[發明專利]一種蘋果采摘裝置及其采摘方法

有效

• 申請號: 201810402803.8
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108575296B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 孫紅梅;孫澤;陳楊波;姚俊杰;汪嚴磊;潘乾豪;吳小濤;安康;王婧;江海林;魯安
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學錢江學院
• 主分類號: A01D46/24
• 分類號: A01D46/24
• 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: 黃前澤

1.一種蘋果采摘裝置，包括推車、網兜、底座、支撐板、升降機構、旋轉機構、橫移機構和摘取機構；其特征在于：所述底座的底部與推車固定，頂部與支撐板的底面固定；所述的升降機構包括升降臺座、升降臺架和升降驅動組件；所述的升降臺座固定在底板上；所述的升降臺座與升降臺架構成滑動副；升降臺架由升降驅動組件驅動；

所述的旋轉機構包括旋轉支撐架、云臺支架和第一舵機；所述的旋轉支撐架與升降臺架頂面固定；所述的云臺支架支承在旋轉支撐架的頂部；云臺支架由第一舵機驅動；所述的第一舵機與旋轉支撐架固定；第一舵機的輸出軸與云臺支架固定；

所述的橫移機構包括滑軌、第二滑塊、中部支架、電機支架和橫移驅動件；所述的滑軌固定在云臺支架上；中部支架與滑軌構成滑動副，并由橫移驅動件驅動；所述的橫移驅動件包括第二步進電機、齒輪、齒條和第二聯軸器；所述的齒條固定在云臺支架上；第二步進電機通過電機支架固定在底部中間板的頂面上；第二步進電機的輸出軸與齒輪通過第二聯軸器固定；齒輪與齒條嚙合；

所述的摘取機構包括攝像頭安裝架、攝像頭、摘果機械臂和剪枝機械爪；所述摘果機械臂包括第二舵機、舵機支架和調節臂；所述的第二舵機通過舵機支架固定在中部支架上；調節臂的一端與第二舵機的輸出軸固定；攝像頭安裝架與調節臂固定；攝像頭安裝在攝像頭安裝架上；

所述的剪枝機械爪包括爪架、爪體、刀片、輔助板和爪體驅動件；所述爪架的底部與調節臂遠離第二舵機的那端固定；兩個爪體均與爪架構成滑動副；兩個爪體由爪體驅動件驅動；所述的爪體驅動件包括第三舵機、搖桿和連桿；第三舵機與爪架固定；所述第三舵機的輸出軸與搖桿的中部固定；搖桿的兩端與兩根連桿的一端分別鉸接；兩根連桿的另一端與兩個爪體分別鉸接；兩塊輔助板的內端與兩個爪體的相對側面分別固定；在兩塊輔助板相對側面的內端與兩片刀片分別固定；兩片刀片的刃口相對設置；攝像頭的軸線與兩片刀片的刃口平行。

2.根據權利要求1所述的一種蘋果采摘裝置，其特征在于：所述攝像頭的軸線與剪切平面的間距等于30mm；剪切平面兩片刀片中靠近攝像頭的那片刀片上遠離攝像頭的那個側面。

3.根據權利要求1所述的一種蘋果采摘裝置，其特征在于：輔助板的外端互相向遠離對方的方向翻折。

4.根據權利要求1所述的一種蘋果采摘裝置，其特征在于：所述的推車包括底板、車輪和萬向輪；兩個車輪分別支承在底板底部頭端的兩側；兩個萬向輪分別設置在底板底面尾端的兩側；所述的底座上固定有呈環形的蘋果存儲盒。

5.根據權利要求1所述的一種蘋果采摘裝置，其特征在于：所述的升降驅動組件包括叉剪組件和動力單元；所述的叉剪組件包括第三連接軸、第四連接軸和兩個叉剪單元；所述的叉剪單元包括第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第一連接軸和第二連接軸；第一連桿的中部與第二連桿的中部鉸接；第三連桿的中部與第四連桿的中部鉸接；第一連桿、第三連桿的頂端與第一連接軸的兩端分別構成轉動副；第二連桿、第四連桿的頂端與第二連接軸的兩端分別構成轉動副；

兩個叉剪單元上下排列；位于上方的叉剪單元的第二連桿、第四連桿的底端與位于下方的叉剪單元的第一連桿、第三連桿的頂端通過位于下方的叉剪單元內第一連接軸的兩端分別鉸接；位于上方的叉剪單元的第一連桿、第三連桿的底端與位于下方的叉剪單元的第二連桿、第四連桿的頂端通過位于下方的叉剪單元內第二連接軸的兩端分別鉸接；

位于下方的叉剪單元內第二連桿、第四連桿的底端與第三連接軸的兩端分別構成轉動副；第一連桿、第三連桿的底端與第四連接軸的兩端分別構成轉動副；第三連接軸的兩端均支承在升降臺座上；第四連接軸的兩端分別伸入升降臺座上開設的兩個第一滑槽內；位于上方的叉剪單元內第一連接軸的兩端均支承在升降臺架上，第二連接軸的兩端分別伸入升降臺架上開設的兩個第二滑槽內；

所述的動力單元包括螺桿、聯軸器、第一步進電機、固定框、第一滑塊、光軸和光軸固定座；所述光軸的底端通過光軸固定座與升降臺座固定；第一滑塊與光軸構成滑動副；第一滑塊與第一步進電機通過固定框固定；第一步進電機的輸出軸與螺桿的一端通過第一聯軸器固定；螺桿的軸線水平，且與第一連接軸的軸線垂直；螺桿與位于下方的叉剪單元內第一連接軸構成轉動副，與第二連接軸上固定的螺母構成螺旋副。