[發(fā)明專利]一種自適應懸置果柄長勢的顎式末端采摘裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111207609.2
• 申請日: 2021-10-18
• 公開（公告）號: CN113812263B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發(fā)明（設計）人: 單以才;張磊;劉強;章永年;肖茂華;蔣陸濤;劉承亞
• 申請（專利權(quán)）人: 南京曉莊學院
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 南京北辰聯(lián)和知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32350
• 代理人: 于忠洲

本發(fā)明公開了一種自適應懸置果柄長勢的顎式末端采摘裝置，包括姿態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)、原地剪切機構(gòu)以及安裝圓環(huán)。該自適應懸置果柄長勢的顎式末端采摘裝置利用顎式剪切機構(gòu)對懸置果實的果柄進行原地仿生咬合式剪切，可確保果實的無損傷采摘；利用姿態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)剪切前將原地剪切機構(gòu)調(diào)至恰當位姿，靈活避讓交錯生長的果枝，方便對單個果實或擁簇果實進行精準采摘。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種采摘裝置，尤其是一種自適應懸置果柄長勢的顎式末端采摘裝置。

背景技術(shù)

果樹業(yè)是農(nóng)業(yè)的重要組成部分，在我國農(nóng)業(yè)中僅次于糧、菜位居第三位。隨著國內(nèi)農(nóng)業(yè)勞動力的大幅度減少，當前“以人工為主”采摘模式的困境日益凸現(xiàn)。如何對高空果實實施高效無損采摘，已成為我國果樹業(yè)未來提質(zhì)增效的一個重要課題。

為了解決上述問題，國內(nèi)學者針對不同高空果實的采摘提出了多種可行的類采摘機器人方案。作為采摘高空果實的重要部件，末端采摘裝置的合理設計顯得尤為重要。目前用于高空果實的末端采摘裝置主要有兩種：第一種是以夾持果實，通過拉、扭、折斷果梗方式采摘；第二種是以切割果梗、跌落式采摘。前者在夾持過程中需要對懸置果實進行精準夾持，而且夾持、拉、扭、折斷等動作極易帶來果實破損，因而后者更受世人的青睞。然而，由于高空果實的個體差異性、姿態(tài)差異性，現(xiàn)有采摘的平剪操作極易與側(cè)旁果枝發(fā)生干涉。因此，基于剪切原理，有必要開發(fā)出一種自適應懸置果柄長勢的顎式末端采摘裝置。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：提供一種自適應懸置果柄長勢的顎式末端采摘裝置，能夠自適應剪切差異性懸置果柄，實現(xiàn)懸置果實的無損傷采摘。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述的自適應懸置果柄長勢的顎式末端采摘裝置，包括姿態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)以及原地剪切機構(gòu)；原地剪切機構(gòu)包括顎式剪切機構(gòu)以及差動進給機構(gòu)；

顎式剪切機構(gòu)安裝在差動進給機構(gòu)上，由差動進給機構(gòu)驅(qū)動顎式剪切機構(gòu)對果柄進行咬合式剪切；差動進給機構(gòu)安裝在姿態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)上，由姿態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)對差動進給機構(gòu)的朝向角度進行調(diào)節(jié)。

進一步的，姿態(tài)調(diào)節(jié)機構(gòu)包括安裝圓環(huán)、動圓臺、三根電動伸縮桿以及外層圓管；三根電動伸縮桿的上端均鉸接在安裝圓環(huán)的下側(cè)面上，下端均鉸接在動圓臺上；外層圓管通過球形關(guān)節(jié)安裝在安裝圓環(huán)的圓孔上，且外層圓管的下端固定在動圓臺上。

進一步的，在安裝圓環(huán)上安裝有用于觀察果實位置的微型相機。

進一步的，球形關(guān)節(jié)包括關(guān)節(jié)球以及環(huán)形座；在關(guān)節(jié)球上豎向設置有貫穿中心的關(guān)節(jié)孔；外層圓管插裝在關(guān)節(jié)孔上；環(huán)形座同軸安裝在安裝圓環(huán)的內(nèi)圈上，且環(huán)形座與關(guān)節(jié)球的球面相配合。

進一步的，差動進給機構(gòu)包括輸果管、剪切驅(qū)動管、剪切驅(qū)動電機以及剪切驅(qū)動絲桿；在位于安裝圓環(huán)下側(cè)的外層圓管圓周側(cè)面上豎向設置有一個驅(qū)動窗口；在剪切驅(qū)動管上設置有一個驅(qū)動側(cè)耳；剪切驅(qū)動管的下端插裝在外層圓管上，且驅(qū)動側(cè)耳通過驅(qū)動窗口伸出；輸果管插裝在剪切驅(qū)動管上，輸果管的上端伸出剪切驅(qū)動管外，下端貫穿動圓臺；在輸果管上設置有一個固定側(cè)耳，固定側(cè)耳通過驅(qū)動窗口伸出，且固定側(cè)耳位于驅(qū)動側(cè)耳的下方；

剪切驅(qū)動電機安裝在驅(qū)動側(cè)耳上；剪切驅(qū)動絲桿的上端對接在剪切驅(qū)動電機的輸出軸上，下端螺紋旋合在動圓臺上，且剪切驅(qū)動絲桿螺紋旋合在固定側(cè)耳上；在輸果管的上端上設置有一個攏果球頭，在攏果球頭上設置有一個與輸果管連通的果實孔；在剪切驅(qū)動管的上邊緣上對稱安裝有兩個T形連接板；顎式剪切結(jié)構(gòu)安裝在攏果球頭上，由兩個T形連接板驅(qū)動進行剪切。

進一步的，在動圓臺的上側(cè)面上豎向固定有一根下側(cè)導向桿；下側(cè)導向桿的上端貫穿驅(qū)動側(cè)耳。

進一步的，在攏果球頭上豎向設置有一個導向孔；在剪切驅(qū)動管的上邊緣上固定有一根插裝在導向孔上的上側(cè)導向桿。