一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机制造技术

本发明专利技术公开了一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机，升降支撑机构设置在可移动平台小车上，微调定位机构包括平行四边形机构、竖向设置的齿轮机构和多个电机，电机分别与平行四边形机构和齿轮机构连接，平行四边形机构的一端与升降支撑机构连接，另一端通过齿轮机构与圆形架底座连接，环状双刀具机构设置在圆形架底座上，与曲柄滑块机构连接，环状双刀具机构包括镜像对称设置的两个动刀片和两个静刀片，通过微调定位机构定位调整后由曲柄滑块机构驱动动刀片绕其轴心转动进行采摘，环状双刀具机构下部设置有收集软管用于采摘收集。本发明专利技术结构简单，采摘定位准确，自动化程度高，有效降低劳动强度，提高劳动效率，适于推广。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机
本专利技术属于机械设计
，具体涉及一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机。
技术介绍
随着智能农业的机械化普及，目前樱桃等果类成熟后，均会进行辅助人工采摘，以提高采摘效率、劳动强度、水果成品质量等目标；针对该目标，提出一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机。该樱桃采摘机将柔性双夹持机构和环状双刀具相耦合，利用主升降装置和微调定位机构实现双刀具自适应定位，在保证樱桃采摘质量的前提下，可对不同高度、不同方向的樱桃进行连续、科学采摘，符合果农现阶段的实际需求。目前现有的辅助人工需要采摘员通过梯子等工具攀爬果树去采摘，从而使采摘员劳动强度高，劳动效率低，采摘过程存在安全隐患；二是现有的辅助人工采摘机器主要有采摘梳式、振动敲击式、气吸式、夹持式此类方法难以实现高效、科学采摘。现有采摘器结构单一、自动化程度低、对果农的劳动强度要求较高。其次，现有的采摘器均为接触式采摘，在采摘过程中刀具难免蹭刮果实，此外，目前市场上的树枝夹持工具主要以类似于三抓的刚性夹持结构，其特点不仅在对树枝进行定位过程中，会对果树进行刮伤，而且，由于其刚性结构，对不同形状、不同方向的树枝适应性急剧下降。为了有效、科学的对树枝进行软固定，为此设计该柔性双夹持机构。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机，以解决目前樱桃采摘过程中所存在的劳动强度高、效率低、水果质量低等问题。本专利技术采用以下技术方案：一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机，包括升降支撑机构、微调定位机构、柔性双夹持机构、环状双刀具机构以及收集装置，升降支撑机构设置在可移动平台小车上，微调定位机构包括平行四边形机构、竖向设置的齿轮机构和多个电机，电机分别与平行四边形机构和齿轮机构连接用于微调，柔性双夹持机构包括圆形架底座和曲柄滑块机构，平行四边形机构的一端与升降支撑机构连接，另一端通过齿轮机构与圆形架底座连接，环状双刀具机构设置在圆形架底座上，与曲柄滑块机构连接，环状双刀具机构包括镜像对称设置的两个动刀片和两个静刀片，通过微调定位机构定位调整后由曲柄滑块机构驱动动刀片绕其轴心转动进行采摘，环状双刀具机构的下部设置有喇叭状开口的收集软管，收集软管的另一端与收集装置连接进行收集。具体的，升降支撑机构包括第四电机、钢丝绳、第一滑轮、第一节伸缩臂筒和第二节伸缩臂筒，可移动平台小车包括防滑轮、支撑平台和伸缩气缸，第一节伸缩臂筒设置在支撑平台上，第一节伸缩臂筒的下部内壁上设置有张紧装置，第二节伸缩臂筒套装在第一节伸缩臂筒内，多个第一滑轮串联设置在第一节伸缩臂筒内构成滑轮组，钢丝绳的一端设置在第二节伸缩臂筒的内壁径向线上，另一端依次经过滑轮组、第四电机和滑轮组后设置在第一节伸缩臂筒的内壁径向线上，用于实现第一节伸缩臂筒和第二节伸缩臂筒的双向展开，防滑轮设置在支撑平台的下部一侧，伸缩气缸对应设置在另一侧。具体的，齿轮机构包括第一齿轮、第二齿轮、第二电机以及上倾斜基座，平行四边形机构包括第三电机、上机架、下机架和四个第一连杆，四个第一连杆组成平行四边形结构，一端分别通过下机架与升降支撑机构连接，另一端分别通过上机架与齿轮机构连接，第三电机设置在下机架上，与一个第一连杆连接，第一齿轮设置在上机架上，与第二电机连接，第二齿轮为弧形结构，设置在第一齿轮的上部，与第一齿轮啮合连接，上倾斜基座设置在第二齿轮的上部，与柔性双夹持机构的圆形架底座连接。进一步的，平行四边形结构的两侧设置有拉簧，圆形架底座内均布有三个第三自适应弹簧。具体的，圆形架底座上设置有半圆型架组和第五电机，半圆型架组与圆形架底座铰接，半圆型架组包括通过螺栓组铰接的第一圆形架和第二圆形架，第一圆形架的上部设置有夹持底座，夹持底座下部设置有第一自适应弹簧，第一自适应弹簧与半圆型架组组成自适应调节装置，第五电机通过曲柄滑块机构与动刀片连接。进一步的，曲柄滑块机构包括主动连杆、第一直线轴承滑块、第二直线轴承滑块和可伸缩支撑轴，主动连杆的一端与第五电机连接，另一端经过第一直线轴承滑块与第二直线轴承滑块连接，可伸缩支撑轴贯穿第二直线轴承滑块水平设置，一端与夹持底座铰接，另一端与半圆型架组铰接。进一步的，动夹持上设置有用于穿加持拉线的带通孔柱，静夹持上设有用于通孔柱滑动的滑槽，静夹持和动夹持的下端通过橡皮筋连接，夹持拉线的一端与动夹持相连的短杆连接，短杆在静夹持的滑槽里滑动，夹持拉线的另一端经第二滑轮与第二电机连接，用于实现动夹持的自动闭合。进一步的，第二直线轴承滑块上设置有下球绞座和上球绞座，下球绞座和上球绞座之间设有第二自适应弹簧和带柱钢球。具体的，环状双刀具机构包括左动刀片、左静刀片、右动刀片、右静刀片、第一电机、第三齿轮、第四齿轮、第二连杆、第三连杆和刀架底座，左静刀片和右静刀片设置在刀架底座的两侧，左动刀片和右动刀片的内表面分别贴合左静刀片和右静刀片的外表面，左动刀片和右动刀片分别通过第二连杆和第三连杆与设置在刀架底座前端面上的两个第四齿轮连接，两个第四齿轮与第三齿轮啮合连接，第一电机与第三齿轮连接。进一步的，左静刀片、右静刀片的上端分别连接有定位销，定位销与左静刀片和右静刀片的竖向杆上均设置有用于柔性连接的压力弹簧。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机，利用高度可调的双夹持机构通过拟合树枝形状，确定环状双刀具机构的运动轨迹，通过与环状双刀具机构相耦合，利用升降支撑机构和微调定位机构实现双刀具的自适应定位，在保证樱桃采摘质量的前提下，对不同高度、不同方向的樱桃进行连续、科学采摘，竖向的齿轮机构将电机输出的高速小扭矩转换为低速大扭矩，基于齿轮传动具有传动效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长、传动比准确等优点，从而稳定、准确地将柔性双夹持机构与环状双刀具机构进行摆动调节。进一步的，以滑轮组合通过电机驱动钢丝绳的一端，使第一节伸缩臂筒和第二节伸缩臂筒实现双向展开，以满足在一定的伸缩置装下的大幅、快速升降机器，张紧装置使钢丝绳在传动过程中不发生打滑现象，防滑轮和支撑气缸可以使采摘机移动或静止，可使整机在果园内方便、平稳拖动。进一步的，平行四边形机构的第三电机通过驱动第一连杆来带动小臂上部结构的高度精调，平行四边形机构在小范围进行平动的同时，由于上部结构略微偏心，为此在平行四边形两侧设有拉簧，以保证上方结构运动的平稳性与安全性，从而实现高效、安全采摘。进一步的，在平行四边形两侧设有拉簧，以保证上方结构运动的平稳性与安全性。从而实现高效、安全采摘，三个均布的第三自适应弹簧使柔性双夹持机构与环状刀具机构的整体回转的同时，又能提高树枝与夹持的对中性，以保证树枝完全被各静刀具包裹。进一步的，将柔性双夹持机构的半圆型架组设置为镜像对称的第一圆形架、第二圆形架以及与其他实现自适应功能的装配件进行有机组合，该结构紧凑，美观以及相比于其他类似部件更具有实用性，使柔性双夹持定位精度高，保证柔性双夹持机构与环状双刀具机构能够适应不同的树枝环境。进一步的，采用曲柄滑块机构进行直线进给运动传输的效率高，两端的相对高度可调整，可伸缩支撑轴一方面与自适应调节装置联合完成对双夹持的相对位置进行自适应，给刀具进给动作提供条件，与双夹持控制保持本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机，其特征在于，包括升降支撑机构、微调定位机构、柔性双夹持机构、环状双刀具机构以及收集装置，升降支撑机构设置在可移动平台小车上，微调定位机构包括平行四边形机构、竖向设置的齿轮机构(9)和多个电机，电机分别与平行四边形机构和齿轮机构(9)连接用于微调，柔性双夹持机构包括圆形架底座(8)和曲柄滑块机构，平行四边形机构的一端与升降支撑机构连接，另一端通过齿轮机构(9)与圆形架底座(8)连接，环状双刀具机构设置在圆形架底座(8)上，与曲柄滑块机构连接，环状双刀具机构包括镜像对称设置的两个动刀片和两个静刀片，通过微调定位机构定位调整后由曲柄滑块机构驱动动刀片绕其轴心转动进行采摘，环状双刀具机构的下部设置有喇叭状开口的收集软管，收集软管的另一端与收集装置连接进行收集。

【技术特征摘要】
1.一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机，其特征在于，包括升降支撑机构、微调定位机构、柔性双夹持机构、环状双刀具机构以及收集装置，升降支撑机构设置在可移动平台小车上，微调定位机构包括平行四边形机构、竖向设置的齿轮机构(9)和多个电机，电机分别与平行四边形机构和齿轮机构(9)连接用于微调，柔性双夹持机构包括圆形架底座(8)和曲柄滑块机构，平行四边形机构的一端与升降支撑机构连接，另一端通过齿轮机构(9)与圆形架底座(8)连接，环状双刀具机构设置在圆形架底座(8)上，与曲柄滑块机构连接，环状双刀具机构包括镜像对称设置的两个动刀片和两个静刀片，通过微调定位机构定位调整后由曲柄滑块机构驱动动刀片绕其轴心转动进行采摘，环状双刀具机构的下部设置有喇叭状开口的收集软管，收集软管的另一端与收集装置连接进行收集。2.根据权利要求1所述的一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机，其特征在于，升降支撑机构包括第四电机(15)、钢丝绳(13)、第一滑轮(17)、第一节伸缩臂筒(18)和第二节伸缩臂筒(19)，可移动平台小车包括防滑轮(14)、支撑平台和伸缩气缸(16)，第一节伸缩臂筒(18)设置在支撑平台上，第一节伸缩臂筒(18)的下部内壁上设置有张紧装置，第二节伸缩臂筒(19)套装在第一节伸缩臂筒(18)内，多个第一滑轮(17)串联设置在第一节伸缩臂筒(18)内构成滑轮组，钢丝绳(13)的一端设置在第二节伸缩臂筒(19)的内壁径向线上，另一端依次经过滑轮组、第四电机(15)和滑轮组后设置在第一节伸缩臂筒(18)的内壁径向线上，用于实现第一节伸缩臂筒(18)和第二节伸缩臂筒(19)的双向展开，防滑轮(14)设置在支撑平台的下部一侧，伸缩气缸(16)对应设置在另一侧。3.根据权利要求1所述的一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机，其特征在于，齿轮机构(9)包括第一齿轮(20)、第二齿轮(21)、第二电机(10)以及上倾斜基座，平行四边形机构包括第三电机(12)、上机架、下机架和四个第一连杆(11)，四个第一连杆(11)组成平行四边形结构，一端分别通过下机架与升降支撑机构连接，另一端分别通过上机架与齿轮机构(9)连接，第三电机(12)设置在下机架上，与一个第一连杆(11)连接，第一齿轮(20)设置在上机架上，与第二电机(10)连接，第二齿轮(21)为弧形结构，设置在第一齿轮(20)的上部，与第一齿轮(20)啮合连接，上倾斜基座设置在第二齿轮(21)的上部，与柔性双夹持机构的圆形架底座(8)连接。4.根据权利要求3所述的一种柔性双夹持环状双刀具樱桃采摘机，其特征在于，平行四边形结构的两侧设置有拉簧，圆形架底座(8)内均布有三个第三自适应弹簧(41)。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫观海，李星星，文潇洋，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61