[发明专利]一种打顶末端执行器以及含有该执行器的打顶机

说明书

本发明提供一种打顶末端执行器，包括：机械臂对接块、位姿调整单元，执行单元、感知单元、控制单元。所述的执行单元和机械臂对接块与位姿调整单元相连接；所述的顶芽回收装置固定在执行单元与位姿调整单元连接处，位于执行单元上方。本发明提供的打顶末端执行器，结构新颖，装置结构小巧紧凑，可靠性高，机构方案设计简洁，可实现对每株作物主枝和侧枝的精确打顶，避免漏打或过打现象的发生。

技术领域

本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种打顶末端执行器以及含有该执行器的打顶机。

背景技术

在我国棉花和烟草种植生产中，为了抑制作物顶端优势，要对棉花和烟草顶芽进行打顶作业，打顶即摘心，是对预留的干枝、基本枝或侧枝进行处理的工作。作物的打顶作业是比较耗时费力的作业环节，长期以来人们想要用机械打顶来代替人工作业。但目前我国大部分的棉花打顶机是大型的悬挂式打顶机，通常采用“一刀切”方法，打顶精确度不高，漏打顶、过打顶现象严重。部分打顶机可以进行单株仿形作业，但是仿形效果差，从而降低了打顶的精确度。目前的棉花打顶机对棉花管理种植有较高的要求，高的要求势必会增加棉花生产成本，也不利于植棉全程机械化发展。

综上，目前打顶机存在以下缺陷：

(1)植株识别不够精确造成打顶机的仿形效果差，不能根据作物个体长势差异实时做出调整，从而降低了打顶的精确度，漏打顶、过打顶现象仍然存在；

(2)打顶机械其打顶方式为水平甩刀式或线刀水平滚动式，在作业幅宽内作业高度一样，一般只能对主枝打顶,无法对侧枝精准打顶。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种打顶末端执行器以及含有该执行器的打顶机，该末端执行器对顶尖进行切除，不仅能解决目前打顶机存在的问题和不足，而且也促进了农作物生产全程机械化的发展

另外，大型悬挂打顶机一般无顶尖回收装置，无法将打掉的棉花顶尖及时回收，使原带有病虫害的叶芽在割刀离心力的作用下在田地四处散播，不利于棉花生长。

一种打顶末端执行器，包括：位姿调整单元，执行单元、感知单元、控制单元；

所述位姿调整单元包括伺服电机、减速器、双杆导向气缸；伺服电机的输出端与减速器连接，减速器的输出端与双杆导向气缸连接；

所述执行单元包括：安装板、单杆双作用气缸、连接件、连杆；所述双杆导向气缸驱动安装板前后水平移动，单杆双作用气缸固定在安装板上，连接件与单杆双作用气缸的活塞杆固连，随活塞杆前后移动；连杆包括左连杆与右连杆，所述左连杆与右连杆的一端分别左右对称活动连接在连接件上，左连杆与右连杆的另一端分别与左刀架和右刀架铰接连接，所述左刀架和右刀架的中段分别有一个拐点，该两个拐点也分别活动连接在安装板上；在左刀架和右刀架的前端上侧分别设置有刀片；在左刀架和右刀架的端部分别安装有磁铁和电磁开关；

所述感知单元包括：安装在末端执行器不同位置上的伺服电机编码器、距离传感器、红外传感器和霍尔传感器；所述伺服电机编码器用于检测电机的旋转方向，步进角度，位置，转速并反馈给驱动器；所述距离传感器用于感知执行器与目标顶芽的相对位置；所述红外传感器用于感知用于检测顶芽是否进入两指式末端执行器执行单元剪切范围；所述霍尔传感器用于检测末端执行器中各自由度的传动机构是否处于初始位置，对末端执行器各单元进行复位；

控制单元，用于根据感知单元反馈的信息来驱动位姿调整单元和执行单元进行相应的动作来打顶。

进一步地，如上所述的打顶末端执行器，包括安装在左刀架和右刀架正中上方的顶芽回收装置，所述顶芽回收装置包括吸头罩和软管，所述吸头罩固定在软管的一端，软管的另一端连接顶尖收集装置，所述顶芽回收装置能够随着安装板的前后移动而移动。

进一步地，如上所述的打顶末端执行器，所述吸头罩通过伸出板的一端固定，伸出板的另一端固定在安装板上。