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申请/专利权人：南京林业大学

摘要：本发明公开了一种自走式自平衡采摘机器人，包括机器人主体（8），其特征在于：在机器人主体（8）的顶部设有机械臂总成（5）且机械臂总成（5）的执行端设有机械爪总成（6），机器人主体（8）的前端设有螺栓固定的的挂篮（7），在机器人主体（8）的下部设有皆具备三自由度的四组行走部件，该行走部件包括腰部关节（4）、髋部关节（3）、膝部关节（2）和足部（1），腰部关节（4）驱动髋部关节（3）、髋部关节（3）上的髋部电机（35）驱动上肢（30）、膝部关节（2）驱动下肢（20）。本发明的行走部件能够通过电机旋转角度的变化来改变其腿部的角度和伸长量，使得机器人能够在复杂山地、丘陵等地域进行稳定的果实采摘作业。

主权项：1.一种自走式自平衡采摘机器人，包括机器人主体（8），其特征在于：在机器人主体（8）的顶部设有机械臂总成（5）且机械臂总成（5）的执行端设有机械爪总成（6），机器人主体（8）的前端设有螺栓固定的挂篮（7），在机器人主体（8）的下部设有皆具备三自由度的四组行走部件，该行走部件包括腰部关节（4）、髋部关节（3）、膝部关节（2）和足部（1），安装在机器人主体（8）内部的腰部关节（4）的腰部电机（46）驱动髋部关节（3）的转动，髋部关节（3）的髋部电机（35）驱动上肢（30）的转动，设置在上肢（30）下端的膝部关节（2）的膝部电机（25）驱动下肢（20）的转动，下肢（20）的底端通过螺栓固定机器人的足部（1），上肢（30）和下肢（20）构成机器人的腿；该机器人的行走部件能够通过上述电机的转动改变各个腿的伸长量和角度，使得机器人主体（8）能在复杂路面行走并维持平衡；所述膝部关节（2）包括下肢（20）、膝部关节内端盖（21）、膝部谐波减速器（22）、膝部关节环（23）、膝部关节外端盖（24）、膝部电机（25）和膝部关节连接环（26），所述的膝部关节连接环（26）固定在上肢（30）的底端且膝部关节连接环（26）的内弧固定安装膝部关节环（23），膝部关节环（23）的外端侧封装有膝部关节外端盖（24）且膝部电机（25）通过螺钉紧固在膝部关节环（23）内部，膝部电机（25）的输出端与膝部谐波减速器（22）的输入端相连接以传递动力、且膝部谐波减速器（22）的固定端通过螺钉与膝部关节环（23）固定连接，膝部关节内端盖（21）将膝部谐波减速器（22）的输出端与下肢（20）的周向固定；所述髋部关节（3）包括上肢（30）、髋部关节连接环（31）、髋部关节环（32）、髋部谐波减速器（33）、髋部端盖（34）和髋部电机（35），所述的髋部电机（35）固定安装在腰部关节（4）的腰部主体（40）内且采用髋部端盖（34）封装，髋部电机（35）的输出端连接髋部谐波减速器（33）的输入端且髋部谐波减速器（33）的固定端亦通过螺钉固定在髋部端盖（34）的外侧，髋部谐波减速器（33）的输出端通过螺钉固定在髋部关节环（32）的内侧以传递动力，髋部关节环（32）的圆周面上通过髋部关节连接环（31）固定上肢（30）的顶端；所述的腰部关节（4）包括腰部主体（40）、箍套（41）、传动轴（42）、腰部端盖（43）、腰部谐波减速器（44）、腰部电机支座（45）和腰部电机（46）；所述的腰部电机（46）通过螺钉紧固在腰部电机支座（45）上且腰部电机支座（45）固定在机器人主体（8）的内部，腰部电机（46）的输出端与腰部谐波减速器（44）的输入端相连接且腰部谐波减速器（44）的固定端亦固定在腰部电机支座（45）上，腰部谐波减速器（44）的输出端与腰部端盖（43）连接，固定在腰部端盖（43）上的传动轴（42）通过箍套（41）与腰部主体（40）固定连接；所述的机器人主体（8）包括躯干壳（80）、封装躯干壳（80）底部的躯干底座（83）、位于躯干壳（80）顶部前端的摄像头（81）和位于躯干底座（83）底部的超声波避障传感器和激光测距传感器（82）；摄像头（81）、超声波避障传感器和激光测距传感器（82）分别通过相应的线路与中央处理器相连接；所述的机械臂总成（5）包括第一机械臂（501）、第二机械臂（502）、机械臂基座（55）、机械臂液压缸（56）、双耳环支座（57）和机械臂末端视觉模块（58），上述的机械臂基座（55）安装在机器人主体（8）的上部并能够相对机器人主体（8）旋转，第一机械臂（501）的尾端通过铰链和机械臂基座（55）相连、另一端通过铰链和第二机械臂（502）的尾端相连，第二机械臂（502）的另一端通过铰链和机械臂末端视觉模块（58）相连；所述的机械臂液压缸（56）包括机械臂第一液压缸（561）、机械臂第二液压缸（562）和机械臂第三液压缸（563），其中机械臂第一液压缸（561）的尾端铰接在机械臂基座（55）上、驱动端铰接在第一机械臂（501）上，机械臂第二液压缸（562）的尾端铰接在第一机械臂（501）上、驱动端铰接在第二机械臂（502）上，机械臂第三液压缸（563）的尾端铰接在第二机械臂（502）上、驱动端铰接双耳环支座（57）；所述的机械臂总成（5）还包括机械臂电机（51）、机械臂电机支座（52）、机械臂谐波减速器（53）和机械臂底部端盖（54），其中机械臂电机（51）通过螺钉与机械臂电机支座（52）相连接，机械臂电机支座（52）通过螺钉和机器人主体（8）固定连接，机械臂谐波减速器（53）的固定端和机械臂电机支座（52）紧固、输出端和机械臂底部端盖（54）相互紧固，机械臂底部端盖（54）和机械臂基座（55）相互固定，机械臂电机（51）工作时通过机械臂谐波减速器（53）输出动力至机械臂底部端盖（54）和机械臂基座（55），以驱动机械臂基座（55）转动；所述的机械爪总成（6）包括安装平台（60）、过渡指关节（61）、伸缩软管（62）、铰链关节（63）、柔性橡胶指（64）和末端指关节（65），其中安装平台（60）安装在机械臂总成（5）末端的机械臂末端视觉模块（58）上，三个过渡指关节（61）依次通过铰链关节（63）相连且三个过渡指关节（61）的起始端铰接在安装平台（60）上、最末端通过铰链关节（63）铰接末端指关节（65），过渡指关节（61）和末端指关节（65）的内部嵌有柔性橡胶指（64）；三个过渡指关节（61）和一个末端指关节（65）构成机械爪总成（6）的一个机械爪且该机械爪与连通液压系统的伸缩软管（62）相连接。

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