[發明專利]農業機械手的三維空間行走機構

在審

• 申請號: 201810392710.1
• 申請日: 2018-04-27
• 公開（公告）號: CN108544469A
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 王承輝;王世一
• 申請（專利權）人: 王承輝;王世一
• 主分類號: B25J5/02
• 分類號: B25J5/02;A01D46/30;A01D67/00
• 代理公司: 汕頭市高科專利事務所 44103
• 代理人: 唐瑞玉

本發明提供了一種農業機械手的三維空間行走機構，該機構包括左右移動單元、前后移動單元和上下移動單元，左右移動單元包括高位橫梁和套接于高位橫梁上可沿橫梁同步、相向或相背運動的兩個行走箱；前后移動單元包括位于橫梁左右兩側且沿與橫梁軸向垂直方向設置的兩列平行立柱，立柱的內側上部設有水平凸臺，凸臺頂面固定有可供橫梁前后移動的導軌，橫梁底部設置有與導軌配合的行走滑輪和驅動橫梁前后移動的驅動裝置；上下移動單元包括活動連接于兩個行走箱底部的兩根連桿，連桿的另一端活動連接有一機械手的固定平臺。本發明的行走機構，結構簡單，設計巧妙，耗電少，行走時不占用土地，使用安全且成本低，對于不同種植面積的果蔬可以實現精準的采摘。

技術領域

本發明涉及一種農業生產輔助機械，尤其涉及一種農業用的智能機器人，更具體是涉及一種農業機械手的三維空間行走機構。

背景技術

塑料大棚種植是目前農村廣泛采用的高效利用土地、一年四季滿足城市蔬菜、水果市場供應的有效方法。現有大棚種植在果蔬成熟期，大多還是采用人工采摘的方式，由于人工采摘勞動強度大，費時費力，特別是在目前農業勞動力嚴重短缺、人工費用越來越高的情況下，當所種的果蔬大面積豐收且賣不起價時，種植戶往往會無奈地讓其果蔬爛在地里也不進行采摘，因為銷售收入抵不過雇工采摘的費用，這不僅對種植戶是一大損失，而且對資源也是一種浪費。隨著機械和計算機智能控制行業的不斷發展，使得智能機器人在各個領域的應用已經比較普遍，故在農業生產上也開始應用智能采摘機器人。現有的智能采摘機器人，均需要在地面行走，因此田間需要開辟出適合采摘機器人行走的路徑，但對于一些果蔬，在種植初期和成熟期，其土壤都是比較潮濕的，這就使采摘機器人的行走變得十分困難，另外，對于一些種植行距比較密的果蔬，采摘機器人只能在田地的外圍行走，然后靠機械手伸向地里進行采摘，由于機械手的長度不能無限延伸，因而對于面積較大的果蔬采摘還是受到很大的限制，還有，這種機器人的供電也比較麻煩，由于機器人是整機移動，耗電大，導線跟著機器人在田間走動，不僅危險，而且極易發生纏繞而造成短路。

發明內容

為解決以上存在的問題，本發明的目的是提供一種農業機械手的三維空間行走機構，該機構無需在地面行走。

為實現以上目的，本發明的農業機械手的三維空間行走機構包括左右移動單元、前后移動單元和上下移動單元，其特征在于：所述左右移動單元包括高位橫梁、套接于高位橫梁上的兩個行走箱，橫梁前后側面固定有位置對稱且軌面向上的兩條第一導軌，第一導軌的背面固定有第一齒條，行走箱的前后側壁分別設置有與第一導軌配合的第一行走滑輪和驅動行走箱沿橫梁左右移動的第一驅動裝置；前后移動單元包括位于橫梁左右兩側且沿與橫梁軸向垂直方向設置的兩列平行立柱，每一立柱的內側上部設有水平凸臺，凸臺頂面固定有軌面向上的第二導軌，第二導軌突出于凸臺一側的背面固定有第二齒條，橫梁兩端的底部設置有與第二導軌配合的第二行走滑輪和驅動橫梁前后移動的第二驅動裝置；上下移動單元包括活動連接于兩個行走箱底部的兩根連桿，連桿的另一端活動連接有一機械手的固定平臺。

上述第一驅動裝置包括第一電機和第一減速箱，第一減速箱固定于行走箱前側壁和后側壁的外表面且通過第一齒輪與第一齒條相嚙合。

上述第二驅動裝置包括第二電機和第二減速箱，第二減速箱固定于橫梁底部且通過第二齒輪與第二齒條相嚙合。

上述第一導軌和第二導軌均為軌面設有凸脊的導軌，第一行走滑輪和第二行走滑輪均為圓周面設有與凸脊對應凹槽的行走滑輪。

上述第一行走滑輪的輪軸直接固定于行走箱的前側壁和后側壁的內表面上。

上述第二行走滑輪的輪軸固定于橫梁底部向下延伸的軸座中。

為了便于加工和安裝，上述行走箱由底板、前后側壁和箱蓋構成。

為了減少三維行走機構的重量，上述的高位橫梁為空心結構且兩端的下表面低于整根橫梁的下表面。