[实用新型]成排凸轮相向运动式猕猴桃多果自动采摘末端执行器

说明书

技术领域

本实用新型涉及农业机器人自动化设备领域，具体地，涉及成排凸轮相向运动式猕猴桃多果自动采摘末端执行器。

背景技术

目前国内外对于农业采摘机器人的研究的关键仍是效率问题，猕猴桃果实的采摘模式决定了采摘机器人末端执行器的结构形式和工作原理，同时也决定了作业效率。中国是世界猕猴桃栽培面积最大的国家，但是，国产猕猴桃无论在出口价格还是在出口量，都稍逊于新西兰及其他出口国，直接导致国家在农产品外销上的重大经济损失，原因就是我国猕猴桃自动采摘技术落后，主要是依靠人工进行猕猴桃的采摘作业，而猕猴桃采摘周期又很集中，劳动强度大，耗费大量的劳动力、时间，效率低下。中国专利公布的CN 103448061 A“一种猕猴桃果实采摘末端执行器”采用仿形手指抓取果实，旋转采摘的模式，单果用时22s，效率太低。在实验室做过机理试验后提出一种相向运动的采摘模式，可以大大提高效率。因此急需成排凸轮相向运动式猕猴桃多果自动采摘末端执行器来解决这一技术难题，但是目前市场上并没有该类装置。

实用新型内容

本专利提供了成排凸轮相向运动式猕猴桃多果自动采摘末端执行器，本实用新型机械结构简单，大大降低了劳动强度，省时省力，效率高，实现多果一次性采摘，解决了猕猴桃单果采摘费时费力的技术难题。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

成排凸轮相向运动式猕猴桃多果自动采摘末端执行器，是由下U型支架、成排摆动凸轮、旋转摆动机构、下微型压力传感器、成排斜曲面推板、导杆支架、导杆、联轴器、直线往复驱动机构、上L型支架、高度调节支架、安装底座和下L型支架组成的，所述的成排摆动凸轮是由仿形凸轮、凸轮转轴和下调整间隙组成的，所述的旋转摆动机构是由下软硅胶层、下联轴器和旋转电机组成的，所述的成排斜曲面推板是由斜曲面推板、上调整间隙、上微型压力传感器、微型传感器、上软硅胶层组成的，所述的直线往复驱动机构是由导杆底座、电机L型支架、直线电机、往复机构支架、螺母滑块和丝杠组成的，其特征是：所述成排摆动凸轮通过凸轮转轴安装在下U型支架上，所述旋转摆动机构与成排摆动凸轮连接，所述下微型压力传感器安装在成排摆动凸轮的内表面，所述成排斜曲面推板与导杆连接，所述导杆通过导杆支架与直线往复驱动机构连接，所述直线往复驱动机构通过上L型支架与高度调节支架连接，所述下U型支架通过下L型支架与高度调节支架连接，所述安装底座设置在高度调节支架底部；

所述仿形凸轮通过下调整间隙并排连接，所述凸轮转轴安装在成排摆动凸轮两侧；

所述旋转电机通过下联轴器与成排摆动凸轮连接，所述下软硅胶层设置在仿形凸轮表面；

所述斜曲面推板通过上调整间隙并排连接，所述上软硅胶层安装在斜曲面推板表面，所述上微型压力传感器粘附在上软硅胶层表面，所述微型传感器安装在成排斜曲面推板底部；

所述直线电机通过联轴器与丝杠连接，并安装在电机L型支架，所述丝杠安装在往复机构支架上，所述螺母滑块与丝杠连接，安装在往复机构支架上，所述螺母滑块上部设置有导杆底座，所述电机L型支架与上L型支架连接。

优选地，所述仿形凸轮外轮廓设计成仿猕猴桃外轮廓形状，并且表面粘附的上软硅胶层采用软硅胶材料制成。

更优选地，所述斜曲面推板设计成倾斜的仿猕猴桃外轮廓曲面，与水平面夹角为75°～85°可调，并且表面粘附的下软硅胶层采用软硅胶材料制成。

具体地，所述高度调节支架设置有间隔5mm的安装槽，可以调整直线往复驱动机构的高度，所述下L型支架设置有间隔10mm的安装孔，可以调整旋转摆动机构的高度，同时也可以调整旋转摆动机构和直线往复驱动机构的水平距离。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型的成排凸轮相向运动式猕猴桃多果自动采摘末端执行器能够实现猕猴桃多果一次性采摘。首先，微型传感器检测到有目标果实后，直线电机通过丝杠驱动成排斜曲面推板靠近猕猴桃果实，微型传感器设置阈值为5-10mm，同时旋转电机驱动成排摆动凸轮转动，于是，形成了成排斜曲面推板和成排摆动凸轮的相向运动，使得猕猴桃果实在空中绕其形心发生旋转运动；其次，当微型传感器没有信号时，说明猕猴桃果实已经采摘成功，通过仿形凸轮外轮廓曲面滑落到容纳箱中，其中上微型压力传感器和下微型压力传感器都设置有阈值，一旦压力超过上限，机构停止运动，防止猕猴桃的表面损伤。本实用新型机械结构简单，大大降低了劳动强度，省时省力，效率高，实现了多果一次性采摘，解决了猕猴桃采摘费时费力的难题。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明