[发明专利]一种全自动猕猴桃采摘末端执行器

说明书

一、技术领域：本发明涉及果园采摘机器人技术，特别涉及一种全自动猕猴桃采摘末端执行器，属于农业机械领域。

二、背景技术：

陕西省是我国猕猴桃的主要产区，随着猕猴桃市场需求量和产量的持续增加，传统的人力采摘方式已经不能满足生产对于采摘效率的要求。实现猕猴桃的机械化采摘不仅可以提高生产效率，而且可以解放农村生产力。

国外的果品采摘机器人末端执行器的研究范围覆盖比较广，苹果、柑橘、番茄、黄瓜、番茄以及香菇等作物的采摘末端执行器发展较为成熟，采摘机械化作业程度较高。但是国外目前还没有针对猕猴桃的果品采摘机械装备，即使在猕猴桃作业机械化较高的新西兰，采用的是作业人员坐在采摘车上甚至步行进行采摘的方式，其机械化和智能化更多地体现在果实分选等环节。

国内，果蔬采摘机器人的研究刚刚起步，大规模的商业应用几乎为零，更多的是采摘机器人各个分系统的理论研究与实验仿真。较为典型的成果有东北林业大学研究的林木球果采摘机器人、上海交通大学的草莓采摘机器人、南京农业大学以及江苏大学关于苹果采摘末端执行器的研究、中国农业大学的黄瓜采摘机器人的研究等。对于猕猴桃采摘末端执行器的研究国内尚没有相对成熟的研究成果。

三、发明内容：

1、发明目的：为了克服现有采摘机器人存在的问题和不足，实现猕猴桃采摘的自动化和智能化，满足果园高效标准采摘技术的要求，本发明提供了一种全自动猕猴桃采摘末端执行器，其目的是通过简单的检测、夹持、剪切装置实现猕猴桃采摘的自动化与智能化，从根本上替代人工采摘方式，提高猕猴桃采摘的作业效率，解放劳动力。

2、技术方案：本发明是按照以下技术方案实施的：一种全自动猕猴桃采摘末端执行器，包括夹持装置、剪切装置、检测装置、机箱壳体，所述夹持装置包括左支撑架1、卧式减速器驱动电机2、升降机构带轮3、机架体13、短连杆15、采摘手架22、采摘手指23、外部长连杆25、内部长连杆26、导向杆28、螺杆29、斜连杆30、升降螺母33、升降机构减速器总成40、联轴器41，所述卧式减速器驱动电机2安装在左支撑架1上，卧式减速器驱动电机2借助升降机构带轮3通过带传动连接升降机构减速器总成40，升降机构减速器总成40通过联轴器41连接螺杆29，螺杆29上套有升降螺母33，升降螺母33通过斜连杆轴31与斜连杆30相连，斜连杆30通过长连杆轴27与内部长连杆26相连，内部长连杆26与机架体13相连，机架体13通过滚针轴承14与短连杆15和外部长连杆25相连，短连杆15和外部长连杆25与采摘手架22相连，所述导向杆28下端固定在右支撑架38上，上端固定在上盖板12上；所述剪切装置包括绕线机构减速器总成4、绕线器6、超越离合器7、固线架8、引导轮架10、引导轮11、电磁铁17、刀杆轴18、刀杆轴固定架19、刀片20、扭转弹簧21、绕线轮24、绕线机构上带轮32、传动皮带34、绕线机构下带轮36、立式减速器驱动电机37、右支撑架38、升降减速器总成40，所述立式减速器驱动电机37安装在右支撑架38上，立式减速器驱动电机37通过绕线机构上带轮32、传动皮带34、绕线机构下带轮36与绕线机构减速器总成4，绕线机构减速器总成4内部采用蜗轮蜗杆机构，超越离合器7安装在绕线机构减速器总成4的输出轴上，超越离合器7上安装有绕线器6，绕线器6通过固线架8、引导轮11、绕线轮24与扭转弹簧21连接，引导轮11安装在引导轮架10上，扭转弹簧21套接在刀杆轴18上，刀杆轴18上安装有刀片20，刀杆轴18安装在刀杆轴固定架19上，刀杆轴18上设置有电磁铁17，用于克服扭转弹簧21在刀片20上产生的扭矩；所述检测装置包括转数传感器5、限位压力传感器9、采摘压力传感器16，所述转数传感器5安装在绕线机构减速器总成4中的涡轮轴轴端，用于采集绕线器6的运动状态，限位压力传感器9安装在螺杆29螺纹末端的平台上，用于控制升降机构的下降位置，采摘压力传感器16安装在采摘手指23中央，用于控制抓取猕猴桃的力量大小；所述机箱壳体包括上盖板12，散热风扇35、中间壳体39，风扇壳43，后壳体44，前壳体45，所述上盖板12安装在中间壳体39上，散热风扇35安装在中间壳体39内部，风扇壳43安装在后壳体44上，机箱壳体的作用是将传动系统等包裹起来，起到防尘、散热作用。

3、优点及效果：本发明通过传感器检测装置，为采摘机器人控制器提供控制信息，能够有效的控制采摘手指和刀片的运动状态，在夹持装置和剪切装置的作用下，能有效完成猕猴桃与果树的完全分离，实现了猕猴桃采摘的自动化和智能化，避免了人手采摘劳动强度大，劳动费用高，采摘周期长的弊端，从根本上提高了我国水果销售的国际竞争力。