與上臂內板(41)固定在一起；所述前臂板(17)有兩塊，整體呈長方體狀，前臂板(17)后端為半圓形；前臂板(17)頂面后端中心設置有一個圓形槽，前臂板(17)中端設置有一個通孔，前臂板(17)前端設置有四個通孔；前臂板(17)底面后端中心設置有一個中空的圓柱形凸臺，該凸臺分別固定在上臂外板(32)與上臂內板(41)的內側；所述轉動主動桿(52)整體呈弧型狀，轉動主動桿(52)前端兩側面各設置有一圓柱狀凸臺，該凸臺一側開一圓形沉頭孔，另一側開一圓形通孔；轉動主動桿(52)后端開一圓形與長方形組成的新孔型；所述轉動從動桿(27)整體呈環形狀，轉動從動桿(27)側面開兩個長方形槽，轉動從動桿(27)前端兩側沉頭孔中心通孔；轉動從動桿(27)后端設置有兩個通孔；所述上臂主動桿連接軸(54)為階梯軸，上臂主動桿連接軸(54)中后端側面設置有兩個環形凹槽，其中一個環形槽與轉動主動桿(52)的新孔型相配合，通過第二連接鍵與轉動主動桿(52)固定在一起；所述連接深溝球軸承(55)共有七個；兩個分別放置在上臂外板(32)與上臂內板(41)中端中心的圓形槽內；一個放置在轉動從動桿(27)后端兩通孔之間，通過孔用墊圈(49)固定在主從桿連接軸(51)軸身上；兩個分別放置在兩塊前臂板(17)后端中心的圓形槽內；另兩個分別放置在轉動從動桿(27)前端兩側沉頭孔內；所述上臂軸承端蓋(53)共有兩個；上臂軸承端蓋(53)整體呈圓柱形，上臂軸承端蓋(53)中心設置有一個圓形槽和四個通孔，通過緊定螺釘穿過四個通孔分別固定在上臂外板(32)與上臂內板(41)外側；所述上臂連板(16)整體呈U型，上臂連板(16)兩側分別設置有兩個通孔，通過螺釘螺母和墊圈(49)與上臂外板(32)和上臂內板(41)分別固定；所述主從桿連接軸(51)為階梯軸，軸身穿透轉動從動桿(27)后端通孔；所述上前臂旋轉軸(42)為階梯軸，軸身穿透前臂板(17)頂面后端中心圓形槽與上臂外板(32)和上臂內板(41)前端通孔；所述上前臂旋轉軸軸套(43)呈圓柱體狀，上前臂旋轉軸軸套(43)放置在前臂板(17)頂面后端的圓形槽內；所述主從桿連接軸軸套(50)呈圓柱體狀，主從桿連接軸軸套(50)放置在主從桿連接軸(51)上；所述前臂從動桿連接軸(48)呈圓柱體狀，軸身穿透轉動從動桿(27)前端的沉頭孔和通孔與兩塊前臂板(17)中端的通孔；所述上臂電機支架(14)整體呈U型，上臂電機支架(14)頂面設置有一個圓形槽和四個通孔；上臂電機支架(14)兩側面分別設置有兩個通孔，通過內六角螺釘(47)、六角螺母(45)與墊片分別固定在上臂外板(32)與上臂內板(41)內側；所述上臂步進電機(12)整體呈長方體狀，上臂步進電機(12)前端頂面設置有四個通孔；上臂步進電機(12)中心設置有一個圓柱形凸臺；所述行星減速器(13)后端與前端呈長方體狀，中端呈圓柱體狀；行星減速器(13)后端底面設置有四個通孔，通過緊定螺釘與上臂步進電機(12)固定在一起；行星減速器(13)底面中心設置有圓柱形凹槽與上臂步進電機(12)前端頂面中心圓柱形凸臺相配合；行星減速器(13)前端頂面設置有四個通孔，通過緊定螺釘固定在上臂電機支架(14)底面上；行星減速器(13)中心設置有一個圓柱形凸臺與圓柱形中空豎桿；所述前臂從動桿連接軸軸套(44)共有兩個，整體呈圓柱體狀，前臂從動桿連接軸軸套(44)放置在前臂板(17)中端側面與轉動從動桿(27)前端側面之間；所述圓錐齒輪(15)共有兩個；一個圓錐齒輪(15)中心通孔與行星減速器(13)前端頂面中心圓柱形中空豎桿相配合；另一個圓錐齒輪(15)中心設置有圓形與長方形組成的新孔型，通過鍵穿過新孔型與上臂主動桿連接軸(54)中后端側面另一個環形槽相配合，圓錐齒輪(15)固定在上臂主動桿連接軸(54)軸身上；兩個圓錐齒輪(15)通過錐齒垂直配合；所述上臂主動桿連接軸軸套(40)整體呈圓柱體狀，上臂主動桿連接軸軸套(40)側面開兩個通孔，通過開槽錐端緊定螺釘穿過通孔固定在上臂主動桿連接軸(54)中后端側面兩個環形凹槽之間；所述前臂連接板(46)整體呈U型，前臂連接板(46)底面設置有四個通孔，前臂連接板(46)兩側面分別設置有四個通孔，通過內六角螺釘(47)、六角螺母(45)與墊圈(49) 分別固定在兩塊前臂板(17)前端內側；

所述腕關節模塊包括靜平臺(18)、胡克鉸鏈(26)、直線電機(60)、中心球鉸鏈(59)、支撐軸(19)、球鉸鏈(25)、動平臺(58)、直線電機連接件(56)、推桿連接件(57)和鉸鏈連接件(61)；所述靜平臺(18)整體呈三棱柱狀，靜平臺(18)底面中心設置有四個通孔，通過螺釘螺母和墊圈(49)固定在前臂連接板(46)底面通孔上；靜平臺(18)底面三個角上分別設置有一個通孔；所述胡克鉸鏈(26)共有三個，整體由兩塊U型連接件與正方體狀連接件組成；胡克鉸鏈(26)上下兩塊U型連接件側面設置有一個通孔，胡克鉸鏈(26)底面中心設置有一個圓形凹槽；所述直線電機(60)后端為半環形狀凸臺，直線電機(60)側面中心設置有一個通孔；直線電機(60)前端整體呈長方體狀，中端為階梯長方體，直線電機(60)側面中心設置有一個通孔；所述中心球鉸鏈(59)前端在球頭上設置有圓柱形豎桿；中心球鉸鏈(59)中端為圓柱體凸臺，該凸臺上放置圓柱形端蓋，通過螺釘螺母固定；中心球鉸鏈(59)中端兩圓柱體分別設置有圓形槽與球形凹槽，里面放置球頭；中心球鉸鏈(59)后端為圓柱體，中心球鉸鏈(59)底面設置有四個通孔；所述支撐軸(19)中心呈長方體狀，支撐軸(19)頂端設置有一個圓形凹槽，凹槽與中心球鉸鏈(59)前端圓柱形豎桿相配合；支撐軸(19)側面設置有兩個通孔，通過緊定螺釘與中心球鉸鏈(59)固定；支撐軸(19)中下端側面為四個三角狀的支撐柱，支撐軸(19)底端為長方體狀固定板，固定板上設置有四個通孔，通過螺釘與墊圈(49)固定在靜平臺(18)底面的通孔上；所述球鉸鏈(25)共有三個；球鉸鏈(25)前端在球頭上設置有圓柱形豎桿；球鉸鏈(25)中端為圓柱體凸臺，該凸臺上放置圓柱形端蓋，通過螺釘螺母固定；球鉸鏈(25)中端兩圓柱體分別設置有圓形槽與球形凹槽，里面放置球頭；球鉸鏈(25)后端為圓柱體，球鉸鏈(25)底面斜向切去一塊形成新底面，新底面上設置有四個通孔；所述動平臺(58)整體呈三棱柱狀，動平臺(58)底面中心設置有四個通孔，通過螺釘和墊圈(49)固定在中心球鉸鏈(59)底面的通孔上；動平臺(58)底面三個角上分別設置有四個通孔，通過螺釘和墊圈(49)分別與三個球鉸鏈(25)后端新底面的通孔固定在一起；所述直線電機連接件(56)前端呈U型狀，直線電機連接件(56)兩側面分別設置有一個通孔，通過螺釘、螺母和墊圈(49)穿過通孔與直線電機(60)后端凸臺側面的通孔固定在一起；直線電機連接件(56)后端呈圓柱體狀，與胡克鉸鏈(26)上連接件底面中心圓形凹槽相配合，通過緊定螺釘與胡克鉸鏈(26)固定在一起；所述推桿連接件(57)共有三個；整體呈圓柱體狀，推桿連接件(57)底端設置有一個圓形凹槽，凹槽與直線電機(60)前端長方體形狀相配合；推桿連接件(57)底端側面開一個通孔，通過螺釘、螺母和墊圈(49)與直線電機(60)前端側面中心的通孔固定在一起；推桿連接件(57)前端頂面設置有一個通孔，通孔分別與球鉸鏈(25)前端圓柱形豎桿相配合；推桿連接件(57)側面設置有兩個通孔，通過緊定螺釘穿過通孔與球鉸鏈(25)前端豎桿固定在一起；所述鉸鏈連接件(61)共有三個；整體呈階梯圓柱體狀；鉸鏈連接件(61)前端圓柱體軸身穿過靜平臺(18)底面三個角上的通孔，鉸鏈連接件(61)軸身與胡克鉸鏈(26)下連接件底面中心的圓形凹槽相配合；鉸鏈連接件(61)通過緊定螺釘穿過胡克鉸鏈(26)下連接件側面的通孔與胡克鉸鏈(26)固定在一起；

所述剪切模塊包括剪切電機支架(62)、測距單元(20)、測距單元支承架(64)、CCD相機(21)、CCD相機支承架(67)、齒條(68)、齒條支架(66)、齒輪(63)、剪刀(22)、短連接桿(69)、長連接桿(70)、盛果筐(23)和剪切步進電機(65)；所述剪切電機支架(62)整體呈長方體狀，剪切電機支架(62) 后側面設置有四個通孔，通過螺釘、螺母和墊圈(49)穿過通孔與動平臺(58)底面中心的通孔固定在一起；剪切電機支架(62)左側面中心設置有一個圓形槽和四個通孔，剪切電機支架(62)上側面設置有八個通孔；所述測距單元(20)整體呈長方體狀，測距單元(20)前端設置有圓柱形凸臺；測距單元(20)底側面設置有四個通孔；所述測距單元支承架(64)整體呈長方體狀，測距單元支承架(64)正側面中心設置有長方形槽；測距單元支承架(64)頂面設置有四個通孔，通過螺栓螺母與測距單元(20)底側面的通孔固定在一起；測距單元支承架(64)底面設置有四個通孔，通過螺釘、螺母和墊圈(49)與剪切電機支架(62)上側面后端的通孔固定在一起；所述CCD相機(21)前端呈圓柱體狀；前端頂面設置有四個通孔，通過螺栓螺母與CCD相機(21)后端底面的通孔固定在一起；CCD相機(21)后端呈正方體狀，該CCD相機(21)底面設置有四個通孔；所述CCD相機支承架(67)整體呈階梯狀，CCD相機支承架(67)后端底面設置有四個通孔，通過螺釘、螺母和墊圈(49)與剪切電機支架(62)上側面前端的通孔固定在一起；所述齒條(68)前端呈U型，側面中心設置有長方形槽，上側面設置有兩個通孔；該齒條(68)中端呈圓柱體狀；齒條(68)后端呈圓柱體狀，后端軸身尾端設置有齒狀凹槽；所述齒條支架(66)整體呈T型，齒條支架(66)前端呈環形狀，齒條支架(66)兩側分別設置有一個長方形槽，齒條支架(66)頂面分別設置有一個通孔；齒條支架(66)后端側面設置有一個圓形槽，該圓形槽與齒條(68)后端圓柱體狀豎桿形態相配合；齒條支架(66)頂面設置有四個通孔，通過螺釘、螺母和墊圈(49)與剪切電機支架(62)上側面的通孔、齒條(68)后端豎桿固定在一起；所述齒輪(63)中心設置有圓形與長方形組成的新孔型；齒輪(63)的齒與齒條(68)后端軸身尾端的齒狀凹槽相配合；所述剪刀(22)共有兩個；整體呈半圓形，剪刀(22) 頂面設置有一個梯形凹槽與一個通孔；所述短連接桿(69)共有四個，整體呈環形狀；短連接桿(69)頂面兩端分別設置有一個通孔，通過螺釘、螺母和墊圈(49)穿過通孔分別固定在齒條(68)前端上側面通孔的內側；所述長連接桿(70)共有兩個，整體呈環形狀，長連接桿(70)頂面前、中、后端分別設置有一個通孔，前端通孔通過螺栓、螺母和墊圈(49)穿過前端通孔與剪刀(22)頂面的通孔固定在一起；中端通孔通過螺栓、螺母和墊圈(49)穿過中端通孔分別與短連接桿(69)頂面另一端的通孔固定在一起；后端通孔通過螺栓、螺母和墊圈(49)穿過后端通孔與齒條支架(66)前端頂面的通孔固定在一起；所述盛果筐(23)前端呈圓形狀，下端為坡度圓；該盛果筐(23)后端為Z型桿，通過焊接的方式固定在剪切電機支架(62)底面內側；盛果筐(23)底端的圓形與運輸管(24)一端圓柱體狀的管頭相配合；所述剪切步進電機(65)整體呈長方體狀；剪切步進電機(65)前端頂面設置有四個通孔，通過螺釘螺母穿過通孔與剪切電機支架(62)左側面中心的通孔固定在一起；剪切步進電機(65)中心設置有一個圓柱形凸臺和圓柱形桿；該圓柱形桿與剪切電機支架(62)左側面中心的圓形槽相配合；剪切步進電機(65)桿身通過鍵穿過齒輪(63)中心新孔型與齒輪(63)固定在一起。