一种多级分拣式振动采摘大枣机器人的制作方法

本发明涉及一种多级分拣式振动采摘大枣机器人，属于采摘机器人技术领域。

背景技术：

目前国内大枣采摘的常见方式为手动摘枣和打枣两种方式，手动摘取的方式效率低下且容易刮伤手，打枣的方式虽然采摘效率较高但捡枣过程比较辛苦且容易损伤枣。国外有采摘大枣的大型机器，虽然效率高，但体积庞大，价格又高昂，无法在国内农户间被广泛使用。

技术实现要素：

发明的目的是提供一种多级分拣式振动采摘大枣机器人，用于采摘大枣并进行枣与枝叶的分拣，以解决现有果农劳动强度大、采摘效率低等问题。

本发明按以下技术方案实现：一种多级分拣式振动采摘大枣机器人，包括伞状接收大枣机构1、偏心轮高频振动采摘机构2、无扇叶抽风机分离树叶机构3、摆动条纹板分离树枝机构4、树枝清理机构5、大小枣分拣机构6、底座7；伞状接收大枣机构1安装在底座7前端，偏心轮高频振动采摘机构2安装在底座7上，伞状接收大枣机构1位于偏心轮高频振动采摘机构2之上与偏心轮高频振动采摘机构2位于同轴位置，无扇叶抽风机分离树叶机构3、摆动条纹板分离树枝机构4、大小枣分拣机构6分别安装在底座7上，无扇叶抽风分离树叶机构3、摆动条纹分离树枝机构4、大小枣分拣机构6上下位于同轴位置，无扇叶抽风分离树叶机构3位于摆动条纹分离树枝机构4之上，摆动条纹分离树枝机构4位于大小枣分拣机构6之上，树枝清理机构5安装在底座7上位于摆动条纹板分离树枝机构4侧部，底座7包括伞面翻动伸缩杆18、振动采摘机构电磁铁悬臂46、万向轮47；伞面翻动伸缩杆18安装在底座7前端，振动采摘机构电磁铁悬臂46安装在底座7上，万向轮47安装在底座7底部，2、伞状接收大枣机构1包括伞骨上环8、伞骨下环9、伞骨连杆10、伞面展开丝杠11、伞面展开丝杠电机12、伞面抱树滑块13、伞面抱树连杆14、伞面抱树丝杠15、伞面抱树丝杠电机16、伞面支架17、伞面抱树电磁铁19；伞面支架17安装在底座7上，伞面抱树丝杠电机16安装在伞面支架17上，伞面抱树丝杠15安装在伞面抱树丝杠电机16上，伞面抱树滑块13安装在伞面抱树丝杠15上，伞面抱树连杆14一端安装在伞面抱树滑块13上，伞骨下环9安装在底座7的伞面翻动伸缩杆18上，伞骨下环9与伞面抱树连杆14另一端固定连接，伞面展开丝杠电机12安装在伞骨下环9底部，伞面展开丝杠电机12的输出轴穿出伞骨下环9，伞面展开丝杠11安装在伞面展开丝杠电机12的输出轴上，伞骨上环8安装在伞面展开丝杠11上，伞骨上环8与伞骨下环9位于同轴，伞骨连杆10安装在伞骨上环8、伞骨下环9上，伞面抱树电磁铁19安装在伞骨上环8的半圆端面处，偏心轮高频振动采摘机构2包括夹树夹手20、夹手压力传感器21、夹手丝杠22、夹手丝杠电机23、振动采摘偏心轮24、振动采摘偏心轮电机25、振动采摘机构底座26、振动采摘机构分离电磁铁27、超声波测距模块28；夹手丝杠电机23安装在振动采摘机构底座26前部，夹手丝杠22安装在夹手丝杠电机23上，夹树夹手20下部安装在夹手丝杠22上，夹手压力传感器21安装在夹树夹手20的下部内侧，振动采摘偏心轮电机25安装在振动采摘机构底座26上，振动采摘偏心轮24安装在振动采摘偏心轮电机25上，超声波测距模块28安装在振动采摘机构底座26下部，振动采摘机构分离电磁铁27安装在振动采摘机构底座26的底部，偏心轮高频振动采摘机构2通过振动采摘机构分离电磁铁27安装在底座7的振动采摘机构电磁铁悬臂47上，无扇叶抽风分离树叶机构3包括无扇叶风扇29、树叶收集筐30；无扇叶风扇29安装在底座7上，树叶收集框30内部设有u型槽52，u型槽52用于将抽到的叶子安置在树叶收集框30内，无扇叶风扇29上开设有抽风口53，树叶收集筐30上开设有抽风孔54，树叶收集筐30安装在无扇叶风扇29内，无扇叶风扇29的抽风口53与树叶收集筐30的抽风孔54连通，摆动条纹板分离树枝机构4包括树枝分离条纹板31、树枝分离条纹板电机32、树枝分离桶33、树枝分离桶电机34、树枝分离桶盖35；树枝分离桶电机34安装在底座7上，树枝分离桶33安装在树枝分离桶电机34上，树枝分离条纹板电机32安装在树枝分离桶33上，树枝分离条纹板电机32的输出轴穿入树枝分离桶33内，树枝分离条纹板31安置在树枝分离桶33内与树枝分离条纹板电机32的输出轴连接，树枝分离桶盖35螺纹连接安装在树枝分离桶33底部，树枝清理机构5包括树枝清理器36、树枝清理器电机37、树枝清理板38；树枝清理板38一端安装在底座7上，树枝清理器电机37安装在树枝清理板38中部侧部，树枝清理器36安装在树枝清理器电机37的输出轴上，大小枣分拣机构6包括大枣分拣盘39、中枣分拣盘40、小枣收集盘41、分拣盘支杆42、分拣叶片43、分拣叶片转轴44、分拣叶片电机45；小枣收集盘41安装在底座7下部，中枣分捡盘40通过分拣盘支杆42连接安装在小枣收集盘41上，大枣分拣盘39通过分拣盘支杆42连接安装在中枣分捡盘40上，分拣叶片电机45安装在小枣收集盘41底部，分拣叶片转轴44分别穿过小枣收集盘41、中枣分捡盘40、大枣分拣盘39，分拣叶片转轴44下端穿出小枣收集盘41与分拣叶片电机45连接，分拣叶片43安装在分拣叶片转轴44上分别位于中枣分捡盘40、大枣分拣盘39内。

所述伞骨连杆10包括上连杆48、下连杆49、短杆50、长杆51；上连杆48一端连接安装在伞骨上环8上，下连杆49一端连接安装在伞骨下环9上，短杆50一端与下连杆49另一端部连接，短杆50另一端与长杆51一端连接，上连杆48另一端连接安装在长杆51上。

一种多级分拣式振动采摘大枣机器人的工作原理为：超声波测距模块28测出枣树在夹树夹手20可夹持范围内后，夹手丝杠电机23驱动夹树夹手20沿夹树丝杠22运动使得夹树夹手20进行夹树，当夹树夹手20夹紧树后，夹树夹手20内侧的压力传感器21将信号传递给夹树丝杠电机23使其停止旋转，振动采摘机构分离电磁铁27不再吸附振动采摘机构电磁铁悬臂46，使偏心轮高频振动采摘机构2抱在枣树上；伞面抱树丝杠电机16驱动伞面抱树滑块13带动伞面抱树连杆14使伞骨上环8和伞骨下环9的左右两部分抱住树，伞骨上环8前端的伞面抱树电磁铁19相吸，使伞骨上环8和伞骨下环9的左右两部分完全抱住树，伞面展开丝杠电机12驱动伞骨上环8沿伞面展开丝杠11运动，带动伞骨连杆10运动，使伞骨连杆10上面的伞布由折叠状态展开，用来接收大枣；振动采摘偏心轮电机25带动振动采摘偏心轮24转动产生高频振动，将大枣抖落，大枣以及落下来的树枝树叶会落入展开的伞面中；采摘完毕伞面翻动伸缩杆18推动伞状接收大枣机构1，伞状接收大枣机构1的伞面支架17在底座7上翻动，将大枣、树枝以及树叶一起倒向后方的无扇叶抽风分离树叶机构3内，无扇叶抽风分离树叶机构3的无扇叶风扇29抽风，风是由抽风孔54到抽风口53内，大枣叶在风的带动下落入树叶收集框30的u型槽52内，大枣与树枝会落入摆动条纹板分离树枝机构4中的树枝分离条纹板31上，树枝分离条纹板电机32带动树枝分离条纹板31小幅度摆动，树枝会在摆动过程中透过树枝分离条纹板31的条纹缝隙落入到树枝分离桶33内，大枣由于直径大于条纹板缝隙会留在树枝分离条纹板31上，分离结束，树枝分离桶电机34驱动摆动树枝分离桶33先顺时针旋转180度，将大枣倒入下方的大小枣分拣机构6中，树枝分离桶电机34再驱动树枝分离桶33逆时针旋转135度，以便于摆动条纹板分离树枝机构4向树枝清理机构5上倾倒树枝，拧开树枝分离桶盖35，树枝会顺着树枝分离桶滚出，落到后方树枝清理机构5上，树枝清理器电机37驱动树枝清理器36沿树枝清理板38扫动，防止树枝挂在树枝清理板38上；同时分拣叶片电机45带动分拣叶片转轴44上的分拣叶片43转动，将枣扫过分拣盘上的缝隙，大枣分拣盘39中的缝隙较大，中枣分拣盘40上的缝隙要比大枣分拣盘39上的小一些，仅可使小枣穿过，小枣最终会透过两层缝隙最终落到小枣收集盘41中，中等大小的枣会透过大枣分拣盘39中的缝隙最终保留在中枣分拣盘40上，大枣不会透过大枣分拣盘39中的缝隙而保留在大枣分拣盘39中。

本发明具有以下有益效果：

1、能有效提高采摘大枣的效率，降低果农的劳动强度，并能防止果农采摘时受伤；

2、能将大枣与树枝树叶进行分离，并对大枣进行大小分拣；

3、采摘大枣机器人结构简单，易于推广应用。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图；

图2是本发明的底座结构示意图；

图3是本发明的伞状接收大枣机构结构示意图；

图4是本发明的伞状接收大枣机构主视结构示意图；

图5是本发明的伞状接收大枣机构局部结构示意图；

图6是本发明的伞状接收大枣机构与底座组装结构示意图；

图7是本发明的偏心轮高频振动采摘机构结构示意图；

图8是本发明的偏心轮高频振动采摘机构与底座组装结构示意图；

图9是本发明的无扇叶抽风分离树枝机构结构示意图；

图10是本发明的树叶收集筐结构示意图；

图11是本发明的无扇叶风扇结构示意图；

图12是本发明的无扇叶风扇与底座组装结构示意图；

图13是本发明的摆动条纹板分离树枝机构结构示意图；

图14是本发明的树枝清理机构结构示意图；

图15是本发明的大小枣分拣机构主视结构示意图；

图16是本发明的大小枣分拣机构结构示意图；

图17是本发明的大小枣分拣机构与底座组装结构示意图。

图中各标号为：1：伞状接收大枣机构、2：偏心轮高频振动采摘机构、3：无扇叶抽风机分离树叶机构、4：摆动条纹板分离树枝机构、5：树枝清理机构、6：大小枣分拣机构、7：底座、8：伞骨上环、9：伞骨下环、10：伞骨连杆、11：伞面展开丝杠、12：伞面展开丝杠电机、13：伞面抱树滑块、14：伞面抱树连杆、15：伞面抱树丝杠、16：伞面抱树丝杠电机、17：伞面支架、18：伞面翻动伸缩杆、19：伞面抱树电磁铁、20：夹树夹手、21：夹手压力传感器、22：夹手丝杠、23：夹手丝杠电机、24：振动采摘偏心轮、25：振动采摘偏心轮电机、26：振动采摘机构底座、27：振动采摘机构分离电磁铁、28：超声波测距模块、29：无扇叶风扇、30：树叶收集筐、31：树枝分离条纹板、32：树枝分离条纹板电机、33：树枝分离桶、34：树枝分离桶电机、35：树枝分离桶盖、36：树枝清理器、37：树枝清理器电机、38：树枝清理板、39：大枣分拣盘、40：中枣分拣盘、41：小枣收集盘、42：分拣盘支杆、43：分拣叶片、44：分拣叶片转轴、45：分拣叶片电机、46：振动采摘机构电磁铁悬臂、47：万向轮、48：上连杆、49：下连杆、50：短杆、51：长杆、52：u型槽、53：抽风口、54：抽风孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。

实施例1：如图1-17所示，一种多级分拣式振动采摘大枣机器人，包括伞状接收大枣机构1、偏心轮高频振动采摘机构2、无扇叶抽风机分离树叶机构3、摆动条纹板分离树枝机构4、树枝清理机构5、大小枣分拣机构6、底座7；伞状接收大枣机构1安装在底座7前端，偏心轮高频振动采摘机构2安装在底座7上，伞状接收大枣机构1位于偏心轮高频振动采摘机构2之上与偏心轮高频振动采摘机构2位于同轴位置，无扇叶抽风机分离树叶机构3、摆动条纹板分离树枝机构4、大小枣分拣机构6分别安装在底座7上，无扇叶抽风分离树叶机构3、摆动条纹分离树枝机构4、大小枣分拣机构6上下位于同轴位置，无扇叶抽风分离树叶机构3位于摆动条纹分离树枝机构4之上，摆动条纹分离树枝机构4位于大小枣分拣机构6之上，树枝清理机构5安装在底座7上位于摆动条纹板分离树枝机构4侧部，底座7包括伞面翻动伸缩杆18、振动采摘机构电磁铁悬臂46、万向轮47；伞面翻动伸缩杆18安装在底座7前端，振动采摘机构电磁铁悬臂46安装在底座7上，万向轮47安装在底座7底部，2、伞状接收大枣机构1包括伞骨上环8、伞骨下环9、伞骨连杆10、伞面展开丝杠11、伞面展开丝杠电机12、伞面抱树滑块13、伞面抱树连杆14、伞面抱树丝杠15、伞面抱树丝杠电机16、伞面支架17、伞面抱树电磁铁19；伞面支架17安装在底座7上，伞面抱树丝杠电机16安装在伞面支架17上，伞面抱树丝杠15安装在伞面抱树丝杠电机16上，伞面抱树滑块13安装在伞面抱树丝杠15上，伞面抱树连杆14一端安装在伞面抱树滑块13上，伞骨下环9安装在底座7的伞面翻动伸缩杆18上，伞骨下环9与伞面抱树连杆14另一端固定连接，伞面展开丝杠电机12安装在伞骨下环9底部，伞面展开丝杠电机12的输出轴穿出伞骨下环9，伞面展开丝杠11安装在伞面展开丝杠电机12的输出轴上，伞骨上环8安装在伞面展开丝杠11上，伞骨上环8与伞骨下环9位于同轴，伞骨连杆10安装在伞骨上环8、伞骨下环9上，伞面抱树电磁铁19安装在伞骨上环8的半圆端面处，偏心轮高频振动采摘机构2包括夹树夹手20、夹手压力传感器21、夹手丝杠22、夹手丝杠电机23、振动采摘偏心轮24、振动采摘偏心轮电机25、振动采摘机构底座26、振动采摘机构分离电磁铁27、超声波测距模块28；夹手丝杠电机23安装在振动采摘机构底座26前部，夹手丝杠22安装在夹手丝杠电机23上，夹树夹手20下部安装在夹手丝杠22上，夹手压力传感器21安装在夹树夹手20的下部内侧，振动采摘偏心轮电机25安装在振动采摘机构底座26上，振动采摘偏心轮24安装在振动采摘偏心轮电机25上，超声波测距模块28安装在振动采摘机构底座26下部，振动采摘机构分离电磁铁27安装在振动采摘机构底座26的底部，偏心轮高频振动采摘机构2通过振动采摘机构分离电磁铁27安装在底座7的振动采摘机构电磁铁悬臂47上，无扇叶抽风分离树叶机构3包括无扇叶风扇29、树叶收集筐30；无扇叶风扇29安装在底座7上，树叶收集框30内部设有u型槽52，u型槽52用于将抽到的叶子安置在树叶收集框30内，无扇叶风扇29上开设有抽风口53，树叶收集筐30上开设有抽风孔54，树叶收集筐30安装在无扇叶风扇29内，无扇叶风扇29的抽风口53与树叶收集筐30的抽风孔54连通，摆动条纹板分离树枝机构4包括树枝分离条纹板31、树枝分离条纹板电机32、树枝分离桶33、树枝分离桶电机34、树枝分离桶盖35；树枝分离桶电机34安装在底座7上，树枝分离桶33安装在树枝分离桶电机34上，树枝分离条纹板电机32安装在树枝分离桶33上，树枝分离条纹板电机32的输出轴穿入树枝分离桶33内，树枝分离条纹板31安置在树枝分离桶33内与树枝分离条纹板电机32的输出轴连接，树枝分离桶盖35螺纹连接安装在树枝分离桶33底部，树枝清理机构5包括树枝清理器36、树枝清理器电机37、树枝清理板38；树枝清理板38一端安装在底座7上，树枝清理器电机37安装在树枝清理板38中部侧部，树枝清理器36安装在树枝清理器电机37的输出轴上，大小枣分拣机构6包括大枣分拣盘39、中枣分拣盘40、小枣收集盘41、分拣盘支杆42、分拣叶片43、分拣叶片转轴44、分拣叶片电机45；小枣收集盘41安装在底座7下部，中枣分捡盘40通过分拣盘支杆42连接安装在小枣收集盘41上，大枣分拣盘39通过分拣盘支杆42连接安装在中枣分捡盘40上，分拣叶片电机45安装在小枣收集盘41底部，分拣叶片转轴44分别穿过小枣收集盘41、中枣分捡盘40、大枣分拣盘39，分拣叶片转轴44下端穿出小枣收集盘41与分拣叶片电机45连接，分拣叶片43安装在分拣叶片转轴44上分别位于中枣分捡盘40、大枣分拣盘39内。

伞骨连杆10包括上连杆48、下连杆49、短杆50、长杆51；上连杆48一端连接安装在伞骨上环8上，下连杆49一端连接安装在伞骨下环9上，短杆50一端与下连杆49另一端部连接，短杆50另一端与长杆51一端连接，上连杆48另一端连接安装在长杆51上。