[发明专利]一种基于仿生黏附的小型果蔬采摘机构

说明书

本发明公开了一种基于仿生黏附的小型果蔬采摘机构，涉及农用机械技术领域。包括软体抓取模块、茎叶切断模块、软体支臂模块，软体抓取模块包括均匀设置的多个软体抓手，用于抓取果实，软体抓手底部与茎叶切断模块固定连接；茎叶切断模块用于将果实上的茎叶切断；软体支臂模块顶部与茎叶切断模块固定连接，用于控制茎叶切断模块、软体抓取模块的位置。用刚柔结合一体化设计，结构简单；软体抓手对小型果蔬外形有很强的适应性，可以对不同大小多种姿态生长的小型果蔬进行包覆，其内嵌分布式压力传感器，通过压力传感器和黏附，进一步实现对小型果蔬的无损抓取；环形切刀在摆动气缸驱动下实现对末端茎叶的快速切除，保留了小型果蔬果实的完整性。

技术领域

本发明涉及农用机械技术领域，特别是涉及一种基于仿生黏附的小型果蔬采摘机构。

背景技术

采摘机构是专门服务于现代农业的机械结构，其相比于传统人力采摘，具有全天候作业，成本低，效率高等方面的优点。该类结构现已广泛运用在农业机器人上，然而现有的采摘机构多采用电机驱动，刚性夹取的方式，采摘损伤率高，对果实目标物的适应性低，在结构和功能上与黏附抓取性能相差大；现有的采摘机构机械结构较为繁琐，驱动能源笨重，结构刚性大且笨重。面对体积较小，生长茂密的果实难以抓取；现有采摘机构往往直接与刚性机械臂串联，由机械臂直接送达指定位置执行工作，现有刚性机械臂末端较大，导致了采摘机构位置无法在狭小作业空间的调整。因此，如何实现针对小型果蔬的无损伤高效采摘是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明主要目的在于提供一种基于仿生黏附的小型果蔬采摘机构，以解决上述问题。

为达上述目的，本发明提供一种基于仿生黏附的小型果蔬采摘机构，包括：

软体抓取模块，所述软体抓取模块包括均匀设置的多个软体抓手，用于抓取果实，所述软体抓手底部与茎叶切断模块固定连接；

茎叶切断模块，所述茎叶切断模块用于将果实上的茎叶切断；

软体支臂模块，所述软体支臂模块顶部与茎叶切断模块固定连接，用于控制茎叶切断模块、软体抓取模块的位置。

进一步的，所述软体抓手具有背部和与背部相对的掌部；所述软体抓手内部为中空结构；所述软体抓手的背部阵列设置有多个与软体抓手内部相连通的气体空腔；所述软体抓手的掌部阵列设置有多个黏附皮瓣；所述黏附皮瓣上设置有黏附材料。

进一步的，所述软体抓手内部靠近掌部的一侧设置有分布式压力传感器；当对软体抓手内部充气时，软体抓手向掌部弯曲，抱紧果实，内嵌分布式压力传感器实时测量出软体抓手掌部压力大小。

进一步的，所述茎叶切断模块包括升降机构和与升降机构连接的切刀机构；所述升降机构顶部与软体抓取模块固定连接，底部与软体支臂模块固定连接。

进一步的，所述升降机构包括呈环形的安装架，所述安装架的内环用于果实落下进入软体支臂模块；所述安装架顶部与软体抓取模块固定连接，底部与软体支臂模块固定连接；所述安装架侧壁上设置有环形凹槽，所述环形凹槽内沿轴向设置有滑槽；所述环形凹槽靠近安装架底部的一侧设置有气囊；所述环形凹槽内套设有位移环，所述位移环的内环上设置有与滑槽相适配的滑台；所述位移环底部与气囊顶部固定连接。

进一步的，所述切刀机构包括两个摆动气缸和两个环形切刀；两个摆动气缸对称设置于位移环的外环壁上；所述环形切刀两侧均固定设置有摆动杆；其中一个摆动杆与其中一个摆动气缸输出端固定连接，另一个摆动杆与另一个摆动气缸铰接；每一个摆动气缸均只驱动一个环形切刀。

进一步的，所述软体支臂模块包括限位环，所述限位环顶部与茎叶切断模块固定连接；所述限位环底部轴心方向上设置有负压管；所述负压管底部设置有法兰；所述负压管周围均匀设置有三个波纹管制动器，所述波纹管制动器顶部与限位环底部固定连接，所述波纹管制动器底部与法兰固定连接。