CN207678301U - 基于触觉感应的果实采收装置执行单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公布了基于触觉感应的果实采收装置执行单元，包括倒L形底座，所述底座上竖直设有气缸和导杆，所述气缸伸出端上设有与导杆配合的滑块；所述导杆上端设有剪柄装置，所述剪柄装置由两对称设置的碗刀铰接而成，所述碗刀上碗口边缘设有刀片，碗内设有微动开关；所述剪柄装置上设有相铰接的缓冲杆，所述缓冲杆另一端与滑块铰接；所述剪柄装置下方底座上设有座桶；所述导杆上设有上到位行程开关；所述上到位行程开关、微动开关分别与控制驱动器电连接。本实用新型的目的是，提供基于触觉感应的果实采收装置执行单元，适于长柄类果实采收，反应速度快，结构简单，维护方便，取代人工提高安全性。

Description

基于触觉感应的果实采收装置执行单元

技术领域

本实用新型属于水果采收技术领域，具体为基于触觉感应的果实采收装置执行单元。

背景技术

果实采收是水果生产作业中重要环节，及时与合理的采收关系到果品的品质和产量。果树较高的长柄类果实（如苹果、梨等）采收时，通常果园因地面不平整难以借助板凳、短梯来采摘高处的水果，而且劳动强度大，从工采摘高处的水果时安全得不到保障，尽管市面上出现了视觉、嗅觉、等高端技术来识别及采摘的机械化设备，但由于成本过高而没有得到普及，因此一种简单高效的自动化果实采摘设备具有很大的发展前景。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对以上问题，提供基于触觉感应的果实采收装置执行单元，适于长柄类果实采收，反应速度快，结构简单，维护方便，取代人工提高安全性。

为实现以上目的，本实用新型采用的技术方案是：基于触觉感应的果实采收装置执行单元，包括倒L形底座，所述底座上竖直设有气缸和导杆，所述气缸伸出端上设有与导杆配合的滑块；所述导杆上端设有剪柄装置，所述剪柄装置由两对称设置的碗刀铰接而成，所述碗刀上碗口边缘设有刀片，碗内设有微动开关；所述剪柄装置上设有相铰接的缓冲杆，所述缓冲杆另一端与滑块铰接；所述剪柄装置下方底座上设有座桶；所述导杆上设有上到位行程开关；所述上到位行程开关、微动开关分别与控制驱动器电连接。

进一步的，所述导杆上端设有行程挡块，所述行程挡块设置于上到位行程开关上方。

进一步的，所述缓冲杆包括推杆、弹簧、杆套，所述推杆上设有可滑动的杆套，所述弹簧一端与推杆连接，另一端与杆套连接，且与杆套同轴设置。

进一步的，所述推杆一端设有螺纹，所述螺纹处设有与之相配合的调整螺母。

进一步的，所述滑块上设有相平行的气缸安装孔和导杆孔，所述气缸安装孔与气缸伸出杆配合安装，所述导杆孔与导杆杆部配合，所述滑块两侧设有缓冲杆安装孔，所述缓冲杆安装孔与缓冲杆铰接。

进一步的，所述碗刀铰接处设有同步齿，所述两碗刀通过同步齿啮合。

进一步的，所述微动开关沿碗刀内水平截面圆周方向上均匀设置，且设置数目为六个。

进一步的，所述座桶设为中空结构，且下端设有收集袋；所述座桶内壁上设有相贴合的弹性垫，所述收集袋采用弹性材料。

本实用新型的有益效果：

1、该装置适用于多种长柄果实的采摘，可同时实现果实的剪切和落袋，碗形剪柄装置可剪切果实上方任意角度的果柄；

2、由微动开关进行感触，反应灵敏，能对果实实现快速确认与采收；

3、碗形剪柄装置在执行剪切时对水果完全包裹，只对果柄进行剪切，减小了树枝对水果的刺伤；

4、本方案中动力来自于气缸，动作迅速，反应快，容易实施；

5、气缸采用空气作为工作介质，对环境无污染，维护与保养方便；

6、刀片与碗刀间采用螺钉固定，便于刀片磨损或损坏后对其进行快速更换。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型主视结构示意图。

图3为本实用新型滑块结构示意图。

图4为本实用新型剪柄装置结构示意图。

图5为本实用新型缓冲杆结构示意图。

图中所述文字标注表示为：1、底座；2、气缸；3、导杆；4、滑块；401、气缸安装孔；402、导杆孔；403、缓冲杆安装孔；5、剪柄装置；501、碗刀；5011、同步齿；5012、碗刀铰接孔；5013、缓冲杆连接孔；502、刀片；503、微动开关；6、缓冲杆；601、推杆；6011、螺纹；6012、调整螺母；602、弹簧；603、杆套；7、座桶；701、弹性垫；71、收集袋；9、控制驱动器；10、上到位行程开关。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

如图1-5所示，本实用新型的具体结构为：基于触觉感应的果实采收装置执行单元，包括倒L形底座1，所述底座1上竖直设有气缸2和导杆3，气缸2为单作用气缸，所述气缸2伸出端上设有与导杆3配合的滑块4；所述导杆3上端设有剪柄装置5，所述剪柄装置5由两对称设置的碗刀501铰接而成，所述碗刀501上碗口边缘设有刀片502，碗内设有微动开关503；所述剪柄装置5上设有相铰接的缓冲杆6，所述缓冲杆6另一端与滑块4铰接；所述剪柄装置5下方底座1上设有座桶7；所述导杆4上设有上到位行程开关8；所述上到位行程开关8、微动开关503分别与控制驱动器9电连接。

优选的，所述导杆3上端设有行程挡块10，所述行程挡块10设置于上到位行程开关8上方。行程挡块10可以有效防止由于上到位行程开关8失效或故障导致气缸2继续上升破坏剪柄装置5。

优选的，所述缓冲杆6包括推杆601、弹簧602、杆套603，所述推杆601上设有可滑动的杆套603，所述弹簧602一端与推杆601连接，另一端与杆套603连接，且与杆套603同轴设置。当剪柄装置5误剪或果柄太粗时，防止损坏刀片502，推杆601继续上升，然而杆套603停止上升，弹簧602被压缩，起到缓冲作用。

优选的，所述推杆601一端设有螺纹6011，所述螺纹6011处设有与之相配合的调整螺母6012。即调节剪柄装置5上的剪切力。

优选的，所述滑块4上设有相平行的气缸安装孔401和导杆孔402，所述气缸安装孔401与气缸2伸出杆配合安装，所述导杆孔402与导杆3杆部配合，所述滑块4两侧设有缓冲杆安装孔403，所述缓冲杆安装孔403与缓冲杆6铰接。

优选的，所述碗刀501铰接处设有同步齿5011，所述两碗刀501通过同步齿5011啮合。保证两碗刀501同时动作，从而使得刀片502同步动作，同时对果柄实施剪切。

优选的，所述微动开关503沿碗刀501内水平截面圆周方向上均匀设置，且设置数目为六个。

优选的，所述座桶7设为中空结构，且下端设有收集袋71；所述座桶7内壁上设有相贴合的弹性垫701，所述收集袋71采用弹性材料。防止果实收集时被碰伤。

具体使用时，该末端执行器安装于机械手的末端，机械手做点阵式（按果树投影到地面的图形设置一个X-Y坐标系统，机械手沿X坐标或Y坐标每移动一小格即形成一个坐标点，所有果树投影到地面图形在坐标系统上形成的点构成一个点阵，机械手在这个点阵上走S形路线，直到走完投影在地面上形成的所有的点为止）上探动作，当碗刀501内的微动开关503探到物体时就会给控制驱动器9反馈信号，该微动开关503反应灵敏，能对果实实现快速确认与采收。A、若反馈信号小于3个或无信号时，控制驱动器9判断为树叶、树枝干扰或没有探到实物，则上探动作结束，机械手带动该末端执行器返回至起始位置，机械手按X坐标或Y坐标水平移动一个位置后做下一次上探动作；B、若反馈信号为3个或3个以上时，控制驱动器9判断为有果实落入碗刀501内，控制驱动器9驱动气缸2快速推动滑块4沿导杆3向上运动，即而使缓冲杆6推动碗刀501绕碗刀铰接孔5012啮合运动，碗口闭合时，刀片502对实施果柄剪切，果实通过座桶7进入收集袋71，碗形剪柄装置5适用于多种长柄果实的采摘，且可剪切果实上方任意角度的果柄，而且该碗形剪柄装置5在执行剪切时对水果完全包裹，只对果柄进行剪切，减小了树枝对水果的刺伤。随后，当滑块4碰到气缸2上到位行程开关8时，控制驱动器9控制气缸2动作切换，气缸2自动回缩，使碗刀501张开，同时，机械手带动该末端执行器返回至起始位置，机械手水平继续移动一个位置后做下一次上探动作，依次循环果实采收工作。该装置反应速度快，结构简单，维护方便，取代人工提高安全性。

此外，当上到位行程开关8失效或故障导致气缸2继续上升时，行程挡块10可以有效阻止滑块4上升带动缓冲杆6推动碗刀501超出碗刀501的承受极限而破坏剪柄装置5。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.基于触觉感应的果实采收装置执行单元，包括倒L形底座（1），其特征在于，所述底座（1）上竖直设有气缸（2）和导杆（3），所述气缸（2）伸出端上设有与导杆（3）配合的滑块（4）；所述导杆（3）上端设有剪柄装置（5），所述剪柄装置（5）由两对称设置的碗刀（501）铰接而成，所述碗刀（501）上碗口边缘设有刀片（502），碗内设有微动开关（503）；所述剪柄装置（5）上设有相铰接的缓冲杆（6），所述缓冲杆（6）另一端与滑块（4）铰接；所述剪柄装置（5）下方底座（1）上设有座桶（7）；所述导杆（3）上设有上到位行程开关（8）；所述上到位行程开关（8）、微动开关（503）分别与控制驱动器（9）电连接。

2.根据权利要求1所述的基于触觉感应的果实采收装置执行单元，其特征在于，所述导杆（3）上端设有行程挡块（10），所述行程挡块（10）设置于上到位行程开关（8）上方。

3.根据权利要求1所述的基于触觉感应的果实采收装置执行单元，其特征在于，所述缓冲杆（6）包括推杆（601）、弹簧（602）、杆套（603），所述推杆（601）上设有可滑动的杆套（603），所述弹簧（602）一端与推杆（601）连接，另一端与杆套（603）连接，且与杆套（603）同轴设置。

4.根据权利要求3所述的基于触觉感应的果实采收装置执行单元，其特征在于，所述推杆（601）一端设有螺纹（6011），所述螺纹（6011）处设有与之相配合的调整螺母（6012）。

5.根据权利要求1所述的基于触觉感应的果实采收装置执行单元，其特征在于，所述滑块（4）上设有相平行的气缸安装孔（401）和导杆孔（402），所述气缸安装孔（401）与气缸（2）伸出杆配合安装，所述导杆孔（402）与导杆（3）杆部配合，所述滑块（4）两侧设有缓冲杆安装孔（403），所述缓冲杆安装孔（403）与缓冲杆（6）铰接。

6.根据权利要求1所述的基于触觉感应的果实采收装置执行单元，其特征在于，所述碗刀（501）铰接处设有同步齿（5011），两所述碗刀（501）通过同步齿（5011）啮合。

7.根据权利要求1所述的基于触觉感应的果实采收装置执行单元，其特征在于，所述微动开关（503）沿碗刀（501）内水平截面圆周方向上均匀设置，且设置数目为六个。

8.根据权利要求1所述的基于触觉感应的果实采收装置执行单元，其特征在于，所述座桶（7）设为中空结构，且下端设有收集袋（71）；所述座桶（7）内壁上设有相贴合的弹性垫（701），所述收集袋（71）采用弹性材料。