CN111448888A - 一种莲蓬夹持剪切装置 - Google Patents

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黎静
何梁
黄博翰
黄活龙
孙正
刘木华
薛龙
张一帆
许天皓
曾剑辉
吴书佳
陶学彬
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Jiangxi Agricultural University
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Jiangxi Agricultural University
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01DHARVESTING; MOWING
    • A01D46/00Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs

Abstract

本发明涉及一种莲蓬夹持剪切装置,包括拨指装置、电动执行器、夹持装置和剪切装置。拨指装置由直流减速电机带动仿生拨指转动,外壳上固定有导向保护罩、防水限位开关和叶片保护罩,其中叶片保护罩上有仿形果托。电动执行器连接并控制夹持装置和剪切装置的闭合,夹持装置采用半牙螺栓连接防滑仿形橡胶、弹性元件、固定前板、刀架、橡胶圈和固定后板,仿生刀片分别通过顶丝固定在左右刀架上构成剪切装置。本发明能在机械臂对成熟目标定位后配合机械臂准确夹持莲蓬茎秆,在完成茎秆剪切后继续保持夹持状态,等待下一步移送,提高了采摘的准确率和移送作业的效率。

Description

一种莲蓬夹持剪切装置
技术领域
本发明涉及莲蓬生产技术领域,尤其是涉及对莲蓬自动化采摘移送的装置。
背景技术
我国作为农业大国,莲蓬的种植面积较大,莲子营养价值极高,人们对其需求量也在逐渐加大,但由于我国莲蓬自动化采摘机械发展较为落后,主要的采摘方式为人工采摘,又由于莲塘深浅不一,莲蓬分布不均、成熟时间不一致、面积大等原因,不利于一次性大面积收获,因此需要人工进行多次收获,导致采摘工作费时费力,人工成本巨大。因此迫切需要一种可以自动识别采摘成熟莲蓬并保证不伤花的自动化设备来解决这一问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于实现莲蓬采摘机械的自动化作业,提供一种夹持剪切装置,以解决上述背景出现的问题。
本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现:一种莲蓬夹持装置和剪切装置,包括电动执行器、拨指装置、夹持装置、剪切装置、限位开关。
优选地,所述拨指装置通过两个直流减速电机分别带动单、双层仿生叶片拨指转动,叶片保护罩安装在叶片拨指底部。当拨指装置约束好莲蓬茎秆后,机械手竖直上移,位于叶片保护罩上方的仿形果托将莲蓬托起使莲蓬表面朝上,方便相机对莲蓬正面进行图像采集,判断成熟情况。
优选地,所述限位开关横向安装在右侧刀架下方,被外壳所包裹,当其被触发时,能够保证莲蓬茎秆处于夹持、剪切范围内。
优选地,电动执行器可以做闭合往复运动,在闭合过程中,为保证对莲蓬茎秆的夹持力一定并且不被压溃,弹性元件可以被压缩,同时在左右两侧的弹性橡胶元件,在表面加工成半圆,在闭合后为一个略小于莲蓬茎秆直径的圆孔,保证莲蓬茎秆可以被有效的夹持固定,同时仿生刀片开始对莲蓬茎秆进行切割。
所述剪切装置切断莲蓬茎秆后,夹持装置仍保持夹持莲蓬,同时通过机械臂将莲蓬移送到指定区域,当到达指定运输区域后,电动执行器控制夹持剪切机构张开,同时拨指机构向外转动将莲蓬拨出。
本发明的有益效果是:本发明配合机械臂工作时,拨指装置将茎秆送入直到触发限位开关,电动执行器夹持、剪切莲蓬茎秆后,由其连接的机械臂运送到收集区,拨指向外旋转主动推动莲蓬向外运动,并脱离夹持剪切机构落入收集区的传送装置中。整个过程中动作连接紧密,可以自动地完成采摘运送作业,大幅度提高采摘效率。
附图说明
图1是本发明的较佳实施例的三维示意图。
图2是本发明的较佳实施例的夹持装置和剪切装置结构示意图。
图3是本发明的较佳实施例的拨指装置结构示意图。
图4是本发明的较佳实施例的工作示意图。
图中:1.电动执行器,2.固定后板,3.刀架,4.固定前板,5.弹性元件,6.半牙螺栓,7.凹圆弧刀片,8.限位开关,9.凸圆弧刀片,10.防滑仿形橡胶,11.橡胶垫圈,12.单层仿生叶片拨指,13.导向保护罩,14.直流减速电机,15.双层仿生叶片拨指,16.叶片保护罩,17.外壳,18.夹持装置和剪切装置,19.拨指装置。
具体实施方式
现在结合附图对本发明做进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此仅显示与本发明有关的构成。
本发明的目的是提供一种自动化程度高、能够对莲蓬进行夹持、剪切、运送的装置。如图1所示,本实施例包括电动执行器(1)、外壳(17)、拨指装置(19)、夹持装置和剪切装置(18)。
本发明的莲蓬夹持装置和剪切装置在使用时,以采摘莲蓬为例:拨指装置(19)通过两个直流减速电机(14)分别带动单、双层仿生叶片拨指(12、15)向内转动将叶片保护罩(16)触及范围内的莲蓬茎秆拨入直到触发限位开关(8)。限位开关(8)横向设置在右侧刀架(3)下方,被外壳(17)所包裹,当茎秆相向运动时将其触发,此时能够保证莲蓬茎秆处于夹持和剪切的范围内。
限位开关(8)被触发后发出电信号,机械手向上移动使叶片保护罩上的仿形果托(16)将莲蓬托起,待相机判断其为成熟果实后,控制器控制夹持装置和剪切装置(18)开始运转:电动执行器(1)控制左右两侧的夹持装置和剪切装置平行闭合,在闭合过程中,防滑仿形橡胶(10)先触碰到莲蓬茎秆时,弹性元件(5)开始压缩,先对莲蓬茎秆施加加持力保持莲蓬茎秆竖直,电动执行器(1)继续相向运动,此时仿生刀片(7、9)开始对夹持后的莲蓬茎秆进行切割,刀片(7、9)设计成仿生能够对莲蓬茎秆进行一定的约束作用,左右刀片(7、9)闭合时上下错开一定间隙,避免磨损的同时能将莲蓬茎秆切断。
完成切断后,夹持部分继续保持夹持状态,从而将剪切下的莲蓬夹持住再进行移送动作,当到达指定运输区域后,电动执行器(1)控制夹持剪切机构张开,同时拨指机构(19)向外转动将莲蓬拨出,完成整套动作。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及其核心思想。同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种莲蓬夹持装置和剪切装置,其特征在于:包括电动执行器(1)、外壳(17)、拨指装置(19)、夹持装置和剪切装置(18),所述电动执行器(1)控制夹持装置和剪切装置(18)对莲蓬茎秆的夹持运动和剪切运动,所述拨指装置(19)固定在外壳(17)上。
2.如权利要求1所述的莲蓬夹持装置和剪切装置,其特征在于:所述拨指组件包括单层仿生叶片拨指(12)和双层仿生叶片拨指(15)分别固定在两个直流减速电机(14)上,所述直流减速电机(14)的前端分别固定有导向保护罩(13),所述叶片保护罩(16)上有仿形果托,用于托起莲蓬,配合相机对莲蓬正面进行图像采集,判断成熟情况。
3.如权利要求1所述的莲蓬夹持装置和剪切装置,其特征在于:所述夹持装置和剪切装置包括固定前板(4),所述固定前板(4)通过半牙螺栓(6)连接到固定后板(2)的螺纹孔上,所述固定前板(4)与所述半牙螺栓(6)之间装有弹性元件(5),所述固定前板(4)与固定后板(2)之间装有刀架(3),所述刀架(3)与所述固定后板间装有橡胶垫圈(11),所述左右刀架(3)上分别装有仿生刀片(7、9)。
4.如权利要求1所述的莲蓬夹持装置和剪切装置,其特征在于:所述外壳(17)底部装有限位开关(8),用于判断茎秆被拨指(12)、(15)推到剪切位置后停止,等待下一步指令。
5.如权利要求1所述的莲蓬夹持装置和剪切装置,其特征在于:所述仿生刀片(7、9)形状设计成弧形仿生状,剪切时对莲蓬茎秆进行滑移剪切,刀片刃口为仿生多齿结构,其表面有向内凹圆弧,当左右两个防滑仿形橡胶(10)对位加紧时所形成的圆孔略小于茎秆直径,实现夹持固定功能,便于仿生刀片(7)(9)的滑移剪切。
6.如权利要求1所述的莲蓬夹持装置和剪切装置,其特征在于:所述固定前板(4)表面粘有防滑仿形橡胶(10),支持莲蓬茎秆保持稳定的竖直状态。
7.如权利要求1所述的莲蓬夹持装置和剪切装置,其特征在于:所述电动执行器(1)可控制夹持装置和剪切装置(18)的开合,使夹持装置先于剪切装置闭合,保证茎秆剪切时固定茎秆。
8.如权利要求1所述的莲蓬夹持装置和剪切装置,其特征在于:所述单层仿生叶片拨指(12)和双层仿生叶片拨指(15)旋转时交叉相错,分别固定在两个直流减速电机(14)上,辅助茎秆向剪切范围移动,剪切动作完成后直流减速电机(14)再反向旋转将茎秆推出,防止堵塞。
9.如权利要求1所述的单层仿生叶片拨指(12)和双层仿生叶片拨指(15)的拨指部分采用了双向仿生设计并且具有一定韧性,在接触莲蓬茎秆时既能保证提供给茎秆一定约束力,也能保证不破坏茎秆。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112840867A (zh) * 2021-01-12 2021-05-28 吕杰华 一种现采莲蓬的取籽装置
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