[发明专利]一种自适应柔性香蕉托接装置

说明书

本发明公开了一种自适应柔性香蕉托接装置，包括机箱、球铰座、球铰、支撑盘、导向柱、压缩弹簧、刚性支撑架和柔性指，所述球铰座设于机箱内，所述球铰铰接于球铰座内，所述支撑盘通过连接杆与球铰连接，所述机箱顶部沿圆周均布有多个导向孔，每个导向孔内设有一根导向柱，所述导向柱的底部与支撑盘相接触，其顶部伸出机箱外并连接有一个刚性支撑架，其外周套设有一根压缩弹簧，每个刚性支撑架上安装有一个柔性指。本发明能够与香蕉采摘机械手协同合作，在采收过程中实现对香蕉果穗底部的柔性包裹托接，减少采摘机械手的承重负荷，并降低对香蕉果穗的机械损伤。

技术领域

本发明涉及农业器械的技术领域，尤其是指一种自适应柔性香蕉托接装置。

背景技术

香蕉属高热量水果，其含有丰富的维生素、淀粉、蛋白质等营养物质，具有广泛的市场及较高的经济效益。我国作为世界上香蕉生产大国之一，香蕉的采收作业环节仍旧处于人工阶段，人工采收香蕉通常需要 2 人及以上，1人负责托举保护香蕉果穗并进行转运，1人负责切割香蕉果柄。人工采收香蕉需要耗费巨大的人力，劳动强度高、工作效率低且容易造成果实损伤问题，这些因素间接影响了香蕉的储存及保鲜时间，在一定程度上降低了香蕉的经济效益。随着科技的进步，香蕉采收装置也朝着机械化、智能化的方向发展。但由于香蕉果穗重量较大，在香蕉机械化采收过程中机械手难以承受此载荷，易导致采收机械发生侧翻等一系列问题。因此设计一种托接装置来配合机械手完成采收工作，能够节省大量人力物力，减少对香蕉果穗的机械损伤，提高采收效率，这是很有必要的。

与此同时，我国的香蕉种植园有不少分布于山地丘陵，而山地果园的香蕉运输大多采用的是索道运输，但在现实运输过程中经常会产生磕碰接触，直接对香蕉果穗造成损伤，降低了香蕉的经济效益。所以设计一种托接装置来配合香蕉的运输以减少对香蕉的二次损伤，提高经济效益是现实可行的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自适应柔性香蕉托接装置，能够与香蕉采摘机械手协同合作，在采收过程中实现对香蕉果穗底部的柔性托接，减少采摘机械手的承重负荷，并降低对香蕉果穗的机械损伤。同时，对于采用机械化运输方式的香蕉园，该装置还能作为香蕉果穗的辅助支撑装置，避免香蕉果穗在运送过程中受到二次损伤，提升香蕉果品质量。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种自适应柔性香蕉托接装置，包括机箱、球铰座、球铰、支撑盘、导向柱、压缩弹簧、刚性支撑架和柔性指，所述机箱的顶部中心处加工有用于容纳香蕉果轴的通孔，所述球铰座设于机箱内底部中心处，所述球铰铰接于球铰座内，所述支撑盘设于机箱内，并位于球铰的上方，其底部中心处通过连接杆与球铰连接，能够随球铰绕球心转动，所述机箱顶部并位于通孔的四周圆周均布有多个导向孔，每个导向孔内设有一根导向柱，所述导向柱的底部与支撑盘相接触，其顶部伸出机箱外并连接有一个呈径向设置的刚性支撑架，其外周套设有一根压缩弹簧，且所述压缩弹簧位于刚性支撑架和机箱之间，所述柔性指的数量与刚性支撑架的数量相一致，一个柔性指对应安装在一个刚性支撑架上，所述柔性指采用仿生鳍形结构，并由柔性材料制成，多个柔性指形成能够包裹香蕉果穗底部的柔性托接手爪；托接过程中，位于香蕉果穗最下端的香蕉果梳下压柔性指进而使对应的刚性支撑架及导向柱向下移动至相应的位置，当香蕉果穗进一步下压柔性指时，多个柔性指分别受到香蕉果穗周向上不同高度香蕉果梳的挤压进而发生不同程度的变形，通过自适应香蕉果梳并对香蕉果梳进行包裹，最终实现对香蕉果穗的柔性包裹托接。

进一步，所述柔性指包括V形柔性梁、柔性支撑梁、柔性铰链和固定块，所述V形柔性梁倾斜设于刚性支撑架的顶部，且其开口侧斜向下并朝向柔性托接手爪的中心处，该V形柔性梁的内部等距分布有多个长度递增的柔性支撑梁，每个柔性支撑梁的两端分别通过柔性铰链与V形柔性梁的内部两侧面相连接，所述V形柔性梁开口侧的下侧边处连接有固定块，用于与刚性支撑架的固定孔连接。

进一步，所述V形柔性梁由两个柔性梁连接组成，且两个柔性梁之间的夹角为锐角。

进一步，所述柔性梁的表面呈矩形或梯形结构。