[發明專利]一種全自動獼猴桃采摘末端執行器

有效

• 申請號: 201310344215.0
• 申請日: 2013-07-30
• 公開（公告）號: CN103404307A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 陳軍;慕軍營;韓冰;劉斐;畢秋實;馬陽;王峰霞;李博;王榮;槭樹騰;劉凡一
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: A01D46/24
• 分類號: A01D46/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一、技術領域：本發明涉及果園采摘機器人技術，特別涉及一種全自動獼猴桃采摘末端執行器，屬于農業機械領域。

二、背景技術：

陜西省是我國獼猴桃的主要產區，隨著獼猴桃市場需求量和產量的持續增加，傳統的人力采摘方式已經不能滿足生產對于采摘效率的要求。實現獼猴桃的機械化采摘不僅可以提高生產效率，而且可以解放農村生產力。

國外的果品采摘機器人末端執行器的研究范圍覆蓋比較廣，蘋果、柑橘、番茄、黃瓜、番茄以及香菇等作物的采摘末端執行器發展較為成熟，采摘機械化作業程度較高。但是國外目前還沒有針對獼猴桃的果品采摘機械裝備，即使在獼猴桃作業機械化較高的新西蘭，采用的是作業人員坐在采摘車上甚至步行進行采摘的方式，其機械化和智能化更多地體現在果實分選等環節。

國內，果蔬采摘機器人的研究剛剛起步，大規模的商業應用幾乎為零，更多的是采摘機器人各個分系統的理論研究與實驗仿真。較為典型的成果有東北林業大學研究的林木球果采摘機器人、上海交通大學的草莓采摘機器人、南京農業大學以及江蘇大學關于蘋果采摘末端執行器的研究、中國農業大學的黃瓜采摘機器人的研究等。對于獼猴桃采摘末端執行器的研究國內尚沒有相對成熟的研究成果。

三、發明內容：

1、發明目的：為了克服現有采摘機器人存在的問題和不足，實現獼猴桃采摘的自動化和智能化，滿足果園高效標準采摘技術的要求，本發明提供了一種全自動獼猴桃采摘末端執行器，其目的是通過簡單的檢測、夾持、剪切裝置實現獼猴桃采摘的自動化與智能化，從根本上替代人工采摘方式，提高獼猴桃采摘的作業效率，解放勞動力。

2、技術方案：本發明是按照以下技術方案實施的：一種全自動獼猴桃采摘末端執行器，包括夾持裝置、剪切裝置、檢測裝置、機箱殼體，所述夾持裝置包括左支撐架1、臥式減速器驅動電機2、升降機構帶輪3、機架體13、短連桿15、采摘手架22、采摘手指23、外部長連桿25、內部長連桿26、導向桿28、螺桿29、斜連桿30、升降螺母33、升降機構減速器總成40、聯軸器41，所述臥式減速器驅動電機2安裝在左支撐架1上，臥式減速器驅動電機2借助升降機構帶輪3通過帶傳動連接升降機構減速器總成40，升降機構減速器總成40通過聯軸器41連接螺桿29，螺桿29上套有升降螺母33，升降螺母33通過斜連桿軸31與斜連桿30相連，斜連桿30通過長連桿軸27與內部長連桿26相連，內部長連桿26與機架體13相連，機架體13通過滾針軸承14與短連桿15和外部長連桿25相連，短連桿15和外部長連桿25與采摘手架22相連，所述導向桿28下端固定在右支撐架38上，上端固定在上蓋板12上；所述剪切裝置包括繞線機構減速器總成4、繞線器6、超越離合器7、固線架8、引導輪架10、引導輪11、電磁鐵17、刀桿軸18、刀桿軸固定架19、刀片20、扭轉彈簧21、繞線輪24、繞線機構上帶輪32、傳動皮帶34、繞線機構下帶輪36、立式減速器驅動電機37、右支撐架38、升降減速器總成40，所述立式減速器驅動電機37安裝在右支撐架38上，立式減速器驅動電機37通過繞線機構上帶輪32、傳動皮帶34、繞線機構下帶輪36與繞線機構減速器總成4，繞線機構減速器總成4內部采用蝸輪蝸桿機構，超越離合器7安裝在繞線機構減速器總成4的輸出軸上，超越離合器7上安裝有繞線器6，繞線器6通過固線架8、引導輪11、繞線輪24與扭轉彈簧21連接，引導輪11安裝在引導輪架10上，扭轉彈簧21套接在刀桿軸18上，刀桿軸18上安裝有刀片20，刀桿軸18安裝在刀桿軸固定架19上，刀桿軸18上設置有電磁鐵17，用于克服扭轉彈簧21在刀片20上產生的扭矩；所述檢測裝置包括轉數傳感器5、限位壓力傳感器9、采摘壓力傳感器16，所述轉數傳感器5安裝在繞線機構減速器總成4中的渦輪軸軸端，用于采集繞線器6的運動狀態，限位壓力傳感器9安裝在螺桿29螺紋末端的平臺上，用于控制升降機構的下降位置，采摘壓力傳感器16安裝在采摘手指23中央，用于控制抓取獼猴桃的力量大?。凰鰴C箱殼體包括上蓋板12，散熱風扇35、中間殼體39，風扇殼43，后殼體44，前殼體45，所述上蓋板12安裝在中間殼體39上，散熱風扇35安裝在中間殼體39內部，風扇殼43安裝在后殼體44上，機箱殼體的作用是將傳動系統等包裹起來，起到防塵、散熱作用。

3、優點及效果：本發明通過傳感器檢測裝置，為采摘機器人控制器提供控制信息，能夠有效的控制采摘手指和刀片的運動狀態，在夾持裝置和剪切裝置的作用下，能有效完成獼猴桃與果樹的完全分離，實現了獼猴桃采摘的自動化和智能化，避免了人手采摘勞動強度大，勞動費用高，采摘周期長的弊端，從根本上提高了我國水果銷售的國際競爭力。