本發明涉及采摘機領域，尤其涉及一種八角采摘機。

背景技術：

八角果為著名的調味香料，也供藥用，其果皮、種子和葉是制造化妝品、甜香酒、啤酒和食品工業的重要原料。一般八角生長在高達5至10米的樹干上，采摘時一般為人工爬樹采摘。因為八角生長環境的特殊性和采摘的嚴苛性，以及采摘方式上存在的：高空作業危險系數高，采摘方式傳統，機械化程度不高，工作強度大，效率低等突出問題；市面上依次出現了振搖式、撞擊式采摘機械。然而，這些設備的工作方式不僅對果樹枝干和八角完整性造成很大損傷，且不適合高空作業，同時穩定和可靠性不足。

近些年來，我國國內涌現出了較為先進實用的八角采摘機械設備,例如果園智能作業機械、自動化采摘器、氣壓剪枝采摘機等，但總體上，我國的八角采收機械依然存在功能單一、穩定性差、可靠性不強、效率低等比較現實的缺陷和不足，這些問題使得果農不能普遍的去接受和應用這些科研設備。

由于八角不宜長時間堆積保存，為了保證八角的新鮮和原味性，采收八角最好是在天晴的條件下進行，采摘回來的鮮果要及時加工，這對工人的工作效率和工作時間要求較高。

技術實現要素：

本發明的目的是，提供一種采摘機械手，可以提高工作效率，環保，保證人員安全，實現高空采摘并且穩定性可靠性高。

為實現該目的，提供了一種八角采摘機，包括履帶爬行裝置；還包括設置于履帶爬行裝置上端的絲杠滑塊升降裝置、設置于絲杠滑塊升降裝置上端的底盤回轉裝置、設置于底盤回轉裝置上端的升降臂、設置于升降臂上端的采摘旋轉裝置、設置于采摘旋轉裝置上用于剪切的剪刀機械手，所述升降臂與采摘旋轉裝置連接端面設置有采摘支撐平臺，所述采摘支撐平臺上還設置有攝像頭掃描定位裝置。

優選地，所述升降臂包括底座、一端與底座活動連接的機械臂、一端與底座活動連接的第一液壓缸和一端與底座活動連接的第二液壓缸，其中，所述機械臂包括有活動連接的下機械臂和上機械臂；所述第一液壓缸與底座活動連接的相對另一端通過一鋼繩與上機械臂的與下機械臂連接的相對另一端連接，所述第二液壓缸與底座活動連接的相對另一端與下機械臂活動連接，所述下機械臂和上機械臂連接位置的上端設置有用于支撐鋼繩的支撐結構，所述下機械臂和上機械臂之間還設置有與下機械臂和上機械臂活動連接的第三液壓缸。

優選地，所述采摘旋轉裝置包括采摘盆、設置于采摘盆下端的采摘旋轉裝置大齒輪、與采摘旋轉裝置大齒輪嚙合的采摘旋轉裝置小齒輪、與采摘旋轉裝置小齒輪連接的采摘旋轉電機。

優選地，所述剪刀機械手包括絲杠、設置于絲杠上端并且與絲杠的滑塊連接的剪刀結構、與絲杠底部連接的剪刀機械手升降電機、設置于絲杠下端并且與絲杠的滑桶連接的剪刀機械手大齒輪、通過一剪刀機械手小齒輪與剪刀機械手大齒輪嚙合的剪刀機械手旋轉電機。

優選地，所述剪刀結構包括固定刀片座、與固定刀片座貼合并且活動連接的張合刀片、設置于固定刀片座一側的剪切旋轉電機、與剪切旋轉電機連接并且穿過固定刀片座和張合刀片的彈簧軸、設置于彈簧軸上并且與張合刀片連接的扭轉彈簧。

優選地，所述履帶爬行裝置包括基座底盤、對稱設置于基座底盤兩側的同步帶輪組、分別設置于兩側同步帶輪組上的兩條同步履帶、設置于基座底盤內并且分別與兩側的同步帶輪組一一對應連接的兩臺運動控制電機、設置于基座底盤內分別與兩臺運動控制電機連接的柴油機發電機組；所述兩臺運動控制電機對稱設置于基座底盤內并且分別依次通過聯軸器、履帶爬行裝置小錐齒輪和履帶爬行裝置大錐齒輪與相對應的同步帶輪組連接。

優選地，所述絲杠滑塊升降裝置包括下端與履帶爬行裝置連接的升降裝置底座、設置于升降裝置底座上的升降支架和升降裝置電動機、通過導軌滑塊與升降支架上端連接的工作平臺；所述升降支架下端一側與升降裝置底座可轉動連接并且升降支架下端另一側通過移動滑盤與升降裝置底座接觸；所述升降裝置電動機依次通過水平絲桿和水平絲杠滑塊與移動滑盤連接，所述升降裝置底座上還設置有與升降支架連接的升降裝置液壓缸。

優選地，所述升降支架由一組對稱交叉可活動連接的豎桿組成并且豎桿組間通過一橫桿連接，其中，豎桿組由兩根豎桿組成并且與橫桿的連接點為兩豎桿間的交叉點，豎桿組下端一端可轉動的與升降裝置底座連接并且另一端通過移動滑盤與升降裝置底座接觸，豎桿組上端均通過導軌滑塊與工作平臺連接，升降裝置液壓缸與橫桿連接。

優選地，所述底盤回轉裝置包括底盤回轉電機、與底盤回轉電機連接的旋轉圓盤、固定于旋轉圓盤上的搖桿、通過搖桿與旋轉圓盤連接的齒條、與齒條嚙合的直齒輪、設置于直齒輪上的回轉底盤。

優選地，所述采摘支撐平臺下端還設置有裝料帶與采摘盆下端連接。

本發明與現有技術相比，其有益效果在于：

本發明通過設置履帶爬行裝置、絲杠滑塊升降裝置、底盤回轉裝置、升降臂、采摘旋轉裝置和剪刀機械手的聯動來進行采摘，可以提高工作效率，環保，保證人員安全，實現高空采摘并且穩定性可靠性高。在本發明中的升降臂通過設置三個液壓缸聯動工作，能夠防止機械手臂在工作的時候產生搖晃和受力不均勻的意外情況發生，提高了機械設備的安全性能。在本發明中的采摘旋轉裝置通過大小齒輪的嚙合傳動來控制安裝在大齒輪軸上的采摘盤的旋轉角度能夠提高傳動的平穩性、速率和工作效率。在本發明中的剪刀機械手通過伺服電機驅動和絲桿運動能夠有效提高采摘剪切時的精度。在本發明中履帶爬行裝置的前后仰角做成與地面成60°角度能夠更好更穩定的實現上下爬坡和跨域各種復雜溝壑的功能。在本發明中絲杠滑塊升降裝置通過絲桿和液壓缸協調進行升降操作，能夠提高傳動的平穩性，提供較大的升降力，使得控制簡便。在本發明中底盤回轉裝置通過齒輪協調運轉實現180°的回轉運動，使得控制簡便，安裝方便，巧妙的實現回轉運動。在本發明中通過攝像頭的掃描定位裝置能夠有效的提高工作效率和控制精度，提高自動化控制程度。

附圖說明

圖1為本發明結構示意圖；

圖2為本發明中升降臂結構示意圖；

圖3為本發明中采摘旋轉裝置結構示意圖；

圖4為本發明中剪刀機械手結構示意圖；

圖5為本發明中剪刀結構的結構示意圖；

圖6為本發明中履帶爬行裝置的結構示意圖；

圖7為本發明中絲杠滑塊升降裝置的結構示意圖；

圖8為本發明中底盤回轉裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例，對本發明作進一步的描述，但不構成對本發明的任何限制，任何在本發明權利要求范圍所做的有限次的修改，仍在本發明的權利要求范圍內。

如圖1所示，本發明提供了一種八角采摘機，包括履帶爬行裝置1；還包括設置于履帶爬行裝置1上端的絲杠滑塊升降裝置6、設置于絲杠滑塊升降裝置6上端的底盤回轉裝置7、設置于底盤回轉裝置7上端的升降臂2、設置于升降臂2上端的采摘旋轉裝置3、設置于采摘旋轉裝置3上用于剪切的剪刀機械手4，升降臂2與采摘旋轉裝置3連接端面設置有采摘支撐平臺26，采摘支撐平臺26上還設置有攝像頭掃描定位裝置5。采摘支撐平臺26下端還設置有裝料帶8與采摘盆31下端連接。

在本實施例中，履帶爬行裝置1由于八角采摘機的運行，從一個點運動到另一個點進行八角采摘。絲杠滑塊升降裝置6用于將上端八角采摘裝置初步大概提升到采摘位置。底盤回轉裝置7用于將上端八角采摘裝置進行180°的回轉運動對八角進行初步角度定位。升降臂2用于控制采摘支撐平臺26的提升與下降，滿足采摘的需要，采摘旋轉裝置3通過旋轉對采摘的八角進行初步定位，剪刀機械手4用于對八角進行精確的剪切，使得八角掉入采摘旋轉裝置3中然后收集到裝料帶8中。剪刀機械手4可以設置于采摘旋轉裝置3內部。攝像頭的掃描定位裝置5用于對八角進行精準的定位并通過發送信號到后臺控制系統，控制升降臂2、采摘旋轉裝置3和剪刀機械手4的聯動從而對八角進行采摘。

如圖2所示，升降臂2包括底座27、一端與底座27活動連接的機械臂25、一端與底座27活動連接的第一液壓缸21和一端與底座27活動連接的第二液壓缸22，其中，機械臂25包括有活動連接的下機械臂251和上機械臂252；第一液壓缸21與底座27活動連接的相對另一端通過一鋼繩23與上機械臂252的與下機械臂251連接的相對另一端連接，第二液壓缸22與底座27活動連接的相對另一端與下機械臂251活動連接，下機械臂251和上機械臂252連接位置的上端設置有用于支撐鋼繩23的支撐結構，下機械臂251和上機械臂252之間還設置有與下機械臂251和上機械臂252活動連接的第三液壓缸24。

在本實施例中，由第二液壓缸22和第三液壓缸24共同作用帶動機械臂25實現伸縮和升降功能；第一液壓缸21的作用為通過控制鋼繩23的張緊力度來控制上機械臂252的穩定，防止機械手臂在工作的時候產生搖晃和受力不均勻的意外情況發生，提高了機械設備的安全性能。

如圖3所示，采摘旋轉裝置3包括采摘盆31、設置于采摘盆31下端的采摘旋轉裝置大齒輪33、與采摘旋轉裝置大齒輪33嚙合的采摘旋轉裝置小齒輪32、與采摘旋轉裝置小齒輪32連接的采摘旋轉電機34，采摘旋轉電機34設置于采摘支撐平臺26下端并且穿過采摘支撐平臺26與小齒輪32連接。

在本實施例中，采摘旋轉電機43為伺服電機進行高精度控制。采摘旋轉裝置小齒輪32和采摘旋轉裝置大齒輪33都斜齒輪。采摘旋轉電機43通過聯軸器帶動小斜齒輪旋轉，經大小斜齒輪嚙合傳動來控制采摘盤的旋轉角度，完成對八角的初步定位。從而采摘旋轉裝置3控制方式簡便、工作效率大、靈敏度高。

如圖4-圖5所示，剪刀機械手4包括絲杠42、設置于絲杠42上端并且與絲杠42的滑塊連接的剪刀結構46、與絲杠42底部連接的剪刀機械手升降電機45、設置于絲杠42下端并且與絲杠42的滑桶連接的剪刀機械手大齒輪43、通過一剪刀機械手小齒輪44與剪刀機械手大齒輪43嚙合的剪刀機械手旋轉電機41。剪刀結構46包括固定刀片座462、與固定刀片座462貼合并且活動連接的張合刀片463、設置于固定刀片座462一側的剪切旋轉電機461、與剪切旋轉電機461連接并且穿過固定刀片座462和張合刀片463的彈簧軸464、設置于彈簧軸464上并且與張合刀片463連接的扭轉彈簧465，剪刀機械手升降電機45和剪刀機械手旋轉電機41設置于采摘支撐平臺26上。

在本實施例中，剪刀機械手小齒輪44和剪刀機械手大齒輪43均為錐齒輪，剪刀機械手旋轉電機41和剪刀機械手升降電機45均為伺服電機。剪刀機械手旋轉電機41帶動小錐齒輪旋轉，經大小錐齒輪嚙合傳動來控制剪刀機械手4的旋轉角度；再經過剪刀機械手升降電機45的正反轉帶動絲桿42在滑筒內實現正反旋轉運動，由絲桿42控制其滑塊的升降，進而帶動剪刀結構46實現上升和下降功能。

如圖6所示，履帶爬行裝置1包括基座底盤18、對稱設置于基座底盤18兩側的同步帶輪組11、分別設置于兩側同步帶輪組11上的兩條同步履帶12、設置于基座底盤18內并且分別與兩側的同步帶輪組11一一對應連接的兩臺運動控制電機13、設置于基座底盤18內分別與兩臺運動控制電機13連接的柴油機發電機組17；兩臺運動控制電機13對稱設置于基座底盤18內并且分別依次通過聯軸器、履帶爬行裝置小錐齒輪15和履帶爬行裝置大錐齒輪16與相對應的同步帶輪組11連接。

在本實施例中，柴油機發電機組17設置于基座底盤18中部。兩臺運動控制電機13為交流伺服電機，兩臺運動控制電機13可以對稱設置于基座底盤18前端或后端。運動控制電機13通過履帶爬行裝置小錐齒輪15的嚙合帶動履帶爬行裝置大錐齒輪16的旋轉，再經過同步帶輪組11與同步履帶12的嚙合傳動，使基座底盤18實現往復運動；控制運動控制電機13中的一臺旋轉，實現基座底盤的換向功能；履帶爬行裝置1的前后仰角做成與地面成60°角度能夠更好更穩定的實現上下爬坡和跨域各種復雜溝壑的功能。

如圖7所示，絲杠滑塊升降裝置6包括下端與履帶爬行裝置1連接的升降裝置底座69、設置于升降裝置底座69上的升降支架63和升降裝置電動機66、通過導軌滑塊62與升降支架63上端連接的工作平臺61；升降支架63下端一側與升降裝置底座69可轉動連接并且升降支架63下端另一側通過移動滑盤65與升降裝置底座69接觸；升降裝置電動機66依次通過水平絲桿67和水平絲杠滑塊64與移動滑盤65連接，升降裝置底座69上還設置有與升降支架63連接的升降裝置液壓缸68。

升降支架63由一組對稱交叉可活動連接的豎桿組成并且豎桿組間通過一橫桿連接，其中，豎桿組由兩根豎桿組成并且與橫桿的連接點為兩豎桿間的交叉點，豎桿組下端一端可轉動的與升降裝置底座69連接并且另一端通過移動滑盤65與升降裝置底座69接觸，豎桿組上端均通過導軌滑塊62與工作平臺61連接，升降裝置液壓缸68與橫桿連接。

在本實施例中，當工作平臺61上還設置有圍欄，可以四面全圍起來，也可以部分圍起來。移動圓盤65沿著升降裝置底座69上設置的導軌運動。升降裝置電動機66為交流異步電機，交流異步電機帶動絲杠滑塊64實現正反兩個方向的旋轉，通過絲杠滑塊64和移動圓盤65的往復運動控制升降支架63的升降。當絲杠滑塊64向左滑動時，工作平臺61下端的導軌滑塊62也沿著固定導軌向左移動，實現工作臺的上升功能；當絲杠滑塊64向右滑動時，工作平臺61下端的導軌滑塊62也沿著固定導軌向右平穩移動，進而帶動工作平臺61實現下降的功能。當工作平臺61在較高的高空作業時，此時由升降裝置液壓缸68和絲杠滑塊64一起帶動升降支架63實現升降，既提供可足夠的升降力，又保障了工作的平穩性。

如圖8所示，底盤回轉裝置7包括底盤回轉電機71、與底盤回轉電機71連接的旋轉圓盤72、固定于旋轉圓盤72上的搖桿73、通過搖桿73與旋轉圓盤72連接的齒條74、與齒條74嚙合的直齒輪76、設置于直齒輪76上的回轉底盤75。

在本實施例中，底盤回轉電機71為伺服電機。由伺服電機帶動旋轉圓盤72旋轉，再由固定在旋轉圓盤72上的搖桿73帶動齒條74實現直線往復運動，最后通過嚙合的直齒輪76和齒條74將動力轉送給回轉底盤75實現其180°的回轉運動。

本實施例工作流程：在進行八角采摘的過程中，通過履帶爬行裝置1將整臺裝置運行到八角樹下，絲杠滑塊升降裝置6將其上端的設備進行初步提升，底盤回轉裝置7進行旋轉對八角進行初步定位，攝像頭的掃描定位裝置5對八角進行精準的定位并通過發送信號到后臺控制系統，控制升降臂2進行高度的進一步的確定，然后通過采摘旋轉裝置3旋轉到設定角度，完成對八角的進一步角度定位，然后通過剪刀機械手4對八角進行精確的剪切采摘，通過到每個八角的定位能夠實現不間斷的采摘，從而可以避免采摘人員爬高的帶來的危險，可以提高工作效率，保證人員安全，現實高空采摘并且穩定性可靠性高。

以上僅是本發明的優選實施方式，應當指出對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。