[發明專利]一種用于果實采摘的四臂機器人及其工作方法

在審

• 申請號: 201910301243.1
• 申請日: 2019-04-15
• 公開（公告）號: CN109863886A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 牛子杰;徐屾明;陳毅豪;郭映江;戴天樂;李京儒;龔坤;李海宏;崔玙璠;潘金金
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30;A01D46/00;A01D46/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種用于果實采摘的四臂機器人，其特征在于，包括采摘通道和四個機械臂，所述采摘通道設置在機架上，所述四個機械臂以所述采摘通道為中心周向均布在所述機架上；所述機械臂的末端與所述采摘通道一端的采摘口外部轉動連接，所述機械臂動作從而帶動所述采摘口移動以精確對準果實；所述采摘通道的另一端設置有吸力裝置和果實出口，所述采摘通道可伸縮。

2.根據權利要求1所述的用于果實采摘的四臂機器人，其特征在于，所述采摘通道包括管道，所述管道一端是采摘口，所述管道另一端穿過所述機架中央的安裝孔與所述吸力裝置連接，所述管道上靠近所述吸力裝置的部位設置有果實出口。

3.根據權利要求1或2所述的用于果實采摘的四臂機器人，其特征在于，所述采摘口是一薄壁圓管，所述圓管的外部周向均布有四個連接件，所述連接件通過相應的關節轉動軸與相應的機械臂末端的球頭關節連接。

4.根據權利要求1或2所述的用于果實采摘的四臂機器人，其特征在于，所述果實出口包括一閥門，所述閥門上裝有稱重傳感器；所述閥門通過連桿、搖桿與舵機的輸出端連接；所述果實出口下方設置有收集裝置。

5.根據權利要求1所述的用于果實采摘的四臂機器人，其特征在于，所述四個機械臂分別是第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂、第四機械臂，第一機械臂和第三機械臂相對設置，第二機械臂和第四機械臂相對設置；所述四個機械臂結構相同，均包括大臂和小臂；所述大臂通過相對應的驅動電機與所述機架連接，所述小臂末端與所述采摘口連接，所述大臂和小臂之間轉動連接。

6.根據權利要求5所述的用于果實采摘的四臂機器人，其特征在于，所述驅動電機通過相對應電機支座設置在所述機架上，所述驅動電機的輸出軸的另一端通過軸承、軸承支座與所述機架連接；所述輸出軸通過輸出軸連接件與相應機械臂的大臂垂直、轉動連接。

7.根據權利要求1所述的用于果實采摘的四臂機器人，其特征在于，所述機架包括安裝板，所述安裝板上與所述機械臂相對應的部位開有豁口以便于所述機械臂動作；所述安裝板的中央設置有安裝孔以便于所述采摘通道通過。

8.一種用于果實采摘的四臂機器人的工作方法，其特征在于，包括上述權利要求1至7任一所述的四臂機器人，所述工作方法包括以下步驟：

第一步，所述機械臂動作從而帶動所述機器人的采摘口移動以精確對準果實；

第二步，吸力裝置工作，果實通過采摘通道進入收集裝置。

9.根據權利要求8所述的用于果實采摘的四臂機器人的工作方法，其特征在于，所述第一步中，第一機械臂和第三機械臂相對設置，第二機械臂和第四機械臂相對設置；當第一機械臂和第三機械臂的驅動電機同向轉動、第二機械臂和第四機械臂的驅動電機不轉時，所述機器人的采摘口沿X軸正向或負向移動；當第一機械臂和第三機械臂的驅動電機不轉、第二機械臂和第四機械臂的驅動電機同向轉動時，采摘口沿Y軸正向或負向移動；當第一機械臂、第二機械臂、第三機械臂和第四機械臂的驅動電機同時向機架中心方向旋轉或同時背離機架中心方向旋轉時，采摘口沿Z軸正向或負向移動；

當第一機械臂和第三機械臂的驅動電機同向轉動、第二機械臂和第四機械臂的驅動電機也同向轉動時，采摘口在XY平面內移動；

當第一機械臂和第三機械臂的驅動電機同向轉動、第二機械臂和第四機械臂的驅動電機同時向機架中心方向旋轉或同時背離機架中心方向旋轉時，采摘口在XZ平面內移動；

當第二機械臂和第四機械臂的驅動電機同向轉動、第一機械臂和第三機械臂的驅動電機同時向機架中心方向旋轉或同時背離機架中心方向旋轉時，采摘口在在YZ平面內移動。

10.根據權利要求8所述的用于果實采摘的四臂機器人的工作方法，其特征在于，所述第二步中，當果實出口的閥門上沒有果實時，稱重傳感器沒有檢測到重物，閥門關閉；當閥門上有果實時，稱重傳感器檢測到重物，并觸發舵機帶動閥門打開，果實落入收集裝置；果實落入收集裝置后，稱重傳感器沒有檢測到重物，舵機帶動閥門關閉。