本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化設(shè)備領(lǐng)域，具體地，涉及一種分離梳子式相向運(yùn)動(dòng)獼猴桃自動(dòng)采摘末端執(zhí)行器。

背景技術(shù)：

中國(guó)是世界獼猴桃栽培面積最大的國(guó)家，但是，國(guó)產(chǎn)獼猴桃無(wú)論在出口價(jià)格還是在出口量，都稍遜于新西蘭及其他出口國(guó)，直接導(dǎo)致國(guó)家在農(nóng)產(chǎn)品外銷(xiāo)上的重大經(jīng)濟(jì)損失，原因就是我國(guó)獼猴桃自動(dòng)采摘技術(shù)落后，主要是依靠人工進(jìn)行獼猴桃的采摘作業(yè)，而獼猴桃采摘周期又很集中，勞動(dòng)強(qiáng)度大，耗費(fèi)大量的勞動(dòng)力、時(shí)間，效率低下。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于農(nóng)業(yè)采摘機(jī)器人的研究的關(guān)鍵仍是效率問(wèn)題，獼猴桃果實(shí)的采摘模式?jīng)Q定了采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)形式和工作原理，同時(shí)也決定了作業(yè)效率。中國(guó)專(zhuān)利公布的CN 103448061 A“一種獼猴桃果實(shí)采摘末端執(zhí)行器”采用仿形手指抓取果實(shí)，旋轉(zhuǎn)采摘的模式，單果用時(shí)22s，效率太低。在實(shí)驗(yàn)室做過(guò)機(jī)理試驗(yàn)后提出一種相向運(yùn)動(dòng)的采摘模式，可以大大提高效率。因此急需一種分離梳子式相向運(yùn)動(dòng)獼猴桃自動(dòng)采摘末端執(zhí)行器來(lái)解決這一技術(shù)難題，但是目前市場(chǎng)上并沒(méi)有該類(lèi)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本專(zhuān)利提供了一種分離梳子式相向運(yùn)動(dòng)獼猴桃自動(dòng)采摘末端執(zhí)行器，本發(fā)明機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，省時(shí)省力，效率高，實(shí)現(xiàn)簇生獼猴桃的分離，并且多果一次性采摘，解決了獼猴桃單果采摘費(fèi)時(shí)費(fèi)力的技術(shù)難題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：

一種分離梳子式相向運(yùn)動(dòng)獼猴桃自動(dòng)采摘末端執(zhí)行器，是由擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)、傾斜曲面推板機(jī)構(gòu)、直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、安裝板、果實(shí)分離梳子組成的，其特征是：擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)包括成排仿形凸輪、壓力傳感器、調(diào)整間隙、U型支架、凸輪轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)電機(jī)，傾斜曲面推板機(jī)構(gòu)包括成排斜曲面推板、微型傳感器、和雙軸氣缸，直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括L型支架、導(dǎo)桿、導(dǎo)桿支架、導(dǎo)桿底座、直線電機(jī)、螺母滑塊、絲杠和往復(fù)機(jī)構(gòu)支架；所述擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)安裝在直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)前端，所述傾斜曲面推板機(jī)構(gòu)安裝在直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上部，所述直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在安裝板上，所述安裝板上部與果實(shí)分離梳子連接，所述成排仿形凸輪通過(guò)凸輪轉(zhuǎn)軸安裝在U型支架上，并且與旋轉(zhuǎn)電機(jī)連接，所述壓力傳感器安裝在成排仿形凸輪內(nèi)表面，所述調(diào)整間隙設(shè)置在成排仿形凸輪之間；所述成排斜曲面推板安裝在雙軸氣缸前端，所述雙軸氣缸安裝在直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)上部，所述微型傳感器安裝在成排斜曲面推板下部；所述L型支架與導(dǎo)桿連接，所述導(dǎo)桿通過(guò)導(dǎo)桿支架與導(dǎo)桿底座連接，所述導(dǎo)桿底座與螺母滑塊連接，所述螺母滑塊與絲杠配合，安裝在往復(fù)機(jī)構(gòu)支架上，所述直線電機(jī)與絲杠連接。

優(yōu)選地，所述成排仿形凸輪外輪廓設(shè)計(jì)成仿獼猴桃外輪廓形狀，并且表面粘附有一層3mm厚的軟硅膠材料。

更優(yōu)選地，所述成排斜曲面推板設(shè)計(jì)成傾斜的仿獼猴桃外輪廓曲面，與水平面夾角為75°～85°可調(diào)，并且表面粘附有一層3mm厚的軟硅膠材料。

具體地，所述果實(shí)分離梳子設(shè)置有間隔20mm的成排梳齒，并且前端設(shè)置V字形。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的一種分離梳子式相向運(yùn)動(dòng)獼猴桃自動(dòng)采摘末端執(zhí)行器能夠?qū)崿F(xiàn)獼猴桃多果分離和一次性采摘。首先，果實(shí)分離梳子將簇生獼猴桃果實(shí)分離，成一排的姿態(tài)，直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)和傾斜曲面推板機(jī)構(gòu)靠近獼猴桃果實(shí)，當(dāng)微型傳感器檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)成排仿形凸輪順時(shí)針擺動(dòng)90°，同時(shí)雙軸氣缸將成排斜曲面推板推出去，獼猴桃果實(shí)順著成排仿形凸輪的外輪廓表面滑落到容納箱中；其次，當(dāng)微型傳感器沒(méi)有信號(hào)時(shí)，說(shuō)明獼猴桃果實(shí)已經(jīng)采摘成功，通過(guò)成排仿形凸輪外輪廓曲面滑落到容納箱中，其中壓力傳感器設(shè)置有閾值，一旦壓力超過(guò)上限，機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)，防止獼猴桃的表面損傷。本發(fā)明機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，省時(shí)省力，效率高，實(shí)現(xiàn)了獼猴桃多果分離和一次性采摘，解決了獼猴桃采摘費(fèi)時(shí)費(fèi)力的難題。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

下列附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，其與下述的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于下述附圖及具體實(shí)施方式。在附圖中：

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)等軸測(cè)圖；

圖2為本發(fā)明的擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的傾斜曲面推板機(jī)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的果實(shí)分離梳子的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)，101成排仿形凸輪，102壓力傳感器，103調(diào)整間隙，104U型支架，105凸輪轉(zhuǎn)軸，106旋轉(zhuǎn)電機(jī)，2傾斜曲面推板機(jī)構(gòu)，201成排斜曲面推板，202微型傳感器，203雙軸氣缸，3直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，301L型支架，302導(dǎo)桿，303導(dǎo)桿支架，304導(dǎo)桿底座，305直線電機(jī)，306螺母滑塊，307絲杠，308往復(fù)機(jī)構(gòu)支架，4安裝板，5果實(shí)分離梳子。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于下述的具體實(shí)施方式。

參見(jiàn)圖1至圖5所示，一種分離梳子式相向運(yùn)動(dòng)獼猴桃自動(dòng)采摘末端執(zhí)行器，是由擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)1、傾斜曲面推板機(jī)構(gòu)2、直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3、安裝板4、果實(shí)分離梳子5組成的，其特征是：擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)1包括成排仿形凸輪101、壓力傳感器102、調(diào)整間隙103、U型支架104、凸輪轉(zhuǎn)軸105和旋轉(zhuǎn)電機(jī)106，傾斜曲面推板機(jī)構(gòu)2包括成排斜曲面推板201、微型傳感器202、和雙軸氣缸203，直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3包括L型支架301、導(dǎo)桿302、導(dǎo)桿支架303、導(dǎo)桿底座304、直線電機(jī)305、螺母滑塊306、絲杠307和往復(fù)機(jī)構(gòu)支架308；所述擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)1安裝在直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3前端，所述傾斜曲面推板機(jī)構(gòu)2安裝在直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3上部，所述直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3設(shè)置在安裝板4上，所述安裝板4上部與果實(shí)分離梳子5連接，所述成排仿形凸輪101通過(guò)凸輪轉(zhuǎn)軸105安裝在U型支架104上，并且與旋轉(zhuǎn)電機(jī)106連接，所述壓力傳感器102安裝在成排仿形凸輪101內(nèi)表面，所述調(diào)整間隙103設(shè)置在成排仿形凸輪101之間；所述成排斜曲面推板201安裝在雙軸氣缸203前端，所述雙軸氣缸203安裝在直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3上部，所述微型傳感器202安裝在成排斜曲面推板201下部；所述L型支架301與導(dǎo)桿302連接，所述導(dǎo)桿302通過(guò)導(dǎo)桿支架303與導(dǎo)桿底座304連接，所述導(dǎo)桿底座304與螺母滑塊306連接，所述螺母滑塊306與絲杠307配合，安裝在往復(fù)機(jī)構(gòu)支架308上，所述直線電機(jī)305與絲杠307連接。

參見(jiàn)圖2所示，優(yōu)選地，所述成排仿形凸輪101外輪廓設(shè)計(jì)成仿獼猴桃外輪廓形狀，并且表面粘附有一層3mm厚的軟硅膠材料。

參見(jiàn)圖3所示，更優(yōu)選地，所述成排斜曲面推板201設(shè)計(jì)成傾斜的仿獼猴桃外輪廓曲面，與水平面夾角為75°～85°可調(diào)，并且表面粘附有一層3mm厚的軟硅膠材料。

參見(jiàn)圖4所示，具體地，所述果實(shí)分離梳子4設(shè)置有間隔20mm的成排梳齒，并且前端設(shè)置V字形。

為了幫助理解本發(fā)明的上述基本實(shí)施方式，參照?qǐng)D1至圖5進(jìn)行示例性說(shuō)明，例如：首先，果實(shí)分離梳子5將簇生獼猴桃果實(shí)分離，成一排的姿態(tài)，直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)1和傾斜曲面推板機(jī)構(gòu)2靠近獼猴桃果實(shí)，當(dāng)微型傳感器202檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)106驅(qū)動(dòng)成排仿形凸輪101順時(shí)針擺動(dòng)90°，同時(shí)雙軸氣缸203將成排斜曲面推板201推出去，獼猴桃果實(shí)順著成排仿形凸輪101的外輪廓表面滑落到容納箱中；其次，當(dāng)微型傳感器202沒(méi)有信號(hào)時(shí)，說(shuō)明獼猴桃果實(shí)已經(jīng)采摘成功，通過(guò)成排仿形凸輪101外輪廓曲面滑落到容納箱中，其中壓力傳感器102設(shè)置有閾值，一旦壓力超過(guò)上限，機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)，防止獼猴桃的表面損傷。

工作步驟如下：

第一步，裝置上電復(fù)位，直線電機(jī)305驅(qū)動(dòng)成排斜曲面推板201和成排仿形凸輪101運(yùn)動(dòng)到最右邊，旋轉(zhuǎn)電機(jī)106驅(qū)動(dòng)成排仿形凸輪101逆時(shí)針轉(zhuǎn)45°；

第二步，果實(shí)分離梳子5將簇生獼猴桃果實(shí)分離，成一排的姿態(tài)，直線往復(fù)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)3驅(qū)動(dòng)擺動(dòng)凸輪機(jī)構(gòu)1和傾斜曲面推板機(jī)構(gòu)2靠近獼猴桃果實(shí)；

第三步，當(dāng)微型傳感器202檢測(cè)到信號(hào)時(shí)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)106驅(qū)動(dòng)成排仿形凸輪101順時(shí)針擺動(dòng)90°，同時(shí)雙軸氣缸203將成排斜曲面推板201推出去，獼猴桃果實(shí)順著成排仿形凸輪101的外輪廓表面滑落到容納箱中，其中壓力傳感器102設(shè)置有閾值，一旦壓力超過(guò)上限，機(jī)構(gòu)停止運(yùn)動(dòng)，防止獼猴桃的表面損傷；

第四步，當(dāng)該處獼猴桃目標(biāo)果實(shí)采摘完畢，機(jī)械臂移動(dòng)末端執(zhí)行器檢測(cè)新的獼猴桃區(qū)域，進(jìn)行作業(yè)，重新進(jìn)行上面三步。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)，在不脫離本發(fā)明的原理與精神的情況下，對(duì)實(shí)施方式所進(jìn)行的改變、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。