專利名稱：楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人升降平臺(tái)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人升降平臺(tái)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及農(nóng)業(yè)果蔬采摘機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其是楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人升降T D ο背景技術(shù)[0002]楊梅是中國南方的特產(chǎn)珍果，目前楊梅采摘主要靠人手工完成，其效率低，而且處在高枝上的果實(shí)，果農(nóng)要爬上樹去摘取，由此帶來不安全因素。研制楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人能夠降低采摘?jiǎng)趧?dòng)強(qiáng)度、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證果農(nóng)的安全采摘，因而具有很大發(fā)展?jié)摿?。目前，雖然國內(nèi)外已經(jīng)在研制果蔬采摘機(jī)器人，但主要集中在草莓、葡萄、黃瓜等田地、低枝的果蔬采摘，對楊梅這種長在較高樹枝上的采摘機(jī)器人還未曾見有文獻(xiàn)報(bào)道。為了解決高枝采果的問題，需解決機(jī)器人的機(jī)械臂具有較大距離的升縮功能，但機(jī)器人常用的多節(jié)關(guān)節(jié)臂，特別是小型機(jī)器人，每節(jié)臂長度受剛度要求限制不能太長，采用多節(jié)關(guān)節(jié)臂不能滿足采摘果實(shí)的高度要求。所以，楊梅采摘機(jī)器人需采用升降平臺(tái)來解決這一問題。而升降平臺(tái)目前在國內(nèi)外工程車輛中主要采用的是車載液壓升降平臺(tái)，該平臺(tái)組合多組剪叉式連桿和液壓缸，可以使平臺(tái)升高達(dá)至10多米，廣泛用于廠房維護(hù)、工業(yè)安裝、設(shè)備檢修、物業(yè)管理、 路燈檢修、電力等高空設(shè)備安裝和檢修。但是，由于這種升降平臺(tái)采用千瓦級電力、液壓缸驅(qū)動(dòng)，整體結(jié)構(gòu)龐大、笨重，不適宜在沒有電力輸送的山坡果林地使用。發(fā)明內(nèi)容[0003]為了實(shí)現(xiàn)楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人的機(jī)械手能放置在一定高度的平臺(tái)上進(jìn)行高枝采果，本實(shí)用新型提供一種升降平臺(tái)，該升降平臺(tái)用蓄電池供直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，前后雙排多副剪叉式連桿副組成升降平臺(tái)的主體結(jié)構(gòu)。[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人升降平臺(tái)，由連桿、鉸鏈和滑塊構(gòu)件組成升降平臺(tái)的主體結(jié)構(gòu)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)、絲桿螺母副和滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)前后雙排多副剪叉式連桿副做上下伸縮，動(dòng)平臺(tái)升降。剪叉式連桿副置于滾珠絲桿螺母副軸向水平方向的兩側(cè)，在每副連桿的中間部位用CF軸承鉸接，處于中間各層同一高度的前、后連桿的兩端用連接軸鉸接，最上面一副連桿的兩端與動(dòng)平臺(tái)側(cè)板、滑塊用銷軸鉸接，最下面一副連桿的兩端與連桿支座、支板用CF軸承鉸接，滾珠絲桿螺母副安裝在底板的中間，其螺母與螺母連接板連接，螺母連接板的兩端依次與支板、連接板和滑臺(tái)連接。[0005]滑軌和連桿支座在絲桿軸向方向兩側(cè)的同一直線方向上，并保證支板、連桿支座與連桿配合的平面在同一鉛垂平面上，每副連桿的左、右和中間部位的鉸鏈連接點(diǎn)位于各自的鉛垂線上。[0006]動(dòng)平臺(tái)側(cè)板與頂板用螺釘連接，滑軌和連桿支座用螺釘固定在底板上。[0007]絲桿與電機(jī)用聯(lián)軸器連接，絲桿的兩端用左、右軸承座支撐，電機(jī)支座、左右軸承座均用螺釘固定在底板上。[0008]電機(jī)采用直流減速電機(jī)，絲桿、螺母采用滾珠絲桿螺母副，滑軌、滑臺(tái)采用直線滑臺(tái)副。[0009]在底板上設(shè)有用于升降平臺(tái)安裝在機(jī)器人移動(dòng)底盤上的安裝孔，在頂板上設(shè)有安裝機(jī)器人機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)自由度電機(jī)的安裝孔。[0010]為了有效減輕升降平臺(tái)的自重及防銹，除直流減速電機(jī)、滾珠絲桿副及其連接和支撐部件、直線滑臺(tái)副和螺釘連接件以外，其余零件均采用鋁合金材料。[0011]本升降平臺(tái)的工作原理是滾珠絲桿的螺母與螺母連接板、支板、連接板和滑臺(tái)均為剛性連接。支板與最下面的一個(gè)連桿的下端用CF軸承連接構(gòu)成鉸鏈，兩個(gè)連桿用CF軸承連接構(gòu)成鉸鏈，另一個(gè)連桿的下端與連桿支座(機(jī)架)用CF軸承連接構(gòu)成鉸鏈，滑臺(tái)與滑軌(機(jī)架)配合構(gòu)成滑動(dòng)副，即2個(gè)連桿構(gòu)件、I個(gè)滑塊構(gòu)件和I個(gè)機(jī)架構(gòu)件、3個(gè)鉸鏈 (轉(zhuǎn)動(dòng)副)和I個(gè)移動(dòng)副組成連桿鉸鏈滑塊機(jī)構(gòu)，其滑塊為主動(dòng)件，2個(gè)連桿的另一端為輸出端，在兩個(gè)輸出端上，與連桿的下端對稱配置連桿與滑塊、連桿與側(cè)板用銷軸連接構(gòu)成鉸鏈。直流減速電機(jī)的動(dòng)力可由放置于機(jī)器人移動(dòng)底盤上的蓄電池組提供，也可以自配直流穩(wěn)壓電源，電力由果園電力網(wǎng)提供。通過直流減速電機(jī)的正、反轉(zhuǎn)，滾珠絲桿作正、反向旋轉(zhuǎn)，螺母作左、右移動(dòng)，與螺母相連的螺母連接板、支板、連接板和滑臺(tái)就與螺母一同移動(dòng)， 鉸接在支板上的連桿也一同移動(dòng)，同時(shí)鉸接在滑塊上的連桿也與滑塊一起在側(cè)板橫槽中移動(dòng)，而連桿的另一端鉸鏈?zhǔn)枪潭ǖ?。通過這種連桿鉸鏈滑塊機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)連桿副一端固定，另一端伸展或收縮運(yùn)動(dòng)，即實(shí)現(xiàn)升降平臺(tái)的升降運(yùn)動(dòng)功能。而前后雙排對稱布置叉形連桿副，以及前排、后排連桿副用連接軸鉸接是為了提高平臺(tái)的整體剛度和強(qiáng)度。當(dāng)在高度方向上串聯(lián)多副連桿后，升降平臺(tái)的升降高度得到成倍數(shù)增加。[0012]理論上升降高度不受限制，連桿副的個(gè)數(shù)越多，升降距離越大，但實(shí)際上受外力作用，材料強(qiáng)度、幾何尺寸精度和動(dòng)力大小的影響，增加連桿副越多，整體強(qiáng)度、剛度會(huì)降低， 制造成本、運(yùn)動(dòng)誤差、動(dòng)力會(huì)增加。通過實(shí)施例樣機(jī)試制，采用4至5副連桿比較合適。[0013]本實(shí)用新型的有益效果是，在楊梅或其他高枝果實(shí)采摘機(jī)器人的移動(dòng)底盤上安裝本升降平臺(tái)，可以使機(jī)械臂的伸展高度達(dá)到采摘高枝果實(shí)的高度，并且能根據(jù)果實(shí)所在高度控制升降平臺(tái)的高度，在機(jī)器人進(jìn)入或離開采摘現(xiàn)場時(shí)，升降平臺(tái)可降低到初始高度，使其重心下降，方便機(jī)器人的整體位移。


[0014]
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。[0015]圖I是本實(shí)用新型整體構(gòu)造軸測圖。[0016]圖2是楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人升降平臺(tái)整體構(gòu)造主視圖。[0017]圖中I.底板，2.直流減速電機(jī)，3.電機(jī)支座，4.聯(lián)軸器，5.螺母連接板，6.絲桿右軸承座，7.螺母，8.滾珠絲桿，9.連接軸，10.側(cè)板，11.頂板，12.滑塊，13.銷軸，14.連桿， 15. CF軸承，16.連桿支座，17.滑軌，18.支板，19.連接板，20.滑臺(tái)，21.絲桿左軸承座。
具體實(shí)施方式
[0018]在圖I和圖2實(shí)施例中，兩個(gè)連桿(14)組成I副剪叉式連桿副，共采用10副，前、 后各布置5副。每副連桿交叉疊放，中間部位用CF軸承(15)鉸接，前、后等高處的每副連4桿，其兩端用連接軸(9)鉸接，以加強(qiáng)伸降平臺(tái)結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度。[0019]由底板⑴向上數(shù)的第I副連桿(14)的兩端部，左端部連桿與連桿支座(16)用 CF軸承(15)鉸接，連桿支座用螺釘固定在底板(I)上，右端部連桿與支板(18)用CF軸承鉸接，螺母連接板(5)的兩端依次與支板和滑臺(tái)連接板(19)用螺釘連接，滑臺(tái)連接板用螺釘連接在滑臺(tái)(20)上，在螺母連接板的中間部位與螺母(7)用螺釘連接。當(dāng)螺母做直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過螺母連接板帶動(dòng)滑臺(tái)在滑軌上滑動(dòng)。[0020]在底板(I)上，前后平行安裝兩個(gè)由滑軌(17)和滑臺(tái)(20)組成的直線滑臺(tái)，滑軌用螺釘固定在底板上。頂板(10)與前、后側(cè)板(11)用螺釘連接，構(gòu)成動(dòng)平臺(tái)，側(cè)板的一端有水平橫槽，另一端有固定孔。最上面的第5連桿副，其一端與放置在水平橫槽的滑塊(12) 用銷軸(13)鉸接，另一端與側(cè)板固定孔用銷軸(13)鉸接。當(dāng)最下面的第I連桿副的一端隨螺母(7)沿滑軌移動(dòng)時(shí)，與第5連桿副相連的滑塊(12)也在側(cè)板(10)橫槽里移動(dòng)。[0021]滾珠絲桿(8)由左、右軸承座(21、6)支撐，左、右軸承座用螺釘固定在底板(I) 上，滾珠絲桿與直流減速電機(jī)(2)的輸出軸用聯(lián)軸器(4)連接，直流減速電機(jī)(2)用螺釘固定在電機(jī)支座(3)上，電機(jī)支座用螺釘固定在底板上。[0022]底板(I)上的連桿支座(16)、滑軌(17)和滑臺(tái)(20)上的連接板(19)、支板(18) 以及動(dòng)平臺(tái)側(cè)板(10)上的固定孔和橫槽，在安裝時(shí)，要保證他們的幾何尺寸關(guān)系，即滑軌和連桿支座在滾珠絲桿軸向方向兩側(cè)的同一直線方向上，支板、連桿支座與連桿(14)配合的平面在同一鉛垂平面上，每副連桿的左、右和中間部位的鉸鏈連接點(diǎn)位于各自的鉛垂線上。[0023]在頂板(11)上預(yù)先加工有用于機(jī)器人機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)自由度的電機(jī)安裝孔，在底板(I)上預(yù)先加工有升降平臺(tái)安裝在機(jī)器人移動(dòng)底盤上的安裝孔。
權(quán)利要求1.一種楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人升降平臺(tái)，由連桿、鉸鏈和滑塊構(gòu)件組成升降平臺(tái)的主體結(jié)構(gòu)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)、絲桿螺母副和滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)前后雙排多副剪叉式連桿副做上下伸縮，動(dòng)平臺(tái)升降，其特征是剪叉式連桿副置于滾珠絲桿螺母副軸向水平方向的兩側(cè)，在每副連桿的中間部位用CF軸承鉸接，處于中間各層同一高度的前、后連桿的兩端用連接軸鉸接，最上面一副連桿的兩端與動(dòng)平臺(tái)側(cè)板、滑塊用銷軸鉸接，最下面一副連桿的兩端與連桿支座、支板用CF軸承鉸接，滾珠絲桿螺母副安裝在底板的中間，其螺母與螺母連接板連接，螺母連接板的兩端依次與支板、連接板和滑臺(tái)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人升降平臺(tái)，其特征是滑軌和連桿支座在絲桿軸向方向兩側(cè)的同一直線方向上，并保證支板、連桿支座與連桿配合的平面在同一鉛垂平面上，每副連桿的左、右和中間部位的鉸鏈連接點(diǎn)位于各自的鉛垂線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人升降平臺(tái)，其特征是動(dòng)平臺(tái)側(cè)板與頂板用螺釘連接，滑軌和連桿支座用螺釘固定在底板上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人升降平臺(tái)，其特征是絲桿與電機(jī)用聯(lián)軸器連接，絲桿的兩端用左、右軸承座支撐，電機(jī)支座、左右軸承座均用螺釘固定在底板上。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人升降平臺(tái)，其特征是電機(jī)采用直流減速電機(jī)，絲桿、螺母采用滾珠絲桿螺母副，滑軌、滑臺(tái)采用直線滑臺(tái)副。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人升降平臺(tái)，其特征是在底板上設(shè)有用于升降平臺(tái)安裝在機(jī)器人移動(dòng)底盤上的安裝孔，在頂板上設(shè)有安裝機(jī)器人機(jī)械臂旋轉(zhuǎn)自由度電機(jī)的安裝孔。
專利摘要一種楊梅果實(shí)采摘機(jī)器人升降平臺(tái)，由連桿、鉸鏈和滑塊構(gòu)件組成升降平臺(tái)的主體結(jié)構(gòu)，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)、絲桿螺母副和滑臺(tái)的運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)剪叉式連桿副做上下伸縮，其特征是剪叉式連桿副置于滾珠絲桿螺母副軸向水平方向的兩側(cè)，在每副連桿的中間部位用CF軸承鉸接，處于中間各層同一高度的前、后連桿的兩端用連接軸鉸接，最上面一副連桿的兩端與動(dòng)平臺(tái)側(cè)板、滑塊用銷軸鉸接，最下面一副連桿的兩端與連桿支座、支板用CF軸承鉸接，滾珠絲桿螺母副安裝在底板的中間，其螺母與螺母連接板連接，螺母連接板的兩端依次與支板、連接板和滑臺(tái)連接。本升降平臺(tái)適宜安裝在高枝果實(shí)采摘機(jī)器人的移動(dòng)底盤上，平臺(tái)升降自如，方便機(jī)器人采摘高枝果實(shí)和整體位移。
文檔編號A01D46/30GK202799697SQ201220431469
公開日2013年3月20日 申請日期2012年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月24日
發(fā)明者馬曉麗, 閆智勇, 王濤 申請人:衢州學(xué)院