CN105466338B - 番茄侧枝位置探测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种番茄侧枝位置的探测装置，包括由探测联动部件、齿侧外圈、光滑外圈、步进内圈、光滑内圈、光电传感器组、步进电机构成的探测机构和由定位联动部件、左夹持手、右夹持手构成的定位夹紧机构构成。本发明的探测装置可以通过探测机构围绕番茄主杆移动时，探测到番茄侧枝的存在，定位联动部件动作使得左右夹持手夹紧番茄主杆，使得番茄主杆处在探测机构的内外圈的中心，探测机构再进行工作精确探测到番茄侧枝的位置。

Description

番茄侧枝位置探测装置
技术领域
本发明涉及园艺机械及农业机器人领域，具体涉及一种番茄侧枝探测装置，可应用于番茄侧芽摘除机器人中。
背景技术
随着农业现代化的提升，蔬菜生产规模化、自动化已经成为趋势。番茄侧芽摘除是提高番茄种植产量和品质必不可少的一环，番茄摘芽工作量大，且有时需要重复进行。手工摘芽虽然速度快，但是随着劳动力成本增加和巨大的作业量将不能满足实际需要。番茄侧芽摘除机器人是适应市场和实际需要而进行开发研究的，其末端装置的关键部分番茄侧枝位置探测装置是一个全新的装置，以实现番茄侧枝的探测作业，从而进行下一步的摘芽作业。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种番茄侧枝位置探测装置。
本发明的番茄侧枝位置探测装置，包括探测机构、定位夹紧机构、用于支撑探测机构的探测装置固定架和用于支撑定位夹紧机构的定位夹紧机构连接架，定位夹紧机构连接架固定于探测装置固定架上，探测机构包括探测联动部件，定位夹紧机构包括定位联动部件；
探测联动部件与定位联动部件结构相同，均为一对可实现开合动作的机械臂，定位联动部件平行设置于探测联动部件上方，探测联动部件的两只机械臂前端分别固定半环状的步进内圈和半环状的光滑内圈，步进内圈及光滑内圈上均具有半环状的截面呈T型的导轨凸台，齿侧外圈和光滑外圈上均具有半环状的截面呈T型的凹槽，齿侧外圈的凹槽与步进内圈的导轨凸台对接形成滑动配合，光滑外圈的凹槽与光滑内圈的导轨凸台对接形成滑动配合，步进内圈外周设有向外延伸的平台，平台下方固定有步进电机，步进电机的输出轴穿过平台与齿轮中心固定，齿轮与设于齿侧外圈外周的齿形咬合，定位联动部件的两只机械臂前端分别固定左夹持手和右夹持手，位于齿侧外圈和光滑外圈的正上方，齿侧外圈和光滑外圈上均布有若干个光电传感器。
进一步的，所述的光电传感器个数为6个。当探测联动部件动作使得两个机械臂闭合带动步进内圈和光滑内圈闭合，从而齿侧外圈和光滑外圈闭合，步进电机较快转动带动齿轮与齿侧外圈上齿形配合使得齿侧外圈和光滑外圈在步进内圈和光滑内圈上相对转动60度，安装在齿侧外圈和光滑外圈上的光电传感器便可以实现360度番茄侧枝位置探测，当光电传感器组探测到侧枝存在时，定位联动部件动作使两个机械臂闭合，左右夹持手夹紧使得番茄主杆处于探测机构内外圈的中心，步进电机回归原位后再次缓慢动作依靠光电传感器精确的探测出番茄侧枝的位置。探测完成后步进电机回归原位，探测联动部件再次动作使得步进内圈和光滑内圈的分离带动齿侧外圈和光滑外圈分开，定位联动部件再次动作使得左右夹持手分开。
本发明可以实现番茄侧枝位置的探测，并且探测速度快、效率高，可应用于番茄侧芽摘除机器人中。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图；
图2是探测机构的结构示意图；
图3是定位机构的结构示意图；
图4是图1中A-A剖面结构示意图；
图中：1是探测联动部件，2是步进内圈，3是光滑内圈，4是齿侧外圈，5是光滑外圈，6是步进电机，7是齿轮，8是光电传感器组，9是定位联动部件，10是左夹持手，11是右夹持手，12是探测装置固定架，13是定位夹紧机构连接架。
具体实施方式
下面结合附图实施例对本发明进一步说明。
如图1所示，本发明的番茄侧枝位置探测装置，应用于番茄侧芽摘除机器人中侧枝位置的探测，主要包括探测机构、定位夹紧机构、用于支撑探测机构的探测装置固定架12和用于支撑定位夹紧机构的定位夹紧机构连接架13，定位夹紧机构连接架13固定于探测装置固定架12上，探测机构包括探测联动部件1，定位夹紧机构包括定位联动部件9；探测联动部件1与定位联动部件9结构相同，均为一对可实现开合动作的机械臂，定位联动部件9平行设置于探测联动部件1上方，探测联动部件1的两只机械臂前端分别固定半环状的步进内圈2和半环状的光滑内圈3，步进内圈2及光滑内圈3上均具有半环状的截面呈T型的导轨凸台，齿侧外圈4和光滑外圈5上均具有半环状的截面呈T型的凹槽，齿侧外圈4的凹槽与步进内圈2的导轨凸台对接形成滑动配合，光滑外圈5的凹槽与光滑内圈3的导轨凸台对接形成滑动配合，步进内圈2外周设有向外延伸的平台，平台下方固定有步进电机6，步进电机6的输出轴穿过平台与齿轮7中心固定，齿轮7与设于齿侧外圈4外周的齿形咬合，定位联动部件9的两只机械臂前端分别固定左夹持手10和右夹持手11，位于齿侧外圈4和光滑外圈5的正上方，齿侧外圈4和光滑外圈5上均布有6个光电传感器8。
探测联动部件1动作使得两只机械臂闭合带动步进内圈2和光滑内圈3闭合，从而齿侧外圈4和光滑外圈5闭合，步进电机6较快转动小齿轮7与齿侧外圈4上齿形配合使得齿侧外圈4和光滑外圈5在步进内圈2和光滑内圈3上可以较快的相对转动，当光电传感器组8探测到侧枝存在时，定位联动部件9动作，使左夹持手10和右夹持手11夹紧使得番茄主杆处于探测机构内外圈的中心，步进电机6回归原位后再次缓慢转动，使得光电传感器组8围绕番茄主杆中心缓慢转动可以精确的探测出番茄侧置位置。探测完成后步进电机6回归原位，联动部件1再次动作使得步进内圈2和光滑内圈3的分离带动齿侧外圈4和光滑外圈5分开，定位联动部件9再次动作使得左夹持手10和右夹持手11分开。
上述技术方案中，采用的探测联动部件和定位联动部件均可以通过SG-5010舵机动作，舵机通过51单片机驱动控制。
采用的步进电机可以为信浓步进电机SST36C1080，步进电机通过PLC三菱FX1S-30MT-D，驱动器为ZD-6560-V4。

Claims (2)

1.番茄侧枝位置探测装置，其特征在于：包括探测机构、定位夹紧机构、用于支撑探测机构的探测装置固定架（12）和用于支撑定位夹紧机构的定位夹紧机构连接架（13），定位夹紧机构连接架（13）固定于探测装置固定架（12）上，探测机构包括探测联动部件（1），定位夹紧机构包括定位联动部件（9）；探测联动部件（1）与定位联动部件（9）结构相同，均为一对可实现开合动作的机械臂，定位联动部件（9）平行设置于探测联动部件（1）上方，探测联动部件（1）的一只机械臂前端固定半环状的步进内圈（2），另一只机械臂前端固定半环状的光滑内圈（3），步进内圈（2）及光滑内圈（3）上均具有半环状的截面呈T型的导轨凸台，齿侧外圈（4）和光滑外圈（5）上均具有半环状的截面呈T型的凹槽，齿侧外圈（4）的凹槽与步进内圈（2）的导轨凸台对接形成滑动配合，光滑外圈（5）的凹槽与光滑内圈（3）的导轨凸台对接形成滑动配合，步进内圈（2）外周设有向外延伸的平台，平台下方固定有步进电机（6），步进电机（6）的输出轴穿过平台与齿轮（7）中心固定，齿轮（7）与设于齿侧外圈（4）外周的齿形咬合，定位联动部件（9）的一只机械臂前端固定左夹持手（10），另一只机械臂前端固定右夹持手（11），位于齿侧外圈（4）和光滑外圈（5）的正上方，齿侧外圈（4）和光滑外圈（5）上均布有若干个光电传感器（8）。
2.根据权利要求1所述的番茄侧枝位置探测装置，其特征在于，所述的光电传感器（8）个数为6个。
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