【技术实现步骤摘要】
本专利涉及一种设施高架草莓采摘机械手，具体涉及一种设施高架草莓二次切割式采摘机械手。
技术介绍
1、草莓因其能够调节免疫功能、增强机体免疫力且具有老少皆宜的优点而得到人们的广泛喜爱，且种植面积逐年连续增加。为方便生产、提高作业效率，同时提高空间利用率与产量，设施农业中草莓广泛采用高架栽培的形式。草莓采摘是草莓生产过程的一个重要环节，目前主要通过人工进行，费时费力，效率低，不能适应草莓自动化、智能化作业需求，同时减少采后草莓的变质增加其保存时间也是一个重要要求。采摘机械手作为草莓采摘机器人的重要组成部分，研发高效高质、多功能采摘机械手对于草莓的生产作业过程以及草莓采摘机器人的发展具有重要意义。运用设施高架草莓二次切割式采摘机械手进行作业，不仅能够实现草莓的采摘整修一体化作业，同时能够有效提升草莓的采摘标准化程度和经济价值。
2、中国专利cn 111108911 a公开了一种草莓采摘装置，包括第一杆、收集篮、第二连接件、第一刀、第二刀、第二杆、转轴、转盘、凸缘、固定弹簧、夹持垫、连杆、拉绳、复位弹簧和把手，可实现草莓的采摘和收集。通过设置固定弹簧完成两刀的剪切与张开，通过设置锯齿形夹持垫实现草莓根茎的有效加紧，在收集篮内内置包装袋可以对草莓进行快速打包。该种草莓采摘装置可以根据需求进行草莓的采摘与收集，具有操作简单方便、采摘效率高的优点。但是此种装置采摘后的草莓具有不同的果梗长度，且运输过程中损伤较大，不能满足采后整修的需求。
3、有鉴于此，需要一种设施高架草莓二次切割式采摘机械手，设计一种包括草莓采摘和采后
技术实现思路
1、针对设施草莓采摘效率低，采后草莓果梗长度不统一以及储存易变质等问题，本专利提出一种设施高架草莓二次切割式采摘机械手。
2、本专利通过下列技术方案实现：一种设施高架草莓二次切割式采摘机械手，由移动机械臂、末端执行器和底座组成。其特征是：底座进行移动机械臂和末端执行器所有组件部分的支撑与固定；移动机械臂通过连接组件连接丝杠滑轨y和丝杠滑轨x，完成末端执行器的水平和竖直移动；末端执行器通过齿轮齿条机构带动夹持杆往复运动，使用安装在固定夹持杆上的切割刀片和电阻丝分别完成果梗的一次分离切割和二次整修热切，提升系统的集成性。
3、移动机械臂完成末端执行器的水平和竖直移动，包括步进电机x、丝杠滑轨y、连接组件、丝杠滑轨x、步进电机y，丝杠滑轨x和丝杠滑轨y通过连接组件进行安装，步进电机x和步进电机y分别安装在丝杠滑轨x和丝杠滑轨y两端提供丝杠转动的动力，进而使连接组件带动丝杠滑轨x竖直移动，丝杠滑轨x沿连接组件水平移动；末端执行器完成草莓的采摘和整修，包括切割刀片、弹簧、固定夹持杆、支撑架、齿轮、齿条、移动夹持杆、电阻丝，支撑架对末端执行器所有组件进行定位与固定，移动夹持杆通过齿条安装在滑轨上在齿轮的带动下进行往复运动，与固定夹持杆配合完成草莓果梗的夹持与放置，刀片通过弹簧安装在固定加持杠上完成草莓果梗的一次分离切割，电阻丝安装在固定夹持杆上沿固定夹持杆方向往复运动，完成草莓果梗的二次整修热切；底座完成移动机械臂和末端执行器所有组件的固定和安装。
4、优选的，所述移动机械臂的连接组件的螺母采用垂直安装的方式，与丝杠滑轨x和丝杠滑轨y配合安装，保证移动机械臂能够实现水平和竖直运动。
5、优选的，所述末端执行器的固定夹持杆和移动夹持杆均采用铝合金机加工为5mm×15mm×60mm的立方体，保证切割刀片和电阻丝有效安装的前提下，以满足不同生长状况下草莓的夹持。
6、优选的，所述末端执行器的固定夹持杆和移动夹持杆的接触面使用橡胶材料包裹，增加与草莓果梗间的摩擦力且保证夹持稳定性。
7、优选的，所述末端执行器的切割刀片使用3个0.3mm×5mm×5mm的弹簧进行安装，刃口突出固定夹持杆表面5mm，使其能够有效切割草莓果梗，且完成切割后能有效复位。
8、优选的，所述末端执行器的电阻丝使用0.6mm镍铬丝，采用圆弧弯曲加热的方式，在保证电阻丝韧性下，使其能够有效切割草莓果梗。
9、与现有技术相比，本技术具有以下有益效果，本技术安装在草莓采摘机器人上使用，能够同时完成草莓采摘和整修过程，且采摘具有较高的效率、草莓整修具有较高精度和较低损伤。本技术具有结构简单、适应性强的优点，能够实现草莓的采摘整修一体化作业，能够有效提升草莓的采摘标准化程度和经济价值。
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1.一种设施高架草莓二次切割式采摘机械手，其特征在于，设施高架草莓二次切割式采摘机械手包括移动机械臂、末端执行器和底座，其中：移动机械臂和末端执行器所有组件通过底座进行固定和安装；移动机械臂包括步进电机X、丝杠滑轨Y、连接组件、丝杠滑轨X、步进电机Y，丝杠滑轨X和丝杠滑轨Y通过连接组件进行安装，步进电机X和步进电机Y分别安装在丝杠滑轨X和丝杠滑轨Y两端提供丝杠转动的动力，进而使连接组件带动丝杠滑轨X竖直移动，丝杠滑轨X沿连接组件水平移动；末端执行器包括切割刀片、弹簧、固定夹持杆、支撑架、齿轮、齿条、移动夹持杆、电阻丝，支撑架对末端执行器所有组件进行定位与固定，移动夹持杆通过齿条安装在滑轨上在齿轮的带动下进行往复运动，与固定夹持杆配合完成草莓果梗的夹持与放置，刀片通过弹簧安装在固定夹持杆上完成草莓果梗的一次分离切割，电阻丝安装在固定夹持杆上沿固定夹持杆方向往复运动，完成草莓果梗的二次整修热切。
2.根据权利要求1所述一种设施高架草莓二次切割式采摘机械手，其特征在于：连接组件的螺母采用垂直安装的方式，与丝杠滑轨X和丝杠滑轨Y配合安装，保证移动机械臂能够实现水平和竖直运动。
3.根据权利要求1所述一种设施高架草莓二次切割式采摘机械手，其特征在于：固定夹持杆和移动夹持杆均采用铝合金机加工为5 mm×15 mm×60 mm的立方体，保证切割刀片和电阻丝有效安装的前提下，以满足不同生长状况下草莓的夹持。
4.根据权利要求1所述一种设施高架草莓二次切割式采摘机械手，其特征在于：固定夹持杆和移动夹持杆的接触面使用橡胶材料包裹，增加与草莓果梗间的摩擦力且保证夹持稳定性。
5.根据权利要求1所述一种设施高架草莓二次切割式采摘机械手，其特征在于：切割刀片使用3个0.3 mm×5 mm×5 mm的弹簧进行安装，刃口突出固定夹持杆表面5 mm，使其能够有效切割草莓果梗，且完成切割后能有效复位。
6.根据权利要求1所述一种设施高架草莓二次切割式采摘机械手，其特征在于：电阻丝使用0.6 mm镍铬丝，采用圆弧弯曲加热的方式，在保证电阻丝韧性下，使其能够有效切割草莓果梗。
...【技术特征摘要】
1.一种设施高架草莓二次切割式采摘机械手，其特征在于，设施高架草莓二次切割式采摘机械手包括移动机械臂、末端执行器和底座，其中：移动机械臂和末端执行器所有组件通过底座进行固定和安装；移动机械臂包括步进电机x、丝杠滑轨y、连接组件、丝杠滑轨x、步进电机y，丝杠滑轨x和丝杠滑轨y通过连接组件进行安装，步进电机x和步进电机y分别安装在丝杠滑轨x和丝杠滑轨y两端提供丝杠转动的动力，进而使连接组件带动丝杠滑轨x竖直移动，丝杠滑轨x沿连接组件水平移动；末端执行器包括切割刀片、弹簧、固定夹持杆、支撑架、齿轮、齿条、移动夹持杆、电阻丝，支撑架对末端执行器所有组件进行定位与固定，移动夹持杆通过齿条安装在滑轨上在齿轮的带动下进行往复运动，与固定夹持杆配合完成草莓果梗的夹持与放置，刀片通过弹簧安装在固定夹持杆上完成草莓果梗的一次分离切割，电阻丝安装在固定夹持杆上沿固定夹持杆方向往复运动，完成草莓果梗的二次整修热切。
2.根据权利要求1所述一种设施高架草莓二次切割式采摘机械手，其特征在于：连接组件的螺母采用垂直安装...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔永杰，王明辉，徐健，周政东，
申请(专利权)人：西北农林科技大学，
类型：新型
国别省市：
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