[發(fā)明專利]一種預(yù)定位自主夾持式采摘機(jī)構(gòu)及采摘收集裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810797891.6
• 申請日: 2018-07-19
• 公開（公告）號: CN108668635A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建軍;車清論;張鐘予;蔡文通;孫赫武;李遠(yuǎn)洋;王偉
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號: A01D46/26
• 分類號: A01D46/26
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

本發(fā)明公開了一種預(yù)定位自主夾持式采摘機(jī)構(gòu)及采摘收集裝置，它解決了現(xiàn)有技術(shù)中果實(shí)采摘器結(jié)構(gòu)簡單，無法準(zhǔn)確控制方向的問題，具有通過振動(dòng)方便果實(shí)掉落的有益效果，其方案如下：一種預(yù)定位自主夾持式采摘機(jī)構(gòu)，包括多節(jié)能夠軸向伸縮的套筒，最內(nèi)側(cè)套筒與第一伸縮機(jī)構(gòu)連接，最內(nèi)側(cè)套筒內(nèi)設(shè)置采摘機(jī)械手，采摘機(jī)械手包括第二伸縮機(jī)構(gòu)，第二伸縮機(jī)構(gòu)通過鉸鏈與機(jī)械爪連接，以通過第二伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮帶動(dòng)機(jī)械爪的夾取或松開，最外側(cè)套筒設(shè)置振動(dòng)機(jī)構(gòu)以帶動(dòng)果實(shí)的抖落。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及果實(shí)采摘領(lǐng)域，特別是涉及一種預(yù)定位自主夾持式采摘機(jī)構(gòu)及采摘收集裝置。

背景技術(shù)

采摘設(shè)備是農(nóng)業(yè)中用于采摘水果的一類重要農(nóng)用機(jī)械，現(xiàn)有的采摘設(shè)備多種多樣。

我國從1970年開始發(fā)展冬棗采摘機(jī)械化作業(yè)，曾開發(fā)出手持氣囊式采果器和手持電動(dòng)采果器。兩者從本質(zhì)上來說還是人工作業(yè)用的輔助機(jī)械，雖然在保護(hù)冬棗不受損傷方面做得較好，但是其效率還是太低。1980年后，我國開始研究和制造切割型采摘器，但通常采摘裝置結(jié)構(gòu)較為簡單，采摘效率較低，冬棗采摘逐步從人工使用剪刀采摘發(fā)展到輔助化采摘，對高度要求較高，方向不易控制。例如長柄剪刀采摘，雖然對果實(shí)的損傷也小，但是依舊沒有解決費(fèi)時(shí)費(fèi)力的問題。在此之后研發(fā)出更多的輔助工具如液壓剪枝升降平臺(tái)，用來提高工作位置，以便于采摘作業(yè)。曾經(jīng)我國還采用吹氣式冬棗采摘，但由于其氣流不穩(wěn)定，易損傷果枝果實(shí)，雖然分選效果較好，但采摘效果不佳，所以很快就被淘汰。

對于國外研究，機(jī)械作業(yè)采摘的工作效率普遍較低，而采摘的損傷率較高，不適用于采摘具有易損傷且要求完好率高等特點(diǎn)的冬棗。1960年中期，美國研究出液壓升降平臺(tái)車，作為輔助采摘工具使用，使得采摘效率有較大的提高，但是不能應(yīng)對大規(guī)模種植的采摘。1970年末期，隨著科技的迅速發(fā)展，以美國為首的西方國家開始研究各種農(nóng)業(yè)機(jī)器人。采摘機(jī)器人主要由機(jī)械手、末端執(zhí)行器、視覺識別系統(tǒng)和行走裝置等四大系統(tǒng)組成。雖然采摘機(jī)器人靈活度和操作度越來越高，但冬棗數(shù)量多、個(gè)體小且圓潤、空間分布密度大如果采用機(jī)器人采摘，采摘效率明顯不高。且機(jī)械手的維度和活動(dòng)范圍很小，難以適應(yīng)各種工況。

因此，需要對一種預(yù)定位自主夾持式采摘機(jī)構(gòu)進(jìn)行新的研究設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種預(yù)定位自主夾持式采摘機(jī)構(gòu)，該采摘機(jī)構(gòu)輔助人們在收獲時(shí)快速采摘果實(shí)，從而提高果實(shí)的抖落率，降低果實(shí)的表面損傷率，最大化協(xié)助人工完成一體化工作，保證采摘的高效率。

一種預(yù)定位自主夾持式采摘機(jī)構(gòu)的具體方案如下：

一種預(yù)定位自主夾持式采摘機(jī)構(gòu)，包括多節(jié)能夠軸向伸縮的套筒，最內(nèi)側(cè)套筒與第一伸縮機(jī)構(gòu)連接，最內(nèi)側(cè)套筒內(nèi)設(shè)置采摘機(jī)械手，采摘機(jī)械手包括第二伸縮機(jī)構(gòu)，第二伸縮機(jī)構(gòu)通過鉸鏈與機(jī)械爪連接，以通過第二伸縮機(jī)構(gòu)的伸縮帶動(dòng)機(jī)械爪的夾取或松開，最外側(cè)套筒設(shè)置振動(dòng)機(jī)構(gòu)以帶動(dòng)果實(shí)的抖落。

上述的采摘機(jī)構(gòu)，通過機(jī)械手夾持果樹枝葉，套筒的設(shè)置有利于對機(jī)械手的保護(hù)，而且方便傳遞振動(dòng)能量，通過振動(dòng)機(jī)構(gòu)將振動(dòng)能量傳遞給機(jī)械手，帶動(dòng)果實(shí)通過振動(dòng)抖落的方式快速下落，實(shí)現(xiàn)采摘，采摘效率高。

進(jìn)一步地，為了延長機(jī)械爪的工作范圍，所述第二伸縮機(jī)構(gòu)與鉸鏈之間設(shè)置長連桿。

進(jìn)一步地，所述機(jī)械爪包括交叉連接的兩個(gè)手爪，每個(gè)手爪包括第一手爪和與第一手爪鉸接連接的第二手爪，第二手爪與所述的鉸鏈連接，兩個(gè)手爪的交叉點(diǎn)在第一手爪，且在鉸鏈與兩個(gè)手爪連接處設(shè)置與最內(nèi)側(cè)套筒連接的連板，通過機(jī)械爪中兩個(gè)手爪第一手爪對樹枝進(jìn)行夾持，在振動(dòng)機(jī)構(gòu)的振動(dòng)作用下，有利于果實(shí)的脫落。干擾

進(jìn)一步地，所述第一手爪內(nèi)側(cè)設(shè)置墊片，墊片為三角形狀，兩個(gè)墊片閉合后用于對樹枝進(jìn)行有效夾持。