一种可以自动过滤吸入杂物的负压吸附采摘末端执行器制造技术

一种可以自动过滤吸入杂物的负压吸附采摘末端执行器，包括直管、负压腔、风管口、后端缓冲腔、落果门、收集软管和杂物收集装置，直管前端套有采摘口胶套，直管与负压腔之间设有条状气道，气道大小仅容叶片、残枝、碎屑杂物通过，而果实不能通过；直管外侧包裹着负压腔，直管与负压腔之间仅通过气道连通；直管内壁设有直管缓冲层直管缓冲层；直管末端设有落果门，落果门常态处于闭合状态，保证直管中的气密性；落果门设有扭簧，能够在果实通过后自动关闭；落果门朝直管内部一侧设有落果门缓冲层，负压腔后壁与后端缓冲腔固连；后端缓冲腔内部设有缓冲腔缓冲层；后端缓冲腔后端与收集软管相连通。本发明专利技术可以自动过滤吸入杂物。本发明专利技术可以自动过滤吸入杂物。本发明专利技术可以自动过滤吸入杂物。

【技术实现步骤摘要】
一种可以自动过滤吸入杂物的负压吸附采摘末端执行器


[0001]本专利技术涉及智能采摘领域，更具体的说，尤其涉及一种可以自动过滤吸入杂物的负压吸附采摘末端执行器。

技术介绍

[0002]目前国内的果实采摘自动化水平较低，大部分的果实采摘仍旧采用人工采摘的方式。人工采摘方式存在诸多弊端。首先，人工采摘的采摘效率较低，特别是对于一些需要在成熟后较短时间内采摘的果实而言，往往来不及将果实采摘完。其次，在采摘一些长在较高的树上的果实时，人工采摘方式需要借助扶梯等工具，在野外攀爬至高处采摘，具有较高的危险性；另外，近年来由于农业劳动力逐步向城市工厂转移，新生代劳动力大多不愿意从事农业生产工作，导致采摘的人工成本不断攀升，并且可以预计随后的几年内这样的上升趋势不会减缓；甚至在部分劳动力稀缺的地区，在采摘季节还会遇到雇工难的问题。因此，近年来果实采摘领域对自动化采摘设备的需求越来越强烈。
[0003]负压吸附式果实采摘机器人由于其采摘动作简单，定位精度要求较低，具有较高的采摘效率和采摘成功率，在配合有效的缓冲结构时，能够在保证果实无损伤的情况下实现果实的自动化采摘，因此被用于果实的自动化采摘。而负压吸附末端执行器是采摘机器人关键组成部分，该部分的设计决定了采摘机器人的采摘成功率和对果实的损伤率。
[0004]申请号为CN201580075405.4的国内专利技术专利公布了一种用于机器人收获的末端执行器，其具体公开了包括真空生成子系统和连接到真空生成子系统的末端执行器。末端执行器具有：第一管，其具有第一直径；以及第二管，其具有小于第一直径的第二直径，因此第二管配合在第一管内侧。该专利技术通过吸力采摘方式，大大提高了采摘效率。
[0005]申请号CN201910418059.5的国内专利技术专利公布了一种用于机器人收获的末端执行器，其具体公开了包括空气入口、与真空发生系统连接的真空吸口和位于下端的落果出口。该专利技术利用缓冲腔内产生的环形气流对果实产生向上的提拉力，对抗果实被采摘后下落时的自由落体作用，降低果实下落抛物线在水平方向上距离过长而撞到后端延伸部的落果减伤后壁的概率，减少采摘下落过程中造成果实损伤。
[0006]但以上专利技术专利中均未对在采摘过程中可能被吸入采摘末端执行器中的树叶、残枝、碎屑提出有效的处理方案。
[0007]在采用负压吸附采摘方式的果实自动化采摘过程中，不可避免的会有部分果树树叶、残枝、碎屑等杂物被一同吸入到末端执行器中。若不及时清理这些被吸入采摘末端执行器中的杂物，可能会导致杂物堵塞采摘末端执行器气道，或是较硬的杂物划伤采摘末端执行器内壁的情况，进而造成设备故障，影响到自动化采摘作业。此外，若这些较硬的杂物和果实一起被吸入并运送到收集机构，可能会在收集过程中对果实造成额外的损伤，影响采摘的质量。若采用人工定期清理的方式，不光因为采摘末端执行器内部气道复杂，不易清理，而且会影响连续工作的效率，浪费额外的人工。因此，本专利技术设计了一种可以自动过滤吸入杂物的负压吸附采摘末端执行器。
[0008]通过在直管和负压腔之间设置一些条形开口，使叶片、残枝、碎屑等杂物在经过直管条形开口时被直接吸入负压腔中，进而通过与负压腔相连的风管口、软管，进入到杂物收集装置中。杂物收集装置与采摘末端执行器风管口相连通的管口向内延伸至杂物收集装置底部，使得这些被吸入的杂物直接到达杂物收集装置底部，而与真空泵相连通的管口不向内延伸，因此杂物和与真空泵相连通的管口之间存在较大的高度差，吸力不足以将这些杂物吸到这样的高度，保证了这些杂物不会进入到真空泵中。杂物收集装置具有较大的容量，可以较长时间清理一次，进而保障自动化采摘作业的连续性。

技术实现思路

[0009]为了克服已有技术的不足，本专利技术提供了一种可以自动过滤吸入杂物的负压吸附采摘末端执行器。
[0010]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0011]一种可以自动过滤吸入杂物的负压吸附采摘末端执行器，包括直管、负压腔、风管口、后端缓冲腔、落果门、收集软管和杂物收集装置，所述直管前端套有采摘口胶套，所述直管与负压腔之间设有条状气道，所述气道大小仅容叶片、残枝、碎屑杂物通过，而果实不能通过；所述直管外侧包裹着负压腔，直管与负压腔之间仅通过气道连通；所述直管内壁设有直管缓冲层直管缓冲层；所述直管末端设有落果门，所述落果门常态处于闭合状态，保证直管中的气密性；所述落果门设有扭簧，能够在果实通过后自动关闭；所述落果门朝直管内部一侧设有落果门缓冲层，所述负压腔后壁与后端缓冲腔固连；所述后端缓冲腔内部设有缓冲腔缓冲层；所述后端缓冲腔后端与收集软管相连通。
[0012]进一步，所述负压腔外侧设有三个与杂物收集装置连接的风管口，所述三个风管口通过软管与杂物收集装置顶盖的三个连接向下延伸的管口相连接；所述杂物收集装置顶盖上设有三个向下延伸的管口，与四个不向下延伸的管口，向下延伸的管口使得这些被吸入的杂物直接到达杂物收集装置底部，而与真空泵相连通的是四个不向下延伸的管口，因此两种管口在杂物收集装置中存在高度差；所述四个不向下延伸的管口与四个真空泵通过软管连接；所述杂物收集装置顶盖与杂物收集装置通过螺栓连接固定。
[0013]再进一步，所述杂物收集装置和杂物收集装置顶盖均采用透明材料，保证使用者能够清楚直观地看到杂物收集装置内已有多少杂物，方便及时清理。
[0014]更进一步，所述杂物收集装置底部边沿设有连接口，与采摘机器人通过螺栓固定；
[0015]优选的，所述落果门缓冲层、缓冲腔缓冲层、直管缓冲层均可采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氨酯海绵等缓冲材料制成；
[0016]所述负压腔和风管口设置有均匀分布的三个，这样设置是为了末端执行器在运动过程中受到的来自抽气软管的力尽可能一致。所述风管口也可以采用更多的数量以增加气流量进而提高负压吸附力。
[0017]所述负压腔外壁整体呈圆柱状，负压腔外壁的前端逐渐向内收缩至与其直径与直管的外径相配合，负压腔外壁的前端与直管的外壁密封连接。
[0018]所述负压腔外侧设有三对连接头，用于采摘末端执行器与并联机械臂的螺栓连接。
[0019]本专利技术的有益效果主要表现在：
[0020]1、本专利技术通过在直管和负压腔之间开设了一些条状气道，能够将叶片、残枝、碎屑等杂物吸入到杂物收集装置中，防止杂物在末端执行器中堆积滞留，进而造成气道堵塞、划伤末端执行器内壁、损伤果实等情况。
[0021]2、本专利技术通过在直管和负压腔之间开设了一些条状气道，果实在移动到气道后方时，会受到反方向的吸附力，进而降低果实的速度，减小果实在与采摘末端执行器后端带缓冲的落果门碰撞时受到的损伤。
[0022]3、本专利技术增设了与负压腔与真空泵连通的杂物收集装置，该杂物收集装置与采摘末端执行器风管口相连通的管口向下延伸至杂物收集装置底部，使得这些被吸入的杂物直接到达杂物收集装置底部，而与真空泵相连通的管口不向下延伸，因此杂物和与真空泵相连通的管口之间存在较大的高度差，吸力不足以将这些杂物吸到这样的高度，保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可以自动过滤吸入杂物的负压吸附采摘末端执行器，其特征在于，所述执行器包括直管、负压腔、风管口、后端缓冲腔、落果门、收集软管和杂物收集装置，所述直管前端套有采摘口胶套，所述直管与负压腔之间设有条状气道，所述气道大小仅容叶片、残枝、碎屑杂物通过，而果实不能通过；所述直管外侧包裹着负压腔，直管与负压腔之间仅通过气道连通；所述直管内壁设有直管缓冲层直管缓冲层；所述直管末端设有落果门，所述落果门常态处于闭合状态，保证直管中的气密性；所述落果门设有扭簧，能够在果实通过后自动关闭；所述落果门朝直管内部一侧设有落果门缓冲层，所述负压腔后壁与后端缓冲腔固连；所述后端缓冲腔内部设有缓冲腔缓冲层；所述后端缓冲腔后端与收集软管相连通。2.如权利要求1所述的一种可以自动过滤吸入杂物的负压吸附采摘末端执行器，其特征在于，所述负压腔外侧设有三个与杂物收集装置连接的风管口，所述三个风管口通过软管与杂物收集装置顶盖的三个连接向下延伸的管口相连接；所述杂物收集装置顶盖上设有三个向下延伸的管口，与四个不向下延伸的管口，向下延伸的管口使得这些被吸入的杂物直接到达杂物收集装置底部，而与真空泵相连通的是四个不向下延伸的管口，因此两种管口在杂物收集装置中存在高度差；所述四个不向下延伸的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨庆华，段旭贤，叶兴峰，欧阳昆增，荀一，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：