基于触觉感应技术的果实采收末端执行器制造技术

本发明专利技术公布了基于触觉感应技术的果实采收末端执行器，包括倒L形底座，底座设有电机、丝杆、导杆，丝杆竖直设置与电机输出轴连接；竖直导杆上设有固定座和可移动的滑块，固定座和滑块与丝杆配合，导杆上端设有剪柄装置；剪柄装置由两对称设置的碗刀铰接而成，碗刀上外边缘设有刀片，碗刀内设有微动开关；剪柄装置上设有缓冲杆，缓冲杆与滑块铰接；剪柄装置下方底座上设有座桶；固定座上设有上到位行程开关，底座上设有下到位行程开关；电机、上到位行程开关、下到位行程开关、微动开关与控制驱动器电连接。本发明专利技术的目的是，提供基于触觉感应技术的果实采收末端执行器，适于长柄类果实采收，反应灵敏，提高采收效率，取代人工提高安全性。

The end effector of fruit harvesting based on tactile induction

【技术实现步骤摘要】
基于触觉感应技术的果实采收末端执行器
本专利技术属于水果采收
，具体为基于触觉感应技术的果实采收末端执行器。
技术介绍
果实采收是水果生产作业中重要环节，及时与合理的采收关系到果品的品质和产量。果树较高的长柄类果实（如苹果、梨等）采收时，通常果园因地面不平整难以借助板凳、短梯来采摘高处的水果，而且劳动强度大，从工采摘高处的水果时安全得不到保障，尽管市面上出现了视觉、嗅觉、等高端技术来识别及采摘的机械化设备，但由于成本过高而没有得到普及，因此一种简单高效的自动化果实采摘设备具有很大的发展前景。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上问题，提供基于触觉感应技术的果实采收末端执行器，适于长柄类果实采收，反应灵敏，提高采收效率，取代人工提高安全性。为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：基于触觉感应技术的果实采收末端执行器，包括倒L形底座，所述底座设有电机、丝杆、导杆，所述丝杆竖直设置，且与电机输出轴同轴连接；所述导杆竖直设置，且杆部设有固定座和可竖直移动的滑块，所述固定座和滑块与丝杆配合安装，所述导杆上端设有剪柄装置；所述剪柄装置由两对称设置的碗刀铰接而成，所述碗刀上外边缘设有刀片，所述碗刀内设有微动开关；所述剪柄装置上设有铰接的缓冲杆，所述缓冲杆与滑块铰接；所述剪柄装置下方底座上设有座桶；所述固定座上设有上到位行程开关，所述底座上设有下到位行程开关；所述电机、上到位行程开关、下到位行程开关、微动开关分别与控制驱动器电连接。进一步的，所述缓冲杆包括推杆、弹簧、杆套，所述推杆上设有可滑动的杆套，所述弹簧一端与推杆连接另一端与杆套连接，且与杆套同轴设置。进一步的，所述推杆一端设有螺纹，所述螺纹处设有与之相配合的调整螺母。进一步的，所述滑块上设有相互平行的丝杆孔和导杆孔，所述丝杆孔与丝杆配合，所述导杆孔与导杆配合，所述滑块两侧设有缓冲杆安装孔，所述缓冲杆安装孔与缓冲杆铰接。进一步的，所述碗刀铰接处设有同步齿，所述两碗刀通过同步齿啮合。进一步的，所述微动开关沿碗刀内水平截面圆周方向上均匀设置，且设置数目为六个。进一步的，所述座桶设为中空结构，且下端设有收集袋。进一步的，所述座桶内壁上设有相贴合的弹性垫，所述收集袋采用弹性材料。进一步的，所述电机输出轴与丝杆之间设有联轴器。进一步的，所述丝杆两端设有相配合的轴承。本专利技术的有益效果：1、该装置适用于多种长柄果实的采摘，可同时实现果实的剪切和落袋，碗形剪柄装置可剪切果实上方任意角度的果柄；2、由微动开关进行感触，反应灵敏，能对果实实现快速确认与采收；3、碗形剪柄装置在执行剪切时对水果完全包裹，只对果柄进行剪切，减小了树枝对水果的刺伤；4、本方案中丝杆螺母传动副中能实现输入小动力输出大剪切力的效果，且结构简单，容易实施；5、刀片与碗刀间采用螺钉固定，便于刀片磨损或损坏后对其进行快速更换。附图说明图1为本专利技术结构示意图。图2为本专利技术主视结构示意图。图3为本专利技术滑块结构示意图。图4为本专利技术剪柄装置结构示意图。图5为本专利技术缓冲杆结构示意图。图中所述文字标注表示为：1、底座；2、电机；3、丝杆；301、轴承；4、导杆；5、固定座；6、滑块；601、丝杆孔；602、导杆孔；603、缓冲杆安装孔；7、剪柄装置；701、碗刀；7011、同步齿；7012、碗刀铰接孔；7013、缓冲杆连接孔；702、刀片；703、微动开关；8、缓冲杆；801、推杆；802、弹簧；803、杆套；9、座桶；901、弹性垫；91、收集袋；10、上到位行程开关；11、下到位行程开关；12、控制驱动器；13、联轴器。具体实施方式为了使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本专利技术的保护范围有任何的限制作用。如图1-5所示，本专利技术的具体结构为：基于触觉感应技术的果实采收末端执行器，包括倒L形底座1，所述底座1设有电机2、丝杆3、导杆4，电机2安装在底座1下的侧板上，所述丝杆3竖直设置，且与电机2输出轴同轴连接；所述导杆4竖直设置，且杆部设有固定座5和可竖直移动的滑块6；所述导杆4设置两根，且下端固定在底座1上；所述固定座5和滑块6与丝杆3配合安装，所述固定座5一端安装在导杆4上，通过螺钉锁紧，另一端安装在丝杆3上；所述导杆4上端设有剪柄装置7；所述剪柄装置7由两对称设置二分之一碗状的碗刀701铰接而成，即通过碗刀铰接孔7012啮合，所述碗刀701上外边缘设有刀片702，所述刀片702与碗刀701采用螺钉固定，所述碗刀701内设有微动开关703；所述剪柄装置7上设有铰接的缓冲杆8，即缓冲杆8与缓冲杆连接孔7013铰接，为剪柄装置7提供剪切力，所述缓冲杆8与滑块6铰接；所述剪柄装置7下方底座1上设有座桶9；所述固定座5上设有上到位行程开关10，触头向下，所述底座1上设有下到位行程开关11，触头向上；所述电机2、上到位行程开关10、下到位行程开关11、微动开关703分别与控制驱动器12电连接。优选的，所述缓冲杆8包括推杆801、弹簧802、杆套803，所述推杆801上设有可滑动的杆套803，所述弹簧802一端与推杆801连接，另一端与杆套803连接，且与杆套803同轴设置，当剪柄装置7误剪或果柄太粗时，防止损坏刀片702，推杆801继续上升，然而杆套803停止上升，弹簧802被压缩，起到缓冲作用。优选的，所述推杆801一端设有螺纹8011，所述螺纹8011处设有与之相配合的调整螺母8012，可以用来调节弹簧802的压紧力，即调节剪柄装置7上的剪切力。优选的，所述滑块6上设有相互平行的丝杆孔601和导杆孔602，所述丝杆孔601与丝杆3配合，所述导杆孔602与导杆4配合，沿导杆4上下移动，所述滑块6两侧设有缓冲杆安装孔603，所述缓冲杆安装孔603与缓冲杆8铰接。优选的，所述碗刀701铰接处设有同步齿7011，所述两碗刀701通过同步齿7011啮合，保证两碗刀701同时动作，从而使得刀片702同步动作，同时对果柄实施剪切。优选的，所述微动开关703沿碗刀701内水平截面圆周方向上均匀设置，且设置数目为六个。优选的，所述座桶9设为中空结构，且下端设有收集袋91，用来收集果实。优选的，所述座桶9内壁上设有相贴合的弹性垫901，所述收集袋91采用弹性材料，防止果实收集时被碰伤。优选的，所述电机2输出轴与丝杆之间设有联轴器13。优选的，所述丝杆3两端设有相配合的轴承301。具体使用时，该末端执行器安装于机械手的末端，机械手做点阵式（按果树投影到地面的图形设置一个X-Y坐标系统，机械手沿X坐标或Y坐标每移动一小格即形成一个坐标点，所有果树投影到地面图形在坐标系统上形成的点构成一个点阵，机械手在这个点阵上走S形路线，直到走完投影在地面上形成的所有的点为止）上探动作，当碗刀701内的微动开关703探到物体时就会给控制驱动器12反馈信号，该微动开关703反应灵敏，能对果实实现快速确认与采收。A、若反馈信号小于3个或无信号时，控制驱动器12判断为树叶、树枝干扰或没有探到实物，则上探动作结束，机械手带动该末端执行器返回至起始位置，机械手按X坐标或Y坐标水平移动一个位置后做下一次上探动作；B、若反馈信号为3个或3个以上时，控制驱动器12判断为有果实落入碗刀701内，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于触觉感应技术的果实采收末端执行器，包括倒L形底座（1），其特征在于，所述底座（1）设有电机（2）、丝杆（3）、导杆（4），所述丝杆（3）竖直设置，且与电机（2）输出轴同轴连接；所述导杆（4）竖直设置，且杆部设有固定座（5）和可竖直移动的滑块（6），所述固定座（5）和滑块（6）与丝杆（3）配合安装，所述导杆（4）上端设有剪柄装置（7）；所述剪柄装置（7）由两对称设置的碗刀（701）铰接而成，所述碗刀（701）上外边缘设有刀片（702），所述碗刀（701）内设有微动开关（703）；所述剪柄装置（7）上设有铰接的缓冲杆（8），所述缓冲杆（8）与滑块（6）铰接；所述剪柄装置（7）下方底座（1）上设有座桶（9）；所述固定座（5）上设有上到位行程开关（10），所述底座（1）上设有下到位行程开关（11）；所述电机（2）、上到位行程开关（10）、下到位行程开关（11）、微动开关（703）分别与控制驱动器（12）电连接。

【技术特征摘要】
1.基于触觉感应技术的果实采收末端执行器，包括倒L形底座（1），其特征在于，所述底座（1）设有电机（2）、丝杆（3）、导杆（4），所述丝杆（3）竖直设置，且与电机（2）输出轴同轴连接；所述导杆（4）竖直设置，且杆部设有固定座（5）和可竖直移动的滑块（6），所述固定座（5）和滑块（6）与丝杆（3）配合安装，所述导杆（4）上端设有剪柄装置（7）；所述剪柄装置（7）由两对称设置的碗刀（701）铰接而成，所述碗刀（701）上外边缘设有刀片（702），所述碗刀（701）内设有微动开关（703）；所述剪柄装置（7）上设有铰接的缓冲杆（8），所述缓冲杆（8）与滑块（6）铰接；所述剪柄装置（7）下方底座（1）上设有座桶（9）；所述固定座（5）上设有上到位行程开关（10），所述底座（1）上设有下到位行程开关（11）；所述电机（2）、上到位行程开关（10）、下到位行程开关（11）、微动开关（703）分别与控制驱动器（12）电连接。2.根据权利要求1所述的基于触觉感应技术的果实采收末端执行器，其特征在于，所述缓冲杆（8）包括推杆（801）、弹簧（802）、杆套（803），所述推杆（801）上设有可滑动的杆套（803），所述弹簧（802）一端与推杆（801）连接另一端与杆套（803）连接，且与杆套（803）同轴设置。3.根据权利要求2所述的基于触觉感应技术的果实采收末端执行器，其特征在于，所述推杆（801）一端设有螺纹（8011），...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫虎，张军友，姜慧，吴敏，李俊超，
申请(专利权)人：湖南电气职业技术学院，
类型：发明
国别省市：湖南,43