一种草莓采摘机器人的末端执行器制造技术

技术编号:21418402 阅读:26 留言:0更新日期:2019-06-22 08:33
本实用新型专利技术公开了一种草莓采摘机器人的末端执行器,包括箱体、箱体内的传动机构和箱体前端的爪钳;所述箱体后壁上设置有壁杆,箱体前壁上开设有滑槽,所述滑槽内设置有直线导轨;所述传动机构包括电机、传动齿轮组、螺杆和滑杆;所述爪钳包括固定爪钳和滑动爪钳,所述滑动爪钳上设置有刀刃,所述固定爪钳上设置有收纳所述刀刃的纳刀槽。本实用新型专利技术提供的草莓采摘机器人的末端执行器,结构简单,使用方便,通过电机转动,带动传动齿轮组转动,再带动螺杆旋转,螺杆带动滑杆作直线往复运动,带动滑动爪钳向固定爪钳方向往复运动切断草莓茎秆,简单方便的将草莓茎秆进行了切断,并且有效的避免了末端执行器在收获时容易损坏草莓茎秆的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种草莓采摘机器人的末端执行器
本技术涉及一种末端执行器,尤其涉及一种草莓采摘机器人的末端执行器,属于农业机械采摘机器领域。
技术介绍
随着草莓产业在中国的作物种植中迅速发展,草莓栽培面积也从当初的不足1万公顷扩大到当前的7万多公顷,从而使我国的草莓产量位居世界第一。在草莓从生长到产出的整个过程中,草莓的采摘一直是一个非常重要的部分,研发草莓采摘机器人,在一定程度上能提高采摘的效率。目前草莓采摘机器人的末端执行器,主要存在着下列问题:草莓采摘的末端执行器针对果实摘取,易损伤草莓;对于末端执行器的传动和执行结构较为复杂,操作非常不便。
技术实现思路
为了解决以上问题,本技术的目的是提供一种草莓采摘机器人的末端执行器,该末端执行器不易损伤草莓,末端执行器结构简单,操作方便。为了实现以上目的,本技术采用的技术方案:一种草莓采摘机器人的末端执行器,包括箱体、箱体内的传动机构和箱体前端的爪钳;箱体内的传动机构传动动力,带动箱体前端的爪钳采摘草莓。所述箱体后壁上设置有壁杆,壁杆用于与草莓采摘机器人的机身连接;箱体前壁上开设有滑槽,所述滑槽内设置有直线导轨,用于爪钳的移动。所述传动机构包括电机、传动齿轮组、螺杆和滑杆,所述电机的动力输出端固定连接传动齿轮组的输入端,所述传动齿轮组的输出端连接螺杆,所述滑杆一端设置有与所述螺杆啮合的螺母螺纹,另一端从滑槽穿出。电机转动,带动传动齿轮组转动,传动齿轮组带动螺杆旋转,螺母螺纹将螺杆的旋转运动变为滑杆的直线往复运动,带动爪钳采摘草莓。所述爪钳包括固定爪钳和滑动爪钳,所述固定爪钳固定设置在箱体前壁上,所述滑动爪钳滑动安装在直线导轨上且固定连接从滑槽穿出的滑杆,所述滑动爪钳上设置有刀刃,所述固定爪钳上设置有收纳所述刀刃的纳刀槽。滑杆直线往复运动,带动滑动爪钳在直线导轨上作直线往复运动,滑动爪钳向固定爪钳方向往复运动,滑动爪钳上的刀刃切断在固定爪钳与滑动爪钳间的草莓茎秆。进一步的是,所述传动齿轮组为相互啮合的蜗轮蜗杆,所述蜗轮蜗杆的蜗杆连接电机的输出端,蜗轮蜗杆的蜗轮连接螺杆。蜗轮蜗杆为减速齿轮组,将电机的高速转动经蜗轮蜗杆后变为低速转动,再将低速转动传送给螺杆,进而便于带动滑动爪钳缓慢滑动,采摘草莓。进一步的是,所述爪钳外侧为圆弧形结构,有效的避免了末端执行器采摘草莓时对两侧草莓的磕碰。进一步的是,所述爪钳内侧为竖直平面,所述刀刃和纳刀槽均设置在竖直平面的中间位置。刀刃往纳刀槽内运动,带动草莓茎秆往纳刀槽内运动,草莓茎秆触碰到纳刀槽内壁后,刀刃继续往纳刀槽内运动将完全切断草莓茎秆;此时刀刃下端的茎秆被刀刃和纳刀槽所在的两个平面卡住,两个平面对茎秆的摩擦力大于刀刃下端草莓的重力,因此草莓被两个平面完全夹持住,方便了机器人对草莓的转运;刀刃上端的茎秆也在两个平面内,但是两个平面对茎秆的摩擦力不足以拉动上端茎秆连接的草莓树枝,因此转运的时候刀刃上端的草莓茎秆会脱离两个平面。本技术的有益效果:本技术提供的草莓采摘机器人的末端执行器,结构简单,使用方便,通过电机转动,带动传动齿轮组转动,再带动螺杆旋转,螺杆带动滑杆作直线往复运动,带动滑动爪钳向固定爪钳方向往复运动切断草莓茎秆,简单方便的将草莓茎秆进行了切断;本技术采用刀刃进入纳刀槽切断茎秆的设计,有效的避免了末端执行器在收获时容易损坏草莓茎秆的问题,并且采用双爪钳设计,结构简单,操控较为简便,与此同时,刀刃和纳刀槽所在的两个平面可以完全夹持住切断茎秆后的草莓,将草莓转运;本技术爪钳外侧为圆弧形结构,有效的避免了末端执行器采摘草莓时对两侧草莓的磕碰;采摘时采用夹持果柄的方式,避免了对果实采摘时的挤压,可保持采摘果实的外形良好;本技术也适用于其他类似于草莓,具有较长果柄的果实采摘,具有较强的实用性。附图说明图1为本技术的结构示意图;图2为本技术的俯视图;图3为本技术的主视图;图中:1、箱体;11、壁杆;12、直线导轨;2、传动机构;21、电机;22、传动齿轮组;23、螺杆;24、滑杆;3、爪钳;31、固定爪钳;311、纳刀槽;32、滑动爪钳;321、刀刃。具体实施方式为了使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚,下面结合附图对本技术作进一步阐述。在本技术的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。一种草莓采摘机器人的末端执行器,如图1-3所示,包括箱体1、箱体1内的传动机构2和箱体1前端的爪钳3。箱体1后壁上设置有壁杆11,箱体1前壁上开设有滑槽,滑槽内设置有直线导轨12。传动机构2包括电机21、传动齿轮组22、螺杆23和滑杆24,电机21的动力输出端固定连接传动齿轮组22的输入端,传动齿轮组22的输出端连接螺杆23,滑杆24一端设置有与螺杆23啮合的螺母螺纹,另一端从滑槽穿出。爪钳3包括固定爪钳31和滑动爪钳32,固定爪钳31固定设置在箱体1前壁上,滑动爪钳32滑动安装在直线导轨12上且固定连接从滑槽穿出的滑杆24,滑动爪钳32上设置有刀刃321,固定爪钳31上设置有收纳刀刃321的纳刀槽311。作为本技术的优化方案,传动齿轮组22为相互啮合的蜗轮蜗杆,蜗轮蜗杆的蜗杆连接电机21的输出端,蜗轮蜗杆的蜗轮连接螺杆23;爪钳3外侧为圆弧形结构;爪钳3内侧为竖直平面,刀刃321和纳刀槽311均设置在竖直平面的中间位置。为了更好的理解本技术,下面对本技术的工作原理作一次完整的描述:在执行采摘的动作开始前,滑动爪钳32与固定爪钳31开口距离保持在最远,使爪钳3之间的开口最大。采摘过程中,电机21转动,带动传动齿轮组22转动,传动齿轮组22带动螺杆23旋转,螺母螺纹将螺杆23的旋转运动变为滑杆24的直线运动,带动滑动爪钳32在直线导轨11上作直线运动,滑动爪钳32向固定爪钳31方向运动,带动刀刃321往纳刀槽311内运动时,带动草莓茎秆往纳刀槽内311运动,草莓茎秆触碰到纳刀槽311内壁后,刀刃321继续往纳刀槽311内运动将完全切断草莓茎秆,此时刀刃321下端的茎秆被刀刃321和纳刀槽311所在的两个平面卡住,两个平面对茎秆的摩擦力大于刀刃321下端草莓的重力,草莓被两个平面完全夹持住,完成一次采摘动作。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解,本技术不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理,在不脱离本技术精神和范围的前提下,本技术还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种草莓采摘机器人的末端执行器,其特征在于:包括箱体(1)、箱体(1)内的传动机构(2)和箱体(1)前端的爪钳(3);所述箱体(1)后壁上设置有壁杆(11),箱体(1)前壁上开设有滑槽,所述滑槽内设置有直线导轨(12);所述传动机构(2)包括电机(21)、传动齿轮组(22)、螺杆(23)和滑杆(24),所述电机(21)的动力输出端固定连接传动齿轮组(22)的输入端,所述传动齿轮组(22)的输出端连接螺杆(23),所述滑杆(24)一端设置有与所述螺杆(23)啮合的螺母螺纹,另一端从滑槽穿出;所述爪钳(3)包括固定爪钳(31)和滑动爪钳(32),所述固定爪钳(31)固定设置在箱体(1)前壁上,所述滑动爪钳(32)滑动安装在直线导轨(12)上且固定连接从滑槽穿出的滑杆(24),所述滑动爪钳(32)上设置有刀刃(321),所述固定爪钳(31)上设置有收纳所述刀刃(321)的纳刀槽(311)。

【技术特征摘要】
1.一种草莓采摘机器人的末端执行器,其特征在于:包括箱体(1)、箱体(1)内的传动机构(2)和箱体(1)前端的爪钳(3);所述箱体(1)后壁上设置有壁杆(11),箱体(1)前壁上开设有滑槽,所述滑槽内设置有直线导轨(12);所述传动机构(2)包括电机(21)、传动齿轮组(22)、螺杆(23)和滑杆(24),所述电机(21)的动力输出端固定连接传动齿轮组(22)的输入端,所述传动齿轮组(22)的输出端连接螺杆(23),所述滑杆(24)一端设置有与所述螺杆(23)啮合的螺母螺纹,另一端从滑槽穿出;所述爪钳(3)包括固定爪钳(31)和滑动爪钳(32),所述固定爪钳(31)固定设置在箱体(1)前壁上,所述滑动爪钳(32)滑动...

【专利技术属性】
技术研发人员:牛艺达李诗维张明浩高亮张能强
申请(专利权)人:四川农业大学
类型:新型
国别省市:四川,51

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