[發明專利]自動攀爬采摘裝置及其采摘方法

有效

• 申請號: 201810165391.0
• 申請日: 2018-02-28
• 公開（公告）號: CN108271533B
• 公開（公告）日: 2023-09-22
• 發明（設計）人: 樓建忠;史繼賢;劉鑫耀;汪杰;王柯利;姚東;汪澤鑫
• 申請（專利權）人: 浙江機電職業技術學院
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱月芬

本發明公開了自動攀爬采摘裝置及其采摘方法。由于水果樹生長不規則，樹枝較脆，手工水果采摘具有一定的危險性。本發明自動攀爬采摘裝置，包括上機架、下機架、升降機構、上攀爬機構、下攀爬機構和摘取機構。升降機構包括導桿、導套、升降絲杠、升降螺母和第一驅動組件。上攀爬機構及下攀爬機構均包括第二驅動組件、偏轉傳動組件、轉軸和抱合組件。摘取機構包括第一電動推桿、第二電動推桿、第三電動推桿、第一摘取臂、第二摘取臂、電動手爪、第一摘取舵機和第二摘取舵機。本發明能夠實現向上攀爬的功能，且伸縮式的采摘機構能夠采摘較大范圍內的果實。本發明能夠繞樹干的周向運動，進而避開爬行路徑上的樹枝。

技術領域

本發明屬于水果采摘技術領域，具體涉及一種自動攀爬采摘裝置及其采摘方法。

背景技術

水果采摘是水果作業的一個重要環節，目前我國水果采摘主要靠手工操作來完成。但是我國水果種植以山地栽培居多，地形復雜多變，有的水果甚至生長在懸崖上，而且由于水果樹生長不規則，樹枝較脆，手工水果采摘具有一定的危險性，近年來常有因水果采摘出事故的報道。由于水果采摘成熟期較短，農村勞動力老齡化導致采摘人手不足，水果來不及采摘，大大影響了水果的產量以及水果的規?；N植。隨著水果需求的不斷增加，急需實現水果生產的自動化與專業化，水果自動采摘已成為水果作業的主流發展趨勢，開展水果采摘機械化作業的研究顯得非常必要。

發明內容

本發明的目的在于提供一種自動攀爬采摘裝置及其采摘方法。

本發明自動攀爬采摘裝置，包括上機架、下機架、升降機構、上攀爬機構、下攀爬機構和摘取機構。所述的上機架位于下機架的正上方。所述的升降機構包括導桿、導套、升降絲杠、升降螺母和第一驅動組件。所述的升降絲杠支承在上機架上。所述的升降螺母固定在下機架上。升降絲杠與升降螺母構成螺旋副。升降絲杠由第一驅動組件驅動。所示導桿的頂端與上機架固定。所述的導套與下機架固定。導桿與導套構成滑動副。

所述的上攀爬機構及下攀爬機構均包括第二驅動組件、偏轉傳動組件、轉軸和抱合組件。所述的抱合組件包括抱合架、抱合電機、抱合螺桿、抱合螺母、連接桿、翻轉塊和抱合爪體。所述的抱合螺桿支承在抱合架上。抱合螺桿由抱合電機驅動。所述的抱合螺母與抱合架構成滑動副，與抱合螺桿構成螺旋副。兩根連接桿的一端均與抱合螺母鉸接，另一端與兩個翻轉塊的內端分別鉸接；兩個翻轉塊的中部均與抱合架構成轉動副，外端與兩個抱合爪體分別固定。所述的偏轉傳動組件包括搖板、第一連桿和第二連桿。所述第一連桿及第二連桿的一端均與搖板鉸接，第二連桿的另一端與抱合架鉸接；第一連桿的另一端上開設有偏轉滑槽；所述的抱合架上固定有滑柱；所述的滑柱位于偏轉滑槽內；滑柱的直徑等于偏轉滑槽的槽寬。搖板與轉軸固定。轉軸由第二驅動組件驅動。上攀爬機構內抱合架的弧形凸起與上機架上開設的第一弧形滑槽構成滑動副；下攀爬機構內抱合架的弧形凸起與下機架上開設的第二弧形滑槽構成滑動副。上攀爬機構內的轉軸支承在上機架上。下攀爬機構內的轉軸支承在下機架上。

所述的摘取機構包括第一電動推桿、第二電動推桿、第三電動推桿、第一摘取臂、第二摘取臂、電動手爪、第一摘取舵機和第二摘取舵機。所述第一電動推桿的外殼與上機架固定。第一電動推桿的推出桿與第一摘取舵機固定。第一摘取舵機的輸出軸與第二電動推桿的外殼固定。第二電動推桿的推出桿與第三電動推桿的外殼固定。第三電動推桿的推出桿與第一摘取臂的一端固定。第一摘取臂的另一端與第二摘取臂的一端通過鉸接軸鉸接。第二摘取臂由第二摘取臂驅動。第二摘取臂的另一端安裝有電動手爪。

進一步地，所述上攀爬機構內的抱合爪體由上固定柱和兩片上爪片組成。間隔設置的兩片上爪片通過上固定柱相互固定。兩片上爪片均呈圓弧形，且內端均與上攀爬機構內的翻轉塊固定。所述下攀爬機構內的抱合爪體由下固定柱和四片下爪片組成。四片下爪片沿豎直方向依次排列設置。四片下爪片通過下固定柱相互固定。下爪片均呈圓弧形。位于最底處的下爪片和位于次底處的下爪片的內端均與下攀爬機構內的翻轉塊固定。