一種扭簧式果實采摘裝置制造方法
【專利摘要】一種扭簧式果實采摘裝置，該采摘裝置的夾緊部分由左掌、右掌組成，螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧套在轉(zhuǎn)軸上，螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧一端固定在掌上，另一端固定在轉(zhuǎn)軸上；轉(zhuǎn)軸一端穿過掌，另一端穿過固定圓環(huán)與伺服電機的聯(lián)軸器相連，壓力傳感器呈曲面圓均勻?qū)ΨQ分布在兩個掌的內(nèi)側(cè)，放大器將壓力傳感器采集到的微弱電壓信號進(jìn)行放大；A/D轉(zhuǎn)換器將經(jīng)過放大器處理后的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，并將數(shù)字信號傳輸給中央處理器，中央處理器接收到信號后通過接口電路控制相應(yīng)伺服電機的控制器，控制器便控制相應(yīng)的伺服電機工作。本發(fā)明通過連接件固定連接在機械臂上實現(xiàn)各類采摘作業(yè)，操作靈活、結(jié)構(gòu)簡單，能夠滿足多方位、高效率工作。
【專利說明】一種扭簧式果實采摘裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及手工機械【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種扭簧式果實采摘裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)階段，水果采摘一部分是人站在凳子上或梯子上用手直接采摘，或者利用一些專用工具，如套袋、剪刀等采摘水果；然而，手工采摘主要僅限于離地面高度比較低、勞動強度不大等場合。手工采摘可能出現(xiàn)的問題有采摘過程中手易被樹枝刮傷，高處作業(yè)時容易摔傷，單手采摘時還有可能弄傷水果、或者使得水果出現(xiàn)脫蒂等現(xiàn)象。水果采摘還有一部分是通過采果器采摘。采果器主要由采果剪、操作桿、盛果網(wǎng)等組成。使用者在地面操作，這類采果器存在的不足為:其一，使用者在操作時容易滑離采果剪或剪刃，易對水果造成刮傷；其二，盛果網(wǎng)為固定式，容易遮擋使用者的視線，使得定位不夠準(zhǔn)確或捕捉太難。另外，近年來隨著農(nóng)業(yè)采摘機器人的發(fā)展，果實采摘機器人也取得了較快的發(fā)展，末端執(zhí)行器也有多種，但是其突出的問題有:成本昂貴、通用性差、調(diào)試安裝過程繁復(fù)。特別集成度較高的末端執(zhí)行器若是發(fā)生故障，其維修成本也較高。
[0003]本發(fā)明專利涉所要解決的技術(shù)問題就是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種扭簧式果實采摘裝置，利用該裝置就可以使得在采摘時比較準(zhǔn)確地實現(xiàn)對果實的定位及采摘。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種扭簧式果實采摘裝置，在滿足傳統(tǒng)采果器前提下，使得在水果采摘時更為準(zhǔn)確地實現(xiàn)對水果的定位及采摘，并通過連接件固定連接在機械臂上實現(xiàn)各類采摘作業(yè)，操作靈活、結(jié)構(gòu)簡單，滿足多方位、高效率工作。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種扭簧式果實采摘裝置，包括夾緊部分、伺服電機、壓力傳感器、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、中央處理器、螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧、轉(zhuǎn)軸、定軸、固定圓環(huán)、控制器以及接口電路，其特征在于，所述的夾緊部分由左掌、右掌組成，螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧套在轉(zhuǎn)軸上，螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧一端固定在掌上，另一端固定在轉(zhuǎn)軸上；轉(zhuǎn)軸一端穿過掌，另一端穿過固定圓環(huán)通過聯(lián)軸器相與伺服電機連接，壓力傳感器呈曲面圓均勻?qū)ΨQ分布在兩個掌的內(nèi)側(cè)，放大器將壓力傳感器采集到的微弱電壓信號進(jìn)行放大；A/D轉(zhuǎn)換器將經(jīng)過放大器處理后的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，并將數(shù)字信號傳輸給中央處理器，中央處理器接收到信號后通過接口電路控制相應(yīng)伺服電機的控制器，控制器便控制相應(yīng)的伺服電機工作。
[0006]所述轉(zhuǎn)軸一端穿過掌，另一端穿過固定圓環(huán)通過聯(lián)軸器與伺服電機相連，位置與對側(cè)固定在固定圓環(huán)上的定軸處于一條線上；
[0007]所述固定圓環(huán)的外側(cè)套有足夠長的變截面(上寬下窄)式盛果網(wǎng)。
[0008]所述夾緊部分的左掌、右掌分別都能繞著各自的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
[0009]本發(fā)明突出優(yōu)點在于:
[0010]1、與傳統(tǒng)采果器相比，增加了伺服電機、壓力傳感器、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、中央處理器、螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧等部件，使得在水果采摘時對水果的定位更為準(zhǔn)確，而且在對水果定位好后，該一種扭簧式果實采摘裝置會在兩側(cè)繃緊的螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧扭轉(zhuǎn)力矩的作用下分別帶動左掌和右掌繞著各自的軸線同時向上旋轉(zhuǎn)，左掌和右掌上的密齒狀的刀具迅速咬合，在扭轉(zhuǎn)彈簧回復(fù)力所產(chǎn)生的巨大沖擊力作用下，實現(xiàn)了對水果果蒂(特別適合于柑橘果梗木質(zhì)化程度高、短且堅硬的特點)一個自動剪切的動作。
[0011]2、該裝置還可以通過一定的連接件固接在機械臂上實現(xiàn)各類采摘作業(yè)，操作靈活、結(jié)構(gòu)簡單，能夠滿足多方位高效率工作。
[0012]3、與傳統(tǒng)采果器相比，使用者只需做好初級定位，該裝置便可以自動實現(xiàn)采摘動作，這樣便使得使用者不易感到作業(yè)疲勞。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明所述的扭簧式果實采摘裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明所述的扭簧式果實采摘裝置的背視圖。
[0015]圖3為本發(fā)明所述的扭簧式果實采摘裝置的俯視圖。
[0016]圖4為本發(fā)明所述的扭簧式果實采摘裝置的螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧軸測視圖。
[0017]圖5為本發(fā)明所述的扭簧式果實采摘裝置的工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下通過附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。
[0019]如圖1至圖5所示，本發(fā)明所述的扭簧式果實采摘裝置，包括左掌1、右掌2、第一螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧3、第一伺服電機4、固定圓環(huán)5、盛果網(wǎng)6、第二轉(zhuǎn)軸7、第一定軸8、第二定軸9、第一轉(zhuǎn)軸10、壓力傳感器11、第二伺服電機12、第二螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧13、密齒狀刀具14。各部分的連接方式為:
[0020]所述左掌I可以繞著第二轉(zhuǎn)軸7、第二定軸9旋轉(zhuǎn)，右掌2可以繞著第一定軸8、第一轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)；所述的第一螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧3套在第一轉(zhuǎn)軸10上，第一螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧3一端固定在右掌2上，另一端固定在第一轉(zhuǎn)軸10上；所述的第二螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧13套在第二轉(zhuǎn)軸7上，第二螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧13 —端固定在左掌I上，另一端固定在第二轉(zhuǎn)軸7上；所述第一轉(zhuǎn)軸10—端穿過右掌2，這樣右掌2便可以繞著第一轉(zhuǎn)軸10旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于固定鉸鏈，另一端穿過固定圓環(huán)5與第一伺服電機4通過聯(lián)軸器相連，位置與對側(cè)固接在固定圓環(huán)上的第一定軸8處于一條線上；所述第二轉(zhuǎn)軸7 —端穿過左掌I，這樣左掌I便可以繞著第二轉(zhuǎn)軸7旋轉(zhuǎn)相當(dāng)于固定鉸鏈，另一端穿過固定圓環(huán)5與第二伺服電機12通過聯(lián)軸器相連，位置與對側(cè)固接在固定圓環(huán)上的第二定軸9處于一條線上；所述的固定圓環(huán)5為固定件，固定圓環(huán)5的外側(cè)套有足夠長的盛果網(wǎng)6 ;所述的壓力傳感器11呈曲面圓均勻?qū)ΨQ分布在兩個掌的內(nèi)側(cè)，主要用來進(jìn)一步感應(yīng)水果的位置。
[0021]工作原理及過程:
[0022]該采摘裝置通過連接件固接在機械臂上實現(xiàn)各類采摘作業(yè)，當(dāng)使用者在完成初級定位以后，該采摘裝置在水平面上完全可以將水果包裹住，縱向平面留有一定的距離，這樣方便使用者不至于盛果網(wǎng)而擋住自己在水平面上定位捕捉水果的視線。接著中央處理器發(fā)出信號通過接口電路控制相應(yīng)伺服電機的控制器，控制器便控制相應(yīng)的伺服電機開始工作。第一伺服電機4運轉(zhuǎn)帶動右掌2繞著第一定軸8、第一轉(zhuǎn)軸10向下旋轉(zhuǎn)，同時使得第一螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧3繞著第一轉(zhuǎn)軸10處于繃緊狀態(tài)；第二伺服電機12運轉(zhuǎn)帶動左掌I繞著第二定軸9、第二轉(zhuǎn)軸7向下旋轉(zhuǎn)，同時使得第二螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧13繞著第二轉(zhuǎn)軸7處于繃緊狀態(tài)；此時左掌、右掌處于圖2所示的狀態(tài)，兩個伺服電機都處于通電待機狀態(tài)。接著，只需讓一種扭簧式果實采摘裝置沿著縱向做直線運動，當(dāng)壓力傳感器11感受到預(yù)先設(shè)定的壓力(此設(shè)定值取決于所采摘果實重量的平均下幅值)以后會產(chǎn)生微弱的電壓信號，經(jīng)過放大器處理以后便可以成為容易識別的電壓信號并將該信號傳遞給A/D轉(zhuǎn)換器，A/D轉(zhuǎn)換器于是將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，并將數(shù)字信號傳遞給中央處理器，與此同時中央處理器接收到A/D轉(zhuǎn)換器傳遞而來的數(shù)字信號后通過接口電路立即控制相應(yīng)伺服電機的控制器，伺服電機便停止工作，兩側(cè)繃緊的螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧便在扭轉(zhuǎn)力矩的作用下分別帶動左掌I和右掌2繞著各自的軸線同時向上旋轉(zhuǎn)，此時左掌、右掌處于圖1所示的狀態(tài)，左掌I和右掌2上相嚙合處密齒狀的刀具便迅速咬合，并在扭轉(zhuǎn)彈簧回復(fù)所產(chǎn)生的巨大沖擊力作用下，實現(xiàn)了對水果果蒂一個自動剪切的動作，水果便在重力的作用下沿著固定圓環(huán)5的外側(cè)套有足夠長的盛果網(wǎng)6滑落到盛果筐里，完成水果的自動收獲過程。
【權(quán)利要求】
1.一種扭簧式果實采摘裝置，包括夾緊部分、伺服電機、壓力傳感器、放大器、A/D轉(zhuǎn)換器、中央處理器、螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧、轉(zhuǎn)軸、定軸、固定圓環(huán)、控制器以及接口電路，其特征在于，所述的夾緊部分由左掌、右掌組成，螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧套在轉(zhuǎn)軸上，螺旋式扭轉(zhuǎn)彈簧一端固定在掌上，另一端固定在轉(zhuǎn)軸上；轉(zhuǎn)軸一端穿過掌，另一端穿過固定圓環(huán)通過聯(lián)軸器相與伺服電機連接，壓力傳感器呈曲面圓均勻?qū)ΨQ分布在兩個掌的內(nèi)側(cè)，放大器將壓力傳感器采集到的微弱電壓信號進(jìn)行放大；A/D轉(zhuǎn)換器將經(jīng)過放大器處理后的模擬信號轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，并將數(shù)字信號傳輸給中央處理器，中央處理器接收到信號后通過接口電路控制相應(yīng)伺服電機的控制器，控制器便控制相應(yīng)的伺服電機工作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭簧式果實采摘裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)軸一端穿過掌，另一端穿過固定圓環(huán)通過聯(lián)軸器與伺服電機相連，位置與對側(cè)固定在固定圓環(huán)上的定軸處于一條線上；
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭簧式果實采摘裝置，其特征在于，所述固定圓環(huán)的外側(cè)套有足夠長的上寬下窄式變截面盛果網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的扭簧式果實采摘裝置，其特征在于，所述夾緊部分的左掌、右掌分別都能繞著各自的旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)。
【文檔編號】A01D46/24GK104396446SQ201410751036
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月9日
【發(fā)明者】鄭戰(zhàn)光, 汪兆亮, 袁帥, 王佳祥, 黃世鵬, 朱帥 申請人:廣西大學(xué)