CN108966834B - 扭转抓取苹果的采摘器及其采摘方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种扭转抓取苹果的采摘器及其采摘方法，采摘器包括摇杆滑块机构(1)、线传动机构(2)、扭转机构(3)、分选机构(4)和处理模块(5)，固定在内筒(6)外壁上的套环(7)经由线传动机构(2)致动以沿着内筒(6)外壁往复移动；上指(8)和下指(11)同步地开合以抓取苹果，一对传动线(19)一端分别连接套环(7)，另一端分别卷绕滑轮组(15)后穿出滑轮架(14)后分别卷绕卷轮(18)，卷轮(18)在电机(17)的驱动下旋转使得卷绕滑轮组(15)的传动线(19)致动套环(7)进行往复移动，内筒(6)在大齿轮(24)驱动下转动以扭转分离苹果，旋转盘(27)基于重量数据向预定方向的收集单元翻转。

Description

扭转抓取苹果的采摘器及其采摘方法

技术领域

本发明涉及一种农业机械技术领域，特别是一种扭转抓取苹果的采摘器及其采摘方法。

背景技术

现阶段，我国苹果市场需求量巨大，苹果种植的规模也越来越大。然而，由于目前我国农业机械化、智能化水平较低，苹果采摘基本都是靠人工采摘。苹果采摘作业是苹果生产中最耗时、最费力的环节，苹果收获期间需投入的劳力约占整个生产过程的50％～70％，而且在采摘作业中经常需要借助梯子登高，长时间作业不仅劳动强度大而且具有一定的危险性。

庞大的苹果产量对劳动力数量和强度的要求都是极其苛刻的。这也导致采摘作业成本提高，效率下降。评估苹果采摘作业质量的好坏会对产品的后续加工储存产生直接影响，从而最终影响到市场价格和经济效益。由于苹果种植特点的复杂性和机器人工作环境的苛刻性，市场上仍没有成熟、商品化的采摘机器人。尽管各种采摘装置已然存在，但其存在体型巨大、成本高昂、实用性较低的弊端，不是果农良好的采摘助手。

以上众多因素给水果的收获带来了极大的困难，因此在果实收获中，研究开发一种解放人力、提高采摘效率且成本较低的水果采摘辅助装置迫在眉睫。苹果采摘辅助装置不仅能够降低果农的劳动强度、提高劳动生产率、降低生产成本、保证果实及时采收、保证果品质量，而且对于促进我国农业科技进步，跟踪世界农业新技术、加速我国农业现代化进程有着重大的现实意义。

综上所述，苹果采摘是苹果的整个生产流程中最重要，也是最繁琐的一部分，目前苹果的采摘和收集主要由人站在高处完成，不仅劳动强度大，安全性也得不到保障。同时，市场上也出现了一些简易苹果采摘装置，但都无法有效解决上述问题。所以一款能安全准确地采摘中高处的苹果、并且保证采摘时苹果不受损坏辅助装置应运而生。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

为解决上述现有技术的不足之处，本发明提供一种扭转抓取苹果的采摘器及其采摘方法，采用了构造较为简单的结构，降低了装置的成本；又优化了采摘的处理模块，使得装置具有较高的智能化程度并提高了采摘和收集效率，能进一步为苹果的采摘、种植和售卖提供依据。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

本发明的一个方面，一种扭转抓取苹果的采摘器包括摇杆滑块机构、线传动机构、扭转机构、分选机构和处理模块，

摇杆滑块机构包括：

内筒，其用于支承摇杆滑块机构；

套环，固定在内筒外壁上的套环经由线传动机构致动以沿着内筒外壁往复移动；

上指，用于抓取苹果的上指的中部可转动地连接在内筒一侧上，上指远离上抓取端的上固定端连接所述套环的一侧，所述上抓取端随着套环的往复移动而开合，

下指，用于抓取苹果的下指的中部可转动地连接在内筒另一侧上，下指远离下抓取端的下固定端连接所述套环另一侧，所述下抓取端随着套环的往复移动而开合，其中，所述上指和下指同步地开合以抓取苹果，

线传动机构包括，

滑轮架，其连接在所述内筒下方，

一对滑轮组，分别对应上指和下指的一对滑轮组固定在滑轮架上，

电机，其固定在所述滑轮架上，

卷轮，连接电机的卷轮经由电机驱动旋转，

一对传动线，其一端分别连接套环，另一端分别卷绕滑轮组后穿出滑轮架后分别卷绕所述卷轮，卷轮在电机的驱动下旋转使得卷绕滑轮组的传动线致动所述套环进行往复移动，

扭转机构包括：

套筒，其经由卡箍连接到内筒，

直流电机，提供扭转动力的直流电机固定在套筒上，

小齿轮，经由齿轮架固定在套筒上的小齿轮连接并经由直流电机驱动，

大齿轮，设在内筒上的大齿轮啮合所述小齿轮形成齿轮副，内筒在大齿轮驱动下转动以扭转分离苹果；

分选机构包括：

承载盘，其用于承载从内筒扭转分离的苹果，

称重计，测量苹果重量数据的称重计布置在承载盘底部，

旋转盘，其基于重量数据向预定方向的收集单元翻转以分类苹果，

处理模块，其包括

控制单元，连接摇杆滑块机构、线传动机构、扭转机构和分选机构的控制单元基于控制指令控制上指和下指同步地开合、扭转机构的扭转运动以及分选机构的分类，

信息采集单元，其采集采摘的苹果的产地数据，所述产地数据包括苹果尺寸信息、苹果重量数据、苹果品种信息、苹果产地位置信息、采摘时间和/或采摘人员信息，

无线通信单元，连接信息采集单元的无线通信单元无线连接上位机和/或互联网。

在所述的扭转抓取苹果的采摘器中，所述上指和/或下指限制苹果5个自由度。

在所述的扭转抓取苹果的采摘器中，所述上抓取端和/或下抓取端包括多个夹持部。

在所述的扭转抓取苹果的采摘器中，所述卷轮将两侧滑轮组绕出来的一对传动线组合在一起。

在所述的扭转抓取苹果的采摘器中，扭转机构包括齿轮齿圈部件，齿圈与内筒固定，直流电机带动小齿轮转动，小齿轮啮合齿圈以带动内筒转动。

在所述的扭转抓取苹果的采摘器中，承载盘经由采摘通道连接内筒，所述采摘通道内设有计数器。

在所述的扭转抓取苹果的采摘器中，所述扭转机构经由电刷结构连接电源，所述电源与扭转机构分离布置，所述旋转盘通过弹簧作用实现左右翻转并恢复原状。

在所述的扭转抓取苹果的采摘器中，摇杆滑块机构、线传动机构和扭转机构布置在穿戴式背带上，其经由采摘通道连接分选机构，所述分选机构和处理模块布置在可移动单元上。

在所述的扭转抓取苹果的采摘器中，所述处理模块包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA，处理模块包括存储器，所述存储器可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。

根据本发明的另一方面，一种利用所述的扭转抓取苹果的采摘器的采摘方法步骤包括：

第一步骤中，收到采摘指令，卷轮在电机的驱动下旋转使得卷绕滑轮组的传动线致动所述套环进行往复移动，所述上抓取端和下抓取端随着套环的往复移动而同步开合以夹持苹果，

第二步骤中，直流电机驱动小齿轮，小齿轮啮合大齿轮使得内筒转动，上指和下指随着内筒转动而从苹果树上分离苹果，

第三步骤中，从内筒扭转分离的苹果落入承载盘并称重，旋转盘基于重量向预定方向的收集单元翻转以分类苹果，信息采集单元采集采摘的苹果的产地数据并经由无线通信单元发送，控制单元再次发出采摘指令，实现持续采摘。

本发明具有以下有益效果：一、结构轻量设计，采用滑轮组传动，电刷结构连接电路。二、六指节抓取，限制五个自由度，抓取更稳定。三、采摘收集一体化，采摘手通过管道直接连接收集器，独立的运动模块设计、抓取动作和扭转动作互不干扰，提高了运动可靠性，苹果采摘、分类和收集效率较高，实用性强。四、缓冲装置保护苹果，收集管及缓冲材料减小苹果掉落受力。五、在线实时数据收集系统，实时监测生产状况。六、研发成本以及生产成本较低，便于普及，相较于已有产品，体积小，适合果园使用，适应我国多数果农用户的需求。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的扭转抓取苹果的采摘器的扭转抓取部分的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的扭转抓取苹果的采摘器的分选处理部分的结构示意图；

图3是根据本发明一个实施例的扭转抓取苹果的采摘器的摇杆滑块机构和线传动机构的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的扭转抓取苹果的采摘器的扭转机构的结构示意图；

图5是根据本发明一个实施例的扭转抓取苹果的采摘器的分选机构的结构示意图；

图6是根据本发明一个实施例的使用扭转抓取苹果的采摘器的采摘方法的步骤示意图。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

为了更好地理解，图1是根据本发明一个实施例的扭转抓取苹果的采摘器的扭转抓取部分的结构示意图，图2是根据本发明一个实施例的扭转抓取苹果的采摘器的分选处理部分的结构示意图，如图1-2所示，扭转抓取苹果的采摘器包括摇杆滑块机构1、线传动机构2、扭转机构3、分选机构4和处理模块5。

图3是根据本发明一个实施例的扭转抓取苹果的采摘器的摇杆滑块机构和线传动机构的结构示意图，摇杆滑块机构1包括：

内筒6，其用于支承摇杆滑块机构1；

套环7，固定在内筒6外壁上的套环7经由线传动机构2致动以沿着内筒6外壁往复移动；

上指8，用于抓取苹果的上指8的中部可转动地连接在内筒6一侧上，上指8远离上抓取端9的上固定端10连接所述套环7的一侧，所述上抓取端9随着套环7的往复移动而开合，

下指11，用于抓取苹果的下指11的中部可转动地连接在内筒6另一侧上，下指11远离下抓取端12的下固定端13连接所述套环7另一侧，所述下抓取端12随着套环7的往复移动而开合，其中，所述上指8和下指11同步地开合以抓取苹果，

线传动机构2包括，

滑轮架14，其连接在所述内筒6下方，

一对滑轮组15，分别对应上指8和下指11的一对滑轮组15固定在滑轮架14上，

电机17，其固定在所述滑轮架14上，

卷轮18，连接电机17的卷轮18经由电机17驱动旋转，

一对传动线19，其一端分别连接套环7，另一端分别卷绕滑轮组15后穿出滑轮架14后分别卷绕所述卷轮18，卷轮18在电机17的驱动下旋转使得卷绕滑轮组15的传动线19致动所述套环7进行往复移动，

图4是根据本发明一个实施例的扭转抓取苹果的采摘器的扭转机构的结构示意图，如图所示，扭转机构3包括：

套筒20，其经由卡箍21连接到内筒6，

直流电机22，提供扭转动力的直流电机22固定在套筒20上，

小齿轮23，经由齿轮架24固定在套筒20上的小齿轮23连接并经由直流电机22驱动，

大齿轮24，设在内筒6上的大齿轮24啮合所述小齿轮23形成齿轮副，内筒6在大齿轮24驱动下转动以扭转分离苹果；

图5是根据本发明一个实施例的扭转抓取苹果的采摘器的分选机构的结构示意图，如图所示，分选机构4包括：

承载盘25，其用于承载从内筒6扭转分离的苹果，

称重计26，测量苹果重量数据的称重计26布置在承载盘25底部，

旋转盘27，其基于重量数据向预定方向的收集单元翻转以分类苹果，

处理模块5，其包括

控制单元28，连接摇杆滑块机构1、线传动机构2、扭转机构3和分选机构4的控制单元28基于控制指令控制上指8和下指11同步地开合、扭转机构3的扭转运动以及分选机构4的分类，

信息采集单元29，其采集采摘的苹果的产地数据，所述产地数据包括苹果尺寸信息、苹果重量数据、苹果品种信息、苹果产地位置信息、采摘时间和/或采摘人员信息，

无线通信单元30，连接信息采集单元29的无线通信单元无线连接上位机和/或互联网。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，所述上指8和/或下指11限制苹果5个自由度。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，所述上抓取端9和/或下抓取端12包括多个夹持部。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，所述卷轮将两侧滑轮组绕出来的一对传动线组合在一起。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，扭转机构3包括齿轮齿圈部件，齿圈与内筒6固定，直流电机22带动小齿轮23转动，小齿轮23啮合齿圈以带动内筒6转动。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，承载盘25经由采摘通道16连接内筒6，所述采摘通道16内设有计数器。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，所述扭转机构3经由电刷结构连接电源，所述电源与扭转机构3分离布置，所述旋转盘27通过弹簧作用实现左右翻转并恢复原状。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，摇杆滑块机构1、线传动机构2和扭转机构3布置在穿戴式背带上，其经由采摘通道连接分选机构4，所述分选机构4和处理模块5布置在可移动单元上。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，所述处理模块5包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA，处理模块5包括存储器，所述存储器可以包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。

为了进一步理解本发明，在一个实施例中，扭转抓取苹果的采摘器包括摇杆滑块机构、线传动机构、扭转机构、电刷结构、分选机构和处理模块。

摇杆滑块机构，在抓紧苹果的过程中，上下指、套环和内筒共同组成了摇杆滑块机构，上指、下指与内筒和套环实现双向连接，套环由线传动机构控制，步进电机带动线传动机构工作，在线传动机构的带动下，套环沿着内筒做往复运动。

线传动机构，滑轮组固定在滑轮架上，采用线传动机构的目的是在尽可能减轻机械手重量的同时实现上下指张开和闭合的功能，从滑轮组绕出来的线通过滑轮架最底部的孔穿出，共同绕在卷轮上，卷轮连接着电机，电机转动带动卷轮上的线运动，从而使套环能够顺利完成预定动作。

扭转机构，大齿轮固定于外筒壁上，小齿轮固定于齿轮架上，套筒1和套筒2由卡箍固定在一起。扭转运动开始，直流电机转动，齿轮副开始工作，外筒随着大齿轮一起转动，苹果被扭下。

电刷结构，为减轻头部重量，将电源安装在助力杆的尾部，设计了电刷结构来实现上下电力传输。

分选机构，由承载盘、称重计和旋转盘组成，对不同重量苹果进行分类，分选机构基于称重原理，以重量220g作为大小苹果的分界点，处于承载盘上的苹果在称重计上完成称重，旋转盘随之左右翻转，达到了分类的目的。

控制装置，以STM32作为载体，主要收集苹果的大小，位置，重量信息。苹果经过收集管道时，碰到行程开关后产生中断，STM32通过WIFI-ESP8266模块向服务器发送该苹果的大小、位置、重量信息，更新服务器端数据。服务器依据收到的苹果的位置信息，通过距离判别算法求解该苹果所属的苹果树，将该苹果对应的苹果树以及采摘人员的相应数据进行实时更新，并立即发送至用户终端。用户通过网页即可实时看到每棵苹果树的实时采摘信息以及每个采摘工人的实时采摘信息。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器不同于现今国内外大型的人工辅助苹果采摘装置，其结构更适宜个体果农和小型苹果园。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，摇杆滑块机构可以同时实现上下指的张开和闭合，限制苹果的5个自由度，保证苹果被牢牢抓紧，为扭转运动做好准备。

在本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，线传动机构由滑轮组、滑轮架和卷轮组成，采用滑轮组实现力的比例缩放，减小了线所受拉力，同时增大了行程，从而尽可能保证套环运动时不发生倾斜。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，卷轮将两侧滑轮组绕出来的线组合在一起，消除了两边滑轮组的不一致性，保证了套环往复运动功能的平稳实现。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，扭转机构由一组齿轮齿圈构成，齿圈与内筒固定，电机带动小齿轮转动，从而带动齿圈和内筒转动，实现了扭转的目的。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，电刷结构将旋转功能的供电器件下移，大大减轻了机械爪的重量，解决了旋转部件与电源分离难的问题。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，根据重量对苹果进行粗分类，分选机构的旋转盘通过一组弹簧的相互作用可以实现左右翻转并恢复原状。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，处理模块由STM32和行程开关组成，用于实时检测采摘状态，并将采摘数据传输给服务器。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，在抓紧苹果的过程中，上指8、下指11与内筒6和套环7实现双向连接，套环7由线传动机构2控制，步进电机带动线传动机构2工作，在线传动机构2的带动下，套环7沿着内筒6做往复运动。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，滑轮组15固定在滑轮架上，采用线传动机构2的目的是在尽可能减轻机械手重量的同时实现上指8、下指11张开和闭合的功能，从滑轮组绕出来的线通过滑轮架最底部的孔穿出，共同绕在卷轮上，卷轮连接着电机，电机转动带动卷轮上的线运动，从而使套环能够顺利完成预定动作。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，扭转运动开始，直流电机23转动，齿轮副开始工作，外筒随着大齿轮17一起转动，苹果被扭下。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，为减轻头部重量，将电源安装在助力杆的尾部，设计了电刷结构来实现上下电力传输。

本发明所述的扭转抓取苹果的采摘器的优选实施例中，分选机构4由承载盘25、称重计26和旋转盘27组成，对不同重量苹果进行分类，分选机构4基于称重原理，以重量220g作为大小苹果的分界点，处于承载盘25上的苹果在称重计26上完成称重，旋转盘27随之左右翻转，达到了分类的目的。

处理模块以STM32作为载体，主要收集苹果的大小，位置，重量信息。苹果经过收集管道时，碰到行程开关后产生中断，STM32通过WIFI-ESP8266模块向服务器发送该苹果的大小、位置、重量信息，更新服务器端数据。服务器依据收到的苹果的位置信息，通过距离判别算法求解该苹果所属的苹果树，将该苹果对应的苹果树以及采摘人员的相应数据进行实时更新，并立即发送至用户终端。用户通过网页即可实时看到每棵苹果树的实时采摘信息以及每个采摘工人的实时采摘信息。

图6是根据本发明一个实施例的使用扭转抓取苹果的采摘器的采摘方法的步骤示意图，一种利用所述的扭转抓取苹果的采摘器的采摘方法步骤包括：

第一步骤S1中，收到采摘指令，卷轮18在电机17的驱动下旋转使得卷绕滑轮组15的传动线19致动所述套环7进行往复移动，所述上抓取端9和下抓取端12随着套环7的往复移动而同步开合以夹持苹果，

第二步骤S2中，直流电机22驱动小齿轮23，小齿轮23啮合大齿轮24使得内筒转动，上指8和下指11随着内筒转动而从苹果树上分离苹果，

第三步骤S3中，从内筒6扭转分离的苹果落入承载盘25并称重，旋转盘27基于重量向预定方向的收集单元翻转以分类苹果，信息采集单元29采集采摘的苹果的产地数据并经由无线通信单元发送，控制单元再次发出采摘指令，实现持续采摘。

本发明的方法中，手持本产品对准将要采摘的苹果，调整好距离和角度后按下开关，整个装置开始工作。首先，操作人员将苹果放置于机械手的采摘区域，按下黄色按钮，上下指闭合，上下指对形状不同的苹果有较好的自适应性，且均带有行程开关来判断是否抓紧，上下指牢牢抓紧苹果，运动传递给扭转机构；之后按下红色按钮，旋转模块开始工作并保持旋转运动，当观察到苹果被扭下来后松开红色按钮，旋转模块停止转动；之后按下黄色按钮，上下指张开，苹果被释放；采摘下来的苹果沿着与外筒相连的缓冲管道缓缓滑下，落入收集模块，在称重摆盘停留大约4s，之后根据重量大小将苹果摆入大、小苹果收集箱内，stm32将采集到的数据实时上传到网页，网页进行部分统计与分析。本装置能够同时实现苹果的抓取、扭转和收集分析工作，效率较高。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种扭转抓取苹果的采摘器，其包括摇杆滑块机构(1)、线传动机构(2)、扭转机构(3)、分选机构(4)和处理模块(5)，其特征在于，

摇杆滑块机构(1)包括：

内筒(6)，其用于支承摇杆滑块机构(1)；

套环(7)，固定在内筒(6)外壁上的套环(7)经由线传动机构(2)致动以沿着内筒(6)外壁往复移动；

上指(8)，用于抓取苹果的上指(8)的中部可转动地连接在内筒(6)一侧上，上指(8)远离上抓取端(9)的上固定端(10)连接所述套环(7)的一侧，所述上抓取端(9)随着套环(7)的往复移动而开合，

下指(11)，用于抓取苹果的下指(11)的中部可转动地连接在内筒(6)另一侧上，下指(11)远离下抓取端(12)的下固定端(13)连接所述套环(7)另一侧，所述下抓取端(12)随着套环(7)的往复移动而开合，其中，所述上指(8)和下指(11)同步地开合以抓取苹果，

线传动机构(2)包括，

滑轮架(14)，其连接在所述内筒(6)下方，

一对滑轮组(15)，分别对应上指(8)和下指(11)的一对滑轮组(15)固定在滑轮架(14)上，

电机(17)，其固定在所述滑轮架(14)上，

卷轮(18)，连接电机(17)的卷轮(18)经由电机(17)驱动旋转，

一对传动线(19)，其一端分别连接套环(7)，另一端分别卷绕滑轮组(15)后穿出滑轮架(14)后分别卷绕所述卷轮(18)，卷轮(18)在电机(17)的驱动下旋转使得卷绕滑轮组(15)的传动线(19)致动所述套环(7)进行往复移动，

扭转机构(3)包括：

套筒(20)，其经由卡箍(21)连接到内筒(6)，

直流电机(22)，提供扭转动力的直流电机(22)固定在套筒(20)上，

小齿轮(23)，经由齿轮架固定在套筒(20)上的小齿轮(23)连接并经由直流电机(22)驱动，

大齿轮(24)，设在内筒(6)上的大齿轮(24)啮合所述小齿轮(23)形成齿轮副，内筒(6)在大齿轮(24)驱动下转动以扭转分离苹果；

分选机构(4)包括：

承载盘(25)，其用于承载从内筒(6)扭转分离的苹果，

称重计(26)，测量苹果重量数据的称重计(26)布置在承载盘(25)底部，

旋转盘(27)，其基于重量数据向预定方向的收集单元翻转以分类苹果，

处理模块(5)，其包括

控制单元(28)，连接摇杆滑块机构(1)、线传动机构(2)、扭转机构(3)和分选机构(4)的控制单元(28)基于控制指令控制上指(8)和下指(11)同步地开合、扭转机构(3)的扭转运动以及分选机构(4)的分类，

信息采集单元(29)，其采集采摘的苹果的产地数据，所述产地数据包括苹果尺寸信息、苹果重量数据、苹果品种信息、苹果产地位置信息、采摘时间和/或采摘人员信息，

无线通信单元(30)，连接信息采集单元(29)的无线通信单元无线连接上位机和/或互联网。

2.根据权利要求1所述的扭转抓取苹果的采摘器，其特征在于：所述上指(8)和/或下指(11)限制苹果5个自由度。

3.根据权利要求1所述的扭转抓取苹果的采摘器，其特征在于：所述上抓取端(9)和/或下抓取端(12)包括多个夹持部。

4.根据权利要求1所述的扭转抓取苹果的采摘器，其特征在于：所述卷轮将两侧滑轮组绕出来的一对传动线组合在一起。

5.根据权利要求1所述的扭转抓取苹果的采摘器，其特征在于：扭转机构(3)包括齿轮齿圈部件，齿圈与内筒(6)固定，直流电机(22)带动小齿轮(23)转动，小齿轮(23)啮合齿圈以带动内筒(6)转动。

6.根据权利要求1所述的扭转抓取苹果的采摘器，其特征在于：承载盘(25)经由采摘通道(16)连接内筒(6)，所述采摘通道(16)内设有计数器。

7.根据权利要求1所述的扭转抓取苹果的采摘器，其特征在于：所述扭转机构(3)经由电刷结构连接电源，所述电源与扭转机构(3)分离布置，所述旋转盘(27)通过弹簧作用实现左右翻转并恢复原状。

8.根据权利要求1所述的扭转抓取苹果的采摘器，其特征在于：摇杆滑块机构(1)、线传动机构(2)和扭转机构(3)布置在穿戴式背带上，其经由采摘通道连接分选机构(4)，所述分选机构(4)和处理模块(5)布置在可移动单元上。

9.根据权利要求1所述的扭转抓取苹果的采摘器，其特征在于：所述处理模块(5)包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA，处理模块(5)包括存储器，所述存储器包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。

10.一种利用权利要求1-9中任一项所述的扭转抓取苹果的采摘器的采摘方法，其步骤包括：

第一步骤(S1)中，收到采摘指令，卷轮(18)在电机(17)的驱动下旋转使得卷绕滑轮组(15)的传动线(19)致动所述套环(7)进行往复移动，所述上抓取端(9)和下抓取端(12)随着套环(7)的往复移动而同步开合以夹持苹果，

第二步骤(S2)中，直流电机(22)驱动小齿轮(23)，小齿轮(23)啮合大齿轮(24)使得内筒转动，上指(8)和下指(11)随着内筒转动而从苹果树上分离苹果，

第三步骤(S3)中，从内筒(6)扭转分离的苹果落入承载盘(25)并称重，旋转盘(27)基于重量向预定方向的收集单元翻转以分类苹果，信息采集单元(29)采集采摘的苹果的产地数据并经由无线通信单元发送，控制单元再次发出采摘指令，实现持续采摘。

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