一種金銀花采摘機器人的制作方法
【專利說明】一種金銀花采摘機器人
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技術領域
[0002]本發明涉及一種金銀花采摘機器人。
【背景技術】
[0003]隨著人們生活保健意識的提高，在我國有悠久栽培歷史的金銀花得到越來越多的應用。然而在收獲金銀花過程中，混入開放的花和葉等雜質則使采摘的金銀花質量降低。要想獲得質量上乘的金銀花，不僅需要采摘花蕾，還需要對采收時間有較高的要求，金銀花的最佳采收時間是清晨和上午，此時采收花蕾不易開放，養分足、氣味濃、顏色好，每茬花期在一周左右，目前多為人工采摘，礙于種植區花期集中，在采摘季，不僅人工成本高，且不易找，若金銀花行情波動，甚至會入不敷出，申請號201120118930.9金銀花采摘機，是一種手持式金銀花采摘機，因金銀花植株較低，手持吸物頭，需要彎腰工作，導致人們工作不久就會腰酸背痛，不利于持續采摘，此外，其濾網簡陋無法有效阻擋葉片，無法真正保障采摘質量，同時也不利于金銀花進入吸物頭內。
[0004]此外，若采用國內外現有的采摘機器人采摘，不僅執行機構無法滿足技術要求，而且在面對生長年數不同的金銀花纏繞及匍匐莖時，由于金銀花植株高矮不一，加上田間地塊不平整，現有的機器人采摘系統往往不能適應較為復雜的田間實況，存在實用性不強的缺點。
【發明內容】
[0005]本發明的一個目的在于克服現有金銀花采摘機，無法有效避免葉片等雜質，易卡殼，進而影響金銀花采摘質量的技術問題，提供一種簡單高效的金銀花采摘設備。
[0006]為實現上述目的，本發明提出一種金銀花采摘機器人，它包括與采摘箱連接的采摘器，所述采摘器安裝在機械手臂上，所述機械手臂上還安裝有視覺識別定位裝置，所述機械手臂通過轉盤機構與車體連接，所述車體上安裝有控制裝置和電源裝置以及所述采摘箱，所述車體還設有升降機構，所述升降機構與車輪機構連接，所述車輪機構、升降機構、轉盤機構、機械手臂、采摘器、視覺定位識別裝置還分別與控制裝置連接，所述控制裝置與電源裝置連接。
[0007]這樣，通過采用專用的金銀花采摘器，有效避免葉片等雜質混入，實現干凈采摘，提高了采摘質量；采用機器人結構，可以減輕人員的勞動強度，也減輕用工荒以及行情波動帶來的壓力；對采摘機器人安裝升降機構，在滿足采摘目標視覺識別定位的基礎上，有利于提高采摘機器人在田間地頭的實用性。
[0008]另外，根據本發明實施例可以具有如下附加的技術特征:
根據本發明的一個實施例，所述車體包括底盤，所述車輪機構包括位于所述底盤對稱中軸線上的一個前輪和分置在底盤中軸線兩側的兩個后輪，所述前輪包括輪轂電機，所述輪轂電機與萬向輪架連接，所述萬向輪架上設有方向機，所述方向機通過電機I與控制裝置連接，所述輪轂電機與控制裝置連接，所述萬向輪架的上端、所述后輪還分別通過所述升降機構與所述底盤連接，所述底盤上設有水平傳感器，所述水平傳感器與控制裝置連接。
[0009]這樣，所述方向機通過電機I與控制裝置連接，實現對采摘機器人行駛方向的控制，底盤下設有升降機構，配合后續所述的水平傳感器，實現對采摘機器人升降，使三輪結構的車體的底盤很容易保持水平，這樣可以實現機器人在應對田間地頭高低不等的路況下，通過分別對位于前輪和后輪的升降機構進行升降操作實現保持底盤水平的理想狀態，有利于提高機械手臂采摘精度以及降低采摘姿態控制的難度。
[0010]根據本發明的一個實施例，所述升降機構包括與所述萬向輪架連接的千斤頂1、分別與兩個后輪連接的千斤頂I1、千斤頂III，所述千斤頂1、千斤頂I1、千斤頂III分別通過電機I1、電機II1、電機IV與控制裝置連接。
[0011]這樣，對升降機構進一步進行限定，采用千斤頂結構，成本低，滿足工作環境的需要，千斤頂采用絲杠型，控制裝置通過控制絲杠軸端上設有的電機，實現底盤保持水平的狀態。
[0012]根據本發明的一個實施例，所述采摘器包括殼體，所述殼體包括進花口和出花口，在進花口和出花口之間的所述殼體的采摘器腔體中安裝有靜梳齒，動梳齒，所述動梳齒設置在轉軸上，所述轉軸的軸線垂直于所述進花口的進口方向的軸線和所述出花口的出口方向的軸線所組成的平面，所述轉軸兩端分別與殼體連接，其中的一端還與殼體上的動力裝置連接，所述動梳齒與靜梳齒齒與齒交錯配合。
[0013]通過動梳齒將要采摘的金銀花蕾由進花口采入采摘器腔體內，同時，與動梳齒連接的轉軸與進花口和出花口成正交，動、靜梳齒齒與齒交錯配合，靜梳齒可以將夾持在動梳齒中的金銀花蕾挑出，經出花口的采花管送入采摘箱內完成采摘動作，這樣可以擺脫輥式采摘器采摘過程中，輥面易粘附植物津液，導致易卡殼的故障。
[0014]根據本發明的一個實施例，所述殼體的上端設有采摘器固定桿，所述采摘器固定桿與所述機械手臂的末端執行器安裝架連接，所述視覺識別定位裝置包括雙目高清攝像頭，所述雙目高清攝像頭與所述采摘器固定桿頂端連接，所述采摘器腔體包括位于所述轉軸一側的回旋流道，所述靜梳齒設置在所述回旋流道的對面側并且位于進花口和出花口之間，所述靜梳齒為斜劈狀，在朝向轉軸的劈尖部設有齒，所述靜梳齒的斜劈面與出花口相鄰接且平行于所述出花口的出口方向的軸線，所述出花口的出口方向的軸線位于從進花口到出花口順勢方向且在所述回旋流道的出花口位置處的回旋線切線方向上，所述進花口的進口方向的軸線位于從進花口到出花口順勢方向且在所述回旋流道的進花口位置處的回旋線切線方向上；
所述動梳齒包括在轉軸上沿徑向伸出且沿軸向排布的撓齒，所述撓齒遠離轉軸的一端設有從進花口到出花口順勢方向上與所述撓齒位于同一徑向截面內的彎曲部，所述動梳齒的撓齒之間，靜梳齒的齒之間呈V形槽。
[0015]這樣，通過靜梳齒劈尖部設有的齒，將夾持在動梳齒中的金銀花蕾挑出后，順斜劈面滑入出花口，同時，靜梳齒與殼體上的出花口相鄰接，這樣方便其維護和更換，同時也使靜梳齒成為殼體的一部分為其他的附加配件與殼體的連接提供依托。齒與齒之間呈V形槽，方便對小柱狀的金銀花蕾夾持，同時利用轉軸的旋轉離心力，將金銀花蕾與植株進行分離，結合進花口和出花口的朝向，從進花口到出花口順勢方向上沿回旋流道經出花口甩入采摘管，進而進入采摘箱中，整個動作連貫。動梳齒的彎曲部的設置，有利于對各個金銀花蕾夾持之前，提前進行梳理，使夾持的金銀花蕾一一被夾持，方便后續靜梳齒從V形槽中的挑出。
[0016]根據本發明的一個實施例，所述殼體上設有氣泵，所述氣泵與輸氣管連接，所述輸氣管通過輸氣支管與殼體內部的回旋流道聯通，所述回旋流道內，在進花口至出花口順勢方向上沿轉軸切線方向設有輸氣支管的輸出嘴，所述輸出嘴按所述轉軸軸向依次排布且與動梳齒的所述V形槽所在位置相對應。
[0017]這樣，通過設置氣泵，利用各個輸氣支管對著動梳齒的所述V形槽所在位置進行吹風，可以在動梳齒夾起金銀花蕾隨轉軸旋轉的上升階段對被夾在V形槽中的金銀花蕾施加一定的風壓，使被夾的金銀花蕾不易散落，而當動梳齒攜帶被夾持的金銀花蕾的轉軸旋轉越過最高點，此時，位于轉軸旋轉切線方向設置的輸出嘴對夾持在V形槽中的金銀花蕾吹拂，使部分金銀花蕾由V形槽中吹出通過出花口送入采摘箱，剩余未被吹出的金銀花蕾由位于出花口且與出花口相連接的靜梳齒挑出后經出花口進入采摘箱中，輸氣支管輸出嘴與靜梳齒兩者相互輔助，配合動梳齒為金銀花采摘的完成提供保障。
[0018]根據本發明的一個實施例，所述殼體的下端設有隔離篩，所述隔離篩為板狀，在板上、下面之間設有通孔I，板的一端設有凸臺I，另一端連接有凸桿，在靠近板兩端的前、后兩個側立面上分別設有水平方向的軌道，所述軌道、凸臺1、凸桿分別與滑動裝置連接，所述滑動裝置分別與所述回旋流道的下端以及所述靜梳齒的下端連接。
[0019]這樣，由于隔離板具備一定的厚度，且采用通孔設計，使金銀花蕾在通過隔離篩時，在驅動裝置驅動下，形成一定的水平剪切的效果，有利于采摘金銀花蕾與植株的分離，避免摻入葉片，使采摘的金銀花蕾更干凈，提高采摘品質。
[0020]根據本發明的一個實施例，所述滑動裝置包括左端擋片，右端擋片，與所述軌道活動連接的軌道滑塊，所述左端擋片包括上水平部1、下水平部I以及與上、下水平部連接的垂直部I，所述上水平部I上表面設有燕尾槽I，所述垂直部I上設有通孔11，位于左端擋片左側的隔離篩電機的軸端通過所述通孔II與位于右側的斜截面輪遠離斜截面的一端軸向連接，所述斜截面輪的斜截面與所述