CN108848898B - 基于半自动化草莓柔性采摘的匍匐茎切断机构 - Google Patents

Abstract

一种基于半自动化草莓柔性采摘的匍匐茎切断机构，包括用于吸附草莓的三段缓冲式吸头和用于切断草莓茎的切断机构，所述三段缓冲式吸头包括安装框架、缓冲弹簧、V型硅胶缓冲片、海绵吸附头和用于检测海绵吸附头变形量的光电传感器，所述光电传感器安装在海绵吸附头上，所述海绵吸附头安装在负压气管的前端上，所述负压气管的前部安装在所述安装框架上，所述负压气管的后端与所述气泵连接，所述V型硅胶缓冲片位于安装框架与海绵吸附头之间。本发明提供了一种基于半自动化草莓柔性采摘的匍匐茎切断机构,能够将草莓吸附固定，并且切断草莓匍匐茎，达到采摘草莓的目的,该机构降低工人劳动强度，提高采摘效率，减少生理疾病的产生。

Description

基于半自动化草莓柔性采摘的匍匐茎切断机构

技术领域

本发明涉及一种基于半自动化草莓柔性采摘的匍匐茎切断机构。

背景技术

在机械化自动化发展越来越迅速的今天，机器能够代替人类做更多精细的机械式工作，且降低人类劳动强度。固定住草莓与切断草莓茎作为最基本的机械式的工作，机器完全能够胜任。而且完成这一系列动作需要工人弯腰，长期的重复弯腰容易导致生理疾病，且劳动强度大，那么该机构就能够代替人手满足采摘草莓的要求。

草莓作为一种十分受欢迎的水果，市场前景会越来越好。对于采摘地垄栽培模式下的草莓来说，一个个草莓被采摘下来相对较容易，而无人参与的半自动化采摘就不那么简单了。

发明内容

为了克服现有草莓采摘技术存在劳动强度较高的缺陷，本发明提供了一种基于半自动化草莓柔性采摘的匍匐茎切断机构,能够将草莓吸附固定，并且切断草莓匍匐茎，达到采摘草莓的目的,该机构降低工人劳动强度，提高采摘效率，减少生理疾病的产生。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于半自动化草莓柔性采摘的匍匐茎切断机构，包括用于吸附草莓的三段缓冲式吸头和用于切断草莓茎的切断机构，所述三段缓冲式吸头包括安装框架、缓冲弹簧、V型硅胶缓冲片、海绵吸附头和用于检测海绵吸附头变形量的光电传感器，所述光电传感器安装在海绵吸附头上，所述海绵吸附头安装在负压气管的前端上，所述负压气管的前部安装在所述安装框架上，所述负压气管的后端与所述气泵连接，所述海绵吸附头的中心处设有中心孔，且该中心孔与所述负压气管连通，所述V型硅胶缓冲片位于安装框架与海绵吸附头之间，且套装在所述负压气管上，所述缓冲弹簧套装在负压气管上，其前端与所述V型硅胶缓冲片连接，其后端与安装框架连接；

所述切断机构包括包括电磁推杆、滑轨、连杆组件、刀头组件和压线杆，所述电磁推杆通过推杆复位弹簧安装在安装框架的后部上，所述滑轨位于所述电磁推杆的前方安装在安装框架的前部上，所述连杆组件包括左连杆臂、右连杆臂、横连杆和竖连杆，所述左连杆臂和右连杆臂左右对称的布置在滑轨的左右两侧，且左连杆臂和右连杆臂的下端分别与安装框架铰接，所述左连杆臂与右连杆臂的上端通过横连杆连接，所述竖连杆的上端与横连杆的中部铰接，所述竖连杆的下端与滑块铰接，所述滑块与所述滑轨形成前后滑动副，所述电磁推杆的前端与滑块连接；所述光电传感器与PCB控制板连接，所述PCB控制板分别与所述气泵、电磁推杆连接；

所述刀头组件包括刀片滑动架和两个刀刃相对布置的刀片，所述刀片滑动架固定在左连杆臂；和右连杆臂的上端，且与连杆组件形成倒L型结构，两个刀片的控制柄一端可滑动的安装在刀片滑动架上，两个刀片之间还设有刀片复位弹簧，两个刀片的控制柄一端通过第三拉线连接，第四拉线的上端与第三拉线的中部连接，所述第四拉线的下端与滑轨连接，压线杆位于所述第四拉线的正下方且固定在安装框架上；在两个刀片将草莓茎夹持，同时处于剪切位置时，第四拉线刚好压在压线杆上，使得第四拉线拉紧，带动两个刀片之间的闭合，从而实现剪切动作。

本发明的有益效果主要表现在：降低工人劳动强度，提高采摘效率，减少生理疾病的产生。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2至图5是本发明的剪切过程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。

参照图1～图5，一种基于半自动化草莓柔性采摘的匍匐茎切断机构，包括用于吸附草莓的三段缓冲式吸头和用于切断草莓茎的切断机构，所述三段缓冲式吸头包括安装框架1、缓冲弹簧、V型硅胶缓冲片、海绵吸附头9和用于检测海绵吸附头9变形量的光电传感器，所述光电传感器安装在海绵吸附头9上，所述海绵吸附头9安装在负压气管的前端上，所述负压气管的前部安装在所述安装框架1上，所述负压气管的后端与所述气泵连接，所述海绵吸附头9的中心处设有中心孔，且该中心孔与所述负压气管连通，所述V型硅胶缓冲片位于安装框架1与海绵吸附头9之间，且套装在所述负压气管上，所述缓冲弹簧套装在负压气管上，其前端与所述V型硅胶缓冲片连接，其后端与安装框架1连接；

所述切断机构包括包括电磁推杆2、滑轨3、连杆组件、刀头组件和压线杆，所述电磁推杆2通过推杆复位弹簧安装在安装框架1的后部上，所述滑轨3位于所述电磁推杆2的前方安装在安装框架1的前部上，所述连杆组件包括左连杆臂、右连杆臂、横连杆和竖连杆5，所述左连杆臂和右连杆臂左右对称的布置在滑轨3的左右两侧，且左连杆臂和右连杆臂的下端分别与安装框架1铰接，所述左连杆臂与右连杆臂的上端通过横连杆连接，所述竖连杆5的上端与横连杆的中部铰接，所述竖连杆5的下端与滑块4铰接，所述滑块4与所述滑轨3形成前后滑动副，所述电磁推杆2的前端与滑块4连接；所述光电传感器与PCB控制板连接，所述PCB控制板分别与所述气泵、电磁推杆2连接；

所述刀头组件包括刀片滑动架7和两个刀刃相对布置的刀片8，所述刀片滑动架7固定在左连杆臂和右连杆臂的上端，且与连杆组件形成倒L型结构，两个刀片8的控制柄一端可滑动的安装在刀片滑动架上，两个刀片8之间还设有刀片复位弹簧，两个刀片8的控制柄一端通过第三拉线连接，第四拉线的上端与第三拉线的中部连接，所述第四拉线的下端与滑轨连接，压线杆10位于所述第四拉线的正下方且固定在安装框架1上；在两个刀片将草莓茎夹持，同时处于剪切位置时，第四拉线刚好压在压线杆10上，使得第四拉线拉紧，带动两个刀片8之间的闭合，从而实现剪切动作。

本实施例中，连杆臂6包括左连杆臂和右连杆臂，所述三段缓冲式吸头通过负压气管连接安装在机构最前端。所述两片刀片由螺钉固定在所述刀片滑动架7上，所述两片刀片8可在所述刀片滑动架7内滑动，两个刀片8之间连接有刀片复位弹簧和拉线可在切割完成后进行复位。由竖连杆5、左、右连杆臂和滑轨3组成的三角机构，三角机构固定在所述安装框架1的上方。压线杆固定在结构体最前端。在操作过程中，与气泵连接的上述吸头吸附住草莓，再用电磁推杆2推动与竖连杆5铰接的滑块，让三角机构向前运动，抵达预定切割位置后，运动中的拉线压到结构前段的所述压线杆使所述两刀片8相向运动完成切割动作，从而完成切断草莓匍匐茎的过程。

本发明的工作原理为：匍匐茎切断机构包含了所述三段缓冲式吸头和切断机构，其中三段缓冲式气吸头由定制海绵吸附头9、V型硅胶缓冲片、缓冲弹簧、光电传感器从前向后依次连接在一起安装在安装框架1上，实现吸附过程中的无损化吸附固定。安装框架上端电磁推杆2在接收到动作信号后推动竖连杆5，使由竖连杆5、左、右连杆臂和滑轨3组成的三角机构，如图2所示向前运动，抵达采摘位置后压线杆压住两个刀片控制柄上的连线使前端刀片和刀片由于拉线拉力作用而闭合从而切断草莓茎完成整个流程，草莓顺势落入收集篮子中。

本发明适用于对吸附固定住的草莓进行匍匐茎切断作业，从而达到摘取草莓的目的。该机构采用简易仿形，模拟人手抓取草莓并掐断草莓匍匐茎的动作，运用特制吸头以及刀片联动结构，实现快速摘取草莓的目的。

Claims (1)

1.一种基于半自动化草莓柔性采摘的匍匐茎切断机构，其特征在于：包括用于吸附草莓的三段缓冲式吸头和用于切断草莓茎的切断机构，所述三段缓冲式吸头包括安装框架、缓冲弹簧、V型硅胶缓冲片、海绵吸附头和用于检测海绵吸附头变形量的光电传感器，所述光电传感器安装在海绵吸附头上，所述海绵吸附头安装在负压气管的前端上，所述负压气管的前部安装在所述安装框架上，所述负压气管的后端与气泵连接，所述海绵吸附头的中心处设有中心孔，且该中心孔与所述负压气管连通，所述V型硅胶缓冲片位于安装框架与海绵吸附头之间，且套装在所述负压气管上，所述缓冲弹簧套装在负压气管上，其前端与所述V型硅胶缓冲片连接，其后端与安装框架连接；

所述切断机构包括电磁推杆、滑轨、连杆组件、刀头组件和压线杆，所述电磁推杆通过推杆复位弹簧安装在安装框架的后部上，所述滑轨位于所述电磁推杆的前方安装在安装框架的前部上，所述连杆组件包括左连杆臂、右连杆臂、横连杆和竖连杆，所述左连杆臂和右连杆臂左右对称的布置在滑轨的左右两侧，且左连杆臂和右连杆臂的下端分别与安装框架铰接，所述左连杆臂与右连杆臂的上端通过横连杆连接，所述竖连杆的上端与横连杆的中部铰接，所述竖连杆的下端与滑块铰接，所述滑块与所述滑轨形成前后滑动副，所述电磁推杆的前端与滑块连接；所述光电传感器与PCB控制板连接，所述PCB控制板分别与所述气泵、电磁推杆连接；

所述刀头组件包括刀片滑动架和两个刀刃相对布置的刀片，所述刀片滑动架固定在左连杆臂和右连杆臂的上端，且与连杆组件形成倒L型结构，两个刀片的控制柄一端可滑动的安装在刀片滑动架上，两个刀片之间还设有刀片复位弹簧，两个刀片的控制柄一端通过第三拉线连接，第四拉线的上端与第三拉线的中部连接，所述第四拉线的下端与滑轨连接，压线杆位于所述第四拉线的正下方且固定在安装框架上；在两个刀片将草莓茎夹持，同时处于剪切位置时，第四拉线刚好压在压线杆上，使得第四拉线拉紧，带动两个刀片之间的闭合，从而实现剪切动作；

在草莓匍匐茎切断过程中，与气泵连接的上述吸头吸附住草莓，再用电磁推杆推动与竖连杆铰接的滑块，让三角机构向前运动，抵达预定切割位置后，运动中的拉线压到结构前段的所述压线杆使所述两个刀片相向运动完成切割动作，从而完成切断草莓匍匐茎的过程。