CN109463116B - 一种椰子采摘装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种椰子采摘装置，属于果实釆摘设备技术领域。该装置包括依次连接的爬树装置、采摘臂和采摘爪，爬树装置包括上卡钳部件、下卡钳部件、步进电机Ⅰ、减速器、弹性柱销联轴器、主动齿轮、从动齿轮、齿条Ⅰ、齿条Ⅱ、齿条支撑板，齿条Ⅰ与齿条Ⅱ的顶端分别固定设置在上卡钳部件固定端的底部，齿条Ⅰ与齿条Ⅱ分别穿过下卡钳部件的固定端，齿条Ⅰ与齿条Ⅱ的底端通过水平设置的齿条支撑板固定连接；步进电机Ⅰ、减速器固定设置在下卡钳部件的固定端且步进电机Ⅰ的输出轴与减速器的输入端连通，主动齿轮、从动齿轮固定设置在下卡钳部件的固定端，主动齿轮与从动齿轮啮合转动，主动齿轮的另一侧与齿条Ⅰ啮合，从动齿轮的另一侧与齿条Ⅱ啮合。

Description

一种椰子采摘装置

技术领域

本发明涉及一种椰子采摘装置，属于果实釆摘设备技术领域。

背景技术

目前椰子釆摘的方法主要有人工攀爬采摘和采摘机刀具切割采摘。人工攀爬采摘劳动强度大、效率低、作业人员无生命保障;釆摘机刀具切割釆摘操作复杂,稍有疏忽,轻则损伤椰子及枝干，重则崩飞刀具伤人及毁坏机器。釆摘机器人只能整東切割而做不到识别柳子生熟程度而単个采描，而且成本太高。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题，提供一种椰子采摘装置，本发明的椰子采摘装置，本发明椰子采摘装置可用于高空椰果采摘，代替人力采摘，降低人工采摘劳动强度的同时提高采摘工作时的安全性及采摘速度，保障采摘人员的人身安全，提高采摘效率。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种椰子采摘装置，包括依次连接的爬树装置1、采摘臂2和采摘爪3，爬树装置1包括上卡钳部件4、下卡钳部件5、步进电机Ⅰ6、减速器7、弹性柱销联轴器8、主动齿轮10、从动齿轮11、齿条Ⅰ12、齿条Ⅱ、齿条支撑板13，齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ的顶端分别固定设置在上卡钳部件4固定端的底部且齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ平行竖直设置，齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ分别穿过下卡钳部件的固定端，齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ的底端通过水平设置的齿条支撑板13固定连接且齿条支撑板13位于下卡钳部件5的下方；步进电机Ⅰ6、减速器7固定设置在下卡钳部件5的固定端且步进电机Ⅰ6的输出轴与减速器7的输入端连通，主动齿轮10、从动齿轮11分别通过齿轮架固定设置在下卡钳部件5的固定端且位于两个齿条12的中部，主动齿轮10与从动齿轮11啮合转动，主动齿轮10的另一侧与齿条Ⅰ12啮合，从动齿轮11的另一侧与齿条Ⅱ啮合。

所述上卡钳部件4包括步进电机Ⅱ14、滑块联轴器Ⅰ15、蜗杆Ⅰ16、蜗轮Ⅰ17、蜗轮Ⅱ48、直连杆Ⅰ18、直连杆Ⅱ、弯连杆Ⅰ19、弯连杆Ⅱ、卡钳爪Ⅰ20、卡钳爪Ⅱ、卡钳托板Ⅰ49，卡钳托板Ⅰ49为上卡钳部件4的固定端，步进电机Ⅱ14固定设置在卡钳托板Ⅰ49上，步进电机Ⅱ14的输出端通过滑块联轴器Ⅰ15与蜗杆Ⅰ16连通，蜗杆Ⅰ16的两侧分别与蜗轮Ⅰ17、蜗轮Ⅱ48相啮合，蜗轮Ⅰ17、蜗轮Ⅱ48分别通过中心转轴Ⅰ、中心转轴Ⅱ固定设置在卡钳托板Ⅰ49上且蜗轮Ⅰ17、蜗轮Ⅱ48分别可绕中心转轴Ⅰ、中心转轴Ⅱ转动，直连杆Ⅰ18一端固定设置在蜗轮Ⅰ17，直连杆Ⅰ18的另一端通过销轴Ⅰ与卡钳爪Ⅰ20的底端连接且直连杆Ⅰ18与卡钳爪Ⅰ20的底端均可绕销轴Ⅰ转动，弯连杆Ⅰ19的一端通过销轴Ⅱ固定在卡钳托板Ⅰ49上且弯连杆Ⅰ19可绕销轴Ⅱ转动，弯连杆Ⅰ19的另一端通过销轴Ⅲ与卡钳爪Ⅰ20的底部连接且弯连杆Ⅰ19与卡钳爪Ⅰ20的底部均可绕销轴Ⅲ转动，直连杆Ⅱ一端固定设置在蜗轮Ⅱ48上，直连杆Ⅱ另一端通过销轴Ⅳ与卡钳爪Ⅱ的底端连接且直连杆Ⅱ与卡钳爪Ⅱ均可绕销轴Ⅳ转动，弯连杆Ⅱ的一端通过销轴Ⅴ固定在卡钳托板Ⅰ49上且弯连杆Ⅱ可绕销轴Ⅴ转动，弯连杆Ⅱ的另一端通过销轴Ⅵ与卡钳爪Ⅱ的底部连接且弯连杆Ⅱ与卡钳爪Ⅱ均可绕销轴Ⅵ转动，卡钳爪Ⅰ20、卡钳爪Ⅱ与卡钳托板Ⅰ49形成上卡钳。

所述下卡钳部件5包括步进电机Ⅲ、滑块联轴器Ⅱ、蜗杆Ⅱ、蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ、直连杆Ⅲ、直连杆Ⅳ、弯连杆Ⅲ、弯连杆Ⅳ、卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ、卡钳托板Ⅱ46，卡钳托板Ⅱ46为下卡钳部件5的固定端，步进电机Ⅲ固定设置在卡钳托板Ⅱ46上，步进电机Ⅲ的输出端通过滑块联轴器Ⅱ与蜗杆Ⅱ连通，蜗杆Ⅱ的两侧分别与蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ相啮合，蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ分别通过中心转轴Ⅲ、中心转轴Ⅳ固定设置在卡钳托板Ⅱ46上且蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ分别可绕中心转轴Ⅲ、中心转轴Ⅳ转动，直连杆Ⅲ一端固定设置在蜗轮Ⅲ，直连杆Ⅲ的另一端通过销轴ⅰ与卡钳爪Ⅲ的底端连接且直连杆Ⅲ与卡钳爪Ⅲ的底端均可绕销轴ⅰ转动，弯连杆Ⅲ的一端通过销轴ⅱ固定在卡钳托板Ⅱ46上且弯连杆Ⅲ可绕销轴ⅱ转动，弯连杆Ⅲ的另一端通过销轴ⅲ与卡钳爪Ⅲ的底部连接且弯连杆Ⅲ与卡钳爪Ⅲ的底部均可绕销轴ⅲ转动，直连杆Ⅳ一端固定设置在蜗轮Ⅳ上，直连杆Ⅳ另一端通过销轴ⅳ与卡钳爪Ⅳ的底端连接且直连杆Ⅳ与卡钳爪Ⅳ均可绕销轴ⅳ转动，弯连杆Ⅳ的一端通过销轴ⅴ固定在卡钳托板Ⅱ46上且弯连杆Ⅳ可绕销轴ⅴ转动，弯连杆Ⅳ的另一端通过销轴ⅵ与卡钳爪Ⅳ的底部连接且弯连杆Ⅳ与卡钳爪Ⅳ均可绕销轴ⅵ转动，卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ与卡钳托板Ⅱ46形成下卡钳。

所述齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ的两侧边缘设置有凸出的竖直滑轨，下卡钳部件5还包括齿条限制板Ⅰ47和齿条限制板Ⅱ，齿条限制板Ⅰ47的一侧固定设置在卡钳托板Ⅱ46上且齿条限制板Ⅰ47的另一侧套装在齿条Ⅰ12的竖直滑轨上，齿条限制板Ⅱ的一侧固定设置在卡钳托板Ⅱ46上且齿条限制板Ⅱ的另一侧套装在齿条Ⅱ竖直滑轨上。

所述齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ的相对面为直齿面，齿条Ⅰ12的直齿面设置有均匀的直齿Ⅰ，齿条Ⅱ的直齿面设置有均匀的直齿Ⅱ，主动齿轮10与齿条Ⅰ12的直齿Ⅰ啮合，主动齿轮10与齿条Ⅱ的直齿Ⅱ啮合，齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ的背对面为光滑面。

所述采摘臂2包括半环形导轨21、导轨插片22、采摘移动座23、步进电机Ⅳ56、步进电机Ⅴ57、轴承底座25、旋转底座26、大臂27、小臂28、采摘爪连接臂58、步进电机Ⅵ29、小臂旋转轴31、轴承Ⅰ32、轴承Ⅱ、轴承压盖Ⅰ33、轴承压盖Ⅱ、大臂旋转轴50、采摘爪连接臂旋转轴51、轴承压盖Ⅲ54、轴承Ⅲ55，半环形导轨21水平固定设置在上卡钳部件4固定端上，半环形导轨21内设置有水平的环形齿条，采摘移动座23嵌套设置在半环形导轨21的顶端且采摘移动座23可沿半环形导轨21的顶端滑动，采摘移动座23内部设置有步进电机Ⅳ56和步进电机Ⅴ57，步进电机Ⅳ56的输出轴向下延伸且步进电机Ⅳ56的输出轴底端设置有齿轮Ⅰ，齿轮Ⅰ与环形齿条啮合；采摘移动座23的顶端固定设置有轴承底座25，轴承底座25顶端设置有齿轮Ⅱ，齿轮Ⅱ的中心轴固定设置在轴承底座25顶端且齿轮Ⅱ可绕中心轴转动，步进电机Ⅴ57的输出轴垂直向上且步进电机Ⅴ57的输出轴上固定设置有齿轮Ⅲ，齿轮Ⅲ与齿轮Ⅱ位于同一水平面且齿轮Ⅲ与齿轮Ⅱ啮合；旋转底座26固定设置在齿轮Ⅱ的顶端，旋转底座26上固定设置有步进电机Ⅵ29，步进电机Ⅵ29的输出轴上固定设置有齿轮Ⅳ，轴承Ⅰ32通过轴承压盖Ⅰ33固定设置在旋转底座26的顶端一侧，大臂27的底端固定设置有水平的大臂旋转轴50，大臂旋转轴50一端固定在轴承Ⅰ32的中心，大臂旋转轴50的另一端穿过旋转底座26的顶端另一侧且大臂旋转轴50可在旋转底座26的顶端旋转，大臂旋转轴50上固定设置有齿轮Ⅴ，齿轮Ⅴ与齿轮Ⅳ位于同一垂直面且齿轮Ⅴ与齿轮Ⅳ啮合；大臂27顶部固定设置有步进电机Ⅵ，步进电机Ⅵ的输出轴上固定设置有齿轮Ⅵ，轴承Ⅱ通过轴承压盖Ⅱ固定设置在大臂27的顶端一侧，小臂28的底端固定设置有水平的小臂旋转轴31，小臂旋转轴31一端固定在轴承Ⅱ的中心，小臂旋转轴31的另一端穿过大臂27的顶端另一侧且小臂旋转轴31可在大臂27的顶端旋转，小臂旋转轴31上固定设置有齿轮Ⅶ，齿轮Ⅶ与齿轮Ⅵ位于同一垂直面且齿轮Ⅶ与齿轮Ⅵ啮合；小臂28顶部固定设置有步进电机Ⅶ，步进电机Ⅶ的输出轴上固定设置有齿轮Ⅷ，轴承Ⅲ55通过轴承压盖Ⅲ54固定设置在小臂28的顶端一侧，采摘爪连接臂58的底端固定设置有水平的采摘爪连接臂旋转轴51，采摘爪连接臂旋转轴51的一端固定设置在轴承Ⅲ55中心，采摘爪连接臂旋转轴51的另一端穿过小臂28的顶端另一侧且采摘爪连接臂旋转轴51可在小臂28的顶端旋转，采摘爪连接臂旋转轴51上固定设置有齿轮Ⅸ，齿轮Ⅸ与齿轮Ⅷ位于同一垂直面且齿轮Ⅸ与齿轮Ⅷ啮合；采摘爪3固定设置在采摘爪连接臂58顶端。

所述大臂27的中部设置有大臂支撑杆30，小臂28的中部设置有小臂支撑杆52。

所述与轴承Ⅰ32相对的大臂旋转轴50另一端头设置有限位件Ⅰ53且限位件Ⅰ53位于旋转底座26的顶端外侧，与轴承Ⅱ相对的小臂旋转轴31另一端头设置有限位件Ⅱ且限位件Ⅱ位于大臂27的顶端外侧，与轴承Ⅲ相对的采摘爪连接臂旋转轴51另一端头设置有限位件Ⅲ且限位件Ⅲ位于小臂28的顶端外侧。

所述采摘爪3包括丝杆保护壳34、丝杆35、固定座36、螺母座37、支撑座38、滑块联轴器Ⅲ39、连杆底板40、螺母座连杆41、4个爪42、四爪底板43、转动连杆44、步进电机Ⅷ24，步进电机Ⅷ24固定设置在采摘爪连接臂58顶部，丝杆保护壳34固定设置在采摘爪连接臂58上，连杆底板40固定设置在丝杆保护壳34的顶端，连杆底板40的中心底部固定设置有支撑座38，支撑座38套装在丝杆35的顶端，步进电机Ⅷ24的输出轴通过滑块联轴器Ⅲ39与丝杆35底端的固定座36连接，螺母座37的内螺纹与丝杆35的外螺纹作螺纹传动配合联接且螺母座37位于支撑座38的下方，螺母座37两侧对称设置有螺母座连杆41，螺母座连杆41向上穿过连杆底板40并与四爪底板43连接，4个爪42分别通过销轴Ⅰ均匀设置在四爪底板43的边缘且4个爪42可分别绕销轴Ⅰ转动，连杆底板40边缘上通过销轴Ⅱ均匀设置有4个转动连杆44且4个转动连杆44可分别绕销轴Ⅱ转动，4个转动连杆的顶端分别通过销轴Ⅲ与4个爪连杆45的底端连接，4个爪连杆45的顶端分别固定设置在4个爪42的底端。

所述步进电机Ⅰ6通过支架9固定设置在下卡钳部件5的固定端。

椰子采摘机上可设置摄像头、上卡钳位移传感器和下卡钳位移传感器，摄像头、上卡钳位移传感器、下卡钳位移传感器和椰子采摘机的所有电机均与计算机无线连接，摄像头将拍摄的图像传输给计算机，计算机根据椰子的图像判断椰子的成熟度和位置；上卡钳位移传感器和下钳位移传感器分别将上卡钳和下卡钳的位移传递给计算机，计算机控制椰子采摘机的电机运转，实现椰子采摘机的爬树功能和采摘功能。

本发明椰子采摘装置的工作原理：

本发明爬树装置通过齿轮啮合传动，半圆形导轨固定到爬树装置上，机械臂置于导轨内，通过导轨座上的电机带动啮合导轨内齿条的齿轮传动，从而实现机械臂绕树旋转的目的，机械爪通过螺纹连接到机械臂的前端，爬树装置负责把其他组成部分送到椰树的上方到达机械臂的采摘范围后稳定固定，机械臂与采摘爪灵活配合完成采摘。

本发明椰子采摘装置的工作过程：

椰子采摘装置爬树时，上卡钳部件的步进电机Ⅱ正转通过滑块联轴器Ⅰ控制蜗杆Ⅰ转动，蜗杆Ⅰ旋转时位于蜗杆Ⅰ两侧且与蜗杆Ⅰ啮合的蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ分别朝相对的反方向旋转，迫使蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ上的直连杆Ⅰ、直连杆Ⅱ分别随蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ做圆周运动，从而带动卡钳爪Ⅰ和卡钳爪Ⅱ做圆周运动，此时，分别与卡钳爪Ⅰ和卡钳爪Ⅱ连接的可自由转动的弯连杆Ⅰ、弯连杆Ⅱ会施加给卡钳爪Ⅰ、卡钳爪Ⅱ径向拉力，使得卡钳爪Ⅰ、卡钳爪Ⅱ径向圆周运动时在径向位置向内偏移以抱紧树干，完成卡钳夹紧动作；步进电机Ⅰ正转并通过减速器、弹性柱销联轴器向主动齿轮输入动力带动主动齿轮旋转，从而带动从动齿轮旋转，再通过齿轮啮合齿条带动下卡钳部件匀速上升距离上卡钳部件15~25cm的位置，下卡钳部件步进电机Ⅲ正转通过滑块联轴器Ⅱ控制蜗杆Ⅱ转动，蜗杆Ⅱ旋转时位于蜗杆Ⅱ两侧且与蜗杆Ⅱ啮合的蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ分别朝相对的反方向旋转，迫使蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ上的直连杆Ⅲ、直连杆Ⅳ分别随蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ做圆周运动，从而带动卡钳爪Ⅲ和卡钳爪Ⅳ做圆周运动，此时，分别与卡钳爪Ⅲ和卡钳爪Ⅳ连接的可自由转动的弯连杆Ⅲ、弯连杆Ⅳ会施加给卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ径向拉力，使得卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ径向圆周运动时在径向位置向内偏移以抱紧树干，完成卡钳夹紧动作；然后上卡钳部件的步进电机Ⅱ反转通过滑块联轴器Ⅰ控制蜗杆Ⅰ转动，蜗杆Ⅰ旋转时位于蜗杆Ⅰ两侧且与蜗杆Ⅰ啮合的蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ分别向内旋转，迫使蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ上的直连杆Ⅰ、直连杆Ⅱ分别随蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ做圆周运动，从而带动卡钳爪Ⅰ和卡钳爪Ⅱ做圆周运动，此时，分别与卡钳爪Ⅰ和卡钳爪Ⅱ连接的可自由转动的弯连杆Ⅰ、弯连杆Ⅱ会施加给卡钳爪Ⅰ、卡钳爪Ⅱ径向推力，使得卡钳爪Ⅰ、卡钳爪Ⅱ径向圆周运动时在径向位置向外偏移以松开树干，完成卡钳松开动作；步进电机Ⅰ反转并通过减速器带动主动齿轮旋转，从而带动从动齿轮旋转，再通过齿轮啮合齿条推动上卡钳部件匀速上升至齿轮位于齿条的底端，上卡钳部件的步进电机Ⅱ正转通过滑块联轴器Ⅰ控制蜗杆Ⅰ转动，从而带动蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ旋转，迫使蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ上的直连杆Ⅰ、直连杆Ⅱ、弯连杆Ⅰ、弯连杆Ⅱ配合控制卡钳爪Ⅰ、卡钳爪Ⅱ抱紧树干，然后下卡钳部件步进电机Ⅲ反转通过滑块联轴器Ⅱ控制蜗杆Ⅱ转动，蜗杆Ⅱ旋转时位于蜗杆Ⅱ两侧且与蜗杆Ⅱ啮合的蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ分别朝内旋转，迫使蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ上的直连杆Ⅲ、直连杆Ⅳ分别随蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ做圆周运动，从而带动卡钳爪Ⅲ和卡钳爪Ⅳ做圆周运动，此时，分别与卡钳爪Ⅲ和卡钳爪Ⅳ连接的可自由转动的弯连杆Ⅲ、弯连杆Ⅳ会施加给卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ径向推力，使得卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ径向圆周运动时在径向位置向外偏移以松开树干，完成卡钳松开动作；步进电机Ⅰ的正转与反转交替，并与上卡钳部件的步进电机Ⅱ、下卡钳部件步进电机Ⅲ配合实现椰子采摘装置的爬树功能；

椰子采摘装置采摘时，导轨座通过步进电机Ⅳ带动齿轮Ⅰ在半环形导轨内移动至椰子采摘点，带动机械臂能绕树旋转，既可加大其采摘面积，也可准确移动至椰子采摘点，然后通过步进电机Ⅴ带动齿轮Ⅱ旋转，从而带动旋转底座旋转可以使机械臂整条旋转，方便其调整采摘姿态，通过步进电机Ⅵ、大臂、步进电机Ⅶ、小臂、采摘爪连接臂的配合控制采摘臂移动至椰子下端，再由步进电机Ⅷ通过滑块联轴器Ⅲ控制丝杆旋转，丝杆上的螺母座随丝杆的旋转做直线运动，从而通过螺母座连杆带动四爪底板一起做直线运动；步进电机Ⅷ正转时，丝杆跟着旋转，螺母座就随丝杆的旋转朝电机方向向下直线运动，螺母座连杆带动四爪底板一起向下做直线运动；四个爪与四爪底板相连，因此一起运动，四爪底板开始向下接近连杆底板，连杆底板上的四根连杆在四爪底板向下压力的作用下向外运动，四个爪在与连杆底板相连的四根连杆的作用下与连杆相连的爪的根部向外运动，使四个爪实现一个抓紧动作，进行抓紧的同时还受到螺母座）向下运动产生的一个拉力，仿生人手采摘时抓紧、拉扯的动作。

本发明的有益效果：

（1）本发明椰子采摘装置。

附图说明

图1为椰子采摘装置立体结构示意图（右视）；

图2为椰子采摘装置立体结构示意图（左视）；

图3为爬树装置立体结构示意图（左视）；

图4为爬树装置立体结构示意图（右视）

图5为上卡钳部件结构示意图（俯视）；

图6为上卡钳部件与齿条装配图；

图7为下卡钳部件与步进电机Ⅰ装配结构示意图（俯视）；

图8为下卡钳部件与步进电机Ⅰ装配结构示意图（主视）；

图9为采摘臂与采摘爪装配结构示意图（主视）；

图10为采摘臂与采摘爪装配结构示意图（左视）；

图11为采摘臂与采摘爪装配结构示意图（右视）；

图12为采摘臂与采摘爪装配立体结构示意图；

图13为采摘爪立体结构示意图（主视）；

图14为采摘爪立体结构示意图（侧视）；

图15为椰子采摘装置仰视图；

图中：1-爬树装置、2-采摘臂、3-采摘爪、4-上卡钳部件、5-下卡钳部件、6-步进电机Ⅰ、7-减速器、8-弹性柱销联轴器、9-支架、10-主动齿轮、11-从动齿轮、12-齿条Ⅰ、13-齿条支撑板、14-步进电机Ⅱ、15-滑块联轴器Ⅰ、16-蜗杆Ⅰ、17-蜗轮Ⅰ、18-直连杆Ⅰ、19-弯连杆Ⅰ、20-卡钳爪Ⅰ、21-半环形导轨、22-导轨插片、23-采摘移动座、24-步进电机Ⅷ、25-轴承底座、26-旋转底座、27-大臂、28-小臂、29-步进电机Ⅵ、30-大臂支撑杆、31-小臂旋转轴、32-轴承Ⅰ、33-轴承压盖Ⅰ、34-丝杆保护壳、35-丝杆、36-固定座、37-螺母座、38-支撑座、39-滑块联轴器Ⅲ、40-连杆底板、41-螺母座连杆、42-爪、43-四爪底板、44-转动连杆、45-爪连杆、46-卡钳托板Ⅱ、47-齿条限制板Ⅰ、48-蜗轮Ⅱ、49-卡钳托板Ⅰ、50-大臂旋转轴、51-采摘爪连接臂旋转轴、52-小臂支撑杆、53-限位件Ⅰ、54-轴承压盖Ⅲ、55-轴承Ⅲ、56-步进电机Ⅳ、57-步进电机Ⅴ、58-采摘爪连接臂。

具体实施方式

下面结合具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1：如图1~15所示，一种椰子采摘装置，包括依次连接的爬树装置1、采摘臂2和采摘爪3，爬树装置1包括上卡钳部件4、下卡钳部件5、步进电机Ⅰ6、减速器7、弹性柱销联轴器8、主动齿轮10、从动齿轮11、齿条Ⅰ12、齿条Ⅱ、齿条支撑板13，齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ的顶端分别固定设置在上卡钳部件4固定端的底部且齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ平行竖直设置，齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ分别穿过下卡钳部件的固定端，齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ的底端通过水平设置的齿条支撑板13固定连接且齿条支撑板13位于下卡钳部件5的下方；步进电机Ⅰ6、减速器7固定设置在下卡钳部件5的固定端且步进电机Ⅰ6的输出轴与减速器7的输入端连通，主动齿轮10、从动齿轮11分别通过齿轮架固定设置在下卡钳部件5的固定端且位于两个齿条12的中部，主动齿轮10与从动齿轮11啮合转动，主动齿轮10的另一侧与齿条Ⅰ12啮合，从动齿轮11的另一侧与齿条Ⅱ啮合；

上卡钳部件4包括步进电机Ⅱ14、滑块联轴器Ⅰ15、蜗杆Ⅰ16、蜗轮Ⅰ17、蜗轮Ⅱ48、直连杆Ⅰ18、直连杆Ⅱ、弯连杆Ⅰ19、弯连杆Ⅱ、卡钳爪Ⅰ20、卡钳爪Ⅱ、卡钳托板Ⅰ49，卡钳托板Ⅰ49为上卡钳部件4的固定端，步进电机Ⅱ14固定设置在卡钳托板Ⅰ49上，步进电机Ⅱ14的输出端通过滑块联轴器Ⅰ15与蜗杆Ⅰ16连通，蜗杆Ⅰ16的两侧分别与蜗轮Ⅰ17、蜗轮Ⅱ48相啮合，蜗轮Ⅰ17、蜗轮Ⅱ48分别通过中心转轴Ⅰ、中心转轴Ⅱ固定设置在卡钳托板Ⅰ49上且蜗轮Ⅰ17、蜗轮Ⅱ48分别可绕中心转轴Ⅰ、中心转轴Ⅱ转动，直连杆Ⅰ18一端固定设置在蜗轮Ⅰ17，直连杆Ⅰ18的另一端通过销轴Ⅰ与卡钳爪Ⅰ20的底端连接且直连杆Ⅰ18与卡钳爪Ⅰ20的底端均可绕销轴Ⅰ转动，弯连杆Ⅰ19的一端通过销轴Ⅱ固定在卡钳托板Ⅰ49上且弯连杆Ⅰ19可绕销轴Ⅱ转动，弯连杆Ⅰ19的另一端通过销轴Ⅲ与卡钳爪Ⅰ20的底部连接且弯连杆Ⅰ19与卡钳爪Ⅰ20的底部均可绕销轴Ⅲ转动，直连杆Ⅱ一端固定设置在蜗轮Ⅱ48上，直连杆Ⅱ另一端通过销轴Ⅳ与卡钳爪Ⅱ的底端连接且直连杆Ⅱ与卡钳爪Ⅱ均可绕销轴Ⅳ转动，弯连杆Ⅱ的一端通过销轴Ⅴ固定在卡钳托板Ⅰ49上且弯连杆Ⅱ可绕销轴Ⅴ转动，弯连杆Ⅱ的另一端通过销轴Ⅵ与卡钳爪Ⅱ的底部连接且弯连杆Ⅱ与卡钳爪Ⅱ均可绕销轴Ⅵ转动，卡钳爪Ⅰ20、卡钳爪Ⅱ与卡钳托板Ⅰ49形成上卡钳；

下卡钳部件5包括步进电机Ⅲ、滑块联轴器Ⅱ、蜗杆Ⅱ、蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ、直连杆Ⅲ、直连杆Ⅳ、弯连杆Ⅲ、弯连杆Ⅳ、卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ、卡钳托板Ⅱ46，卡钳托板Ⅱ46为下卡钳部件5的固定端，步进电机Ⅲ固定设置在卡钳托板Ⅱ46上，步进电机Ⅲ的输出端通过滑块联轴器Ⅱ与蜗杆Ⅱ连通，蜗杆Ⅱ的两侧分别与蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ相啮合，蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ分别通过中心转轴Ⅲ、中心转轴Ⅳ固定设置在卡钳托板Ⅱ46上且蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ分别可绕中心转轴Ⅲ、中心转轴Ⅳ转动，直连杆Ⅲ一端固定设置在蜗轮Ⅲ，直连杆Ⅲ的另一端通过销轴ⅰ与卡钳爪Ⅲ的底端连接且直连杆Ⅲ与卡钳爪Ⅲ的底端均可绕销轴ⅰ转动，弯连杆Ⅲ的一端通过销轴ⅱ固定在卡钳托板Ⅱ46上且弯连杆Ⅲ可绕销轴ⅱ转动，弯连杆Ⅲ的另一端通过销轴ⅲ与卡钳爪Ⅲ的底部连接且弯连杆Ⅲ与卡钳爪Ⅲ的底部均可绕销轴ⅲ转动，直连杆Ⅳ一端固定设置在蜗轮Ⅳ上，直连杆Ⅳ另一端通过销轴ⅳ与卡钳爪Ⅳ的底端连接且直连杆Ⅳ与卡钳爪Ⅳ均可绕销轴ⅳ转动，弯连杆Ⅳ的一端通过销轴ⅴ固定在卡钳托板Ⅱ46上且弯连杆Ⅳ可绕销轴ⅴ转动，弯连杆Ⅳ的另一端通过销轴ⅵ与卡钳爪Ⅳ的底部连接且弯连杆Ⅳ与卡钳爪Ⅳ均可绕销轴ⅵ转动，卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ与卡钳托板Ⅱ46形成下卡钳；

齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ的两侧边缘设置有凸出的竖直滑轨，下卡钳部件5还包括齿条限制板Ⅰ47和齿条限制板Ⅱ，齿条限制板Ⅰ47的一侧固定设置在卡钳托板Ⅱ46上且齿条限制板Ⅰ47的另一侧套装在齿条Ⅰ12的竖直滑轨上，齿条限制板Ⅱ的一侧固定设置在卡钳托板Ⅱ46上且齿条限制板Ⅱ的另一侧套装在齿条Ⅱ竖直滑轨上；

齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ的相对面为直齿面，齿条Ⅰ12的直齿面设置有均匀的直齿Ⅰ，齿条Ⅱ的直齿面设置有均匀的直齿Ⅱ，主动齿轮10与齿条Ⅰ12的直齿Ⅰ啮合，主动齿轮10与齿条Ⅱ的直齿Ⅱ啮合，齿条Ⅰ12与齿条Ⅱ的背对面为光滑面；

采摘臂2包括半环形导轨21、导轨插片22、采摘移动座23、步进电机Ⅳ56、步进电机Ⅴ57、轴承底座25、旋转底座26、大臂27、小臂28、采摘爪连接臂58、步进电机Ⅵ29、小臂旋转轴31、轴承Ⅰ32、轴承Ⅱ、轴承压盖Ⅰ33、轴承压盖Ⅱ、大臂旋转轴50、采摘爪连接臂旋转轴51、轴承压盖Ⅲ54、轴承Ⅲ55，半环形导轨21水平固定设置在上卡钳部件4固定端上，半环形导轨21内设置有水平的环形齿条，采摘移动座23嵌套设置在半环形导轨21的顶端且采摘移动座23可沿半环形导轨21的顶端滑动，采摘移动座23内部设置有步进电机Ⅳ56和步进电机Ⅴ57，步进电机Ⅳ56的输出轴向下延伸且步进电机Ⅳ56的输出轴底端设置有齿轮Ⅰ，齿轮Ⅰ与环形齿条啮合；采摘移动座23的顶端固定设置有轴承底座25，轴承底座25顶端设置有齿轮Ⅱ，齿轮Ⅱ的中心轴固定设置在轴承底座25顶端且齿轮Ⅱ可绕中心轴转动，步进电机Ⅴ57的输出轴垂直向上且步进电机Ⅴ57的输出轴上固定设置有齿轮Ⅲ，齿轮Ⅲ与齿轮Ⅱ位于同一水平面且齿轮Ⅲ与齿轮Ⅱ啮合；旋转底座26固定设置在齿轮Ⅱ的顶端，旋转底座26上固定设置有步进电机Ⅵ29，步进电机Ⅵ29的输出轴上固定设置有齿轮Ⅳ，轴承Ⅰ32通过轴承压盖Ⅰ33固定设置在旋转底座26的顶端一侧，大臂27的底端固定设置有水平的大臂旋转轴50，大臂旋转轴50一端固定在轴承Ⅰ32的中心，大臂旋转轴50的另一端穿过旋转底座26的顶端另一侧且大臂旋转轴50可在旋转底座26的顶端旋转，大臂旋转轴50上固定设置有齿轮Ⅴ，齿轮Ⅴ与齿轮Ⅳ位于同一垂直面且齿轮Ⅴ与齿轮Ⅳ啮合；大臂27顶部固定设置有步进电机Ⅵ，步进电机Ⅵ的输出轴上固定设置有齿轮Ⅵ，轴承Ⅱ通过轴承压盖Ⅱ固定设置在大臂27的顶端一侧，小臂28的底端固定设置有水平的小臂旋转轴31，小臂旋转轴31一端固定在轴承Ⅱ的中心，小臂旋转轴31的另一端穿过大臂27的顶端另一侧且小臂旋转轴31可在大臂27的顶端旋转，小臂旋转轴31上固定设置有齿轮Ⅶ，齿轮Ⅶ与齿轮Ⅵ位于同一垂直面且齿轮Ⅶ与齿轮Ⅵ啮合；小臂28顶部固定设置有步进电机Ⅶ，步进电机Ⅶ的输出轴上固定设置有齿轮Ⅷ，轴承Ⅲ55通过轴承压盖Ⅲ54固定设置在小臂28的顶端一侧，采摘爪连接臂58的底端固定设置有水平的采摘爪连接臂旋转轴51，采摘爪连接臂旋转轴51的一端固定设置在轴承Ⅲ55中心，采摘爪连接臂旋转轴51的另一端穿过小臂28的顶端另一侧且采摘爪连接臂旋转轴51可在小臂28的顶端旋转，采摘爪连接臂旋转轴51上固定设置有齿轮Ⅸ，齿轮Ⅸ与齿轮Ⅷ位于同一垂直面且齿轮Ⅸ与齿轮Ⅷ啮合；采摘爪3固定设置在采摘爪连接臂58顶端；

大臂27的中部设置有大臂支撑杆30，小臂28的中部设置有小臂支撑杆52；

与轴承Ⅰ32相对的大臂旋转轴50另一端头设置有限位件Ⅰ53且限位件Ⅰ53位于旋转底座26的顶端外侧，与轴承Ⅱ相对的小臂旋转轴31另一端头设置有限位件Ⅱ且限位件Ⅱ位于大臂27的顶端外侧，与轴承Ⅲ相对的采摘爪连接臂旋转轴51另一端头设置有限位件Ⅲ且限位件Ⅲ位于小臂28的顶端外侧；

采摘爪3包括丝杆保护壳34、丝杆35、固定座36、螺母座37、支撑座38、滑块联轴器Ⅲ39、连杆底板40、螺母座连杆41、4个爪42、四爪底板43、转动连杆44、步进电机Ⅷ24，步进电机Ⅷ24固定设置在采摘爪连接臂58顶部，丝杆保护壳34固定设置在采摘爪连接臂58上，连杆底板40固定设置在丝杆保护壳34的顶端，连杆底板40的中心底部固定设置有支撑座38，支撑座38套装在丝杆35的顶端，步进电机Ⅷ24的输出轴通过滑块联轴器Ⅲ39与丝杆35底端的固定座36连接，螺母座37的内螺纹与丝杆35的外螺纹作螺纹传动配合联接且螺母座37位于支撑座38的下方，螺母座37两侧对称设置有螺母座连杆41，螺母座连杆41向上穿过连杆底板40并与四爪底板43连接，4个爪42分别通过销轴Ⅰ均匀设置在四爪底板43的边缘且4个爪42可分别绕销轴Ⅰ转动，连杆底板40边缘上通过销轴Ⅱ均匀设置有4个转动连杆44且4个转动连杆44可分别绕销轴Ⅱ转动，4个转动连杆的顶端分别通过销轴Ⅲ与4个爪连杆45的底端连接，4个爪连杆45的顶端分别固定设置在4个爪42的底端；

步进电机Ⅰ6通过支架9固定设置在下卡钳部件5的固定端。

椰子采摘装置的工作过程：

椰子采摘装置爬树时，上卡钳部件的步进电机Ⅱ正转通过滑块联轴器Ⅰ控制蜗杆Ⅰ转动，蜗杆Ⅰ旋转时位于蜗杆Ⅰ两侧且与蜗杆Ⅰ啮合的蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ分别朝相对的反方向旋转，迫使蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ上的直连杆Ⅰ、直连杆Ⅱ分别随蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ做圆周运动，从而带动卡钳爪Ⅰ和卡钳爪Ⅱ做圆周运动，此时，分别与卡钳爪Ⅰ和卡钳爪Ⅱ连接的可自由转动的弯连杆Ⅰ、弯连杆Ⅱ会施加给卡钳爪Ⅰ、卡钳爪Ⅱ径向拉力，使得卡钳爪Ⅰ、卡钳爪Ⅱ径向圆周运动时在径向位置向内偏移以抱紧树干，完成卡钳夹紧动作；步进电机Ⅰ正转并通过减速器、弹性柱销联轴器向主动齿轮输入动力带动主动齿轮旋转，从而带动从动齿轮旋转，再通过齿轮啮合齿条带动下卡钳部件匀速上升距离上卡钳部件15~25cm的位置，下卡钳部件步进电机Ⅲ正转通过滑块联轴器Ⅱ控制蜗杆Ⅱ转动，蜗杆Ⅱ旋转时位于蜗杆Ⅱ两侧且与蜗杆Ⅱ啮合的蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ分别朝相对的反方向旋转，迫使蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ上的直连杆Ⅲ、直连杆Ⅳ分别随蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ做圆周运动，从而带动卡钳爪Ⅲ和卡钳爪Ⅳ做圆周运动，此时，分别与卡钳爪Ⅲ和卡钳爪Ⅳ连接的可自由转动的弯连杆Ⅲ、弯连杆Ⅳ会施加给卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ径向拉力，使得卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ径向圆周运动时在径向位置向内偏移以抱紧树干，完成卡钳夹紧动作；然后上卡钳部件的步进电机Ⅱ反转通过滑块联轴器Ⅰ控制蜗杆Ⅰ转动，蜗杆Ⅰ旋转时位于蜗杆Ⅰ两侧且与蜗杆Ⅰ啮合的蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ分别向内旋转，迫使蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ上的直连杆Ⅰ、直连杆Ⅱ分别随蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ做圆周运动，从而带动卡钳爪Ⅰ和卡钳爪Ⅱ做圆周运动，此时，分别与卡钳爪Ⅰ和卡钳爪Ⅱ连接的可自由转动的弯连杆Ⅰ、弯连杆Ⅱ会施加给卡钳爪Ⅰ、卡钳爪Ⅱ径向推力，使得卡钳爪Ⅰ、卡钳爪Ⅱ径向圆周运动时在径向位置向外偏移以松开树干，完成卡钳松开动作；步进电机Ⅰ反转并通过减速器带动主动齿轮旋转，从而带动从动齿轮旋转，再通过齿轮啮合齿条推动上卡钳部件匀速上升至齿轮位于齿条的底端，上卡钳部件的步进电机Ⅱ正转通过滑块联轴器Ⅰ控制蜗杆Ⅰ转动，从而带动蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ旋转，迫使蜗轮Ⅰ、蜗轮Ⅱ上的直连杆Ⅰ、直连杆Ⅱ、弯连杆Ⅰ、弯连杆Ⅱ配合控制卡钳爪Ⅰ、卡钳爪Ⅱ抱紧树干，然后下卡钳部件步进电机Ⅲ反转通过滑块联轴器Ⅱ控制蜗杆Ⅱ转动，蜗杆Ⅱ旋转时位于蜗杆Ⅱ两侧且与蜗杆Ⅱ啮合的蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ分别朝内旋转，迫使蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ上的直连杆Ⅲ、直连杆Ⅳ分别随蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ做圆周运动，从而带动卡钳爪Ⅲ和卡钳爪Ⅳ做圆周运动，此时，分别与卡钳爪Ⅲ和卡钳爪Ⅳ连接的可自由转动的弯连杆Ⅲ、弯连杆Ⅳ会施加给卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ径向推力，使得卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ径向圆周运动时在径向位置向外偏移以松开树干，完成卡钳松开动作；步进电机Ⅰ的正转与反转交替，并与上卡钳部件的步进电机Ⅱ、下卡钳部件步进电机Ⅲ配合实现椰子采摘装置的爬树功能；

椰子采摘装置采摘时，导轨座通过步进电机Ⅳ带动齿轮Ⅰ在半环形导轨内移动至椰子采摘点，带动采摘臂能绕树旋转，既可加大其采摘面积，也可准确移动至椰子采摘点，然后通过步进电机Ⅴ带动齿轮Ⅱ旋转，从而带动旋转底座旋转可以使采摘臂整条旋转，方便其调整采摘姿态，通过步进电机Ⅵ、大臂、步进电机Ⅶ、小臂、采摘爪连接臂的配合控制采摘臂移动至椰子下端，再由步进电机Ⅷ通过滑块联轴器Ⅲ控制丝杆旋转，丝杆上的螺母座随丝杆的旋转做直线运动，从而通过螺母座连杆带动四爪底板一起做直线运动；步进电机Ⅷ正转时，丝杆跟着旋转，螺母座就随丝杆的旋转朝电机方向向下直线运动，螺母座连杆带动四爪底板一起向下做直线运动；四个爪与四爪底板相连，因此一起运动，四爪底板开始向下接近连杆底板，连杆底板上的四根连杆在四爪底板向下压力的作用下向外运动，四个爪在与连杆底板相连的四根连杆的作用下与连杆相连的爪的根部向外运动，使四个爪实现一个抓紧动作，进行抓紧的同时还受到螺母座）向下运动产生的一个拉力，仿生人手采摘时抓紧、拉扯的动作。

上面结合附图对本发明的具体实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种椰子采摘装置，其特征在于：包括依次连接的爬树装置（1）、采摘臂（2）和采摘爪（3），爬树装置（1）包括上卡钳部件（4）、下卡钳部件（5）、步进电机Ⅰ（6）、减速器（7）、弹性柱销联轴器（8）、主动齿轮（10）、从动齿轮（11）、齿条Ⅰ（12）、齿条Ⅱ、齿条支撑板（13），齿条Ⅰ（12）与齿条Ⅱ的顶端分别固定设置在上卡钳部件（4）固定端的底部且齿条Ⅰ（12）与齿条Ⅱ平行竖直设置，齿条Ⅰ（12）与齿条Ⅱ分别穿过下卡钳部件的固定端，齿条Ⅰ（12）与齿条Ⅱ的底端通过水平设置的齿条支撑板（13）固定连接且齿条支撑板（13）位于下卡钳部件（5）的下方；步进电机Ⅰ（6）、减速器（7）固定设置在下卡钳部件（5）的固定端且步进电机Ⅰ（6）的输出轴与减速器（7）的输入端连通，主动齿轮（10）、从动齿轮（11）分别通过齿轮架固定设置在下卡钳部件（5）的固定端且位于两个齿条Ⅰ（12）的中部，主动齿轮（10）与从动齿轮（11）啮合转动，主动齿轮（10）的另一侧与齿条Ⅰ（12）啮合，从动齿轮（11）的另一侧与齿条Ⅱ啮合；

所述上卡钳部件（4）包括步进电机Ⅱ（14）、滑块联轴器Ⅰ（15）、蜗杆Ⅰ（16）、蜗轮Ⅰ（17）、蜗轮Ⅱ（48）、直连杆Ⅰ（18）、直连杆Ⅱ、弯连杆Ⅰ（19）、弯连杆Ⅱ、卡钳爪Ⅰ（20）、卡钳爪Ⅱ、卡钳托板Ⅰ（49），卡钳托板Ⅰ（49）为上卡钳部件（4）的固定端，步进电机Ⅱ（14）固定设置在卡钳托板Ⅰ（49）上，步进电机Ⅱ（14）的输出端通过滑块联轴器Ⅰ（15）与蜗杆Ⅰ（16）连通，蜗杆Ⅰ（16）的两侧分别与蜗轮Ⅰ（17）、蜗轮Ⅱ（48）相啮合，蜗轮Ⅰ（17）、蜗轮Ⅱ（48）分别通过中心转轴Ⅰ、中心转轴Ⅱ固定设置在卡钳托板Ⅰ（49）上且蜗轮Ⅰ（17）、蜗轮Ⅱ（48）分别可绕中心转轴Ⅰ、中心转轴Ⅱ转动，直连杆Ⅰ（18）一端固定设置在蜗轮Ⅰ（17），直连杆Ⅰ（18）的另一端通过销轴Ⅰ与卡钳爪Ⅰ（20）的底端连接且直连杆Ⅰ（18）与卡钳爪Ⅰ（20）的底端均可绕销轴Ⅰ转动，弯连杆Ⅰ（19）的一端通过销轴Ⅱ固定在卡钳托板Ⅰ（49）上且弯连杆Ⅰ（19）可绕销轴Ⅱ转动，弯连杆Ⅰ（19）的另一端通过销轴Ⅲ与卡钳爪Ⅰ（20）的底部连接且弯连杆Ⅰ（19）与卡钳爪Ⅰ（20）的底部均可绕销轴Ⅲ转动，直连杆Ⅱ一端固定设置在蜗轮Ⅱ（48）上，直连杆Ⅱ另一端通过销轴Ⅳ与卡钳爪Ⅱ的底端连接且直连杆Ⅱ与卡钳爪Ⅱ均可绕销轴Ⅳ转动，弯连杆Ⅱ的一端通过销轴Ⅴ固定在卡钳托板Ⅰ（49）上且弯连杆Ⅱ可绕销轴Ⅴ转动，弯连杆Ⅱ的另一端通过销轴Ⅵ与卡钳爪Ⅱ的底部连接且弯连杆Ⅱ与卡钳爪Ⅱ均可绕销轴Ⅵ转动，卡钳爪Ⅰ（20）、卡钳爪Ⅱ与卡钳托板Ⅰ（49）形成上卡钳；

所述下卡钳部件（5）包括步进电机Ⅲ、滑块联轴器Ⅱ、蜗杆Ⅱ、蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ、直连杆Ⅲ、直连杆Ⅳ、弯连杆Ⅲ、弯连杆Ⅳ、卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ、卡钳托板Ⅱ（46），卡钳托板Ⅱ（46）为下卡钳部件（5）的固定端，步进电机Ⅲ固定设置在卡钳托板Ⅱ（46）上，步进电机Ⅲ的输出端通过滑块联轴器Ⅱ与蜗杆Ⅱ连通，蜗杆Ⅱ的两侧分别与蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ相啮合，蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ分别通过中心转轴Ⅲ、中心转轴Ⅳ固定设置在卡钳托板Ⅱ（46）上且蜗轮Ⅲ、蜗轮Ⅳ分别可绕中心转轴Ⅲ、中心转轴Ⅳ转动，直连杆Ⅲ一端固定设置在蜗轮Ⅲ，直连杆Ⅲ的另一端通过销轴ⅰ与卡钳爪Ⅲ的底端连接且直连杆Ⅲ与卡钳爪Ⅲ的底端均可绕销轴ⅰ转动，弯连杆Ⅲ的一端通过销轴ⅱ固定在卡钳托板Ⅱ（46）上且弯连杆Ⅲ可绕销轴ⅱ转动，弯连杆Ⅲ的另一端通过销轴ⅲ与卡钳爪Ⅲ的底部连接且弯连杆Ⅲ与卡钳爪Ⅲ的底部均可绕销轴ⅲ转动，直连杆Ⅳ一端固定设置在蜗轮Ⅳ上，直连杆Ⅳ另一端通过销轴ⅳ与卡钳爪Ⅳ的底端连接且直连杆Ⅳ与卡钳爪Ⅳ均可绕销轴ⅳ转动，弯连杆Ⅳ的一端通过销轴ⅴ固定在卡钳托板Ⅱ（46）上且弯连杆Ⅳ可绕销轴ⅴ转动，弯连杆Ⅳ的另一端通过销轴ⅵ与卡钳爪Ⅳ的底部连接且弯连杆Ⅳ与卡钳爪Ⅳ均可绕销轴ⅵ转动，卡钳爪Ⅲ、卡钳爪Ⅳ与卡钳托板Ⅱ（46）形成下卡钳；

所述采摘臂（2）包括半环形导轨（21）、导轨插片（22）、采摘移动座（23）、步进电机Ⅳ（56）、步进电机Ⅴ（57）、轴承底座（25）、旋转底座（26）、大臂（27）、小臂（28）、采摘爪连接臂（58）、步进电机Ⅵ（29）、小臂旋转轴（31）、轴承Ⅰ（32）、轴承Ⅱ、轴承压盖Ⅰ（33）、轴承压盖Ⅱ、大臂旋转轴（50）、采摘爪连接臂旋转轴（51）、轴承压盖Ⅲ（54）、轴承Ⅲ（55），半环形导轨（21）水平固定设置在上卡钳部件（4）固定端上，半环形导轨（21）内设置有水平的环形齿条，采摘移动座（23）嵌套设置在半环形导轨（21）的顶端且采摘移动座（23）可沿半环形导轨（21）的顶端滑动，采摘移动座（23）内部设置有步进电机Ⅳ（56）和步进电机Ⅴ（57），步进电机Ⅳ（56）的输出轴向下延伸且步进电机Ⅳ（56）的输出轴底端设置有齿轮Ⅰ，齿轮Ⅰ与环形齿条啮合；采摘移动座（23）的顶端固定设置有轴承底座（25），轴承底座（25）顶端设置有齿轮Ⅱ，齿轮Ⅱ的中心轴固定设置在轴承底座（25）顶端且齿轮Ⅱ可绕中心轴转动，步进电机Ⅴ（57）的输出轴垂直向上且步进电机Ⅴ（57）的输出轴上固定设置有齿轮Ⅲ，齿轮Ⅲ与齿轮Ⅱ位于同一水平面且齿轮Ⅲ与齿轮Ⅱ啮合；旋转底座（26）固定设置在齿轮Ⅱ的顶端，旋转底座（26）上固定设置有步进电机Ⅵ（29），步进电机Ⅵ（29）的输出轴上固定设置有齿轮Ⅳ，轴承Ⅰ（32）通过轴承压盖Ⅰ（33）固定设置在旋转底座（26）的顶端一侧，大臂（27）的底端固定设置有水平的大臂旋转轴（50），大臂旋转轴（50）一端固定在轴承Ⅰ（32）的中心，大臂旋转轴（50）的另一端穿过旋转底座（26）的顶端另一侧且大臂旋转轴（50）可在旋转底座（26）的顶端旋转，大臂旋转轴（50）上固定设置有齿轮Ⅴ，齿轮Ⅴ与齿轮Ⅳ位于同一垂直面且齿轮Ⅴ与齿轮Ⅳ啮合；大臂（27）顶部固定设置有步进电机Ⅵ，步进电机Ⅵ的输出轴上固定设置有齿轮Ⅵ，轴承Ⅱ通过轴承压盖Ⅱ固定设置在大臂（27）的顶端一侧，小臂（28）的底端固定设置有水平的小臂旋转轴（31），小臂旋转轴（31）一端固定在轴承Ⅱ的中心，小臂旋转轴（31）的另一端穿过大臂（27）的顶端另一侧且小臂旋转轴（31）可在大臂（27）的顶端旋转，小臂旋转轴（31）上固定设置有齿轮Ⅶ，齿轮Ⅶ与齿轮Ⅵ位于同一垂直面且齿轮Ⅶ与齿轮Ⅵ啮合；小臂（28）顶部固定设置有步进电机Ⅶ，步进电机Ⅶ的输出轴上固定设置有齿轮Ⅷ，轴承Ⅲ（55）通过轴承压盖Ⅲ（54）固定设置在小臂（28）的顶端一侧，采摘爪连接臂（58）的底端固定设置有水平的采摘爪连接臂旋转轴（51），采摘爪连接臂旋转轴（51）的一端固定设置在轴承Ⅲ（55）中心，采摘爪连接臂旋转轴（51）的另一端穿过小臂（28）的顶端另一侧且采摘爪连接臂旋转轴（51）可在小臂（28）的顶端旋转，采摘爪连接臂旋转轴（51）上固定设置有齿轮Ⅸ，齿轮Ⅸ与齿轮Ⅷ位于同一垂直面且齿轮Ⅸ与齿轮Ⅷ啮合；采摘爪（3）固定设置在采摘爪连接臂（58）顶端；

采摘爪（3）包括丝杆保护壳（34）、丝杆（35）、固定座（36）、螺母座（37）、支撑座（38）、滑块联轴器Ⅲ（39）、连杆底板（40）、螺母座连杆（41）、4个爪（42）、四爪底板（43）、转动连杆（44）、步进电机Ⅷ（24），步进电机Ⅷ（24）固定设置在采摘爪连接臂（58）顶部，丝杆保护壳（34）固定设置在采摘爪连接臂（58）上，连杆底板（40）固定设置在丝杆保护壳（34）的顶端，连杆底板（40）的中心底部固定设置有支撑座（38），支撑座（38）套装在丝杆（35）的顶端，步进电机Ⅷ（24）的输出轴通过滑块联轴器Ⅲ（39）与丝杆（35）底端的固定座（36）连接，螺母座（37）的内螺纹与丝杆（35）的外螺纹作螺纹传动配合联接且螺母座（37）位于支撑座（38）的下方，螺母座（37）两侧对称设置有螺母座连杆（41），螺母座连杆（41）向上穿过连杆底板（40）并与四爪底板（43）连接，4个爪（42）分别通过销轴Ⅰ均匀设置在四爪底板（43）的边缘且4个爪（42）可分别绕销轴Ⅰ转动，连杆底板（40）边缘上通过销轴Ⅱ均匀设置有4个转动连杆（44）且4个转动连杆（44）可分别绕销轴Ⅱ转动，4个转动连杆的顶端分别通过销轴Ⅲ与4个爪连杆（45）的底端连接，4个爪连杆（45）的顶端分别固定设置在4个爪（42）的底端。

2.根据权利要求1所述椰子采摘装置，其特征在于：齿条Ⅰ（12）与齿条Ⅱ的两侧边缘设置有凸出的竖直滑轨，下卡钳部件（5）还包括齿条限制板Ⅰ（47）和齿条限制板Ⅱ，齿条限制板Ⅰ（47）的一侧固定设置在卡钳托板Ⅱ（46）上且齿条限制板Ⅰ（47）的另一侧套装在齿条Ⅰ（12）的竖直滑轨上，齿条限制板Ⅱ的一侧固定设置在卡钳托板Ⅱ（46）上且齿条限制板Ⅱ的另一侧套装在齿条Ⅱ竖直滑轨上。

3.根据权利要求1所述椰子采摘装置，其特征在于：齿条Ⅰ（12）与齿条Ⅱ的相对面为直齿面，齿条Ⅰ（12）的直齿面设置有均匀的直齿Ⅰ，齿条Ⅱ的直齿面设置有均匀的直齿Ⅱ，主动齿轮（10）与齿条Ⅰ（12）的直齿Ⅰ啮合，主动齿轮（10）与齿条Ⅱ的直齿Ⅱ啮合，齿条Ⅰ（12）与齿条Ⅱ的背对面为光滑面。

4.根据权利要求1所述椰子采摘装置，其特征在于：大臂（27）的中部设置有大臂支撑杆（30），小臂（28）的中部设置有小臂支撑杆（52）。

5.根据权利要求1所述椰子采摘装置，其特征在于：与轴承Ⅰ（32）相对的大臂旋转轴（50）另一端头设置有限位件Ⅰ（53）且限位件Ⅰ（53）位于旋转底座（26）的顶端外侧，与轴承Ⅱ相对的小臂旋转轴（31）另一端头设置有限位件Ⅱ且限位件Ⅱ位于大臂（27）的顶端外侧，与轴承Ⅲ相对的采摘爪连接臂旋转轴（51）另一端头设置有限位件Ⅲ且限位件Ⅲ位于小臂（28）的顶端外侧。

6.根据权利要求1所述椰子采摘装置，其特征在于：步进电机Ⅰ（6）通过支架（9）固定设置在下卡钳部件（5）的固定端。