[发明专利]基于四自由度机械臂的多功能荷叶采摘装置及其采摘方法

权利要求书

1.一种基于四自由度机械臂的多功能荷叶采摘装置，包括四自由度机械臂，其特征是：四自由度机械臂末端从上到下依次连接采摘角度调节机构（8）、切割及去茎机构（9）和旋转开合机构（10），所述的采摘角度调节机构（8）最上端是固定连接四自由度机械臂末端的圆形平台（8d），圆形平台（8d）中心下端同轴心固定连接圆柱形导轨（8c）上端，圆柱形导轨（8c）旁侧设有水平的曲柄电机（8f），曲柄电机（8f）输出轴经曲柄（8e）、连杆（8g）铰接圆柱滑块（8b），圆柱滑块（8b）上部是同轴套在圆柱形导轨（8c）外的直径较小的小圆柱体（8b1）、下部是直径较大的大圆柱体（8b2）且内部中间有一个圆柱形的滑块滑槽（8b3）；圆柱形导轨（8c）下段中心内部设有旋转电机（8l），旋转电机（8l）外部套有固定的电机套筒（8m），电机套筒（8m）外部套有能转动的转筒（8j），旋转电机（8l）输出轴垂直向下且固定连接一个水平布置的空心圆柱（8k），空心圆柱（8k）的两端面各经弯曲圆柱支撑杆（8h）固定连接转筒（8j）下端面；圆柱连接杆（8a）由粗圆柱（8a1）、短圆柱（8a2）和球头长圆柱（8a3）依次连接组成，短圆柱（8a2）有间隙地同轴套在所述的空心圆柱（8k）内部中间，短圆柱（8a2）两端各连接一个球头长圆柱（8a3）内端，球头长圆柱（8a3）的外端带有球头且球头有间隙地伸在滑块滑槽（8b3）内部，粗圆柱（8a1）位于所述的圆柱滑块（8b）外部下方；所述的切割及去茎机构（9）最上端是与所述的粗圆柱（8a1）固定连接的圆柱形的连接盖（9d），连接盖（9d）的下方有圆盘形的固定板（9b），导向空心圆柱（9a）连接于固定板（9b）下表面中心，齿条（9c）上端固定连接连接盖（9d）中心下端面、下端向下伸出导向空心圆柱（9a）的中心通孔外，固定板（9b）上表面固定设有齿轮齿条电机（9e），齿轮齿条电机（9e）的输出轴上套有与齿条（9c）相啮合的齿轮（9f）；齿条（9c）下端侧壁上按圆周方向均匀固定装有六个切割刀片（9j），每个切割刀片（9j）两侧各固定装有一个压板（9h），切割刀片（9j）的下端面低于压板（9h）的下端面；齿条（9c）的下端面中心处固定连接垂直的切割电机（9g），切割电机（9g）的输出轴向下固定连接圆柱形的锯齿形刀片（9i），锯齿形刀片（9i）在切割刀片（9j）和压板（9h）的下方；所述的旋转开合机构（10）包括一个圆环形的底板（10a），底板（10a）上端面边缘处经圆柱连杆（10a1）固定连接所述的固定板（9b），底板（10a）中间沿圆周方向均匀布置六个收集盒（10c），每个收集盒（10c）都滑动连接上方的一个长方形滑槽（10d）且滑动连接下方的转板（10b）；转板（10b）上表面中间设有正六边形滑槽（10b1）、边缘沿径向向外伸出一个拨杆（10b2），底板（10a）内侧壁上沿径向开有一圈圆环形的底板滑槽（10a3），底板（10a）外侧壁上沿径向开有一个弧形的底板开口（10a2），底板开口（10a2）和底板滑槽（10a3）相通，转板（10b）的外缘有间隙地套在所述的底板滑槽（10a3）中，拨杆（10b2）从所述的底板开口（10a2）中伸出；每个收集盒（10c）都由薄壁型盒子（10c4）和底面矩形板（10c2）组成，薄壁型盒子（10c4）的外侧面是长方形平面，内侧面是圆弧面，六个薄壁型盒子（10c4）的内侧圆弧面围成一个之间留有间隙的圆柱面，底面矩形板（10c2）由薄壁型盒子（10c4）的外侧底部沿直径方向向外伸出，底面矩形板（10c2）上表面外边缘中心处设有一个向上突出与所述的长方形滑槽（10d）滑动连接的圆形凸台（10c3）、下表面靠近外边缘的边角处设向下突出的与所述的正六边形滑槽（10b1）滑动连接的正方形凸台（10c1）；底板（10a）的下方固定连接滚珠丝杠电机（10e）和丝杠支座（10h），丝杠（10g）一端与滚珠丝杠电机（10e）同轴相连、另一端通过轴承连接丝杠支座（10h），丝杠（10g）上套有丝杠螺母（10f），丝杠螺母（10f）经底座连杆（10i）铰接所述的拨杆（10b2）。

2.根据权利要求1所述的基于四自由度机械臂的多功能荷叶采摘装置，其特征是：四自由度机械臂由依次连接的立柱（1）、底座（2）、大臂（5）、小臂（6）、手腕（7）组成，立柱（1）和手腕（7）均上下垂直布置，手腕（7）的下端连接采摘角度调节机构（8）；底座（2）上端固定连接摄像头支柱（3），摄像头支柱（3）上端固定设有全景高清摄像头（4）。