CN113207441B - 一种落叶果树果实耦合仿生采摘装置 - Google Patents

Abstract

一种落叶果树果实耦合仿生采摘装置属智能农业机械技术领域，本发明的果实抓取组件、动力组件、连通组件自上而下顺序排列，齿轮组件的内圈下端与动力组件中圆柱环上端固接；轮齿组的轮齿与动力组件中的齿轮啮合；螺纹圆柱环与齿轮组件的内圈螺纹连接；连通组件中连接管的上端与动力组件中下基板的中心下面固接。本发明以心脏收缩时肌肉动作过程的仿生理念为原型，实现果实的“螺旋+伸缩”式采摘，从而达到省力的目的，是采摘机器人在采摘方式上的重要探索，同时，连通组件以新颖的方式完成果实的收集，也能在一定程度上缓解果实的损伤，另外本发明的夹持组件使工作过程更加便利，该装置结构简单，易于操作，便于推广。

Description

一种落叶果树果实耦合仿生采摘装置

技术领域

本发明属于智能农业机械技术领域，具体涉及一种落叶果树果实耦合仿生采摘装置。

背景技术

机器人和机械手通常被用来代替人类完成枯燥、重复、肮脏或危险的工作。在过去的四十余年中，机器人经历了蓬勃的发展。但受限于当前技术水平，很多人类可以轻易完成的工作，例如拾起和放置形状、大小、材料和表面特性差异很大的物体，对于机器人而言仍具有挑战性。机械手是一种安装在机器人上的工具，用于抓紧、搬运和放置目标，是机器人的重要执行器之一。区别于单独的机械末端，机械手是包括设计目标、机械结构、驱动方式、控制方案、视觉算法、评价体系等一系列相关领域的系统结合。

目前，采摘机械大多通过振动、气力、剪切、梳刷、采摘机器人等方式实现对果蔬菌的机械化采摘。采摘机械的使用是以减少劳动力的使用量，增加生产效益为前提，机械采摘与人手作业不同，在机械采摘的过程中，由于采摘机械执行末端在作业时不稳定，使其对采摘目标施加的力不适当，使得采摘损伤率高达25％～38％，降低了经济收益，最终可产生经济效益的采收果蔬菌仅为51％～88.2％，整体采摘成功率不足90％，而我国采摘机械的成功率仅80％左右，与一些发达国家还存在较大差距。

因此，需要提供一种采摘装置，以确保采摘作业时符合规定要求，从而提高作业质量。

发明内容

本发明的目的在于针对现有落叶果树果实采摘技术所存在的问题提供一种工作可靠、操作简单、低成本且采摘效率高的一种落叶果树果实耦合仿生采摘装置。

本发明的落叶果树果实耦合仿生采摘装置，由果实抓取组件A、动力组件B、连通组件C和防护罩1组成，果实抓取组件A、动力组件B、连通组件C自上而下顺序排列，果实抓取组件A中齿轮组件F的内圈11下端与动力组件B中圆柱环16上端固接；果实抓取组件A中齿轮组15的齿轮与动力组件B中的齿轮22啮合；果实抓取组件A中连接组件E的螺纹圆柱环9与齿轮组件F的内圈11螺纹连接；连通组件C中连接管23的上端与动力组件B中下基板17的中心下面固接；防护罩1套于果实抓取组件A中齿轮组件F的外圈10上，防护罩1下端固接于动力组件B中下基板17的上面。

动力组件B提供动力给果实抓取组件A，果实抓取组件A实现果实的顺利采摘，动力组件B的圆柱环16以及下基板17给整个装置提供支撑，连通组件C实现果实的收集。

所述的果实抓取组件A由夹持组件D、连接组件E和齿轮组件F组成，其中夹持组件D由夹持组件Ⅰ D1、夹持组件Ⅱ D2、夹持组件ⅢD3和夹持组件ⅣD4组成，夹持组件Ⅰ D1、夹持组件Ⅱ D2、夹持组件ⅢD3和夹持组件ⅣD4的结构完全相同，均由夹板2、支杆Ⅰ 3、支杆Ⅱ 4和支杆Ⅲ5组成，夹板2内面设有软凸面Ⅰ 2a，支杆Ⅰ 3内面设有软凸面Ⅱ 3a；支杆Ⅰ 3和支杆Ⅱ 4上端与夹板2下端铰接，支杆Ⅱ 4下端与支杆Ⅲ5上端铰接。

连接组件E由上基板6、双耳组Ⅰ 8和螺纹圆柱环9组成，上基板6设有中心孔7，双耳组Ⅰ 8的四个双耳分别固接于上基板6的四角上面，螺纹圆柱环9上端与上基板6下面固接。

齿轮组件F由外圈10、内圈11、滚珠组12、保持架13、双耳组Ⅱ 14和齿轮组15组成，滚珠组12的28-32个滚珠与保持架13滚动连接，滚珠组12的28-32个滚珠位于外圈10和内圈11之间；齿轮组15的28-32个齿轮均布并固接于外圈10的外圆周上；双耳组Ⅱ 14的四个双耳均布并固接于外圈10上面。

夹持组件Ⅰ D1、夹持组件Ⅱ D2、夹持组件ⅢD3和夹持组件ⅣD4的四个支杆Ⅰ 3下端与连接组件E中双耳组Ⅰ 8的四个双耳铰接；夹持组件Ⅰ D1、夹持组件Ⅱ D2、夹持组件ⅢD3和夹持组件ⅣD4的四个支杆Ⅲ5下端与齿轮组件F中双耳组Ⅱ 14的四个双耳铰接。

果实抓取组件A以螺旋+伸缩的方式完成果实的顺利采摘，采用螺旋+伸缩方式有益效果在于：心脏收缩过程中，心肌在收缩的同时伴随着平滑肌的螺旋扭转运动，推动血液流动，维持身体机理正常。本发明以心脏收缩时肌肉动作过程的仿生理念为原型，实现果实的“螺旋+伸缩”式采摘，从而达到省力的目的。

夹板2内面设有软凸面Ⅰ2a，软凸面Ⅰ2a的横截面仿照瓢虫背部拱起，有益效果在于：

软凸面能够在保护果实的同时，能够实现抓取摩擦力的最大化。

所述的动力组件B由圆柱环16、下基板17、底座18、电机20、输出轴21和齿轮22组成，其中圆柱环16固接于下基板17的中心上面；底座18经螺栓组19的四个螺栓固接于下基板17的左后部上面；电机20下端固接于底座18上面，电机20上端的输出轴21与齿轮22中心固接。动力组件B是整个装置的动力来源，提供动力实现果实抓取组件A的螺旋伸缩动作。

所述的连通组件C由连接管23、波纹管Ⅰ 24、固定架Ⅰ 25、波纹管Ⅱ 26、固定架Ⅱ27、波纹管Ⅲ28和变胞组件G组成。

所述的变胞组件G由变胞组Ⅰ G1、变胞组Ⅱ G2、变胞组ⅢG3和变胞组ⅣG4组成，变胞组Ⅰ G1、变胞组Ⅱ G2、变胞组ⅢG3和变胞组ⅣG4结构完全相同，均由变胞Ⅰ 29、通气管Ⅰ30、变胞Ⅱ 31、通气管Ⅱ 32、变胞Ⅲ33和充气阀34组成，变胞Ⅰ 29、通气管Ⅰ 30、变胞Ⅱ31、通气管Ⅱ 32、变胞Ⅲ33和充气阀34自上而下顺序排列，并连通。

固定架Ⅰ 25由环形板Ⅰ 35和固定耳组Ⅰ 36组成，其中固定耳组Ⅰ 36由四个固定耳组成，且均布并固接于环形板Ⅰ 35外圈。

固定架Ⅱ 27由环形板Ⅱ 37和固定耳组Ⅱ 38组成，其中固定耳组Ⅱ 38由四个固定耳组成，且均布并固接于环形板Ⅱ 37外圈。

连接管23、波纹管Ⅰ 24、固定架Ⅰ 25、波纹管Ⅱ 26、固定架Ⅱ 27和波纹管Ⅲ28自上而下顺序排列，并固接。

变胞组件G的变胞组Ⅰ G1、变胞组Ⅱ G2、变胞组ⅢG3和变胞组ⅣG4均布于连接管23、波纹管Ⅰ 24、固定架Ⅰ 25、波纹管Ⅱ 26、固定架Ⅱ 27和波纹管Ⅲ28外圈，其中变胞组ⅠG1、变胞组Ⅱ G2、变胞组ⅢG3和变胞组ⅣG4的四个通气管Ⅰ，分别固接于固定架Ⅰ 25的四个固定耳；变胞组Ⅰ G1、变胞组Ⅱ G2、变胞组ⅢG3和变胞组ⅣG4的四个通气管Ⅱ，分别固接于固定架Ⅱ 27的四个固定耳。

连通组件C通过充气阀34充气能够支撑波纹管，对不同侧的变胞组充气能够控制波纹管的偏向，实现整个装置的方向控制，当给一侧的变胞组充气能够实现装置向该侧的对侧偏向，通过波纹管与可充放气变胞的组合仿生大象象鼻。为了防止果实损伤，波纹管的内壁均有软涂层。

所述果实抓取组件A的支杆III5保持不动，上基板6的下降高度l，支杆I 3转动角度θ₁，支杆II 4转动角度θ₂，夹板2的横向移动距离l_x与上基板6的下降高度l的关系为：

其中：设θ为上基板(6)处于最高位置处时，支杆I(3)与水平线之间的夹角；l₂为支杆II(4)的长度，

θ₁、θ₂与θ之间的关系为：

θ₁+θ₂+180°＝2θ

其中：θ₁为：0--37.76度；θ₂为：0--40度。

所述软凸面I 2a的横截面为曲线，以软凸面I 2a的下端为原点，以软凸面I 2a内侧指向为X轴，垂直X轴的轴为Y轴，则曲线的方程为：

Y＝-1.5515X²+5.8975X-3.639

其中：X为：0.7749--3.0261mm。

所述的变胞组件G中变胞的长度h为0.05--0.15m，变胞组I G1、变胞组II G2、变胞组IIIG3和变胞组IVG4中的变胞，各为3-5个；波纹管I 24和波纹管II 26的可弯曲角度为：-30--30度。

本发明的操作方法为：以苹果果实为例，当果实抓取组件A定位到苹果果实后，动力组件B开始工作，电机20转动，带动输出轴21和齿轮22转动，齿轮22带动齿轮组件F的外圈10转动，齿轮组件F的外圈10带动铰接于双耳组II 14上的支杆III5一同旋转，支杆III5同时带动支杆I 3、支杆II 4以及夹板2旋转，支杆I 3的下端铰接于双耳组I 8，支杆I 3带动上基板6旋转，固接于螺纹圆柱环9上端的上基板6旋转下降。与此同时，支杆I 3随着上基板6的旋转下降一同旋转下降，从而带动夹板2、支杆I 3以及支杆II 4向上基板6中心旋转移动，摘下果实；

上基板6旋转下降到一定高度后，果实抓取组件A摘落果实，苹果果实处于上基板6中心，摘落的苹果果实从而落入外螺纹圆柱环9内；

落入外螺纹圆柱环9内的苹果果实，依次经过齿轮组件F的内圈11、圆柱环16，继而落入连通组件C内，从而完成收集。

本发明的有益效果在于：在采摘装置定位到果实后，动力组件提供动力，实现果实抓取组件的螺旋+伸缩动作，果实抓取组件的上基板在螺旋下降的过程中，果实抓取组件的夹板摘落果实并抓紧，抓取的果实落入连通组件中，完成果实的收集。通过螺旋+伸缩的方式实现果实的采摘，是采摘机器人在采摘方式上的重要探索。连通组件以新颖的方式完成果实的收集，也能够在一定程度上缓解果实的损伤，该装置结构简易，工作简单，可拓展性强。同时该装置中也涉及到仿生：①螺旋+伸缩的采摘方式仿生心脏收缩时肌肉动作过程；②波纹管与可充放气变胞的组合来仿生大象象鼻；③夹板内面软凸面的横截面仿生瓢虫背部拱起。

附图说明

图1为落叶果树果实耦合仿生采摘装置局部剖视主视图；

图2为落叶果树果实耦合仿生采摘装置爆炸视图；

图3为果实抓取组件A的结构示意图；

图4为夹持组件D的结构示意图；

图5为夹持组件Ⅰ D1的结构示意图；

图6为连接组件E的结构示意图；

图7为齿轮组件F的结构示意图；

图8为动力组件B的结构示意图；

图9为连通组件C的结构示意图；

图10为变胞组件G的结构示意图；

图11为变胞组Ⅰ G1的结构示意图；

图12为固定架Ⅰ 25的结构示意图；

图13为固定架Ⅱ 27的结构示意图；

图14为果实抓取组件A的运动轨迹示意图；

其中：A.果实抓取组件 B.动力组件 C.连通组件 D.夹持组件 D1.夹持组件Ⅰ D2.夹持组件Ⅱ D3.夹持组件Ⅲ D4.夹持组件Ⅳ E.连接组件 F.齿轮组件 G.变胞组件 G 1.变胞组Ⅰ G2.变胞组Ⅱ G3.变胞组Ⅲ G4.变胞组Ⅳ 1.防护罩 2.夹板 2a.软凸面Ⅰ 3.支杆Ⅰ 3a.软凸面Ⅱ 4.支杆Ⅱ 5.支杆Ⅲ 6.上基板 7.中心孔 8.双耳组 9.螺纹圆柱环 10.外圈 11.内圈 12.滚珠组 13.保持架 14.双耳组Ⅱ 15.齿轮组 16.圆柱环 17.下基板 18.底座 19.螺栓组 20.电机 21.输出轴 22.齿轮 23.连接管 24.波纹管Ⅰ 25.固定架Ⅰ 26.波纹管Ⅱ 27.固定架Ⅱ 28.波纹管Ⅲ 29.变胞Ⅰ 30.通气管Ⅰ 31.变胞Ⅱ 32.通气管Ⅱ33.变胞Ⅲ 34.充气阀 35.环形板Ⅰ 36.固定耳组Ⅰ 37.环形板Ⅱ 38.固定耳组Ⅱ。

具体实施方式

下面结合附图描述本发明。

如图1和图2所示，本发明的落叶果树果实耦合仿生采摘装置，由果实抓取组件A、动力组件B、连通组件C和防护罩1组成，果实抓取组件A、动力组件B、连通组件C自上而下顺序排列，果实抓取组件A中齿轮组件F的内圈11下端与动力组件B中圆柱环16上端固接；果实抓取组件A中齿轮组15的齿轮与动力组件B中的齿轮22啮合；果实抓取组件A中连接组件E的螺纹圆柱环9与齿轮组件F的内圈11螺纹连接；连通组件C中连接管23的上端与动力组件B中下基板17的中心下面固接；防护罩1套于果实抓取组件A中齿轮组件F的外圈10上，防护罩1下端固接于动力组件B中下基板17的上面。

如图3至图7所示，所述的果实抓取组件A由夹持组件D、连接组件E和齿轮组件F组成，其中夹持组件D由夹持组件Ⅰ D1、夹持组件Ⅱ D2、夹持组件ⅢD3和夹持组件ⅣD4组成，夹持组件Ⅰ D1、夹持组件Ⅱ D2、夹持组件ⅢD3和夹持组件ⅣD4的结构完全相同，均由夹板2、支杆Ⅰ 3、支杆Ⅱ 4和支杆Ⅲ5组成，夹板2内面设有软凸面Ⅰ 2a，支杆Ⅰ 3内面设有软凸面Ⅱ 3a；支杆Ⅰ 3和支杆Ⅱ 4上端与夹板2下端铰接，支杆Ⅱ 4下端与支杆Ⅲ5上端铰接。

连接组件E由上基板6、双耳组Ⅰ 8和螺纹圆柱环9组成，上基板6设有中心孔7，双耳组Ⅰ 8的四个双耳分别固接于上基板6的四角上面，螺纹圆柱环9上端与上基板6下面固接。

齿轮组件F由外圈10、内圈11、滚珠组12、保持架13、双耳组Ⅱ 14和齿轮组15组成，滚珠组12的28-32个滚珠与保持架13滚动连接，滚珠组12的28-32个滚珠位于外圈10和内圈11之间；齿轮组15的28-32个齿轮均布并固接于外圈10的外圆周上；双耳组Ⅱ 14的四个双耳均布并固接于外圈10上面。

夹持组件Ⅰ D1、夹持组件Ⅱ D2、夹持组件ⅢD3和夹持组件ⅣD4的四个支杆Ⅰ 3下端与连接组件E中双耳组Ⅰ 8的四个双耳铰接；夹持组件Ⅰ D1、夹持组件Ⅱ D2、夹持组件ⅢD3和夹持组件ⅣD4的四个支杆Ⅲ5下端与齿轮组件F中双耳组Ⅱ 14的四个双耳铰接。

如图8所示，所述的动力组件B由圆柱环16、下基板17、底座18、电机20、输出轴21和齿轮22组成，其中圆柱环16固接于下基板17的中心上面；底座18经螺栓组19的四个螺栓固接于下基板17的左后部上面；电机20下端固接于底座18上面，电机20上端的输出轴21与齿轮22中心固接。

如图9至图13所示，所述的连通组件C由连接管23、波纹管Ⅰ 24、固定架Ⅰ 25、波纹管Ⅱ 26、固定架Ⅱ 27、波纹管Ⅲ28和变胞组件G组成。

所述的变胞组件G由变胞组Ⅰ G1、变胞组Ⅱ G2、变胞组ⅢG3和变胞组ⅣG4组成，变胞组Ⅰ G1、变胞组Ⅱ G2、变胞组ⅢG3和变胞组ⅣG4结构完全相同，均由变胞Ⅰ 29、通气管Ⅰ30、变胞Ⅱ 31、通气管Ⅱ 32、变胞Ⅲ33和充气阀34组成，变胞Ⅰ 29、通气管Ⅰ 30、变胞Ⅱ31、通气管Ⅱ 32、变胞Ⅲ33和充气阀34自上而下顺序排列，并连通。

固定架Ⅰ 25由环形板Ⅰ 35和固定耳组Ⅰ 36组成，其中固定耳组Ⅰ 36由四个固定耳组成，且均布并固接于环形板Ⅰ 35外圈。

固定架Ⅱ 27由环形板Ⅱ 37和固定耳组Ⅱ 38组成，其中固定耳组Ⅱ 38由四个固定耳组成，且均布并固接于环形板Ⅱ 37外圈。

连接管23、波纹管Ⅰ 24、固定架Ⅰ 25、波纹管Ⅱ 26、固定架Ⅱ 27和波纹管Ⅲ28自上而下顺序排列，并固接。

变胞组件G的变胞组Ⅰ G1、变胞组Ⅱ G2、变胞组ⅢG3和变胞组ⅣG4均布于连接管23、波纹管Ⅰ 24、固定架Ⅰ 25、波纹管Ⅱ 26、固定架Ⅱ 27和波纹管Ⅲ28外圈，其中变胞组ⅠG1、变胞组Ⅱ G2、变胞组ⅢG3和变胞组ⅣG4的四个通气管Ⅰ，分别固接于固定架Ⅰ 25的四个固定耳；变胞组Ⅰ G1、变胞组Ⅱ G2、变胞组ⅢG3和变胞组ⅣG4的四个通气管Ⅱ，分别固接于固定架Ⅱ 27的四个固定耳。

所述果实抓取组件A的支杆Ⅲ5保持不动，上基板6的下降高度l，支杆Ⅰ 3转动角度θ₁，支杆II 4转动角度θ₂，夹板2的横向移动距离l_x与上基板6的下降高度l的关系为：

其中：设θ为上基板(6)处于最高位置处时，支杆I(3)与水平线之间的夹角；l₂为支杆II(4)的长度，

θ₁、θ₂与θ之间的关系为：

θ₁+θ₂+180°＝2θ

其中：θ₁为：0--37.76度；θ₂为：0--40度。

所述软凸面I 2a的横截面为曲线，以软凸面I 2a的下端为原点，以软凸面I 2a内侧指向为X轴，垂直X轴的轴为Y轴，则曲线的方程为：

Y＝-1.5515X²+5.8975X-3.639

其中：X为：0.7749--3.0261mm。

所述的变胞组件G中变胞的长度h为0.05--0.15m，变胞组I G1、变胞组II G2、变胞组IIIG3和变胞组IVG4中的变胞，各为3-5个；波纹管I 24和波纹管II 26的可弯曲角度为：-30--30度。

Claims (3)

1.一种落叶果树果实耦合仿生采摘装置，其特征在于，由果实抓取组件(A)、动力组件(B)、连通组件(C)和防护罩(1)组成，果实抓取组件(A)、动力组件(B)、连通组件(C)自上而下顺序排列，所述的果实抓取组件(A)由夹持组件(D)、连接组件(E)和齿轮组件(F)组成，其中夹持组件(D)由夹持组件Ⅰ(D1)、夹持组件Ⅱ(D2)、夹持组件Ⅲ(D3)和夹持组件Ⅳ(D4)组成，夹持组件Ⅰ(D1)、夹持组件Ⅱ(D2)、夹持组件Ⅲ(D3)和夹持组件Ⅳ(D4)的结构完全相同，均由夹板(2)、支杆Ⅰ(3)、支杆Ⅱ(4)和支杆Ⅲ(5)组成，夹板(2)内面设有软凸面Ⅰ(2a)，所述的软凸面Ⅰ(2a)的横截面为曲线，以软凸面Ⅰ(2a)的下端为原点，以软凸面Ⅰ(2a)内侧指向为X轴，垂直X轴的轴为Y轴，则曲线的方程为：

Y＝-1.5515X²+5.8975X-3.639

其中：X为：0.7749--3.0261mm；

支杆Ⅰ(3)内面设有软凸面Ⅱ(3a)；支杆Ⅰ(3)和支杆Ⅱ(4)上端与夹板(2)下端铰接，支杆Ⅱ(4)下端与支杆Ⅲ(5)上端铰接；连接组件(E)由上基板(6)、双耳组Ⅰ(8)和螺纹圆柱环(9)组成，上基板(6)设有中心孔(7)，双耳组Ⅰ(8)的四个双耳分别固接于上基板(6)的四角上面，螺纹圆柱环(9)上端与上基板(6)下面固接；所述的齿轮组件(F)由外圈(10)、内圈(11)、滚珠组(12)、保持架(13)、双耳组Ⅱ(14)和齿轮组(15)组成，滚珠组(12)的28-32个滚珠与保持架(13)滚动连接，滚珠组(12)的28-32个滚珠位于外圈(10)和内圈(11)之间；齿轮组(15)的28-32个齿轮均布并固接于外圈(10)的外圆周上；双耳组Ⅱ(14)的四个双耳均布并固接于外圈(10)上面；夹持组件Ⅰ(D1)、夹持组件Ⅱ(D2)、夹持组件Ⅲ(D3)和夹持组件Ⅳ(D4)的四个支杆Ⅰ(3)下端与连接组件(E)中双耳组Ⅰ(8)的四个双耳铰接；夹持组件Ⅰ(D1)、夹持组件Ⅱ(D2)、夹持组件Ⅲ(D3)和夹持组件Ⅳ(D4)的四个支杆Ⅲ(5)下端与齿轮组件(F)中双耳组Ⅱ(14)的四个双耳铰接；所述的动力组件(B)由圆柱环(16)、下基板(17)、底座(18)、电机(20)、输出轴(21)和齿轮(22)组成，其中圆柱环(16)固接于下基板(17)的中心上面；底座(18)经螺栓组(19)的四个螺栓固接于下基板(17)的左后部上面；电机(20)下端固接于底座(18)上面，电机(20)上端的输出轴(21)与齿轮(22)中心固接；所述的连通组件(C)由连接管(23)、波纹管Ⅰ(24)、固定架Ⅰ(25)、波纹管Ⅱ(26)、固定架Ⅱ(27)、波纹管Ⅲ(28)和变胞组件(G)组成，所述的变胞组件(G)由变胞组Ⅰ(G1)、变胞组Ⅱ(G2)、变胞组Ⅲ(G3)和变胞组Ⅳ(G4)组成，变胞组Ⅰ(G1)、变胞组Ⅱ(G2)、变胞组Ⅲ(G3)和变胞组Ⅳ(G4)结构完全相同，均由变胞Ⅰ(29)、通气管Ⅰ(30)、变胞Ⅱ(31)、通气管Ⅱ(32)、变胞Ⅲ(33)和充气阀(34)组成，变胞Ⅰ(29)、通气管Ⅰ(30)、变胞Ⅱ(31)、通气管Ⅱ(32)、变胞Ⅲ(33)和充气阀(34)自上而下顺序排列，并连通；固定架Ⅰ(25)由环形板Ⅰ(35)和固定耳组Ⅰ(36)组成，其中固定耳组Ⅰ(36)由四个固定耳组成，且均布并固接于环形板Ⅰ(35)外圈；固定架Ⅱ(27)由环形板Ⅱ(37)和固定耳组Ⅱ(38)组成，其中固定耳组Ⅱ(38)由四个固定耳组成，且均布并固接于环形板Ⅱ(37)外圈；连接管(23)、波纹管Ⅰ(24)、固定架Ⅰ(25)、波纹管Ⅱ(26)、固定架Ⅱ(27)和波纹管Ⅲ(28)自上而下顺序排列，并固接；变胞组件(G)的变胞组Ⅰ(G1)、变胞组Ⅱ(G2)、变胞组Ⅲ(G3)和变胞组Ⅳ(G4)均布于连接管(23)、波纹管Ⅰ(24)、固定架Ⅰ(25)、波纹管Ⅱ(26)、固定架Ⅱ(27)和波纹管Ⅲ(28)外圈，其中变胞组Ⅰ(G1)、变胞组Ⅱ(G2)、变胞组Ⅲ(G3)和变胞组Ⅳ(G4)的四个通气管Ⅰ，分别固接于固定架Ⅰ(25)的四个固定耳；变胞组Ⅰ(G1)、变胞组Ⅱ(G2)、变胞组Ⅲ(G3)和变胞组Ⅳ(G4)的四个通气管Ⅱ，分别固接于固定架Ⅱ(27)的四个固定耳；果实抓取组件(A)中齿轮组件(F)的内圈(11)下端与动力组件(B)中圆柱环(16)上端固接；果实抓取组件(A)中齿轮组(15)的齿轮与动力组件(B)中的齿轮(22)啮合；果实抓取组件(A)中连接组件(E)的螺纹圆柱环(9)与齿轮组件(F)的内圈(11)螺纹连接；连通组件(C)中连接管(23)的上端与动力组件(B)中下基板(17)的中心下面固接；防护罩(1)套于果实抓取组件(A)中齿轮组件(F)的外圈(10)上，防护罩(1)下端固接于动力组件(B)中下基板(17)的上面。

2.根据权利要求1所述的落叶果树果实耦合仿生采摘装置，其特征在于，所述果实抓取组件(A)的支杆Ⅲ(5)保持不动，上基板(6)的下降高度l，支杆Ⅰ(3)转动角度θ₁，支杆Ⅱ(4)转动角度θ₂，夹板(2)的横向移动距离l_x与上基板(6)的下降高度l的关系为:

其中：设θ为上基板(6)处于最高位置处时，支杆Ⅰ(3)与水平线之间的夹角；l₂为支杆Ⅱ(4)的长度，

θ₁、θ₂与θ之间的关系为：

θ₁+θ₂+180°＝2θ

其中：θ₁为：0--37.76度；θ₂为：0--40度。

3.根据权利要求1所述的落叶果树果实耦合仿生采摘装置，其特征在于，所述的变胞组件(G)中变胞的长度h为0.05--0.15m，变胞组Ⅰ(G1)、变胞组Ⅱ(G2)、变胞组Ⅲ(G3)和变胞组Ⅳ(G4)中的变胞，各为3-5个；波纹管Ⅰ(24)和波纹管Ⅱ(26)的可弯曲角度为：-30--30度。

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