[实用新型]一种针叶树球果采摘机器人

说明书

本实用新型提公开一种针叶树球果采摘机器人，其包括下手爪、下回转臂、下俯仰臂、上俯仰臂、上回转臂、上手爪、振动采摘器；该机器人具有五个自由度，以第三铰接点对称；下手爪铰接于下回转臂上，第一铰接点中心线与下手爪夹持中心线平行；下回转臂与下俯仰臂铰接，第二铰接点中心线与下手爪夹持中心线垂直；下俯仰臂与上俯仰臂铰接，第三铰接点中心线与下手爪夹持中心线垂直；上俯仰臂与上回转臂铰接，第四铰接点中心线与下手爪夹持中心线垂直，上手爪与上回转臂铰接，第五铰接点中心线与上手爪夹持中心线平行；振动采摘器用螺栓安装于上手爪上，可实现攀爬树木、越障、振动采摘的功能。

技术领域

本实用新型属于林业收获机械技术领域，具体涉及一种针叶树球果采摘机器人。

背景技术

球果为落叶松、红松、樟子松、云杉，冷杉等针叶树的种子来源，一般为卵圆形或圆锥状卵圆形。目前，由于针叶树球果的采摘季节性强，周期短；针叶树的一些树种树很高；林区多在山区，环境复杂，地势崎岖；高空作业危险；劳动力短缺等原因。我国针叶树球果的采摘效率都极低，难以满足我国大量造林工作对于针叶树优良种子的需求。因此，由机械装备来代替人类来从事针叶树林果采摘的工作成为未来发展的必然趋势。

目前，国内外已经研究出一些林木球果采摘装备，包括爬树器，采种梯，采种钩、采种梳、采摘剪，高空作业采种机，振动采种机，林木球果采摘机器人等。中国专利公开了“一种林果采摘机”(其申请公布号为CN102440120A)，它包括移动式行走装置、驾驶操纵台、动力电源、升降装置、液压站、水平移动座、振动采摘装置,驾驶操纵台、动力电源、升降装置、液压站安装在移动式行走装置上。该林果采摘机可以有效提高林果采摘效率，但是难以采摘生长于10米—40米高度的针叶树球果；而且林区地势崎岖，大型设备难以进入。

实用新型内容

本实用新型的目的在于面向针叶树的球果采摘，解决针叶树球果生长于高达10—40米的树枝，难以采摘；大型采摘设备难以进入针叶树生长的林区的问题。提供一种攀爬树木、越障、振动采摘的针叶树球果采摘机器人。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是一种针叶树球果采摘机器人，包括：下手爪、下回转臂、下俯仰臂、上俯仰臂、上回转臂、上手爪、振动采摘器；该机器人具有五个自由度，以第三铰接点对称；下手爪铰接于下回转臂上，第一铰接点中心线与下手爪夹持中心线平行；下回转臂与下俯仰臂铰接，第二铰接点中心线与下手爪夹持中心线垂直；下俯仰臂与上俯仰臂铰接，第三铰接点中心线与下手爪夹持中心线垂直；上俯仰臂与上回转臂铰接，第四铰接点中心线与下手爪夹持中心线垂直，上手爪与上回转臂铰接，第五铰接点中心线与上手爪夹持中心线平行；振动采摘器用螺栓安装于上手爪上。

所述下回转臂包括下回转臂连接端、下回转臂驱动端；下回转臂连接端与下回转臂驱动端通过法兰盘连接，螺栓固定。下回转臂驱动端包括下回转臂驱动端伺服电机、下回转臂驱动端谐波减速器、第一连接轴、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第二连接轴、下回转臂壳体；下回转臂驱动端与下回转臂驱动端谐波减速器通过键连接，第一连接轴与下回转臂驱动端谐波减速器输出端键连接，第一连接轴与第一锥齿轮刚性连接，第一锥齿轮与第二锥齿轮啮合，第二连接轴与第二锥齿轮键连接，通过轴承铰接于下回转臂壳体。

所述下俯仰臂、上俯仰臂、上回转臂均包括连接端与驱动端，由伺服电机驱动，谐波减速器减速增力，一对锥齿轮改变回转方向。

通过采用上述技术方案，实现针叶树球果采摘机器人各臂的运动与联动，调整下手爪与上手爪的位姿。

所述下手爪包括：下手爪伺服电机、下手爪谐波减速器、下手爪蜗杆、下手爪涡轮、下手爪壳体、第一夹持连杆、第二夹持连杆、夹持执行件；下手爪伺服电机与下手爪谐波减速器通过键连接，下手爪蜗杆键连接于下手爪谐波减速器输出端，第一夹持连杆后端固定于下手爪涡轮圆心处、前端与夹持执行件铰接，第二夹持连杆后端与下手爪壳体铰接、第二夹持连杆前端与夹持执行件铰接。

所述上手爪与下手爪结构相同。