CN109429709B - 一种水果采摘机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种水果采摘机，所述的采摘机包括一连接架、安装在所述的连接架上的第一驱动机构、被所述的第一驱动机构驱动的第一齿轮、与所述的第一齿轮啮合的第二齿轮、安装在所述的第一齿轮的输出轴上的第一切割件、安装在所述的第二齿轮的输出轴上的第二切割件，所述的第一切割件包括第一刀片，所述的第二切割件包括第二刀片，所述的采摘机还包括一用于收集被切割下的水果的收集装置，所述的收集装置包括一连接底板，所述的连接底板可前后移动的安装在所述的连接架上，所述的第一齿轮与所述的连接底板之间通过第一连接机构相连接，所述的第二齿轮与所述的连接底板之间通过第二连接机构相连接。

Description

一种水果采摘机

技术领域

本申请涉及一种水果采摘机，尤其涉及一种用于采摘草莓的采摘机。

背景技术

随着科学技术的发展，农业生产劳动由人工向自动化升级，而采摘机械手作为自动采摘机器人的关键部件，正越来越多地被国内外学者研究，也越来越多地应用在实际农业生产中。草莓个头小表皮脆弱且簇拥生长，对采摘机械手施加力的控制要求较高。目前，国内外草莓自动化采摘所采用的采摘机械手设计方案为柔性夹爪方案、吸附式采摘末端方案和包络式采摘机械手方案。其中柔性夹爪方案和吸附式采摘末端方案成本过高且对控制精度要求过高，不是最优草莓采摘方案。包络式夹持方案同时可以完成采摘草莓的任务且成本要求较低。但是，目前包络式草莓采摘方案多与其他复杂结构配合完成草莓采摘方案，不适合用于中小型农业机械。而且，目前采用包络式采摘方案的草莓采摘机器人在采摘动作完成后仍需人工完成包装，降低了整体效率。

发明内容

本申请要解决的技术问题是提供一种水果采摘机。

为了解决上述技术问题，本申请提供了一种水果采摘机，所述的采摘机包括一连接架、安装在所述的连接架上的第一驱动机构、被所述的第一驱动机构驱动的第一齿轮、与所述的第一齿轮啮合的第二齿轮、安装在所述的第一齿轮的输出轴上的第一切割件、安装在所述的第二齿轮的输出轴上的第二切割件，所述的第一切割件包括第一刀片，所述的第二切割件包括第二刀片，所述的采摘机还包括一用于收集被切割下的水果的收集装置，所述的收集装置包括一连接底板，所述的连接底板可前后移动的安装在所述的连接架上，所述的第一齿轮与所述的连接底板之间通过第一连接机构相连接，所述的第二齿轮与所述的连接底板之间通过第二连接机构相连接，当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第一方向转动时，所述的第一刀片和第二刀片相互靠近，所述的第一连接机构和第二连接机构驱动所述的连接底板相对所述的连接架向后移动；当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第二方向转动时，所述的第一刀片和第二刀片相互分开，所述的第一连接机构和第二连接机构驱动所述的连接底板相对上的连接架向前移动。

优选地，所述的第一连接机构包括第一上连杆、第一下连杆、第一连接件，所述的第一上连杆的上端部通过第一轴线可转动的连接在所述的第一齿轮上，所述的第一上连杆的下端部通过第二轴线可转动的连接在所述的第一连接件上，所述的第一下连杆的上端部通过第三轴线可转动连接在所述的第一连接件上，所述的第一下连杆的下端部通过第四轴线可转动的连接在所述的连接底板上，所述的第一轴线、第二轴线沿前后方向延伸设置，所述的第三轴线与第四轴线沿左右方向延伸设置，所述的第二连接机构包括第二上连杆、第二下连杆、第二连接件，所述的第二上连杆的上端部通过第五轴线可转动的连接在所述的第二齿轮上，所述的第二上连杆的下端部通过第六轴线可转动的连接在所述的第二连接件上，所述的第二下连杆的上端部通过第七轴线可转动的连接在所述的第二连接件上，所述的第二下连杆的下端部通过第八轴线可转动的连接在所述的连接底板上，所述的第五轴线、第六轴线沿前后方向延伸设置，所述的第七轴线和第八轴线沿左右方向延伸设置，当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第一方向转动时，所述的第一切割件上的第一刀片及第二切割件上的第二刀片相互靠近，所述的第一上连杆在所述的第一齿轮的驱动下向下移动，所述的第一下连杆的下端部向后摆动，所述的第二上连杆在所述的第二齿轮的驱动下向下移动，所述的第二下连杆的下端部向后摆动，所述的连接底板在所述的第一下连杆和第二下连杆的驱动下沿所述的连接架向后移动；当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第二方向转动时，所述的第一切割件上的第一刀片及第二切割件上的第二刀片相互远离，所述的第一上连杆在所述的第一齿轮的驱动下向上移动，所述的第一下连杆的下端部向前摆动，所述的第二上连杆在所述的第二齿轮的驱动下向上移动，所述的第二下连杆的下端部向前摆动，所述的连接底板在所述的第一下连杆和第二下连杆的驱动下沿所述的连接架向前移动。

优选地，所述的连接架包括顶板、位于所述的顶板下的左右方向设置的第一侧板和第二侧板，所述的连接底板上设置有第一连接板和第二连接板，所述的第一连接板上设置有第一滑动轴，所述的第二连接板上设置有第二滑动轴，所述的第一驱动机构固定在所述的顶板上，所述的第一侧板的下端开设有一沿前后方向延伸的第三长孔，所述的第一滑动轴穿过所述的第三长孔，并能够沿所述的第三长孔前后滑动，所述的第二侧板的下端开设有一沿前后方向延伸的第四长孔，所述的第二滑动轴穿过所述的第四长孔，并能够沿所述的第四长孔前后滑动。

优选地，所述的连接底板上还设置有一第二驱动机构、在所述的第二驱动机构的驱动下能够转动的摇臂，所述的摇臂的两端部分别设置有第一夹持机构和第二夹持机构，所述的第一夹持机构包括第一连接杆、第一连接臂、第一夹持部，所述的第一连接杆的一端部与所述的摇臂相转动连接，所述的第一连接杆的另一端部与所述的第一连接臂的后端相转动连接，所述的第一连接臂的前端连接有所述的第一夹持部，所述的第一连接臂通过一第一转轴可转动的安装在所述的连接底板上，所述的第二夹持机构包括第二连接杆、第二连接臂、第二夹持部，所述的第二连接杆的一端部与所述的摇臂相转动连接，所述的第二连接杆的另一端部与所述的第二连接臂的后端相转动连接，所述的第二连接臂的前端连接有所述的第二夹持部，所述的第二连接臂通过一第三转轴可转动的安装在所述的连接底板上，当所述的第二驱动机构驱动所述的摇臂朝第一方向转动时，所述的第一连接杆和第二连接杆相互靠近，所述的第一连接臂和第二连接臂分别绕第一转轴和第三转轴转动，所述的第一连接臂和第二连接臂的后端相互靠近，所述的第一连接臂和第二连接臂的前端相互远离，所述的第一夹持部和第二夹持部相互分开；当所述的第二驱动机构驱动所述的摇臂朝第二方向转动时，所述的第一连接杆和第二连接杆相互远离，所述的第一连接臂和第二连接臂分别绕第一转轴和第三转轴转动，所述的第一连接臂和第二连接臂的后端相互远离，所述的第一连接臂和第二连接臂的前端相互靠近，所述的第一夹持部和第二夹持部相互靠近。

优选地，所述的第一连接杆与所述的第一连接臂之间通过一第一连接头相转动连接，所述的第一连接头包括一沿前后方向延伸设置的第三铰接轴、沿左右方向延伸设置的第一铰接轴，所述的第一铰接轴上沿上下方向穿设有第一销，所述的第一连接杆通过所述的第三铰接轴可转动的连接在所述的第一连接头上，所述的第一连接臂的后端开设有一沿其长度方向延伸的第一长孔，所述的第一铰接轴插入所述的第一长孔内且能够沿所述的第一长孔滑动，所述的第一销用于阻止所述的第一铰接轴从所述的第一长孔中脱离；所述的第二连接杆与所述的第二连接臂之间通过一第二连接头相转动连接，所述的第二连接头包括一沿前后方向延伸设置的第四铰接轴、沿左右方向延伸设置的第二铰接轴、所述的第二铰接轴上沿上下方向穿设有第二销，所述的第二连接杆通过所述的第四铰接轴可转动的连接在所述的第二连接头上，所述的第二连接臂的后端开设有一沿其长度方向衍射的第二长孔，所述的第二铰接轴插入所述的第二长孔内且能够沿所述的第二长孔滑动，所述的第二销用于阻止所述的第二铰接轴从所述的第二长孔中脱离。

优选地，所述的第一夹持部和第二夹持部为开口方向相对设置的弧形，所述的第一连接臂与所述的第一夹持部通过一第二转轴相转动连接，所述的第二连接臂与所述的第二夹持部通过一第四转轴相转动连接，所述的第一转轴、第二转轴、第三转轴、第四转轴沿上相方向延伸设置。

优选地，所述的收集装置还包括一能够被夹持在第一夹持部和第二夹持部之间的收集盒。

优选地，所述的第一切割件包括第一内板、设置在所述的第一内板前侧的第一弧形连接筋，所述的第一弧形连接筋上沿其长度方向排列设置有多个第一连接柱，所述的第一连接柱的前端连接至所述的第一弧形连接筋，所述的第一连接柱的后端连接至所述的第一内板，所述的第一弧形连接筋上还设置有一第一安装板，所述的第一安装板上设置有所述的第一刀片，所述的第二切割件包括第二内板、设置在所述的第二内板前侧的第二弧形连接筋，所述的第二弧形连接筋上沿其长度方向排列设置有多个第二连接柱，所述的第二连接柱的前端连接至所述的第二弧形连接筋，所述的第二连接柱的后端连接至所述的第二内板，所述的第二弧形连接筋上还设置有一第二安装板，所述的第二安装板上设置有所述的第二刀片，所述的第一弧形连接筋和第二弧形连接筋的开口相对设置，当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第一方向转动时，所述的第一弧形连接筋和第二弧形连接筋的下端部相靠近，所述的第一切割件与第二切割件相围合；当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第二方向转动时，所述的第一弧形连接筋和第二弧形连接筋的下端部相远离，所述的第一切割件与第二切割件相互打开。

优选地，所述的第一刀片和第二刀片为圆形刀片，所述的第一连接柱和第二连接柱上套设有橡胶套筒。

本申请所述的一种水果采摘机，当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第一方向转动时，所述的第一刀片和第二刀片相互靠近，所述的第一连接机构和第二连接机构驱动所述的连接底板相对所述的连接架向后移动；当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第二方向转动时，所述的第一刀片和第二刀片相互分开，所述的第一连接机构和第二连接机构驱动所述的连接底板相对上的连接架向前移动。本发明中采摘机在切割水果时，收集装置后靠以避免碰壁，可以适应各种立体种植方案，从而使系统更加可靠和稳定。

附图说明

图1是一种水果采摘机的结构示意图；

图2是一种水果采摘机的结构示意图；

图3是一种水果采摘机的部分结构示意图；

图4是采摘机械手的结构示意图；

图5是一种水果采摘机的部分结构示意图；

图6是水果采摘机的结构示意图；

图7是图6的局部放大图；

图8是连接架的结构示意图。

其中：11、第一齿轮；12、第二齿轮；

2、第一切割件；21、第一内板；22、第一安装板；23、第一连接柱；24、第一刀片；25、第一弧形连接筋；

3、第二切割件；31、第二内板；32、第二安装板；33、第二连接柱；34、第二刀片；35、第二弧形连接筋；

4、连接架；41、顶板；42、第一侧板；43、第二侧板；421、第三长孔；431、第四长孔；

51、第一上连杆；52、第一下连杆；53、第一连接件；

61、第二上连杆；62、第二下连杆；63、第二连接件；

7、第一舵机；71、安装杆；

8、第二舵机；81、摇臂；

91、第一连接杆；92、第一连接头；921、第一铰接轴；922、第一销；923、第三铰接轴；93、第一连接臂；931、第一长孔；932、第一转轴；933、第二转轴；94、第一夹持部；

95、第二连接杆；96、第二连接头；961、第二铰接轴；962、第二销；963、第四铰接轴；97、第二连接臂；971、第二长孔；972、第三转轴；973、第四转轴；98、第二夹持部；

100、收集盒；200、连接底板；201、第一连接板；202、第二连接板；203、第一滑动轴；204、第二滑动轴。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本申请并能予以实施，但所举实施例不作为对本申请的限定。

如图所示，为本申请的一种水果采摘机，该采摘机能够用于采摘类似与草莓一类的水果。通常采摘机安装在机械臂上进行作业。

本申请提供了一种水果采摘机，所述的采摘机包括一连接架4、安装在所述的连接架4上的第一驱动机构、被所述的第一驱动机构驱动的第一齿轮11、与所述的第一齿轮11啮合的第二齿轮12、安装在所述的第一齿轮11的输出轴上的第一切割件2、安装在所述的第二齿轮12的输出轴上的第二切割件3，所述的第一切割件2包括第一刀片24，所述的第二切割件3包括第二刀片34，所述的采摘机还包括一用于收集被切割下的水果的收集装置，所述的收集装置包括一连接底板200，所述的连接底板200可前后移动的安装在所述的连接架4上，所述的第一齿轮11与所述的连接底板200之间通过第一连接机构相连接，所述的第二齿轮12与所述的连接底板200之间通过第二连接机构相连接，当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮11朝第一方向转动时，所述的第一刀片24和第二刀片34相互靠近，所述的第一连接机构和第二连接机构驱动所述的连接底板200相对所述的连接架4向后移动；当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮11朝第二方向转动时，所述的第一刀片24和第二刀片34相互分开，所述的第一连接机构和第二连接机构驱动所述的连接底板200相对上的连接架4向前移动。所述的第一驱动机构为第一舵机7。

如图3所示，所述的第一连接机构包括第一上连杆51、第一下连杆52、第一连接件53，所述的第一上连杆51的上端部通过第一轴线可转动的连接在所述的第一齿轮11上，所述的第一上连杆51的下端部通过第二轴线可转动的连接在所述的第一连接件53上，所述的第一下连杆52的上端部通过第三轴线可转动连接在所述的第一连接件53上，所述的第一下连杆52的下端部通过第四轴线可转动的连接在所述的连接底板200上，所述的第一轴线、第二轴线沿前后方向延伸设置，所述的第三轴线与第四轴线沿左右方向延伸设置，所述的第二连接机构包括第二上连杆61、第二下连杆62、第二连接件63，所述的第二上连杆61的上端部通过第五轴线可转动的连接在所述的第二齿轮12上，所述的第二上连杆61的下端部通过第六轴线可转动的连接在所述的第二连接件63上，所述的第二下连杆62的上端部通过第七轴线可转动的连接在所述的第二连接件63上，所述的第二下连杆62的下端部通过第八轴线可转动的连接在所述的连接底板200上，所述的第五轴线、第六轴线沿前后方向延伸设置，所述的第七轴线和第八轴线沿左右方向延伸设置，当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮11朝第一方向转动时，所述的第一切割件2上的第一刀片24及第二切割件3上的第二刀片34相互靠近，所述的第一上连杆51在所述的第一齿轮11的驱动下向下移动，所述的第一下连杆52的下端部向后摆动，所述的第二上连杆61在所述的第二齿轮12的驱动下向下移动，所述的第二下连杆62的下端部向后摆动，所述的连接底板200在所述的第一下连杆52和第二下连杆62的驱动下沿所述的连接架4向后移动；当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮11朝第二方向转动时，所述的第一切割件2上的第一刀片24及第二切割件3上的第二刀片34相互远离，所述的第一上连杆51在所述的第一齿轮11的驱动下向上移动，所述的第一下连杆52的下端部向前摆动，所述的第二上连杆61在所述的第二齿轮12的驱动下向上移动，所述的第二下连杆62的下端部向前摆动，所述的连接底板200在所述的第一下连杆52和第二下连杆62的驱动下沿所述的连接架4向前移动。

如图8所示，所述的连接架4包括顶板41、位于所述的顶板41下的左右方向设置的第一侧板42和第二侧板43，所述的连接底板200上设置有第一连接板201和第二连接板202，所述的第一连接板201上设置有第一滑动轴203，所述的第二连接板202上设置有第二滑动轴204，所述的第一驱动机构固定在所述的顶板41上，所述的第一侧板42的下端开设有一沿前后方向延伸的第三长孔421，所述的第一滑动轴203穿过所述的第三长孔421，并能够沿所述的第三长孔421前后滑动，所述的第二侧板43的下端开设有一沿前后方向延伸的第四长孔431，所述的第二滑动轴204穿过所述的第四长孔431，并能够沿所述的第四长孔431前后滑动。

如图5所示，所述的连接底板200上还设置有一第二驱动机构、在所述的第二驱动机构的驱动下能够转动的摇臂81，所述的摇臂81的两端部分别设置有第一夹持机构和第二夹持机构，所述的第一夹持机构包括第一连接杆91、第一连接臂93、第一夹持部94，所述的第一连接杆91的一端部与所述的摇臂81相转动连接，所述的第一连接杆91的另一端部与所述的第一连接臂93的后端相转动连接，所述的第一连接臂93的前端连接有所述的第一夹持部94，所述的第一连接臂93通过一第一转轴932可转动的安装在所述的连接底板200上，所述的第二夹持机构包括第二连接杆95、第二连接臂97、第二夹持部98，所述的第二连接杆95的一端部与所述的摇臂81相转动连接，所述的第二连接杆95的另一端部与所述的第二连接臂97的后端相转动连接，所述的第二连接臂97的前端连接有所述的第二夹持部98，所述的第二连接臂97通过一第三转轴972可转动的安装在所述的连接底板200上，当所述的第二驱动机构驱动所述的摇臂81朝第一方向转动时，所述的第一连接杆91和第二连接杆95相互靠近，所述的第一连接臂93和第二连接臂97分别绕第一转轴932和第三转轴972转动，所述的第一连接臂93和第二连接臂97的后端相互靠近，所述的第一连接臂93和第二连接臂97的前端相互远离，所述的第一夹持部94和第二夹持部98相互分开；当所述的第二驱动机构驱动所述的摇臂81朝第二方向转动时，所述的第一连接杆91和第二连接杆95相互远离，所述的第一连接臂93和第二连接臂97分别绕第一转轴932和第三转轴972转动，所述的第一连接臂93和第二连接臂97的后端相互远离，所述的第一连接臂93和第二连接臂97的前端相互靠近，所述的第一夹持部94和第二夹持部98相互靠近。所述的第二驱动机构为第二舵机8。所述的第一连接杆91、摇臂81、第一连接臂93及连接底板200形成第一四连杆机构，所述的第二连接杆95、摇臂81、第二连接臂97及连接底板200形成第二四连杆机构。所述的第一洲洲与所述的第三转轴972上还设置有扭簧。

如图5和7所示，所述的第一连接杆91与所述的第一连接臂93之间通过一第一连接头92相转动连接，所述的第一连接头92包括一沿前后方向延伸设置的第三铰接轴923、沿左右方向延伸设置的第一铰接轴921，所述的第一铰接轴921上沿上下方向穿设有第一销922，所述的第一连接杆91通过所述的第三铰接轴923可转动的连接在所述的第一连接头92上，所述的第一连接臂93的后端开设有一沿其长度方向延伸的第一长孔931，所述的第一铰接轴921插入所述的第一长孔931内且能够沿所述的第一长孔931滑动，所述的第一销922用于阻止所述的第一铰接轴921从所述的第一长孔931中脱离；所述的第二连接杆95与所述的第二连接臂97之间通过一第二连接头96相转动连接，所述的第二连接头96包括一沿前后方向延伸设置的第四铰接轴963、沿左右方向延伸设置的第二铰接轴961、所述的第二铰接轴961上沿上下方向穿设有第二销962，所述的第二连接杆95通过所述的第四铰接轴963可转动的连接在所述的第二连接头96上，所述的第二连接臂97的后端开设有一沿其长度方向衍射的第二长孔971，所述的第二铰接轴961插入所述的第二长孔971内且能够沿所述的第二长孔971滑动，所述的第二销962用于阻止所述的第二铰接轴961从所述的第二长孔971中脱离。所述的第一夹持部94和第二夹持部98为开口方向相对设置的弧形，所述的第一连接臂93与所述的第一夹持部94通过一第二转轴933相转动连接，所述的第二连接臂97与所述的第二夹持部98通过一第四转轴973相转动连接，所述的第一转轴932、第二转轴933、第三转轴972、第四转轴973沿上相方向延伸设置。所述的收集装置还包括一能够被夹持在第一夹持部94和第二夹持部98之间的收集盒100。

如图4所示，所述的第一切割件2和第二切割件3组成一夹爪机构，所述的第一切割件2包括第一内板21、设置在所述的第一内板21前侧的第一弧形连接筋25，所述的第一弧形连接筋25上沿其长度方向排列设置有多个第一连接柱23，所述的第一连接柱23的前端连接至所述的第一弧形连接筋25，所述的第一连接柱23的后端连接至所述的第一内板21，所述的第一弧形连接筋25上还设置有一第一安装板22，所述的第一安装板22上设置有所述的第一刀片24，所述的第二切割件3包括第二内板31、设置在所述的第二内板31前侧的第二弧形连接筋35，所述的第二弧形连接筋35上沿其长度方向排列设置有多个第二连接柱33，所述的第二连接柱33的前端连接至所述的第二弧形连接筋35，所述的第二连接柱33的后端连接至所述的第二内板31，所述的第二弧形连接筋35上还设置有一第二安装板32，所述的第二安装板32上设置有所述的第二刀片34，所述的第一弧形连接筋25和第二弧形连接筋35的开口相对设置，当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮11朝第一方向转动时，所述的第一弧形连接筋25和第二弧形连接筋35的下端部相靠近，所述的第一切割件2与第二切割件3相围合；当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮11朝第二方向转动时，所述的第一弧形连接筋25和第二弧形连接筋35的下端部相远离，所述的第一切割件2与第二切割件3相互打开。所述的第一刀片24和第二刀片34为圆形刀片，所述的第一连接柱23和第二连接柱33上套设有橡胶套筒。

以采摘草莓为例，本申请的采摘机的工作原理如下：

采摘机的夹爪机构具有闭合和打开两种工作状态，在闭合时，夹爪机构底部保持封闭状态，第一刀片24和第二刀片34相互啮合，整体由机械臂带动进行采摘切割动作，切割后的果实临时存放在夹爪机构内。完成采摘后，控制第一舵机7转动一定角度带动其连接的第一切割件2旋转，通过第一齿轮11带动另一侧第二切割件3反向旋转，夹爪机构底部缝隙扩大，呈打开状态，使切割后的草莓落入下方的收集装置中。

收集装置负责切割后草莓的收集储存。草莓的收集盒100使用标准的商品化草莓包装盒。当机械臂开始运作时或者包装盒装满草莓后，单片机控制第二舵机8转动一定角度，带动左右两侧的四连杆机构相反方向运动，第一连接臂93和第二连接臂97克服扭簧力的作用，后端向内拉动，第一夹持部94和第二夹持部98则向外张开，包装盒掉落，机械臂运转带动机械手运动到一个空包装盒后方，此时第二舵机8回转归位，四杆机构失去了力的作用，第一连接臂93和第二连接臂97受到扭簧力的作用，后端张开前端向内运动，夹紧空包装盒。至此包装盒更换完成，继续进入采摘状态。

草莓采摘机器人采摘草莓时，传动部分保持不动。当草莓果梗被割断后，夹爪机构需要张开使草莓落入包装盒中，此时驱动草莓夹爪机构运转的第一舵机7旋转，带动齿轮转动，齿轮与连接机构相连，经过第一连接机构和第二连接机构的传动，将齿轮的角位移转换为收集装置相对于草莓夹持装置的前后移动。当草莓夹爪机构闭合时，连接机构控制收集装置向后缩，此时完成草莓的采摘和果梗切断工作。当草莓夹爪机构打开，将夹持的草莓送入收集装置中时，则连接机构控制收集装置向前移动，接住从草莓夹持机构中落下的草莓。收集工作完成后，夹爪机构再次闭合，连接机构控制收集装置缩回原位。

在本实施例中，整体的采摘机安装在采摘机器人的机械臂末端，整个工作流程如下：

第一步，草莓采摘机器人开机，控制收集装置的第二舵机8顺时针转动120°，控制包装盒夹持机构从包装盒存放区抓取一个空包装盒，而后第二舵机8归位，夹紧包装盒；

第二步，草莓采摘机器人按轨迹行走，机器人视觉系统捕捉到成熟的草莓，系统伺服控制机械臂运动到目标草莓附近；

第三步，机械臂带着机械手向前运动，定位装置辅助确认运动距离，定位装置缓冲后，传感器收到信号已前进至极限；

第四步，机械手向上移动，将草莓包络进夹爪机构中；

第六步，机械手向后向上移动，果梗与刀片接触，果梗被割断，草莓留在夹爪机构内；

第七步，控制第一舵机7顺时针转动20°，连接机构带动包装盒前移，同时夹爪机构打开，草莓落入包装盒中，第一舵机7归位，包装盒向后缩回原位；

第八步，循环第二步到第七步指令，直至包装盒收集满；

第九步，机械臂带动草莓采摘机械手回到原位，控制第二舵机8转动120°，控制夹持机构从包装盒存放区抓取一个空包装盒，而后第二舵机8归位，夹紧包装盒；

第十步，重复第二步到第九步指令，直至草莓收集任务完成。

本发明在带有收集装置，并且可以自动更换包装盒，实现了草莓从采摘、收集到包装完全自动化；本发明通过舵机控制，通过齿轮带动草莓夹爪机构，整个草莓采摘机械手结构较为简单，可用于小型农业机械且成本更低；本发明中夹爪机构采摘草莓时收集装置后靠以避免碰壁，可以适应各种立体种植方案，从而使系统更加可靠和稳定。

以上所述实施例仅是为充分说明本申请而所举的较佳的实施例，本申请的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本申请基础上所作的等同替代或变换，均在本申请的保护范围之内。本申请的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种水果采摘机，其特征在于，所述的采摘机包括一连接架、安装在所述的连接架上的第一驱动机构、被所述的第一驱动机构驱动的第一齿轮、与所述的第一齿轮啮合的第二齿轮、安装在所述的第一齿轮的输出轴上的第一切割件、安装在所述的第二齿轮的输出轴上的第二切割件，

所述的第一切割件包括第一刀片，所述的第二切割件包括第二刀片，

所述的采摘机还包括一用于收集被切割下的水果的收集装置，

所述的收集装置包括一连接底板，所述的连接底板可前后移动的安装在所述的连接架上，

所述的第一齿轮与所述的连接底板之间通过第一连接机构相连接，所述的第二齿轮与所述的连接底板之间通过第二连接机构相连接，

当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第一方向转动时，所述的第一刀片和第二刀片相互靠近，所述的第一连接机构和第二连接机构驱动所述的连接底板相对所述的连接架向后移动；

当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第二方向转动时，所述的第一刀片和第二刀片相互分开，所述的第一连接机构和第二连接机构驱动所述的连接底板相对上的连接架向前移动；

所述的第一连接机构包括第一上连杆、第一下连杆、第一连接件，所述的第一上连杆的上端部通过第一轴线可转动的连接在所述的第一齿轮上，所述的第一上连杆的下端部通过第二轴线可转动的连接在所述的第一连接件上，所述的第一下连杆的上端部通过第三轴线可转动连接在所述的第一连接件上，所述的第一下连杆的下端部通过第四轴线可转动的连接在所述的连接底板上，所述的第一轴线、第二轴线沿前后方向延伸设置，所述的第三轴线与第四轴线沿左右方向延伸设置，

所述的第二连接机构包括第二上连杆、第二下连杆、第二连接件，所述的第二上连杆的上端部通过第五轴线可转动的连接在所述的第二齿轮上，所述的第二上连杆的下端部通过第六轴线可转动的连接在所述的第二连接件上，所述的第二下连杆的上端部通过第七轴线可转动的连接在所述的第二连接件上，所述的第二下连杆的下端部通过第八轴线可转动的连接在所述的连接底板上，所述的第五轴线、第六轴线沿前后方向延伸设置，所述的第七轴线和第八轴线沿左右方向延伸设置，

当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第一方向转动时，所述的第一切割件上的第一刀片及第二切割件上的第二刀片相互靠近，所述的第一上连杆在所述的第一齿轮的驱动下向下移动，所述的第一下连杆的下端部向后摆动，所述的第二上连杆在所述的第二齿轮的驱动下向下移动，所述的第二下连杆的下端部向后摆动，所述的连接底板在所述的第一下连杆和第二下连杆的驱动下沿所述的连接架向后移动；

当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第二方向转动时，所述的第一切割件上的第一刀片及第二切割件上的第二刀片相互远离，所述的第一上连杆在所述的第一齿轮的驱动下向上移动，所述的第一下连杆的下端部向前摆动，所述的第二上连杆在所述的第二齿轮的驱动下向上移动，所述的第二下连杆的下端部向前摆动，所述的连接底板在所述的第一下连杆和第二下连杆的驱动下沿所述的连接架向前移动；

所述的第一切割件包括第一内板、设置在所述的第一内板前侧的第一弧形连接筋，所述的第一弧形连接筋上沿其长度方向排列设置有多个第一连接柱，所述的第一连接柱的前端连接至所述的第一弧形连接筋，所述的第一连接柱的后端连接至所述的第一内板，所述的第一弧形连接筋上还设置有一第一安装板，所述的第一安装板上设置有所述的第一刀片，

所述的第二切割件包括第二内板、设置在所述的第二内板前侧的第二弧形连接筋，所述的第二弧形连接筋上沿其长度方向排列设置有多个第二连接柱，所述的第二连接柱的前端连接至所述的第二弧形连接筋，所述的第二连接柱的后端连接至所述的第二内板，所述的第二弧形连接筋上还设置有一第二安装板，所述的第二安装板上设置有所述的第二刀片，

所述的第一弧形连接筋和第二弧形连接筋的开口相对设置，

当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第一方向转动时，所述的第一弧形连接筋和第二弧形连接筋的下端部相靠近，所述的第一切割件与第二切割件相围合；

当所述的第一驱动机构驱动所述的第一齿轮朝第二方向转动时，所述的第一弧形连接筋和第二弧形连接筋的下端部相远离，所述的第一切割件与第二切割件相互打开。

2.如权利要求1所述的一种水果采摘机，其特征在于，所述的连接架包括顶板、位于所述的顶板下的左右方向设置的第一侧板和第二侧板，

所述的连接底板上设置有第一连接板和第二连接板，所述的第一连接板上设置有第一滑动轴，所述的第二连接板上设置有第二滑动轴，

所述的第一驱动机构固定在所述的顶板上，

所述的第一侧板的下端开设有一沿前后方向延伸的第三长孔，所述的第一滑动轴穿过所述的第三长孔，并能够沿所述的第三长孔前后滑动，

所述的第二侧板的下端开设有一沿前后方向延伸的第四长孔，所述的第二滑动轴穿过所述的第四长孔，并能够沿所述的第四长孔前后滑动。

3.如权利要求1所述的一种水果采摘机，其特征在于，所述的连接底板上还设置有一第二驱动机构、在所述的第二驱动机构的驱动下能够转动的摇臂，所述的摇臂的两端部分别设置有第一夹持机构和第二夹持机构，

所述的第一夹持机构包括第一连接杆、第一连接臂、第一夹持部，所述的第一连接杆的一端部与所述的摇臂相转动连接，所述的第一连接杆的另一端部与所述的第一连接臂的后端相转动连接，所述的第一连接臂的前端连接有所述的第一夹持部，所述的第一连接臂通过一第一转轴可转动的安装在所述的连接底板上，

所述的第二夹持机构包括第二连接杆、第二连接臂、第二夹持部，所述的第二连接杆的一端部与所述的摇臂相转动连接，所述的第二连接杆的另一端部与所述的第二连接臂的后端相转动连接，所述的第二连接臂的前端连接有所述的第二夹持部，所述的第二连接臂通过一第三转轴可转动的安装在所述的连接底板上，

当所述的第二驱动机构驱动所述的摇臂朝第一方向转动时，所述的第一连接杆和第二连接杆相互靠近，所述的第一连接臂和第二连接臂分别绕第一转轴和第三转轴转动，所述的第一连接臂和第二连接臂的后端相互靠近，所述的第一连接臂和第二连接臂的前端相互远离，所述的第一夹持部和第二夹持部相互分开；

当所述的第二驱动机构驱动所述的摇臂朝第二方向转动时，所述的第一连接杆和第二连接杆相互远离，所述的第一连接臂和第二连接臂分别绕第一转轴和第三转轴转动，所述的第一连接臂和第二连接臂的后端相互远离，所述的第一连接臂和第二连接臂的前端相互靠近，所述的第一夹持部和第二夹持部相互靠近。

4.如权利要求3所述的一种水果采摘机，其特征在于，

所述的第一连接杆与所述的第一连接臂之间通过一第一连接头相转动连接，所述的第一连接头包括一沿前后方向延伸设置的第三铰接轴、沿左右方向延伸设置的第一铰接轴，所述的第一铰接轴上沿上下方向穿设有第一销，所述的第一连接杆通过所述的第三铰接轴可转动的连接在所述的第一连接头上，所述的第一连接臂的后端开设有一沿其长度方向延伸的第一长孔，所述的第一铰接轴插入所述的第一长孔内且能够沿所述的第一长孔滑动，所述的第一销用于阻止所述的第一铰接轴从所述的第一长孔中脱离；

所述的第二连接杆与所述的第二连接臂之间通过一第二连接头相转动连接，所述的第二连接头包括一沿前后方向延伸设置的第四铰接轴、沿左右方向延伸设置的第二铰接轴、所述的第二铰接轴上沿上下方向穿设有第二销，所述的第二连接杆通过所述的第四铰接轴可转动的连接在所述的第二连接头上，所述的第二连接臂的后端开设有一沿其长度方向衍射的第二长孔，所述的第二铰接轴插入所述的第二长孔内且能够沿所述的第二长孔滑动，所述的第二销用于阻止所述的第二铰接轴从所述的第二长孔中脱离。

5.如权利要求4所述的一种水果采摘机，其特征在于，所述的第一夹持部和第二夹持部为开口方向相对设置的弧形，所述的第一连接臂与所述的第一夹持部通过一第二转轴相转动连接，所述的第二连接臂与所述的第二夹持部通过一第四转轴相转动连接，所述的第一转轴、第二转轴、第三转轴、第四转轴沿上相方向延伸设置。

6.如权利要求5所述的一种水果采摘机，其特征在于，所述的收集装置还包括一能够被夹持在第一夹持部和第二夹持部之间的收集盒。

7.如权利要求1所述的一种水果采摘机，其特征在于，所述的第一刀片和第二刀片为圆形刀片，所述的第一连接柱和第二连接柱上套设有橡胶套筒。