[發明專利]果蔬采摘抓取器

有效

• 申請號: 201611108515.9
• 申請日: 2016-12-06
• 公開（公告）號: CN106576604B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 李小兵;錢浩琛;蘭新強;艾凌飛;廖鴻朋
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 夏材祥

一種果蔬采摘抓取器，結構包括抓取系統、切割系統、傳感系統、推進系統、套筒等。所述采摘抓取器采用新穎的抓取、傳動、切割方式，簡單可靠，且大幅度提高智能采摘機器人的采摘速度，控制難度低，成本低。可滿足幾乎所有果蔬采摘機器的需要，對提高果實采摘機器的采摘速度，以及對該類型機器人的實用化和商品化大有裨益。

技術領域

本發明涉及一種果蔬采摘抓取器，屬于機械技術領域。

背景技術

柑橘屬這類水果畝產量數量較大采摘更需要耗費巨大的人力，目前世界上沒有什么方法或農業機械能夠有效的解決這一問題。現有兩種末端執行器，一種為利用腕關節的兩個垂直方向上的轉動來模擬人掰擰國柄的動作，另一種為兩半球形夾蓋夾取水果后，利用旋轉刀片切割。兩種執行器分別有無法連續采摘、易破壞果實表面不利于存儲和抓取準確率低的缺點，且兩種方法皆無法實現對果實連續的采摘作業，無法應付生長密度高、果皮易損壞不利于保存的柑橘屬這類水果的采摘。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術不足，提供一種果蔬采摘抓取器。

本發明所述抓取器結構包括：套筒、抓取系統、切割系統、傳感系統、推進系統。

所述抓取系統包括：抓手、旋轉軸、電動機、螺栓、螺母、墊片；抓手由兩組各八段角鋼構成，其中一組共八段角鋼折彎30°以形成向心靠攏勢態擋住果蔬繼續向后前進，每段直角鋼與折彎角鋼末端均有兩個等大等距的孔，兩種角鋼分別通過螺栓、螺母、墊片連接形成一段較長的由直角鋼和折彎角鋼組成的抓手片段，兩組各八段角鋼經過螺栓、螺母、墊片連接后形成八段抓手片段，八段抓手片段通過中心一片八瓣形薄片與抓手片段中直角鋼段開口配對并鉚接在一起，使得八個抓手片段能夠固定在一起形成類似鳥籠形態的抓手且由于抓手片段間總保持著較寬縫隙，使得枝條能一直通過間隙到達抓手末端，而且薄片八個末端具有一定斜度，使得抓手經過鉚接和斜度的配合能夠完全固定；當抓取系統運行時，通過推進系統向果蔬靠近，靠近到一定程度時，抓取系統套住果蔬，并且在抓取系統內配備的電動機的帶動下沿著旋轉軸旋轉，此時枝條進入抓手末端，由切割系統切斷枝條，并且經過推進系統收回抓取系統，抓取系統套住果蔬往回收回，并進入套筒，完成一次抓取。

所述切割系統包括鋸片、旋轉軸、電動機；傳感系統為一個壓力傳感器構成；將鋸片配套在電動機的旋轉軸上，使得電動機運行工作能夠帶動鋸片高速轉動切割枝條，將壓力傳感器焊接在旋轉軸末端，對電動機進行控制，當推進系統工作將抓取系統向前推進到果蔬處并將果蔬套取后，抓取系統中的電動機使得抓手轉動，枝條通過抓手間的縫隙聚攏到抓手末端，隨后推進系統開始將抓取系統收回，在抓取系統收回的時候，傳感系統開始工作，傳感系統中的壓力傳感器在推進系統將抓手收回時，會收到來自果蔬的擠壓，產生信號傳遞給切割系統中的電動機，此時切割系統中的電動機收到來自傳感系統中傳來的信號時，開始工作，驅動旋轉軸帶動鋸片高速旋轉，切割聚攏到抓手末端的枝條；推進系統一直在將抓手收回，當枝條被切斷時，來自果蔬對傳感系統中壓力傳感器的壓力減少至低于驅動切割系統中電動機啟動的信號大小，此時，切割系統中的電動機停止工作。

所述套筒包括一個空心圓柱筒外加兩側滑動槽；滑動槽靠近抓手一端兩側均打有三個等間距小孔，兩側中間的小孔都用以放置、固定電動機和旋轉軸；兩側其余的兩組各兩個小孔用以配套一個“匸”形薄板，兩個薄板上都有兩個小孔與滑動槽上小孔配套，用以保護齒輪，防止齒輪受到外側枝條干擾而卡死；套筒靠近抓手端通過銷釘連接安裝了八個帶有轉動限制的檔桿，檔桿只能向套筒內轉動，不能往套筒外轉動，檔桿的安裝位置剛好與抓手的空隙配合，使得抓手不能推動檔桿外內轉動，只能由果蔬推動檔桿往套筒內轉動，擋板的存在使得進入套筒內部后的果蔬不能再往外跳出，防止進入套筒內部后的果蔬受到外界影響而掉出套筒導致收集失敗。