19 中華人民共和國 國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局 12 實(shí)用新型專利 10 授權(quán)公告號(hào) 45 授權(quán)公告日 21 申請(qǐng)?zhí)?201922270166 6 22 申請(qǐng)日 2019 12 17 73 專利權(quán)人 西北農(nóng)林 科技大 學(xué) 地址 712100 陜西省西安市楊凌區(qū)西農(nóng)路 22號(hào)西北農(nóng)林科技大學(xué)機(jī)械與電子工 程學(xué)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(shí)用新型名稱 一種番 茄 采摘臂 57 摘要 本實(shí)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(jī)固定光軸 兩根采摘 臂固定光軸 第一步進(jìn)電機(jī) 第二步進(jìn)電機(jī)和差 動(dòng)連接件 所述兩根電機(jī)固定光軸并列豎直設(shè)置 在所述固定框架上 所述第一步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在所 述固定框架下部 所述第二步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在所述 固定框架上部 所述第一步進(jìn)電機(jī) 第二步進(jìn)電 機(jī)的輸 出端與相應(yīng)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(dòng)連接件與所述 電機(jī)固定光軸呈十字活動(dòng)連接 所述同步帶通過 所述差動(dòng)連接件與所述第一步進(jìn)電機(jī) 第二步進(jìn) 電機(jī) 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(jī)固定光軸 兩根采摘臂固定 光軸 第一步進(jìn)電機(jī) 第二步進(jìn)電機(jī)和差動(dòng)連接件 所述兩根電機(jī)固定光軸并列豎直設(shè)置在 所述固定框架上 所述第一步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在所述固定框架下部且位于所述兩根電機(jī)固定光 軸之間 所述第二步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在所述固定框架上部且位于所述兩根電機(jī)固定光軸之間 所述第一步進(jìn)電機(jī) 第二步進(jìn)電機(jī)的輸出端與相應(yīng)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(dòng)連接件與所述電機(jī)固定光軸呈十字活動(dòng)連接 所述同步帶通過 所述差動(dòng)連接件與所述第一步進(jìn)電機(jī) 第二步進(jìn)電機(jī) 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(dòng)連接件包括第一差動(dòng)連接 零件和第二差動(dòng)連接零件 所述第一差動(dòng)連接零件和第二差動(dòng)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(shè)置有凹槽容納直線軸承 所述U形板的底部中央設(shè)置有四個(gè)螺紋連接孔 所述第一差動(dòng)連接零件和所述第二差動(dòng)連 接零件相錯(cuò)90 扣合連接在一起 直線軸承與相應(yīng)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(shè)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(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn) 電機(jī)分別通過相應(yīng)的電機(jī)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(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī) 分別通過相應(yīng)的電機(jī)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(shí)用新型屬于農(nóng)業(yè)機(jī)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(duì)番茄的采摘大都采用人工采摘 人工采摘?jiǎng)趧?dòng)量大 成 本高 且在機(jī)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(duì)應(yīng)特定作 物的采摘裝置 實(shí)用新型內(nèi)容 0003 本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一種番茄采摘臂 旨在實(shí)現(xiàn)對(duì)番茄的機(jī)器采摘 0004 為了實(shí)現(xiàn)上述目的 本實(shí)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(jī)固定光軸 兩根采摘臂固定光軸 第一 步進(jìn)電機(jī) 第二步進(jìn)電機(jī)和差動(dòng)連接件 所述兩根電機(jī)固定光軸并列豎直設(shè)置在所述固定 框架上 所述第一步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在所述固定框架下部且位于所述兩根電機(jī)固定光軸之間 所述第二步進(jìn)電機(jī)設(shè)置在所述固定框架上部且位于所述兩根電機(jī)固定光軸之間 所述第一 步進(jìn)電機(jī) 第二步進(jìn)電機(jī)的輸出端與相應(yīng)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(dòng)連接件與所述電機(jī)固定光軸呈十字活動(dòng)連接 所述同步帶通過所述差動(dòng) 連接件與所述第一步進(jìn)電機(jī) 第二步進(jìn)電機(jī) 采摘臂固定光軸成十字連接 0006 進(jìn)一步 所述差動(dòng)連接件包括第一差動(dòng)連接零件和第二差動(dòng)連接零件 所述第一 差動(dòng)連接零件和第二差動(dòng)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(shè)置有凹槽容納直線軸承 所述U形板的底部中央設(shè)置有四個(gè)螺 紋連接孔 所述第一差動(dòng)連接零件和所述第二差動(dòng)連接零件相錯(cuò)90 扣合連接在一起 直線 軸承與相應(yīng)的光軸配合工作 0007 進(jìn)一步 所述采摘手上設(shè)置有V形刀槽 0008 進(jìn)一步 所述第一步進(jìn)電機(jī)和第二步進(jìn)電機(jī)分別通過相應(yīng)的電機(jī)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(shí)用新型采用十字差動(dòng)連接裝置 增加了采摘臂可達(dá)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(jī)械結(jié)構(gòu)巧妙的特點(diǎn) 可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確采摘工作 附圖說明 0011 圖1 本實(shí)用新型實(shí)施方式中番茄采摘臂的主視圖 0012 圖2 本實(shí)用新型實(shí)施方式中番茄采摘臂的俯視圖 0013 圖3 本實(shí)用新型實(shí)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(shí)用新型實(shí)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(shí)用新型實(shí)施方式中第一差動(dòng)連接零件和第二差動(dòng)連接零件的連接結(jié)構(gòu) 示意圖 主視圖 0016 圖6 本實(shí)用新型實(shí)施方式中第一差動(dòng)連接零件和第二差動(dòng)連接零件的連接結(jié)構(gòu) 示意圖 俯視圖 0017 圖7 本實(shí)用新型實(shí)施方式中第一差動(dòng)連接零件的結(jié)構(gòu)示意圖 0018 圖8 本實(shí)用新型實(shí)施方式中采摘手的立體結(jié)構(gòu)示意圖 0019 圖9 本實(shí)用新型實(shí)施方式中采摘臂向下運(yùn)動(dòng)示意圖 0020 圖10 本實(shí)用新型實(shí)施方式中采摘臂向上運(yùn)動(dòng)示意圖 0021 圖11 本實(shí)用新型實(shí)施方式中采摘臂向左運(yùn)動(dòng)示意圖 0022 圖12 本實(shí)用新型實(shí)施方式中采摘臂向右運(yùn)動(dòng)示意圖 0023 附圖標(biāo)記說明 0024 1 同步帶輪 2 電機(jī)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(jìn)電機(jī) 7 第二步進(jìn)電機(jī) 8 第一差動(dòng)連接零件 1 凹槽 82 螺紋連接孔 9 第二差動(dòng)連接零件 10 連接板 11 電機(jī)座 12 同步帶 具體實(shí)施方式 0025 下面結(jié)合附圖 對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明 0026 圖1至圖12示出了本實(shí)用新型一種番茄采摘臂的具體實(shí)施方式 圖1至圖3是本實(shí) 施方式中番茄采摘臂的三視圖 圖4是本實(shí)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(shí)施方式中差動(dòng)連接零件的結(jié)構(gòu)示意圖 圖8是本實(shí)施方式中采摘手 的結(jié)構(gòu)示意圖 圖9至圖12是本實(shí)施方式中采摘臂的工作示意圖 0027 如圖1至圖4所示 本實(shí)施方式中的番茄采摘臂 包括固定框架5 兩根電機(jī)固定光 軸2 兩根采摘臂固定光軸3 第一步進(jìn)電機(jī)6 第二步進(jìn)電機(jī)7和差動(dòng)連接件 兩根電機(jī)固定 光軸2并列豎直設(shè)置在固定框架5上 第一步進(jìn)電機(jī)6設(shè)置在固定框架5下部且位于兩根電機(jī) 固定光軸2之間 第二步進(jìn)電機(jī)7設(shè)置在固定框架5上部且位于兩根電機(jī)固定光軸2之間 第 一步進(jìn)電機(jī)6 第二步進(jìn)電機(jī)7的輸出端與相應(yīng)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(dòng)連接件與電機(jī)固定光軸2呈十字活動(dòng)連接 同步帶12通過所述差動(dòng) 連接件與第一步進(jìn)電機(jī)6 第二步進(jìn)電機(jī)7 采摘臂固定光軸3成十字連接 0028 本實(shí)施例中 同步帶輪1有兩個(gè)分別對(duì)應(yīng)第一步進(jìn)電機(jī)6和第二步進(jìn)電機(jī)7 同步帶 12和所述差動(dòng)連接件 采摘臂固定光軸3之間還設(shè)置有五個(gè)導(dǎo)向輪 以方便同步帶12順暢工 作 0029 優(yōu)選地 所述差動(dòng)連接件包括第一差動(dòng)連接零件8和第二差動(dòng)連接零件9 第一差 動(dòng)連接零件8和第二差動(dòng)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(shè)置有凹槽81容納直線軸承 所述U形板的底部中央設(shè)置有四個(gè) 螺紋連接孔82 第一差動(dòng)連接零件8和第二差動(dòng)連接零件9相錯(cuò)90 扣合連接在一起 直線軸 承與相應(yīng)的光軸配合工作 如圖5 圖6和圖7所示 本實(shí)施例中 由于第一差動(dòng)連接零件8和 第二差動(dòng)連接零件9結(jié)構(gòu)相同 故以第一差動(dòng)連接零件8為例進(jìn)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(shè)置有V形刀槽41 如圖8所示 0031 本實(shí)施例中 第一步進(jìn)電機(jī)6和第二步進(jìn)電機(jī)7分別通過相應(yīng)的電機(jī)座11固定在固 定框架5上 如圖1所示 0032 如圖9所示 當(dāng)?shù)谝徊竭M(jìn)電機(jī)6 第二步進(jìn)電機(jī)7通電 第一步進(jìn)電機(jī)6 第二步進(jìn)電 機(jī)7的轉(zhuǎn)軸相互平行 第一步進(jìn)電機(jī)6 第二步進(jìn)電機(jī)7同時(shí)順時(shí)針等速旋轉(zhuǎn)時(shí) 帶動(dòng)同步帶 輪1轉(zhuǎn)動(dòng) 同步帶輪 帶動(dòng)同步帶12帶動(dòng)采摘臂固定光軸3做垂直于地面方向向下的勻速運(yùn) 動(dòng) 圖中x形標(biāo)記代表同步帶12的同一位置 虛線圓內(nèi)為細(xì)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(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)方向 以下同 0033 如圖10所示 當(dāng)?shù)谝徊竭M(jìn)電機(jī)6 第二步進(jìn)電機(jī)7通電 第一步進(jìn)電機(jī) 第二步進(jìn)電 機(jī)7的轉(zhuǎn)軸相互平行 第一步進(jìn)電機(jī)6 第二步進(jìn)電機(jī)7同時(shí)逆時(shí)針等速旋轉(zhuǎn)時(shí) 帶動(dòng)同步帶 輪1轉(zhuǎn)動(dòng) 同步帶輪 帶動(dòng)同步帶12帶動(dòng)采摘臂固定光軸3做垂直于地面方向向上的勻速運(yùn) 動(dòng) 0034 如圖11所示 當(dāng)?shù)谝徊竭M(jìn)電機(jī)6 第二步進(jìn)電機(jī)7通電 第一步進(jìn)電機(jī) 第二步進(jìn)電 機(jī)7的轉(zhuǎn)軸相互平行 第一步進(jìn)電機(jī)6做順時(shí)針運(yùn)動(dòng) 第二步進(jìn)電機(jī)7逆時(shí)針等速旋轉(zhuǎn)時(shí) 帶 動(dòng)同步帶輪1轉(zhuǎn)動(dòng) 同步帶輪 帶動(dòng)同步帶12帶動(dòng)采摘臂固定光軸3做平行于地面的向左的 勻速運(yùn)動(dòng) 0035 如圖12所示 當(dāng)?shù)谝徊竭M(jìn)電機(jī)6 第二步進(jìn)電機(jī)7通電 第一步進(jìn)電機(jī) 第二步進(jìn)電 機(jī)7的轉(zhuǎn)軸相互平行 第一步進(jìn)電機(jī)6做逆時(shí)針運(yùn)動(dòng) 第二步進(jìn)電機(jī)7順時(shí)針等速旋轉(zhuǎn)時(shí) 帶 動(dòng)同步帶輪1轉(zhuǎn)動(dòng) 同步帶輪帶動(dòng)同步帶 2帶動(dòng)采摘臂固定光軸3做平行于地面的向右的勻 速運(yùn)動(dòng) 0036 具體工作時(shí) 當(dāng)采摘機(jī)器人的視覺傳感器接收到番茄顏色信號(hào)時(shí) 第一步進(jìn)電機(jī) 6 第二步進(jìn)電機(jī)7通電 采摘機(jī)器人根據(jù)視覺傳感器信號(hào)給出的番茄坐標(biāo)位置相對(duì)于機(jī)身 的位置 控制第一步進(jìn)電機(jī)6 第二步進(jìn)電機(jī)7動(dòng)作 從而帶動(dòng)采摘臂固定光軸3向上或向下 運(yùn)動(dòng)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(jìn)電機(jī)6 第二步進(jìn)電機(jī)7適當(dāng)旋轉(zhuǎn) 使采摘臂固定光軸3按與采摘時(shí)路徑相反的方向運(yùn)動(dòng)直 到回到啟動(dòng)點(diǎn) 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(shí)現(xiàn)果實(shí)采摘 0037 本實(shí)用新型中的番茄采摘臂可到達(dá)的空間范圍廣泛 控制簡單 機(jī)體采摘速度較 快 0038 本實(shí)用新型采用十字差動(dòng)連接裝置 增加了采摘臂可達(dá)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(jī)械結(jié)構(gòu)巧妙的特點(diǎn) 可 以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確采摘工作 0039 上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了示例性的描述 顯然本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)并不受 上述方式的限制 只要采用了本實(shí)用新型的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種改進(jìn) 或未經(jīng) 改進(jìn)將本實(shí)用新型的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場(chǎng)合的 均在本實(shí)用新型的保護(hù)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