[发明专利]一种太阳能芒果采摘机

摘要

本发明公开的一种太阳能芒果采摘机，属于新能源机械装备的技术领域，包括底板、太阳能发电系统、剪叉式升降机构、旋转机构、摆动机构、伸缩机构、柔性末端执行器和芒果收集栏。太阳能发电系统为采摘机提供电能，剪叉式升降机构用于满足不同高度芒果的采摘，旋转机构用于满足不同方位芒果的采摘，摆动机构用于保障芒果采摘的灵活性，伸缩机构用于满足不同距离芒果的采摘，柔性末端执行器用于完成对芒果的夹持和剪断。本发明针对海南地区丰富的太阳能和繁重的芒果采摘工作，设计了太阳能芒果采摘机，具有结构灵活、安装方便的特点，能满足不能方位、不同高度和不同距离芒果的采摘，提高芒果采摘效率。

主权项

1.一种太阳能芒果采摘机，包括底板（1）、太阳能发电系统（2）、剪叉式升降机构（3）、旋转机构（4）、摆动机构（5）、伸缩机构（6）、柔性末端执行器（7）和芒果收集栏（8），其特征在于：所述太阳能发电系统（2）包括太阳能电池板（21）、蓄电池（22）和逆变器（23）；所述剪叉式升降机构（3）包括工作平台（31）、支撑杆A（32）、支撑杆B（33）、液压缸A（34）、支撑杆C（35）、驱动杆（36）、短连杆（37）和支撑杆D（38）；所述旋转机构（4）包括外置伺服电机（41）、一级减速箱（42）、齿轮A（43）、齿轮B（44）、齿轮C（45）、内齿圈（46）、旋转座（47）、行星架（48）、行星轮（49）、阶梯轴（410）、太阳轮（411）和底座（412）；所述摆动机构（5）包括伺服电机（51）、联轴器（52）、圆锥滚子轴承（53）、直齿锥齿轮A（54）、角接触轴承（55）、转轴（56）、轴套（57）、直齿锥齿轮B（58）和谐波减速器（59）；所述伸缩机构（6）包括液压缸B（61）和液压伸缩杆（62）；所述柔性末端执行器（7）包括夹持机构（71）和果柄剪断机构（72），所述夹持机构（71）包括连杆A（711）、平行四边形连杆机构（712）、调节螺母（713）、弹簧（714）、夹持手（715）、螺栓（716）、固定座（717）、固定板（718）、推杆A(719)和液压缸C(7110)，所述果柄剪断机构（72）包括液压缸D（721）、推杆B（722）、连杆B（723）、剪刀（724）和支撑板（725）；所述太阳能电池板（21）、蓄电池（22）、逆变器（23）均固定在所述底板（1）上面，所述太阳能电池板（21）与所述蓄电池（22）电性连接，所述蓄电池（22）与所述逆变器（23）电性连接，所述逆变器（23）与所述外置伺服电机（41）电性连接，所述逆变器（23）与所述伺服电机（51）电性连接；所述工作平台（31）与所述支撑杆D（38）通过转动副连接，所述工作平台（31）与所述支撑杆A（32）通过高副连接，所述支撑杆A（32）与所述支撑杆D（38）通过转动副连接，所述支撑杆A（32）与支撑杆B（33）通过转动副连接，所述液压缸A（34）与所述底板（1）通过转动副连接，所述支撑杆C（35）与所述底板（1）通过转动副连接，所述支撑杆B（33）与所述底板（1）通过高副连接，所述支撑杆B（33）与所述支撑杆C（35）通过转动副连接，所述液压缸A（34）与所述驱动杆（36）通过移动副连接，所述支撑杆C（35）与所述短连杆（37）通过转动副连接，所述短连杆（37）与所述驱动杆（36）固定连接，所述短连杆（37）与所述支撑杆D（38）通过转动副连接；所述外置伺服电机（41）与所述一级减速箱（42）固接，所述一级减速箱（42）固定在所述工作平台（31）上，所述齿轮A（43）与所述齿轮B（44）啮合，所述齿轮B（44）与所述齿轮C（45）啮合，所述齿轮C（45）固定在所述阶梯轴（410）上，所述行星架（48）与所述行星轮（49）通过转动副连接，所述行星轮（49）与所述太阳轮（411）啮合，所述行星轮（49）与所述内齿圈（46）啮合，所述内齿圈（46）固定不转动，所述太阳轮（411）固定在所述阶梯轴（410）上，所述底座（412）固定在所述工作平台（31）上，所述旋转座（47）与所述行星架（48）固定连接，所述旋转座（47）与所述底座（412）同轴，所述旋转座（47）前后两端为空心结构；所述摆动机构（5）内置于所述旋转座（47）中，所述伺服电机（51）与所述谐波减速器（59）通过所述联轴器（52）固定连接，所述直齿锥齿轮A（54）与所述直齿锥齿轮B（58）啮合，所述直齿锥齿轮A（54）与所述直齿锥齿轮B（58）的回转轴线垂直，所述直齿锥齿轮B（58）固定在所述转轴（56）上；所述液压伸缩杆62与所述固定座717固定连接；所述固定座（717）前端为中空结构，所述固定板（718）安装在固定座（717）上，所述液压缸C(7110)安装在所述固定座（717）内部，所述推杆A（719）与所述液压缸C(7110)通过移动副连接，所述连杆A（711）与所述推杆A（719）通过转动副连接，所述平行四边形连杆机构（712）与所述连杆A（711）通过转动副连接，所述平行四边形连杆机构（712）与所述固定板（718）通过转动副连接，所述夹持手（715）与所述平行四边形连杆机构（712）之间通过所述调节螺母（713）、所述螺栓（716）和所述弹簧（714）构成柔性可动连接；所述液压缸D（721）安装在所述固定座（717）上, 所述支撑板（725）安装在所述固定座（717）上，所述液压缸D（721）与所述推杆B（722）通过移动副连接，所述推杆B（722）与所述连杆B（723）通过转动副连接，所述连杆B（723）与所述剪刀（724）通过转动副连接，所述剪刀（724）与所述支撑板（725）通过转动副连接，所述剪刀（724）位于所述夹持手（715）的上方，所述芒果收集栏（8）焊接在所述固定座（717）下方；外置伺服电机（41）提供的动力经过一级减速箱（42）、齿轮A（43）、齿轮B（44）以及齿轮C（45）传动减速，将动力传送到太阳轮（411），带动行星轮（49）转动，最终行星架（48）输出动力传给旋转座（47），使旋转座可以实现360°转动，满足在某一高度时不同方位芒果的采摘；液压缸C（7110）驱动推杆A（719）往复移动，推杆A（719）带动连杆A（711）做平面运动，使平行四边形连杆机构（712）运动，平行四边形连杆机构（712）带动夹持手（715）往复运动，就实现开闭动作即实现对芒果的抓取动作，在夹持机构（71）中增加弹簧（714）的作用是实现了末端执行器的柔性抓取，通过调节螺母（713）可以调整弹簧的预紧力，这样就避免了采摘过程中由于抓取力过大导致芒果表面损坏。