[发明专利]一种自动割胶机器人的被动柔顺仿形与切割机构

权利要求书

1.一种自动割胶机器人的被动柔顺仿形与切割机构，包括固定树桩机构、被动柔顺仿形机构和链式刀体组合机构，其特征在于：

所述固定树桩机构包括与自动割胶机器人末端相配的基座和安装在基座前端的一对蟹钳，该对蟹钳用于抱紧橡胶树的树桩，所述的基座前端靠近蟹钳处还设置有压力感应器，用于触发蟹钳的动作；

所述被动柔顺仿形机构包括可调节的张紧轮、同步带和同步带轮，所述的同步带设置于同步带轮上，并与水平面成30°夹角，所述张紧轮用于对所述同步带进行张紧；

所述的链式刀体组合机构装在两个蟹钳之间的同步带上，包括多组等间距设置的刀体，每个刀体包括弧面导向板、刀体背板和浮动刀片，其中弧面导向板和刀体背板组合固定在同步带上，弧面导向板面向橡胶树的树桩，弧面导向板和刀体背板组合体的下方固定有浮动刀片，所述弧面导向板在与树桩贴合后，同时与浮动刀片的刃部存在一定的径向距离，用于保证割胶的深度。

2.根据权利要求1所述的一种自动割胶机器人的被动柔顺仿形与切割机构，其特征在于：所述蟹钳上还设置有滚子，用于贴合橡胶树的树桩。

3.根据权利要求1所述的一种自动割胶机器人的被动柔顺仿形与切割机构，其特征在于：所述的压力感应器为带有应变片的挡板。

4.根据权利要求1所述的一种自动割胶机器人的被动柔顺仿形与切割机构，其特征在于：所述的张紧轮设置在弹簧一端，弹簧另一端固定。

5.根据权利要求1所述的一种自动割胶机器人的被动柔顺仿形与切割机构，其特征在于：相邻刀体之间的距离为20mm。

6.利用权利要求1-5中任一项所述的被动柔顺仿形与切割机构进行割胶的方法，其特征在于：

将被动柔顺仿形与切割机构安装在自动割胶机器人的末端，作为其末端执行器；自动割胶机器人通过视觉伺服系统，控制被动柔顺仿形与切割机构径向靠近树桩，同步带在靠近过程中，受力变形，贴合树桩；安装在同步带上的链式刀体组合随同步带一起，也贴合树桩，达到被动柔顺仿形功能；

安装在张紧轮后方的弹簧被压缩，张紧轮沿弹簧所在的滑轨后退，此时压力感应器亦靠近树桩，并与树桩接触受压发生形变，当形变量达到设定阈值时，触发蟹钳合拢；蟹钳上的滚子贴上树桩后，停止合拢；此时被动柔顺仿形与切割机构抱紧树桩，起到固定树桩作用；

自动割胶机器人通过视觉伺服系统辅助，驱动电机反转，链式刀体组合随同步带由下向上移动，当链式刀体组合中的第一把浮动刀片到达橡胶树起割线后，电机停止反转；然后蟹钳松开，自动割胶机器人控制被动柔顺仿形与切割结构竖直向下移动，视觉伺服系统判断浮动刀片的刃口贴上树皮后，停止下移，蟹钳合拢，再次抱紧树桩；然后电机开始正转，通过各同步带轮带动同步带及链式刀体组合沿树桩做自上而下，螺纹角为30°的螺旋运动进行割胶；

当链式刀体组合中的最下方的刀片来到树桩收刀点位置处时，电机停止转动，自动割胶机器人控制被动柔顺仿形与切割机构沿反径向方向退出，完成割胶；同时张紧轮受弹簧的弹力作用，使其沿滑轨向链式刀体组合的方向移动，而同步带及安装在上面的链式刀体组合在离开树桩的过程中逐渐变直，完成复位。