[实用新型]柔性草莓采摘器

说明书

本实用新型提供一种低成本、防夹漏的柔性草莓采摘器，包括底座，底座上沿周向设置至少三个结构相同的四连杆机构；四连杆机构由主臂、指段、副臂、底座依次铰接而成；指段的末端向下延伸成为夹持端，三个指段的夹持端相向设置；主臂上端铰接在底座上，副臂与底座之间设置弹性张紧装置；主臂与底座之间设置拉绳驱动装置。采摘器上设置摄像头自动识别，设置超声定位装置确定位置，可以自动识别成熟草莓并确定距离；副臂与底座之间设置弹性张紧装置，主臂与底座之间设置拉绳驱动装置，使夹持端可以同步柔性合拢与张开，也作为缓冲装置防止夹坏草莓且成本低廉。夹持端为平夹装置，防止夹漏且控制简单。

技术领域

本实用新型属于草莓采摘领域，具体涉及一种柔性草莓采摘器。

背景技术

国内草莓种植面积和产量有逐年增加的趋势，但是由于采摘环节落后的人工作业方式，制约了草莓种植业的发展。目前有相关研究针对我国常见的温室里高垄畦作栽培的草莓，初步建立了草莓采摘机器人实验系统，在草莓果实目标识别、提取、定位、采摘机器人及手爪等方面的研究取得了一定成果。还有跨垄作业4个自由度的草莓收获机器人设备。该机器人采用两个俯视地面的CCD摄像机获取草莓的图像，计算出草莓的方位，用激光传感器测量机械手爪到草莓的距离；采用气动机械手爪抓取草莓果柄，并用剪切式切刀切断果柄。但这仅仅只是一个草莓采收实验装置，体积比较庞大，且没有驱动装置，成本高，无法进行大规模、产业化应用。

草莓采摘器即草莓采摘机械手末端执行器，是用来采摘草莓的机构。草莓的外表比较脆弱，采摘时候容易损伤。为了解决这个问题，常使用的办法是设置柔性爪子或者采用刚柔混合机构。这种机构往往比较复杂，而且成本高、控制复杂。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种低成本、防夹漏的柔性草莓采摘器。

本实用新型的目的是以下述方式实现的：一种柔性草莓采摘器，包括底座，底座上沿周向设置至少三个结构相同的四连杆机构；四连杆机构由主臂、指段、副臂、底座依次铰接而成；指段的末端向下延伸成为夹持端，三个指段的夹持端相向设置；主臂上端铰接在底座上，副臂与底座之间设置弹性张紧装置；主臂与底座之间设置拉绳驱动装置。

四连杆机构的铰接点之间依次连线组成平行四边形，使夹持端运动过程中只平移、角度不变，三个夹持端构成平夹状态。

拉绳驱动装置指：每个主臂与底座铰接处设置销轴，销轴的主臂上设置主臂绳孔，销轴对应的底座上设置底座绳孔，底座绳孔到销轴的距离与主臂绳孔到销孔的距离相同；在底座上设置转动盘，在主臂绳孔、底座绳孔，转动盘之间设置绳子，绳子的一端固定在转动盘上，另一端顺时针或逆时针依次穿过底座绳孔、主臂绳孔最后固定，将三个主臂与对应的底座通过绳子串联在一起；驱动装置驱动转动盘转动带动绳子收紧使夹持端向内合拢。

转动盘为舵机带动的舵盘，绳子两端相隔180度固定在舵盘上。

弹性张紧装置为扭簧，扭簧中心设置在副臂与底座的铰接轴上，扭簧一端设置在副臂上，扭簧另一端设置在底座连接对应四连杆机构的副臂与主臂的侧边上。

弹性张紧装置为一端设置在副臂上、另一端设置在销轴上的弹性绳或者压缩弹簧。

底座的底部外表面设置摄像头和超声波测距器，摄像头和超声波测距器均与控制器连接。

本实用新型的有益效果是：采摘器上设置摄像头自动识别，设置超声定位装置确定位置，可以自动识别成熟草莓并确定距离；副臂与底座之间设置弹性张紧装置，主臂与底座之间设置拉绳驱动装置，使夹持端可以同步柔性合拢与张开，也作为缓冲装置防止夹坏草莓且成本低廉。夹持端为平夹装置，防止夹漏且控制简单。

附图说明

图1采摘器结构图。图2为采摘器四连杆机构示意图（弹性张紧装置为扭簧）。图3为采摘器四连杆机构示意图（弹性张紧装置为橡皮筋）。图4为采摘器轴测图。图5为机械臂与采摘器示意图。图6为草莓采摘蜘蛛车示意图。