19 中華人民共和國 國家知識產(chǎn)權(quán)局 12 實用新型專利 10 授權(quán)公告號 45 授權(quán)公告日 21 申請?zhí)?201922270166 6 22 申請日 2019 12 17 73 專利權(quán)人 西北農(nóng)林 科技大 學 地址 712100 陜西省西安市楊凌區(qū)西農(nóng)路 22號西北農(nóng)林科技大學機械與電子工 程學院9408室 72 發(fā)明人 張育禾 房文 泰 龔坤 牛子杰 51 Int Cl A01D 46 24 2006 01 54 實用新型名稱 一種番 茄 采摘臂 57 摘要 本實用新型涉及一種番茄采摘臂 其特征在 于 包括固定框架 兩根電機固定光軸 兩根采摘 臂固定光軸 第一步進電機 第二步進電機和差 動連接件 所述兩根電機固定光軸并列豎直設置 在所述固定框架上 所述第一步進電機設置在所 述固定框架下部 所述第二步進電機設置在所述 固定框架上部 所述第一步進電機 第二步進電 機的輸 出端與相應的同步帶輪連接 兩同步帶輪 與同步帶配合 所述兩根采摘臂固定光軸一端連 接有采摘手 另 一端通過連接板連接為一體 所 述采摘臂固定光軸通過所述差動連接件與所述 電機固定光軸呈十字活動連接 所述同步帶通過 所述差動連接件與所述第一步進電機 第二步進 電機 采摘臂固定光軸成十 字連接 權(quán)利要求書1頁 說明書3頁 附圖8頁 CN 211353145 U 2020 08 28 CN 211353145 U 1 一種番茄采摘臂 其特征在于 包括固定框架 兩根電機固定光軸 兩根采摘臂固定 光軸 第一步進電機 第二步進電機和差動連接件 所述兩根電機固定光軸并列豎直設置在 所述固定框架上 所述第一步進電機設置在所述固定框架下部且位于所述兩根電機固定光 軸之間 所述第二步進電機設置在所述固定框架上部且位于所述兩根電機固定光軸之間 所述第一步進電機 第二步進電機的輸出端與相應的同步帶輪連接 兩同步帶輪與同步帶 配合 所述兩根采摘臂固定光軸一端連接有采摘手 另一端通過連接板連接為一體 所述采 摘臂固定光軸通過所述差動連接件與所述電機固定光軸呈十字活動連接 所述同步帶通過 所述差動連接件與所述第一步進電機 第二步進電機 采摘臂固定光軸成十字連接 2 根據(jù)權(quán)利要求1所述的番茄采摘臂 其特征在于 所述差動連接件包括第一差動連接 零件和第二差動連接零件 所述第一差動連接零件和第二差動連接零件結(jié)構(gòu)相同均包括一 U形板 且 形板的底部呈方形結(jié)構(gòu) 所述U形板的底部四角分別設置有凹槽容納直線軸承 所述U形板的底部中央設置有四個螺紋連接孔 所述第一差動連接零件和所述第二差動連 接零件相錯90 扣合連接在一起 直線軸承與相應的光軸配合工作 3 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的番茄采摘臂 其特征在于 所述采摘手上設置有V形刀槽 4 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的番茄采摘臂 其特征在于 所述第一步進電機和第二步進 電機分別通過相應的電機座固定在所述固定框架上 5 根據(jù)權(quán)利要求3所述的番茄采摘臂 其特征在于 所述第一步進電機和第二步進電機 分別通過相應的電機座固定在所述固定框架上 權(quán) 利 要 求 書 1 1 頁 2 CN 211353145 U 一種番茄采摘臂 技術(shù)領(lǐng)域 0001 本實用新型屬于農(nóng)業(yè)機械技術(shù)領(lǐng)域 具體涉及一種番茄采摘臂 背景技術(shù) 0002 我國是番茄種植大國 但對番茄的采摘大都采用人工采摘 人工采摘勞動量大 成 本高 且在機器采摘作物的方式在國外已經(jīng)極為普遍的情況下 國內(nèi)仍舊缺乏對應特定作 物的采摘裝置 實用新型內(nèi)容 0003 本實用新型設計了一種番茄采摘臂 旨在實現(xiàn)對番茄的機器采摘 0004 為了實現(xiàn)上述目的 本實用新型采用了以下方案 0005 一種番茄采摘臂 包括固定框架 兩根電機固定光軸 兩根采摘臂固定光軸 第一 步進電機 第二步進電機和差動連接件 所述兩根電機固定光軸并列豎直設置在所述固定 框架上 所述第一步進電機設置在所述固定框架下部且位于所述兩根電機固定光軸之間 所述第二步進電機設置在所述固定框架上部且位于所述兩根電機固定光軸之間 所述第一 步進電機 第二步進電機的輸出端與相應的同步帶輪連接 兩同步帶輪與同步帶配合 所述 兩根采摘臂固定光軸一端連接有采摘手 另一端通過連接板連接為一體 所述采摘臂固定 光軸通過所述差動連接件與所述電機固定光軸呈十字活動連接 所述同步帶通過所述差動 連接件與所述第一步進電機 第二步進電機 采摘臂固定光軸成十字連接 0006 進一步 所述差動連接件包括第一差動連接零件和第二差動連接零件 所述第一 差動連接零件和第二差動連接零件結(jié)構(gòu)相同均包括一U形板 且 形板的底部呈方形結(jié)構(gòu) 所述U形板的底部四角分別設置有凹槽容納直線軸承 所述U形板的底部中央設置有四個螺 紋連接孔 所述第一差動連接零件和所述第二差動連接零件相錯90 扣合連接在一起 直線 軸承與相應的光軸配合工作 0007 進一步 所述采摘手上設置有V形刀槽 0008 進一步 所述第一步進電機和第二步進電機分別通過相應的電機座固定在所述固 定框架上 0009 該番茄采摘臂具有以下有益效果 0010 1 本實用新型采用十字差動連接裝置 增加了采摘臂可達到的空間范圍 能夠克 服現(xiàn)有采摘裝置采摘速度較慢 采摘距離較短的缺陷 具有精度高 機械結(jié)構(gòu)巧妙的特點 可以實現(xiàn)準確采摘工作 附圖說明 0011 圖1 本實用新型實施方式中番茄采摘臂的主視圖 0012 圖2 本實用新型實施方式中番茄采摘臂的俯視圖 0013 圖3 本實用新型實施方式中番茄采摘臂的左視圖 說 明 書 1 3 頁 3 CN 211353145 U 0014 圖4 本實用新型實施方式中采摘手與采摘臂固定光軸的連接結(jié)構(gòu)示意圖 0015 圖5 本實用新型實施方式中第一差動連接零件和第二差動連接零件的連接結(jié)構(gòu) 示意圖 主視圖 0016 圖6 本實用新型實施方式中第一差動連接零件和第二差動連接零件的連接結(jié)構(gòu) 示意圖 俯視圖 0017 圖7 本實用新型實施方式中第一差動連接零件的結(jié)構(gòu)示意圖 0018 圖8 本實用新型實施方式中采摘手的立體結(jié)構(gòu)示意圖 0019 圖9 本實用新型實施方式中采摘臂向下運動示意圖 0020 圖10 本實用新型實施方式中采摘臂向上運動示意圖 0021 圖11 本實用新型實施方式中采摘臂向左運動示意圖 0022 圖12 本實用新型實施方式中采摘臂向右運動示意圖 0023 附圖標記說明 0024 1 同步帶輪 2 電機固定光軸 3 采摘臂固定光軸 4 采摘手 1 V形刀槽 5 固定框架 6 第一步進電機 7 第二步進電機 8 第一差動連接零件 1 凹槽 82 螺紋連接孔 9 第二差動連接零件 10 連接板 11 電機座 12 同步帶 具體實施方式 0025 下面結(jié)合附圖 對本實用新型做進一步說明 0026 圖1至圖12示出了本實用新型一種番茄采摘臂的具體實施方式 圖1至圖3是本實 施方式中番茄采摘臂的三視圖 圖4是本實施方式中采摘手與采摘臂固定光軸的連接結(jié)構(gòu) 示意圖 圖5至圖7是本實施方式中差動連接零件的結(jié)構(gòu)示意圖 圖8是本實施方式中采摘手 的結(jié)構(gòu)示意圖 圖9至圖12是本實施方式中采摘臂的工作示意圖 0027 如圖1至圖4所示 本實施方式中的番茄采摘臂 包括固定框架5 兩根電機固定光 軸2 兩根采摘臂固定光軸3 第一步進電機6 第二步進電機7和差動連接件 兩根電機固定 光軸2并列豎直設置在固定框架5上 第一步進電機6設置在固定框架5下部且位于兩根電機 固定光軸2之間 第二步進電機7設置在固定框架5上部且位于兩根電機固定光軸2之間 第 一步進電機6 第二步進電機7的輸出端與相應的同步帶輪1連接 兩同步帶輪 與同步帶12 配合 兩根采摘臂固定光軸3一端連接有采摘手4 另一端通過連接板10連接為一體 采摘臂 固定光軸3通過所述差動連接件與電機固定光軸2呈十字活動連接 同步帶12通過所述差動 連接件與第一步進電機6 第二步進電機7 采摘臂固定光軸3成十字連接 0028 本實施例中 同步帶輪1有兩個分別對應第一步進電機6和第二步進電機7 同步帶 12和所述差動連接件 采摘臂固定光軸3之間還設置有五個導向輪 以方便同步帶12順暢工 作 0029 優(yōu)選地 所述差動連接件包括第一差動連接零件8和第二差動連接零件9 第一差 動連接零件8和第二差動連接零件9結(jié)構(gòu)相同均包括一U形板 且 形板的底部呈方形結(jié)構(gòu) 所述U形板的底部四角分別設置有凹槽81容納直線軸承 所述U形板的底部中央設置有四個 螺紋連接孔82 第一差動連接零件8和第二差動連接零件9相錯90 扣合連接在一起 直線軸 承與相應的光軸配合工作 如圖5 圖6和圖7所示 本實施例中 由于第一差動連接零件8和 第二差動連接零件9結(jié)構(gòu)相同 故以第一差動連接零件8為例進行了結(jié)構(gòu)說明 如圖7所示 說 明 書 2 3 頁 4 CN 211353145 U 0030 優(yōu)選地 采摘手4上設置有V形刀槽41 如圖8所示 0031 本實施例中 第一步進電機6和第二步進電機7分別通過相應的電機座11固定在固 定框架5上 如圖1所示 0032 如圖9所示 當?shù)谝徊竭M電機6 第二步進電機7通電 第一步進電機6 第二步進電 機7的轉(zhuǎn)軸相互平行 第一步進電機6 第二步進電機7同時順時針等速旋轉(zhuǎn)時 帶動同步帶 輪1轉(zhuǎn)動 同步帶輪 帶動同步帶12帶動采摘臂固定光軸3做垂直于地面方向向下的勻速運 動 圖中x形標記代表同步帶12的同一位置 虛線圓內(nèi)為細節(jié)放大圖 虛線圓內(nèi)弧形箭頭為 同步帶輪1轉(zhuǎn)向 圖上直線箭頭為機構(gòu)運動方向 以下同 0033 如圖10所示 當?shù)谝徊竭M電機6 第二步進電機7通電 第一步進電機 第二步進電 機7的轉(zhuǎn)軸相互平行 第一步進電機6 第二步進電機7同時逆時針等速旋轉(zhuǎn)時 帶動同步帶 輪1轉(zhuǎn)動 同步帶輪 帶動同步帶12帶動采摘臂固定光軸3做垂直于地面方向向上的勻速運 動 0034 如圖11所示 當?shù)谝徊竭M電機6 第二步進電機7通電 第一步進電機 第二步進電 機7的轉(zhuǎn)軸相互平行 第一步進電機6做順時針運動 第二步進電機7逆時針等速旋轉(zhuǎn)時 帶 動同步帶輪1轉(zhuǎn)動 同步帶輪 帶動同步帶12帶動采摘臂固定光軸3做平行于地面的向左的 勻速運動 0035 如圖12所示 當?shù)谝徊竭M電機6 第二步進電機7通電 第一步進電機 第二步進電 機7的轉(zhuǎn)軸相互平行 第一步進電機6做逆時針運動 第二步進電機7順時針等速旋轉(zhuǎn)時 帶 動同步帶輪1轉(zhuǎn)動 同步帶輪帶動同步帶 2帶動采摘臂固定光軸3做平行于地面的向右的勻 速運動 0036 具體工作時 當采摘機器人的視覺傳感器接收到番茄顏色信號時 第一步進電機 6 第二步進電機7通電 采摘機器人根據(jù)視覺傳感器信號給出的番茄坐標位置相對于機身 的位置 控制第一步進電機6 第二步進電機7動作 從而帶動采摘臂固定光軸3向上或向下 運動到某一位置 再水平平移某一距離 使采摘手4的V形刀槽41卡住番茄枝干 隨后第一步 進電機6 第二步進電機7適當旋轉(zhuǎn) 使采摘臂固定光軸3按與采摘時路徑相反的方向運動直 到回到啟動點 在采摘手4退后的過程中 刀槽內(nèi)的刀片利用退后的拉力實現(xiàn)果實采摘 0037 本實用新型中的番茄采摘臂可到達的空間范圍廣泛 控制簡單 機體采摘速度較 快 0038 本實用新型采用十字差動連接裝置 增加了采摘臂可達到的空間范圍 能夠克服 現(xiàn)有采摘裝置采摘速度較慢 采摘距離較短的缺陷 具有精度高 機械結(jié)構(gòu)巧妙的特點 可 以實現(xiàn)準確采摘工作 0039 上面結(jié)合附圖對本實用新型進行了示例性的描述 顯然本實用新型的實現(xiàn)并不受 上述方式的限制 只要采用了本實用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進 或未經(jīng) 改進將本實用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應用于其它場合的 均在本實用新型的保護范圍 內(nèi) 說 明 書 3 3 頁 5 CN 211353145 U 圖1 圖2 說 明 書 附 圖 1 8 頁 6 CN 211353145 U 圖3 說 明 書 附 圖 2 8 頁 7 CN 211353145 U 圖4 圖5 說 明 書 附 圖 3 8 頁 8 CN 211353145 U 圖6 圖7 圖8 說 明 書 附 圖 4 8 頁 9 CN 211353145 U 圖9 說 明 書 附 圖 5 8 頁 10 CN 211353145 U 圖10 說 明 書 附 圖 6 8 頁 11 CN 211353145 U 圖11 說 明 書 附 圖 7 8 頁 12 CN 211353145 U 圖12 說 明 書 附 圖 8 8 頁 13 CN 211353145 U