一种向日葵花盘自动化采摘机器人的制作方法

本发明涉及农业机械技术领域，具体的说是一种向日葵花盘自动化采摘机器人。

背景技术：

向日葵的种子含油量极高，味香可口，可炒食，亦可榨油，为重要的油料作物，向日葵花盘有清热化痰，凉血止血之功，对头痛、头晕等有效，向日葵有特殊的药效，同时也是重要的经济的作物。向日葵在明朝时引入我国到现在已经有几百年种植历史，向日葵是重要的农作物之一，向日葵种植也在不断推广，种植向日葵过程中对成熟向日葵花盘的采摘是一个重要的环节，目前我国向日葵花盘采摘过程中存在人工采摘向日葵花盘劳动强度大，机械设备直接将向日葵杆和向日葵盘一并收获，不能对向日葵花盘周边的枯叶进行处理，需要人工再次对向日葵花盘进行加工，并且进行粉碎、分离，损坏向日葵花盘，不利于向日葵花盘的利用，浪费资源。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供了一种向日葵花盘自动化采摘机器人，可以解决现有向日葵花盘采摘过程中存在的人工采摘向日葵花盘劳动强度大、采摘效率低、机械化采摘损坏向日葵花盘、不利于向日葵花盘的利用、浪费资源等难题，可以实现自动化采摘向日葵花盘的功能，可对向日葵花盘实现完全包裹后的采摘，对向日葵花盘损伤小，同时也可以对向日葵花盘外侧的枯叶进行旋切剔除处理，具有操作简单、劳动强度小和采摘效率高等优点。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案来实现：一种向日葵花盘自动化采摘机器人,包括底板，底板的后端安装有推把，推把方便工作人员推动本发明，底板的下端对称安装有四个行走轮，四个行走轮可以辅助工作人员移动本发明，底板上端安装有收集箱，收集箱可以收集向日葵花盘，底板的中部安装有位置调节装置，位置调节装置可以进行位置调节，底板的前端安装有导引装置，导引装置确保向日葵花盘能够顺利进入到收集箱内，位置调节装置的前端安装有角度调节装置，角度调节装置可以进行角度调节，角度调节装置下端后侧安装有一号托举装置，一号托举装置可以对向日葵花盘进行托举，且一号托举装置的外侧安装有剪切装置，剪切装置可以对向日葵花盘外侧的枯叶进行剪切，角度调节装置的下端前侧安装有移动装置，移动装置下端安装有二号托举装置，移动装置可以带动二号托举装置进行移动，二号托举装置与一号托举装置配合使用可以全面托举向日葵花盘，且角度调节装置、移动装置、二号托举装置、一号托举装置、剪切装置、位置调节装置、导引装置、收集箱相配合使用，角度调节装置带动移动装置、一号托举装置、二号托举装置、剪切装置调节到合适的角度，位置调节装置调节到合适位置，使一号托举装置托住前半部分向日葵花盘，然后移动装置带动二号托举装置开始运动，二号托举装置对向日葵花盘后半部分进行托举，使二号托举装置与一号托举装置配合完成对向日葵花盘的全面托举，接着剪切装置对向日葵花盘外侧的枯叶进行剪切，之后位置调节装置开始运动，当向日葵花盘运动到导引装置上方时，一号托举装置与二号托举装置同时工作松开向日葵花盘，移动装置带动二号托举装置运动到初始位置，向日葵花盘落入导引装置内，导引装置将向日葵花盘输送到收集箱中，完成向日葵自动化采摘工艺。

所述一号托举装置与二号托举装置相向设置，且一号托举装置与二号托举装置为形状、大小、尺寸均一致的相同结构；所述一号托举装置包括通过焊接方式安装在角度调节装置下端的环形工作框，且环形工作框内部为空心结构，环形工作框沿其中心轴线对称设置有四个进给槽，每个进给槽上均安装有一个托举机构，且每个托举机构与环形工作框之间均通过通过滑动配合方式相连接，环形工作框的后端通过电机座安装有工作电机，工作电机的输出轴通过轴承安装在环形工作框中部上，工作电机输出轴外壁上安装有环形板，环形板位于环形工作框内部的空心结构中，且环形板的侧壁上设置有平面螺纹，且四个进给槽上的四个托举机构下端与环形板上的平面螺纹均通过螺纹相连接，工作电机工作时带动环形板进行旋转，环形板旋转的同时通过螺纹带动四个托举机构进行移动，托举机构上的进给块在环形板转动时通过螺纹配合在环形板上进行移动，且进给块位于对应的进给槽内，进给槽对进给块起到了限位的作用，进给块的上端安装在托举架上，进给块同步带动托举架进行运动，工作电机进行正转时四个托举机构同时向环形板中心轴线进行移动，工作电机进行反转时四个托举机构同时向环形板外侧运动，从而控制四个托举机构的开口大小，以便对不同大小的向日葵花盘进行托举，一号托举装置与二号托举装置相向设置，在工作中一号托举装置对向日葵花盘进行托举，移动装置带动二号托举装置进行移动与一号托举装置配合对向日葵花盘进行托举，确保在采摘过程中向日葵花盘不会滑落，向日葵花盘损伤小，无需人工操作，提高了工作效率。

作为本发明的一种优选技术方案，所述角度调节装置包括通过销轴连接在位置调节装置上端的液压缸，液压缸的顶端通过销轴连接在调节板上，且调节板位于位置调节装置上的矩形槽内，调节板的中部通过轴承安装在位置调节装置上，调节板的下端通过铰链安装在固定板上，固定板的后端通过铰链与一号支撑板相连，一号支撑板的上端通过铰链与位置调节装置相连，固定板的前端通过铰链与二号支撑板相连，二号支撑板的顶端通过铰链与位置调节装置相连，一号支撑板、二号支撑板和固定板形成连杆机构，当液压缸带动调节板工作时，同时带动固定板进行移动，一号支撑板、二号支撑板对固定板起到了支撑和限位的作用，且液压缸带动调节板工作时位置调节装置上的矩形槽对调节板起到了限位的作用，使固定板只能在一定范围内进行角度调节，确保在向日葵花盘采摘过程中安装在固定板上的一号托举装置能够稳定的对向日葵花盘进行托举，避免因为角度调节运动幅度过大导致一号托举装置对向日葵花盘造成损伤，提高了工作的稳定性。

作为本发明的一种优选技术方案，所述剪切装置包括安装在环形工作框前端外侧的环形滑块，环形滑块上通过滚动配合方式安装有滑轨，且滑轨的内壁上均匀设置有滚珠，滑轨上安装有呈L型结构的行走架，行走架上通过电机座安装有驱动电机，驱动电机的输出轴上安装有锥齿轮，锥齿轮上啮合有锥齿条，锥齿条安装在环形工作框上，且锥齿条在环形工作框上呈环形排布，行走架的侧壁上安装有定位气缸，定位气缸的顶端通过法兰安装在剪切板上，剪切板的顶端设置有剪切刀，滑轨的内壁上均匀设置有滚珠，滚珠与环形滑块配合可以减小运动中的摩擦力，驱动电机带动锥齿轮在锥齿条上运动，驱动电机通过锥齿轮与锥齿条的传动方式进行环形运动，锥齿轮与锥齿条配合运动提高了运动过程中的稳定性，驱动电机带动行走架同步运动，定位气缸带动剪切板上的剪切刀运动到合适位置，确保剪切刀在运动中能够对向日葵花盘外侧的枯叶进行剪切，无需人工进行操作，提高了工作效率。

作为本发明的一种优选技术方案，所述位置调节装置包括对称安装在底板左右两侧的两个升降气缸，两个升降气缸的顶端通过法兰安装在呈L型结构的支撑架上，两个升降气缸可以带动支撑架进行高度调节，支撑架前端外壁上安装有调节气缸，调节气缸的顶端通过法兰安装在呈L型结构的固定架上，调节气缸可以带动固定架进行伸缩调节，且固定架的中部开设有矩形槽，两个升降气缸可以根据不同高度的向日葵花盘带动支撑架调节到适当的位置，调节气缸可以带动向日葵花盘进行移动，使向日葵花盘脱离向日葵根茎，保证向日葵花盘可以顺利的落入导引装置内，无需人工进行输送，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。

作为本发明的一种优选技术方案，所述导引装置包括安装在底板前侧的一号立板，一号立板的上端安装在导引架上，导引架从前往后为向下倾斜机构，导引架的后端下侧安装有二号立板，二号立板安装在底板上，且导引架下端位于收集箱的正上方，导引架从前往后为向下倾斜机构，可以保证落入导引架内的向日葵花盘在没有外力的作用下可以自动进行输送，导引架下端开口位于收集箱正上方，确保导引架内的向日葵花盘可以顺利输送到收集箱内，结构简单，无需人工操作，提高了工作效率。

作为本发明的一种优选技术方案，所述托举机构包括通过螺纹啮合方式与环形板相连的进给块，进给块位于对应的进给槽内，环形板转动时，进给块通过螺纹啮合方式方式在环形板上进行移动，进给槽对进给块起到了限位的作用，确保进给块的运动方向只能沿着进给槽的方向进行，且进给块的上端安装在托举架上，进给块带动托举架同步进行运动，确保在工作过程中托举架可以根据不同大小的向日葵花盘进行调节，可以快速的对不同大小的向日葵花盘进行采摘，提高了工作效率。

工作时，第一步工作人员通过推动推把在四个四个行走轮的辅助下将本发明移动到指定工作位置，然后角度调节装置开始开始工作，角度调节装置上的液压缸带动调节板进行调节，调节板同时带动固定板进行调节，一号支撑板、二号支撑板对固定板起到了支撑和限位的作用，带动安装在固定板上的移动装置、一号托举装置同步调节，使一号托举装置托举住向日葵花盘；第二步，一号托举装置与二号托举装置同时工作，一号托举装置上的工作电机带动环形板进行旋转，环形板旋转的同时通过螺纹带动四个托举机构进行移动，托举机构上的进给块在环形板转动时通过螺纹配合在环形板上进行移动，且进给块位于对应的进给槽内，进给槽对进给块起到了限位的作用，进给块的上端安装在托举架上，进给块同步带动托举架进行运动，工作电机带动环形板转动带动四个托举机构上的四个托举架紧贴在向日葵花盘上，使向日葵花盘上的枯叶位于四个托举架的外侧，然后移动装置带动二号托举装置进行移动与一号托举装置配合对向日葵花盘进行托举，保证在采摘过程中向日葵花盘不会滑落；第三步，剪切装置开始工作，剪切装置上的驱动电机带动锥齿轮在锥齿条上运动，驱动电机通过锥齿轮与锥齿条的传动方式进行环形运动，锥齿轮与锥齿条配合运动提高了运动过程中的稳定性，驱动电机带动行走架进行移动，行走架通过滑轨在环形滑块上运动，滑轨的内壁上均匀设置有滚珠，滚珠与环形滑块配合可以减小运动中的摩擦力同步运动，定位气缸带动剪切板上的剪切刀运动到合适位置，使剪切刀的进刀口紧贴在向日葵花盘外侧的枯叶上，剪切刀在运动中对向日葵花盘外侧的枯叶进行剪切；第四步，位置调节装置开始工作，位置调节装置上的两个升降气缸根据不同高度的向日葵花盘带动支撑架调节到适当的位置，调节气缸带动采摘后的向日葵花盘脱离向日葵根茎，同时将向日葵花盘移动到导引装置的正上方，一号托举装置与二号托举装置同时松开向日葵花盘，移动装置带动二号托举装置运动到初始位置，使向日葵花盘可以顺利的落入导引装置的导引架内，导引架从前往后为向下倾斜机构，使落入导引架内的向日葵花盘在没有外力的作用下自动进行输送，导引架下端开口位于收集箱正上方，使导引架内的向日葵花盘可以顺利输送到收集箱内，可以实现自动化采摘向日葵花盘的功能。本发明的有益效果是：

1、本发明可以解决现有向日葵花盘采摘过程中存在的人工采摘向日葵花盘劳动强度大、采摘效率低、机械化采摘损坏向日葵花盘、不利于向日葵花盘的利用、浪费资源等难题，可以实现自动化采摘向日葵花盘的功能，可对向日葵花盘实现完全托举后的采摘，对向日葵花盘损伤小，同时也可以对向日葵花盘周边的枯叶进行旋切剔除处理，具有操作简单、劳动强度小和采摘效率高等优点。

2、本发明设计了一号托举装置与二号托举装置，一号托举装置与二号托举装置相向设置相配合使用，实现对向日葵花盘的全面托举，确保在采摘过程中向日葵花盘不会滑落，无需人工操作，提高了工作效率；

3、本发明设计了角度调节装置，确保在向日葵花盘采摘过程中安装在固定板上的一号托举装置能够稳定的对向日葵花盘进行托举，避免因为角度调节运动幅度过大导致一号托举装置对向日葵花盘造成损伤，提高了工作的稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的纵向剖视图；

图3是本发明图2的I向局部放大图；

图4是本发明一号托举装置与剪切装置之间的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

如图1至图4所示，一种向日葵花盘自动化采摘机器人,包括底板1，底板1的后端安装有推把2，推把2方便工作人员推动本发明，底板1的下端对称安装有四个行走轮3，四个行走轮3可以辅助工作人员移动本发明，底板1上端安装有收集箱4，收集箱4可以收集向日葵花盘，底板1的中部安装有位置调节装置5，位置调节装置5可以进行位置调节，底板1的前端安装有导引装置6，导引装置6确保向日葵花盘能够顺利进入到收集箱4内，位置调节装置5的前端安装有角度调节装置7，角度调节装置7可以进行角度调节，角度调节装置7下端后侧安装有一号托举装置8，一号托举装置8可以对前半部分向日葵花盘托举，且一号托举装置8的外侧安装有剪切装置9，剪切装置9可以对向日葵花盘外侧的枯叶进行剪切，角度调节装置7的下端前侧安装有移动装置10，移动装置10下端安装有二号托举装置11，移动装置10可以带动二号托举装置11进行移动，二号托举装置11对向日葵花盘后半部分进行托举，二号托举装置11与一号托举装置8配合使用可以全面托举向日葵花盘，且角度调节装置7、移动装置10、二号托举装置11、一号托举装置8、剪切装置9、位置调节装置5、导引装置6、收集箱4相配合使用，角度调节装置7带动移动装置10、一号托举装置8、二号托举装置11、剪切装置9调节到合适的角度，位置调节装置5调节到合适位置，使一号托举装置8托住向日葵花盘，然后移动装置10带动二号托举装置11开始运动，使二号托举装置11与一号托举装置8配合完成对向日葵花盘的托举，接着剪切装置9对向日葵花盘外侧的枯叶进行剪切，之后位置调节装置5开始运动，当向日葵花盘运动到导引装置6上方时，一号托举装置8与二号托举装置11同时工作松开向日葵花盘，移动装置10带动二号托举装置11运动到初始位置，向日葵花盘落入导引装置6内，导引装置6将向日葵花盘输送到收集箱中，完成向日葵自动化采摘工艺。

所述一号托举装置8与二号托举装置11相向设置，且一号托举装置8与二号托举装置11为形状、大小、尺寸均一致的相同结构；所述一号托举装置8包括通过焊接方式安装在角度调节装置7下端的环形工作框81，且环形工作框81内部为空心结构，环形工作框81沿其中心轴线对称设置有四个进给槽，每个进给槽上均安装有一个托举机构82，且每个托举机构82与环形工作框81之间均通过通过滑动配合方式相连接，环形工作框81的后端通过电机座安装有工作电机83，工作电机83的输出轴通过轴承安装在环形工作框81中部上，工作电机83输出轴外壁上安装有环形板84，环形板84位于环形工作框81内部的空心结构中，且环形板84的侧壁上设置有平面螺纹，且四个进给槽上的四个托举机构82下端与环形板84上的平面螺纹均通过螺纹相连接，工作电机83工作时带动环形板84进行旋转，环形板84旋转的同时通过螺纹带动四个托举机构82进行移动，托举机构82上的进给块821在环形板84转动时通过螺纹配合在环形板84上进行移动，且进给块821位于对应的进给槽内，进给槽对进给块821起到了限位的作用，进给块821的上端安装在托举架822上，进给块821同步带动托举架822进行运动，工作电机83进行正转时四个托举机构82同时向环形板84中心轴线进行移动，工作电机83进行反转时四个托举机构82同时向环形板84外侧运动，从而控制四个托举机构82的开口大小，以便对不同大小的向日葵花盘进行托举，一号托举装置8与二号托举装置11相向设置，在工作中一号托举装置8对向日葵花盘进行托举，移动装置10带动二号托举装置11进行移动与一号托举装置8配合对向日葵花盘进行托举，确保在采摘过程中向日葵花盘不会滑落，无需人工操作，提高了工作效率。

所述角度调节装置7包括通过销轴连接在位置调节装置5上端的液压缸71，液压缸71的顶端通过销轴连接在调节板72上，且调节板72位于位置调节装置5上的矩形槽内，调节板72的中部通过轴承安装在位置调节装置5上，调节板72的下端通过铰链安装在固定板73上，固定板73的后端通过铰链与一号支撑板74相连，一号支撑板74的上端通过铰链与位置调节装置5相连，固定板73的前端通过铰链与二号支撑板75相连，二号支撑板75的顶端通过铰链与位置调节装置5相连，一号支撑板74、二号支撑板75和固定板73形成连杆机构，当液压缸71带动调节板72工作时，同时带动固定板73进行移动，一号支撑板74、二号支撑板75对固定板73起到了支撑和限位的作用，且液压缸71带动调节板72工作时位置调节装置5上的矩形槽对调节板72起到了限位的作用，使固定板73只能在一定范围内进行角度调节，确保在向日葵花盘采摘过程中安装在固定板73上的一号托举装置8能够稳定的对向日葵花盘进行托举，避免因为角度调节运动幅度过大导致一号托举装置8对向日葵花盘造成损伤，提高了工作的稳定性。

所述剪切装置9包括安装在环形工作框81前端外侧的环形滑块91，环形滑块91上通过滚动配合方式安装有滑轨92，且滑轨92的内壁上均匀设置有滚珠，滑轨92上安装有呈L型结构的行走架93，行走架93上通过电机座安装有驱动电机94，驱动电机94的输出轴上安装有锥齿轮95，锥齿轮95上啮合有锥齿条96，锥齿条96安装在环形工作框81上，且锥齿条96在环形工作框81上呈环形排布，行走架93的侧壁上安装有定位气缸97，定位气缸97的顶端通过法兰安装在剪切板98上，剪切板98的顶端设置有剪切刀99，滑轨92的内壁上均匀设置有滚珠，滚珠与环形滑块91配合可以减小运动中的摩擦力，驱动电机94带动锥齿轮95在锥齿条96上运动，驱动电机94通过锥齿轮95与锥齿条96的传动方式进行环形运动，锥齿轮95与锥齿条96配合运动提高了运动过程中的稳定性，驱动电机94带动行走架93同步运动，定位气缸97带动剪切板98上的剪切刀99运动到合适位置，确保剪切刀99在运动中能够对向日葵花盘外侧的枯叶进行剪切，无需人工进行操作，提高了工作效率。

所述位置调节装置5包括对称安装在底板1左右两侧的两个升降气缸51，两个升降气缸51的顶端通过法兰安装在呈L型结构的支撑架52上，两个升降气缸51可以带动支撑架52进行高度调节，支撑架52前端外壁上安装有调节气缸53，调节气缸53的顶端通过法兰安装在呈L型结构的固定架54上，调节气缸53可以带动固定架54进行伸缩调节，且固定架54的中部开设有矩形槽，两个升降气缸51可以根据不同高度的向日葵花盘带动支撑架52调节到适当的位置，调节气缸53可以带动采摘后的向日葵花盘进行移动，使向日葵花盘脱离向日葵根茎，保证向日葵花盘可以顺利的落入导引装置6内，无需人工进行输送，降低了工作人员的劳动强度，提高了工作效率。

所述导引装置6包括安装在底板1前侧的一号立板61，一号立板61的上端安装在导引架62上，导引架62从前往后为向下倾斜机构，导引架62的后端下侧安装有二号立板63，二号立板63安装在底板1上，且导引架62下端位于收集箱4的正上方，导引架62从前往后为向下倾斜机构，可以保证落入导引架62内的向日葵花盘在没有外力的作用下可以自动进行输送，导引架62下端开口位于收集箱4正上方，确保导引架62内的向日葵花盘可以顺利输送到收集箱4内，结构简单，无需人工操作，提高了工作效率。

所述托举机构82包括通过螺纹啮合方式与环形板84相连的进给块821，进给块821位于对应的进给槽内，环形板84转动时，进给块821通过螺纹啮合方式方式在环形板84上进行移动，进给槽对进给块821起到了限位的作用，确保进给块821的运动方向只能沿着进给槽的方向进行，且进给块821的上端安装在托举架822上，进给块821带动托举架822同步进行运动，确保在工作过程中托举架822可以根据不同大小的向日葵花盘进行调节，可以快速的对不同大小的向日葵花盘进行采摘，提高了工作效率。

工作时，第一步工作人员通过推动推把2在四个四个行走轮3的辅助下将本发明移动到指定工作位置，然后角度调节装置7开始开始工作，角度调节装置7上的液压缸71带动调节板72进行调节，调节板72同时带动固定板73进行调节，一号支撑板74、二号支撑板75对固定板73起到了支撑和限位的作用，带动安装在固定板73上的移动装置10、一号托举装置8同步调节，使一号托举装置8托举住向日葵花盘；第二步，一号托举装置8与二号托举装置11同时工作，一号托举装置8上的工作电机83带动环形板84进行旋转，环形板84旋转的同时通过螺纹带动四个托举机构82进行移动，托举机构82上的进给块821在环形板84转动时通过螺纹配合在环形板84上进行移动，且进给块821位于对应的进给槽内，进给槽对进给块821起到了限位的作用，进给块821的上端安装在托举架822上，进给块821同步带动托举架822进行运动，工作电机83带动环形板84转动带动四个托举机构82上的四个托举架822紧贴在向日葵花盘上，使向日葵花盘上的枯叶位于四个托举架822的外侧，然后移动装置10带动二号托举装置11进行移动与一号托举装置8配合对向日葵花盘进行托举，保证在采摘过程中向日葵花盘不会滑落；第三步，剪切装置9开始工作，剪切装置9上的驱动电机94带动锥齿轮95在锥齿条96上运动，驱动电机94通过锥齿轮95与锥齿条96的传动方式进行环形运动，锥齿轮95与锥齿条96配合运动提高了运动过程中的稳定性，驱动电机94带动行走架93进行移动，行走架93通过滑轨92在环形滑块91上运动，滑轨92的内壁上均匀设置有滚珠，滚珠与环形滑块91配合可以减小运动中的摩擦力同步运动，定位气缸97带动剪切板98上的剪切刀99运动到合适位置，使剪切刀99的进刀口紧贴在向日葵花盘外侧的枯叶上，剪切刀99在运动中对向日葵花盘外侧的枯叶进行剪切；第四步，位置调节装置5开始工作，位置调节装置5上的两个升降气缸51根据不同高度的向日葵花盘带动支撑架52调节到适当的位置，调节气缸53带动采摘后的向日葵花盘移动到导引装置6的正上方，一号托举装置8与二号托举装置11同时松开向日葵花盘，移动装置10带动二号托举装置11运动到初始位置，使向日葵花盘可以顺利的落入导引装置6的导引架62内，导引架62从前往后为向下倾斜机构，使落入导引架62内的向日葵花盘在没有外力的作用下自动进行输送，导引架62下端开口位于收集箱4正上方，使导引架62内的向日葵花盘可以顺利输送到收集箱4内，实现了自动化采摘向日葵花盘的功能，解决了现有向日葵花盘采摘过程中存在的人工采摘向日葵花盘劳动强度大、采摘效率低、机械化采摘损坏向日葵花盘、不利于向日葵花盘的利用、浪费资源等难题，达到了目的。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。