1.一种刮拉式花椒自动采摘机,包括:
机箱(1),其内部安装有控制系统;
行走系统,其安装在机箱(1)上,并能够带动机箱(1)移动;
采摘系统,其安装在机箱(1)上,该采摘系统用于采摘和收集花椒;
其特征在于,还包括视觉系统,其用于识别刮拉式花椒自动采摘机、花椒枝和障碍物的位置;
所述采摘系统包括安装在机箱(1)顶部的升降机构(3)、安装在升降机构(3)顶部的机械臂(4)、安装在机械臂(4)外端的脱粒机构(5)、花椒枝输送机构(6)和剪枝机构(7)以及安装在花椒枝输送机构(6)上的花椒收集机构(8),所述脱粒机构(5)和剪枝机构(7)分别位于花椒枝输送机构(6)的两侧,所述花椒收集机构(8)的收集口(8b11)位于脱粒机构(5)的正下方,该花椒收集机构(8)能够测得收集花椒的重量;
所述控制系统能够根据视觉系统和花椒收集机构(8)传输来的信息控制行走系统、升降机构(3)、机械臂(4)、脱粒机构(5)、花椒枝输送机构(6)和剪枝机构(7);
所述花椒枝输送机构(6)包括自机械臂(4)外端向外延伸的输送机构支架(6a),该输送机构支架(6a)的外端具有两个上下相对设置的输送齿轮(6b),其中一个输送齿轮(6b)受齿轮驱动电机带动,两个输送齿轮(6b)之间具有花椒枝输送间隙(6c),所述输送机构支架(6a)的外端开设有与花椒枝输送间隙(6c)连通的花椒枝通过间隙(6a1),该花椒枝通过间隙(6a1)的宽度大于花椒枝输送间隙(6c)的宽度;
所述脱粒机构(5)包括脱粒钳组件以及用于带动脱粒钳组件开合的脱粒钳控制组件,所述脱粒钳组件包括两个交叉设置的钳体(5a),所述钳体(5a)包括钳体摇臂(5a1)以及一体成型在钳体摇臂(5a1)外端的钳体脱粒头(5a2),两个钳体摇臂(5a1)的外端相互铰接,两个钳体脱粒头(5a2)相互靠近的一侧具凹陷形成有脱粒凹槽(5a21),所述脱粒钳控制组件包括可转动地安装在机械臂(4)外端的脱粒钳丝杆(5b)以及与脱粒钳丝杆(5b)构成丝杆螺母运动副的脱粒钳块状螺母(5c),所述脱粒钳丝杆(5b)受内置在机械臂(4)中的脱粒钳丝杆驱动电机带动,所述脱粒钳块状螺母(5c)的两侧分别与对应脱粒钳连杆(5d)的内端铰接,两根脱粒钳连杆(5d)的外端分别与对应钳体摇臂(5a1)的内端铰接,当两个钳体脱粒头(5a2)在脱粒钳丝杆驱动电机带动下闭合时,两个脱粒凹槽(5a21)凹槽合围形成脱粒孔,该脱粒孔正对花椒枝输送间隙(6c);
两个所述钳体摇臂(5a1)之间连接有用于驱使两个钳体脱粒头(5a2)具有闭合趋势的复位拉簧(5e);
所述剪枝机构(7)包括剪刀组件以及用于带动剪刀组件开合的剪刀控制组件,所述剪刀控制组件包括两个交叉设置的单侧剪刀(7a),所述单侧剪刀(7a)包括剪刀摇臂(7a1)以及一体成型在剪刀摇臂(7a1)外端的刀头(7a2),两个剪刀摇臂(7a1)的外端相互铰接,两个刀头(7a2)相互靠近的一侧外缘为刃口(7a21),所述剪刀组件包括可转动地安装在机械臂(4)外端的剪刀丝杆(7b)以及与剪刀丝杆(7b)构成丝杆螺母运动副的剪刀块状螺母(7c),所述剪刀丝杆(7b)受内置在机械臂(4)中的剪刀丝杆驱动电机带动,所述剪刀块状螺母(7c)的两侧分别与对应剪刀连杆(7d)的内端铰接,两根剪刀连杆(7d)的外端分别与对应剪刀摇臂(7a1)的内端铰接,当两个刀头(7a2)在剪刀丝杆驱动电机带动下至少部分重合时,两个刀头(7a2)的重合部分正对花椒枝输送间隙(6c)。
2.根据权利要求1所述的刮拉式花椒自动采摘机,其特征在于:所述升降机构(3)包括上下相对设置的顶板(3a)和底板(3b)以及四个两两相对设置的叉架(3c),所述底板(3b)安装在机箱(1)的顶部,所述机械臂(4)安装在顶板(3a)的上表面,所述顶板(3a)的下表面安装有两根平行设置的上安装条(3d),两根上安装条(3d)之间连接有两根平行设置的上导杆(3e),两根上安装条(3d)之间设置有两根上滑动杆(3h),两根上滑动杆(3h)均能够沿两根上导杆(3e)滑动,所述底板(3b)的上表面安装有两根平行设置的下安装条(3f),两根下安装条(3f)之间连接有两根平行设置的下导杆(3g),两根下安装条(3f)之间设置有两根下滑动杆(3i),两根下滑动杆(3i)均能够沿两根下导杆(3g)滑动,两根上安装条(3d)分别位于两根下安装条(3f)的正上方,两根上导杆(3e)分别位于两根下导杆(3g)的正上方,其中两个相对设置的所述叉架(3c)的上端分别铰接在其中一根上安装条(3d)和与其相邻的一根上滑动杆(3h)的两端,下端分别铰接在其中一根下安装条(3f)和与其相邻的一根下滑动杆(3i)的两端,另外两个相对设置的所述叉架(3c)的上端分别铰接在另外一根上安装条(3d)和与其相邻的一根上滑动杆(3h)的两端,下端分别铰接在另外一根下安装条(3f)和与其相邻的一根下滑动杆(3i)的两端,其中两个相对设置的叉架(3c)之间连接有螺纹连接板(3j),另外两个相对设置的叉架(3c)之间连接有电机安装板(3k),所述螺纹连接板(3j)上开设有内螺纹孔(3j1),所述电机安装板(3k)上安装有升降驱动电机(3m),该升降驱动电机(3m)的电机轴上具有与内螺纹孔(3j1)螺纹配合的外螺纹段(3m1),从而使螺纹连接板(3j)与升降驱动电机(3m)的电机轴构成丝杆螺母运动副。
3.根据权利要求1所述的刮拉式花椒自动采摘机,其特征在于:所述机械臂(4)包括从上到下依次连接的伸缩臂(4a)、第一转动臂(4b)和第二转动臂(4c),所述第一转动臂(4b)的上下两端分别与伸缩臂(4a)的内端和第二转动臂(4c)的上端铰接,所述伸缩臂(4a)能够在第一转动驱动装置(4d)的带动下相对第一转动臂(4b)转动,所述第一转动臂(4b)能够在第二转动驱动装置(4e)的带动下相对第二转动臂(4c)转动,所述第二转动臂(4c)的下端安装在升降机构(3)上,所述脱粒机构(5)、花椒枝输送机构(6)和剪枝机构(7)均安装在伸缩臂(4a)的外端,并能够在第三转动驱动装置(4f)的带动下同步上下摆动。
4.根据权利要求1所述的刮拉式花椒自动采摘机,其特征在于:所述花椒收集机构(8)包括集成有力传感器的重力感应托架(8a)以及安装在重力感应托架(8a)上的收集袋撑开罩(8b),所述重力感应托架(8a)固定安装在花椒枝输送机构(6)上,所述收集袋撑开罩(8b)包括上下连通的导入筒部(8b1)和撑开筒部(8b2),所述导入筒部(8b1)和撑开筒部(8b2)均呈圆筒形结构,且导入筒部(8b1)的直径小于撑开筒部(8b2)的直径,所述导入筒部(8b1)穿设固定在重力感应托架(8a)上,且导入筒部(8b1)的上端部为所述收集口(8b11),所述撑开筒部(8b2)的下端部开口形成出料口,所述导入筒部(8b1)的下端套装有收集袋卡箍(8c)。
5.根据权利要求1所述的刮拉式花椒自动采摘机,其特征在于:所述视觉系统包括安装在机箱(1)上的第一相机(9)和第二相机(10)以及安装在机械臂(4)外端的第三相机(11),所述第一相机(9)和第二相机(10)分别位于机箱(1)的前后两端,所述第一相机(9)的拍摄方向朝向机箱(1)的前方,所述第二相机(10)的拍摄方向朝向机箱(1)的后方,所述第三相机(11)的拍摄方向朝向机械臂(4)的外端。
6.根据权利要求1所述的刮拉式花椒自动采摘机,其特征在于:所述行走系统包括分别安装在机箱(1)两侧的履带式行走机构(2)。