一種果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器的制作方法

本實用新型涉及采摘機器人技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器。

背景技術(shù)：

目前，中國陜西獼猴桃的采摘作業(yè)主要依靠人力，獼猴桃采摘周期短勞動量大，另外獼猴桃采摘時若是摘下果柄容易誘發(fā)紅水潰瘍病，嚴(yán)重時會傳染一片，更不用談來年有什么收成，目前對于紅水潰瘍病沒有根治方法；另外采摘下的獼猴桃若是帶著果柄不利于運輸，需要進行去果柄二次處理，浪費時間，因此最好的方式就是采摘獼猴桃時果柄留在樹枝上。獼猴桃采摘末端執(zhí)行器一般安裝在機器人手臂末端，直接接觸果實，為保證無所采摘，果實果柄在離層處分離，末端執(zhí)行器是關(guān)鍵部件，中國專利CN 103448061A公布了“一種獼猴桃果實采摘末端執(zhí)行器”，該專利并沒有保證果柄留在原樹枝這一關(guān)鍵問題，并且該末端執(zhí)行器采用滾珠絲杠效率太低，對于實現(xiàn)和推廣獼猴桃采摘自動化具有一定局限性。因此急需一種果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器來解決這一技術(shù)難題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本專利提供了一種果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器，它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，大大降低了勞動強度，省時省力，效率高，解決了獼猴桃采摘效率低和避免去除果柄誘發(fā)紅水潰瘍病的問題。

本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是：

一種果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器，包括用于安裝各種裝置的安裝底座，在安裝底座的上部安裝有擺動采摘裝置，所述擺動采摘裝置和果實夾持裝置連接，所述擺動采摘裝置和果柄夾持裝置連接，所述果柄夾持裝置設(shè)置于果實夾持裝置正上方。

所述擺動采摘裝置包括底板、前立板、前擺動板、前擺動板轉(zhuǎn)軸、偏心輪機構(gòu)和后立板，所述底板安裝在安裝底座上部，所述前立板通過螺栓與底板連接，所述后立板通過螺栓與底板連接，所述前擺動板通過前擺動板轉(zhuǎn)軸與前立板連接，所述偏心輪機構(gòu)與后立板連接。

進一步地，所述偏心輪機構(gòu)包括后擺動板、后擺動板轉(zhuǎn)軸、偏心輪、偏心輪軸槽、旋轉(zhuǎn)步進電機、霍爾傳感器、偏心轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)軸套筒，所述后擺動板通過后擺動板轉(zhuǎn)軸與后立板連接，在所述后立板下部設(shè)有旋轉(zhuǎn)步進電機，所述偏心輪安裝在旋轉(zhuǎn)步進電機上，所述偏心轉(zhuǎn)軸安裝在偏心輪上，所述轉(zhuǎn)軸套筒安裝在偏心轉(zhuǎn)軸上，所述偏心輪通過偏心轉(zhuǎn)軸和轉(zhuǎn)軸套筒與偏心輪軸槽連接。

所述果實夾持裝置包括果實底板、擺動板安裝座、果實直線導(dǎo)軌機構(gòu)、仿形手機構(gòu)、第二光電管和第一光電管，所述果實底板通過設(shè)置在前后側(cè)的擺動板安裝座與前擺動板和后擺動板連接，所述果實直線導(dǎo)軌機構(gòu)安裝在果實底板上部，所述仿形手機構(gòu)安裝在果實直線導(dǎo)軌機構(gòu)上部，所述第二光電管安裝在果實底板右側(cè)，所述第一光電管安裝在果實底板左側(cè)。

進一步地，所述果實直線導(dǎo)軌機構(gòu)包括果實直線導(dǎo)軌、果實第一滑塊、果實第一同步帶壓板、果實第一同步輪、果實同步帶、果實直線步進電機、果實第二同步帶壓板、果實第二同步輪、果實同步輪轉(zhuǎn)軸和果實第二滑塊，所述果實直線導(dǎo)軌安裝在果實底板前部，所述果實第一滑塊安裝在果實直線導(dǎo)軌左側(cè)，所述果實第一滑塊通過果實第一同步帶壓板與果實同步帶連接，所述果實第二滑塊安裝在果實直線導(dǎo)軌右側(cè)，所述果實第二滑塊通過果實第二同步帶壓板與果實同步帶連接，所述果實直線步進電機安裝在果實底板左側(cè)，在果實直線步進電機上設(shè)有果實第一同步輪，所述果實第二同步輪通過果實同步輪轉(zhuǎn)軸安裝在果實底板上，并且通過果實同步帶與果實第一同步輪連接。

進一步地，所述仿形手機構(gòu)包括第一仿形手、第一壓力傳感器、仿形手第一安裝座、第二仿形手、第二壓力傳感器和仿形手第二安裝座，所述第一壓力傳感器安裝在第一仿形手中部，所述第一仿形手通過仿形手第一安裝座與果實第一滑塊連接，所述第二壓力傳感器安裝在第二仿形手中部，所述第二仿形手通過仿形手第二安裝座與果實第二滑塊連接。

所述果柄夾持裝置包括果柄步進電機安裝板、第一行程開關(guān)、果柄底板、果柄第一手指、果柄第二手指、電感式接近開關(guān)、果柄直線導(dǎo)軌機構(gòu)、第二行程開關(guān)和果柄同步輪安裝板，所述果柄步進電機安裝板設(shè)置在果柄底板后部，所述果柄同步輪安裝板設(shè)置在果柄底板后部，所述第一行程開關(guān)安裝在果柄底板左側(cè)，所述第二行程開關(guān)安裝在果柄底板右側(cè)，所述果柄直線導(dǎo)軌機構(gòu)安裝在果柄底板前部，所述電感式接近開關(guān)設(shè)置在果柄第二手指下部，所述果柄第一手指安裝在果柄直線導(dǎo)軌機構(gòu)上部。

進一步地，所述果柄直線導(dǎo)軌機構(gòu)包括果柄直線步進電機、果柄第一同步輪、果柄第一同步帶壓板、果柄直線導(dǎo)軌、果柄第一滑塊、果柄同步帶、果柄第二滑塊、果柄第二同步帶壓板、果柄第二同步輪和果柄第二同步輪轉(zhuǎn)軸，所述果柄直線步進電機安裝在果柄步進電機安裝板上，所述果柄第一同步輪安裝在果柄直線步進電機上，并通過果柄同步帶與果柄第二同步輪連接，所述果柄第二同步輪通過果柄第二同步輪轉(zhuǎn)軸安裝在果柄同步輪安裝板上，所述果柄直線導(dǎo)軌安裝在果柄底板前部，在果柄直線導(dǎo)軌左側(cè)設(shè)有果柄第一滑塊，在果柄直線導(dǎo)軌右側(cè)設(shè)有果柄第二滑塊，所述果柄第一滑塊通過果柄第一同步帶壓板與果柄同步帶連接，所述果柄第二滑塊通過果柄第二同步帶壓板與果柄同步帶連接，所述果柄第一手指安裝在果柄第一滑塊上部，所述果柄第二手指安裝在果柄第二滑塊上部。

本實用新型的有益效果是：

本實用新型的果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器能夠?qū)崿F(xiàn)獼猴桃自動無損采摘，在果柄直線導(dǎo)軌機構(gòu)驅(qū)動下帶動果柄第一手指和果柄第二手指夾緊獼猴桃果柄下，在果實直線導(dǎo)軌機構(gòu)驅(qū)動下帶動仿形手機構(gòu)夾緊獼猴桃果實下，然后擺動旋轉(zhuǎn)裝置中的偏心輪機構(gòu)可以把旋轉(zhuǎn)步進電機的圓周運動轉(zhuǎn)化為擺動采摘裝置的擺動運動，進而保證果柄與果實分離，果柄保留在原來的樹枝上，避免了因為果柄去除所引發(fā)的的紅水潰瘍病，另外偏心輪上的偏心轉(zhuǎn)軸外所安裝的轉(zhuǎn)軸套筒，是為了減小偏心轉(zhuǎn)軸在偏心轉(zhuǎn)軸槽中的運動阻力，它結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，大大降低了勞動強度，省時省力，效率高，解決了獼猴桃自動采摘和意外去除果柄誘發(fā)紅水潰瘍病的難題。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)三維示意圖；

圖2為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)三維主視圖；

圖3為本實用新型的擺動采摘裝置的三維結(jié)構(gòu)軸測圖；

圖4為本實用新型的擺動采摘裝置的三維結(jié)構(gòu)主視圖；

圖5為本實用新型的偏心輪的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實用新型的后擺動板的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本實用新型的果實夾持裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本實用新型的果實夾持裝置另一方向的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本實用新型的第二仿形手的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本實用新型的果柄夾持裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本實用新型的果柄夾持裝置另一方向的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1安裝底座，2擺動采摘裝置，201底板，202前立板，203前擺動板，204前擺動板轉(zhuǎn)軸，205偏心輪機構(gòu)，206后立板，2051后擺動板，2052后擺動板轉(zhuǎn)軸，2053偏心輪，2054偏心轉(zhuǎn)軸槽，2055旋轉(zhuǎn)步進電機，2056霍爾傳感器，2057偏心轉(zhuǎn)軸，2058轉(zhuǎn)軸套筒，3果實夾持裝置，301果實底板，302擺動板安裝座，303果實直線導(dǎo)軌機構(gòu)，304仿形手機構(gòu)，305第二光電管，306第一光電管，3030果實直線導(dǎo)軌，3031果實第一滑塊，3032果實第一同步帶壓板，3033果實第一同步輪，3034果實同步帶，3035果實直線步進電機，3036果實第二同步帶壓板，3037果實第二同步輪，3038果實同步輪轉(zhuǎn)軸，3039果實第二滑塊，3041第一仿形手，3042第一壓力傳感器，3043仿形手第一安裝座，3044第二仿形手，3045第二壓力傳感器，3046仿形手第二安裝座，4果柄夾持裝置，401果柄步進電機安裝板，402第一行程開關(guān)，403果柄底板，404果柄第一手指，405果柄第二手指，406電感式接近開關(guān)，407果柄直線導(dǎo)軌機構(gòu)，408第二行程開關(guān)，409果柄同步輪安裝板，4070果柄直線步進電機，4071果柄第一同步輪，4072果柄第一同步帶壓板，4073果柄直線導(dǎo)軌，4074果柄第一滑塊，4075果柄同步帶，4076果柄第二滑塊，4077果柄第二同步帶壓板，4078果柄第二同步輪，4079果柄第二同步輪轉(zhuǎn)軸。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，該一種果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器，包括用于安裝各種裝置的安裝底座1，在安裝底座1的上部安裝有擺動采摘裝置2，所述擺動采摘裝置2和果實夾持裝置3連接，所述擺動采摘裝置2和果柄夾持裝置4連接，所述果柄夾持裝置4設(shè)置于果實夾持裝置3正上方。

如圖3所示為擺動采摘裝置的三維結(jié)構(gòu)軸測圖，圖4為本發(fā)明的擺動采摘裝置的三維結(jié)構(gòu)主視圖。

所述擺動采摘裝置2包括底板201、前立板202、前擺動板203、前擺動板轉(zhuǎn)軸204、偏心輪機構(gòu)205和后立板206，所述底板201安裝在安裝底座1上部，所述前立板202通過螺栓與底板201連接，所述后立板206通過螺栓與底板201連接，所述前擺動板203通過前擺動板轉(zhuǎn)軸204與前立板202連接，所述偏心輪機構(gòu)205與后立板206連接。

如圖5為本發(fā)明的偏心輪的三維結(jié)構(gòu)示意圖，圖6為本發(fā)明的后擺動板的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

所述偏心輪機構(gòu)205包括后擺動板2051、后擺動板轉(zhuǎn)軸2052、偏心輪2053、偏心輪軸槽2054、旋轉(zhuǎn)步進電機2055、霍爾傳感器2056、偏心轉(zhuǎn)軸2057和轉(zhuǎn)軸套筒2058，所述后擺動板2051通過后擺動板轉(zhuǎn)軸2052與后立板206連接，在所述后立板206下部設(shè)有旋轉(zhuǎn)步進電機2055，所述偏心輪2053安裝在旋轉(zhuǎn)步進電機2055上，所述偏心轉(zhuǎn)軸2057安裝在偏心輪2053上，所述轉(zhuǎn)軸套筒2058安裝在偏心轉(zhuǎn)軸2057上，所述偏心輪2053通過偏心轉(zhuǎn)軸2057和轉(zhuǎn)軸套筒2058與偏心輪軸槽2054連接。

如圖7為本發(fā)明的果實夾持裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖，圖8為本發(fā)明的果實夾持裝置另一方向的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

所述果實夾持裝置3包括果實底板301、擺動板安裝座302、果實直線導(dǎo)軌機構(gòu)303、仿形手機構(gòu)304、第二光電管305和第一光電管306，所述果實底板301通過設(shè)置在前后側(cè)的擺動板安裝座302與前擺動板203和后擺動板2051連接，所述果實直線導(dǎo)軌機構(gòu)303安裝在果實底板301上部，所述仿形手機構(gòu)304安裝在果實直線導(dǎo)軌機構(gòu)303上部，所述第二光電管305安裝在果實底板301右側(cè)，所述第一光電管306安裝在果實底板301左側(cè)。

如圖8為本發(fā)明的果實夾持裝置另一方向的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

所述果實直線導(dǎo)軌機構(gòu)303包括果實直線導(dǎo)軌3030、果實第一滑塊3031、果實第一同步帶壓板3032、果實第一同步輪3033、果實同步帶3034、果實直線步進電機3035、果實第二同步帶壓板3036、果實第二同步輪3037、果實同步輪轉(zhuǎn)軸3038和果實第二滑塊3039，所述果實直線導(dǎo)軌3030安裝在果實底板301前部，所述果實第一滑塊3031安裝在果實直線導(dǎo)軌3030左側(cè)，所述果實第一滑塊3031通過果實第一同步帶壓板3032與果實同步帶3034連接，所述果實第二滑塊3039安裝在果實直線導(dǎo)軌3030右側(cè)，所述果實第二滑塊3039通過果實第二同步帶壓板3036與果實同步帶3034連接，所述果實直線步進電機3035安裝在果實底板301左側(cè)，在果實直線步進電機3035上設(shè)有果實第一同步輪3033，所述果實第二同步輪3037通過果實同步輪轉(zhuǎn)軸3038安裝在果實底板301上，并且通過果實同步帶3034與果實第一同步輪3033連接。

如圖7為本發(fā)明的果實夾持裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖，圖9為本發(fā)明的第二仿形手的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

所述仿形手機構(gòu)304包括第一仿形手3041、第一壓力傳感器3042、仿形手第一安裝座3043、第二仿形手3044、第二壓力傳感器3045和仿形手第二安裝座3046，所述第一壓力傳感器3042安裝在第一仿形手3041中部，所述第一仿形手3041通過仿形手第一安裝座3043與果實第一滑塊3031連接，所述第二壓力傳感器3045安裝在第二仿形手3044中部，所述第二仿形手3044通過仿形手第二安裝座3046與果實第二滑塊3039連接。

如圖10為本發(fā)明的果柄夾持裝置的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

所述果柄夾持裝置4包括果柄步進電機安裝板401、第一行程開關(guān)402、果柄底板403、果柄第一手指404、果柄第二手指405、電感式接近開關(guān)406、果柄直線導(dǎo)軌機構(gòu)407、第二行程開關(guān)408和果柄同步輪安裝板409，所述果柄步進電機安裝板401設(shè)置在果柄底板403后部，所述果柄同步輪安裝板409設(shè)置在果柄底板403后部，所述第一行程開關(guān)402安裝在果柄底板403左側(cè)，所述第二行程開關(guān)408安裝在果柄底板403右側(cè)，所述果柄直線導(dǎo)軌機構(gòu)407安裝在果柄底板403前部，所述電感式接近開關(guān)406設(shè)置在果柄第二手指405下部，所述果柄第一手指401安裝在果柄直線導(dǎo)軌機構(gòu)407上部。

如圖11為本發(fā)明的果柄夾持裝置另一方向的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

所述果柄直線導(dǎo)軌機構(gòu)407包括果柄直線步進電機4070、果柄第一同步輪4071、果柄第一同步帶壓板4072、果柄直線導(dǎo)軌4073、果柄第一滑塊4074、果柄同步帶4075、果柄第二滑塊4076、果柄第二同步帶壓板4077、果柄第二同步輪4078和果柄第二同步輪轉(zhuǎn)軸4079，所述果柄直線步進電機4070安裝在果柄步進電機安裝板401上，所述果柄第一同步輪4071安裝在果柄直線步進電機4070上，并通過果柄同步帶4075與果柄第二同步輪4078連接，所述果柄第二同步輪4078通過果柄第二同步輪轉(zhuǎn)軸4079安裝在果柄同步輪安裝板409上，所述果柄直線導(dǎo)軌4073安裝在果柄底板403前部，在果柄直線導(dǎo)軌4073左側(cè)設(shè)有果柄第一滑塊4074，在果柄直線導(dǎo)軌4073右側(cè)設(shè)有果柄第二滑塊4076，所述果柄第一滑塊4074通過果柄第一同步帶壓板4072與果柄同步帶4075連接，所述果柄第二滑塊4076通過果柄第二同步帶壓板4077與果柄同步帶4075連接，所述果柄第一手指404安裝在果柄第一滑塊4074上部，所述果柄第二手指405安裝在果柄第二滑塊4076上部。

本專利結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，能夠?qū)崿F(xiàn)獼猴桃無所采摘的自動化作業(yè)，并且保證果柄與果實分離，果柄保留在原來的樹枝上，避免了因為果柄去除所引發(fā)的的紅水潰瘍病。

具體工作方式：

1、末端執(zhí)行器各個裝置復(fù)位，旋轉(zhuǎn)步進電機2055、果實直線步進電機3035、果柄直線步進電機4070反轉(zhuǎn)，霍爾傳感器2056檢測擺動采摘裝置2的偏心輪機構(gòu)205是否復(fù)位，第一光電管306和第二光電管305檢測果實夾持裝置3的仿形手機構(gòu)304是否復(fù)位，第一行程開關(guān)402和第二行程開關(guān)408檢測果柄夾持機構(gòu)是否復(fù)位，復(fù)位完成后，電機停止轉(zhuǎn)動，等待命令；

2、果實夾持裝置3夾持果實，果實直線步進電機3035正轉(zhuǎn)通過果實直線導(dǎo)軌機構(gòu)303驅(qū)動仿形手機構(gòu)304靠近，一旦第一壓力傳感器3042或者第二壓力傳感器3045任意一個達到預(yù)設(shè)值，果實直線步進電機3035停止轉(zhuǎn)動；

3、果柄夾持裝置4夾持果柄，果柄直線步進電機4070正轉(zhuǎn)通過果柄直線導(dǎo)軌機構(gòu)407驅(qū)動果柄第一手指404和果柄第二手指405靠近，一旦電感式接近開關(guān)406輸出低電平，果柄直線步進電機4070停止轉(zhuǎn)動；

4、擺動采摘裝置2采摘果實，旋轉(zhuǎn)步進電機2055正轉(zhuǎn)通過偏心輪機構(gòu)205驅(qū)動果實夾持裝置3擺動，旋轉(zhuǎn)一周，果實夾持裝置3左右各擺動一次，實現(xiàn)果實和果柄的分離，完成一個獼猴桃果實的采摘；

5、完成一個果實采摘后，末端執(zhí)行器釋放果實，并規(guī)劃毗鄰獼猴桃果實的采摘路徑，末端執(zhí)行器各個裝置復(fù)位，重復(fù)1-5步，直到計算機提供的果實全部采摘完成，末端執(zhí)行器停止工作。

上述僅為本專利的一種實施方式，但本專利的設(shè)計構(gòu)思并不限于此，也可以根據(jù)采摘旋轉(zhuǎn)角度需要直接采用減速步進電機驅(qū)動果實夾持裝置3的他實施例。

除說明書所述的技術(shù)特征外，均為本專業(yè)技術(shù)人員的已知技術(shù)。