[發(fā)明專利]一種獼猴桃果實采摘末端執(zhí)行器

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610989082.6
• 申請日: 2016-11-08
• 公開（公告）號: CN108055920A
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔永杰;劉亞東;陳禮鵬;張莎莎;莫浩;劉海彬;穆龍濤;屈婷;李文洋;谷新運
• 申請（專利權(quán)）人: 西北農(nóng)林科技大學(xué)
• 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

本發(fā)明公開了一種獼猴桃果實采摘末端執(zhí)行器，包括有采摘卸果機構(gòu)，動力機構(gòu)，控制系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)。采摘卸果機構(gòu)由兩個仿生弧面手指和軌跡槽件組成，可實現(xiàn)毗鄰果實分離和抓取，以及對果實進行轉(zhuǎn)動實現(xiàn)果實果柄分離，分離后果實能夠自動掉落，達到卸果的目的，果實通過管道進入收集果實的位置，動力機構(gòu)采用直線步進電機對整個機構(gòu)進行動力輸入，控制系統(tǒng)由單片機和直線步進電機驅(qū)動器組成，與傳感器系統(tǒng)相結(jié)合來實現(xiàn)對直線步進電機進行控制，傳感器系統(tǒng)由安裝于仿生弧面手指內(nèi)的壓力傳感器和紅外光電開關(guān)傳感器，分別用于檢測采摘時候夾持果實的壓力以及采摘果實位置，直線步進電機上的霍爾位置傳感器用于步進電機的復(fù)位。本發(fā)明的獼猴桃采摘末端執(zhí)行器具有對果實定位精確和完成毗鄰果實分離，機械結(jié)構(gòu)簡單，采摘快速無損，并能順利卸下果實的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種果實采摘末端執(zhí)行器，尤其涉及一種獼猴桃果實采摘末端執(zhí)行器，屬于農(nóng)業(yè)采摘機器人領(lǐng)域。

背景技術(shù)

果實采摘末端執(zhí)行器是農(nóng)業(yè)采摘機器人的關(guān)鍵部件，由于其直接對果實進行抓取采摘，對果實采摘質(zhì)量的優(yōu)劣有著直接的影響。由于各種果實自身的物理特性差異較大，通用的采摘末端執(zhí)行器不多。獼猴桃果實采摘周期較短，勞動強度大，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模化的種植有利于實現(xiàn)自動化采摘。現(xiàn)階段所出現(xiàn)的獼猴桃采摘末端執(zhí)行器，采摘速度慢，并且摘取之后不能自動卸果。所以有必要設(shè)計發(fā)明一種結(jié)構(gòu)形式簡單，能夠快速自動采摘卸果的末端執(zhí)行器。

發(fā)明內(nèi)容

為了實現(xiàn)獼猴桃果實快速無損采摘，本發(fā)明提供了一種機械結(jié)構(gòu)簡單實用，能夠?qū)ε徆麑嵾M行分離，通過傳感器系統(tǒng)獲取采摘過程信息實現(xiàn)可靠抓取，控制形式簡單，實現(xiàn)果柄果實分離之后，能夠無損采摘和卸下果實的末端執(zhí)行器。基于該末端執(zhí)行器本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)形式簡單的快速采摘并卸下果實的末端執(zhí)行器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種獼猴桃果實采摘末端執(zhí)行器，包括有采摘卸果機構(gòu)，動力機構(gòu)，控制系統(tǒng)和傳感系統(tǒng)。

所述的采摘卸果機構(gòu)包括有前手指，后手指，支撐塊，左邊軌跡槽，右邊軌跡槽，拉桿頭，拉桿，插銷，支撐架，前手指和后手指分別通過螺釘安裝在兩個支撐塊上，支撐塊通過螺釘安裝在左邊軌跡槽和右邊軌跡槽，插銷穿過左邊軌跡槽和右邊軌跡槽，插銷兩端安裝有滾動軸承，兩端滾動軸承安裝在支撐架的板上，拉桿頭兩端分別與左邊軌跡槽和右邊軌跡槽通過滾動軸承連接，拉桿與拉桿頭之間通過螺紋連接。

動力機構(gòu)主要由直線步進電機組成，直線步進電機滑塊上安裝有支架，支架與拉桿通過螺母固定。支撐架安裝在直線步進電機頂端。支撐架由板、筋板、連接件、連接板構(gòu)成，它們通過螺釘聯(lián)結(jié)固定。

所述的控制系統(tǒng)由單片機和步進電機驅(qū)動器組成，所述單片機通過I/O控制步進電機驅(qū)動器，通過串口接收傳感器信號。

所述的傳感器系統(tǒng)包括壓力傳感器，紅外光電開關(guān)傳感器，霍爾位置傳感器1，霍爾位置傳感器2，所述的壓力傳感器安裝在前手指內(nèi)側(cè)，所述的紅外光電開關(guān)傳感器為對射式安裝在后手指上，霍爾傳感器1安裝在支撐架下部，霍爾位置傳感器2安裝在步進電機底端。

進一步地所述的獼猴桃果實采摘末端執(zhí)行器，其特征在于所述的前手指為仿生弧形面，采用硅膠或者海綿做內(nèi)襯。

進一步地所述的獼猴桃果實采摘末端執(zhí)行器，其特征在于所述的后手指為仿生弧形面，采用硅膠或者海綿做內(nèi)襯。后手指上部夾持果實，下部為空擋位置，果實依靠重力從空擋位置掉落。

進一步地所述的獼猴桃果實采摘末端執(zhí)行器，其特征在于該末端執(zhí)行器還可應(yīng)用于球形或橢球形果實，如蘋果，柑橘等的采摘收獲。

進一步地所述的左邊軌跡槽和右邊軌跡槽為金屬板上面開槽，以此來控制機構(gòu)的運動軌跡。

進步一地所述的直線步進電機上安裝有滑塊，滑塊與絲杠之間通過螺紋傳動，滑塊安裝在直線導(dǎo)軌上，滑塊上安裝有支架。