CN208364524U - 一种水果采摘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水果采摘装置，涉及农业机械设备领域，能够采摘果林深处的水果,不会对果林造成破坏,并且在采摘时不会使果梗感染。本实用新型包括：采摘机构、一级伸缩缸、二级伸缩缸、伺服电机、套筒联轴器。二级伸缩缸和一级伸缩缸均为液压缸，二级伸缩缸嵌套一级伸缩缸组成二级伸缩缸。一级伸缩缸活塞的伸缩控制采摘机构，一级伸缩缸的活塞伸出，采摘机构张开；一级伸缩缸的活塞收回，采摘机构抓紧。二级伸缩缸的活塞与伺服电机的输出轴和套筒联轴器传动，伺服电机转动，二级伸缩缸的活塞也随之转动。本实用新型夹持范围大、体积小、成本低，并且识别水果难度低、采摘成功率高、操作方便。

Description

一种水果采摘装置

技术领域

本实用新型涉及农业机械设备领域，尤其涉及一种水果采摘装置。

背景技术

水果采摘装置是一种代替人工，采摘成熟果蔬的装置。目前，国内外水果采摘装置的机械手臂伸缩一般需要单独动力源，机械手爪的抓紧和放松也需要单独动力源，这样导致水果采摘装置成本高，并且机械手臂体积较大，采摘水果时易对周围水果造成破坏，无法采摘果树深处水果。

另外绝大多数的水果采摘装置通过夹持和剪切的方式采摘水果，这样的采摘方式加大了图像识别的难度，容易在采摘中破坏水果，且剪切的采摘方式容易使果梗感染。

综上,现有技术中缺乏一种水果采摘装置,能够采摘果林深处的水果,不会对果林造成破坏,并且在采摘时不会使果梗感染。

发明内容

本实用新型提供一种水果采摘装置，能够实现果树深处水果的采摘，并且采用旋转的方式采摘，采摘成功率高，不会感染水果果梗。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种水果采摘装置，包括：采摘机构、一级伸缩缸、二级伸缩缸、伺服电机、套筒联轴器。

二级伸缩缸和一级伸缩缸均为液压缸，二级伸缩缸嵌套一级伸缩缸组成二级伸缩缸。一级伸缩缸的活塞有效作用面积大于二级伸缩缸的活塞有效作用面积，当压力油压入二级伸缩缸的无杆腔时，一级伸缩缸的活塞先行伸出。当压力油从二级伸缩缸的无杆腔流出时，一级伸缩缸的活塞先行收回。

一级伸缩缸活塞的伸缩控制采摘机构，一级伸缩缸的活塞伸出，采摘机构张开；一级伸缩缸的活塞收回，采摘机构抓紧。

二级伸缩缸的活塞后方设置连接杆，伺服电机的输出轴和套筒联轴器固定连接，套筒联轴器还和连接杆动连接。因此，套筒联轴器连接了伺服电机的输出轴和二级伸缩缸的活塞，伺服电机转动，二级伸缩缸的活塞也随之转动。

进一步的，二级伸缩缸包括：二级缸缸筒、二级缸活塞、二级缸右缸盖、二级缸左缸盖。

二级缸缸筒最右端和二级缸右缸盖密封连接，二级缸缸筒左侧和二级缸左缸盖密封连接。二级缸左缸盖的通孔处通入连接杆，连接杆和二级缸活塞固定连接。

二级缸缸筒外侧还开设油口，在二级缸活塞安装位置左侧设置二级缸左油口；二级缸缸筒外侧最右端设置二级缸右油口。

二级伸缩缸活塞伸出时，二级缸左油口进油，二级缸右油口出油；二级伸缩缸活塞收回时，二级缸左油口出油，二级缸右油口进油。

进一步的，一级伸缩缸包括二级缸活塞、一级缸活塞、一级活塞杆、一级缸缸盖、中心孔、一级缸左油口、一级缸右油口。

二级缸活塞作为一级伸缩缸的缸筒，二级缸活塞中空，中空部分为中心孔，中心孔的左端连通设置在二级缸活塞左侧的一级缸左油口，一级伸缩缸有杆腔连通设置在二级缸活塞右侧的一级缸右油口。

一级伸缩缸活塞伸出时，一级缸左油口进油，一级缸右油口出油；一级伸缩缸活塞收回时，一级缸左油口出油，一级缸右油口进油。

中心孔最右端连接一级缸活塞，一级缸活塞连接一级缸活塞杆，一级缸活塞杆另一端穿过一级缸缸盖伸出。

进一步的，采摘机构包括手爪、连杆、手掌、手爪支架。

手爪支架连接手爪,手爪通过连杆连接手掌。手爪安装在一级缸缸盖上，手掌安装在伸出的一级缸活塞杆上。

一级缸活塞杆伸出，推动手掌向右移动，手掌推动连杆，连杆带动手爪张开，当一级缸活塞缸运动到最右端，手爪张开至极限。一级缸活塞杆收回，带动手掌向左移动，手掌带动连杆，连杆使得手爪闭合。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用二级伸缩液压缸实现机械手臂伸缩，成本低，体积小，抓取时目标准确，作用范围小，能够实现果树深处水果的采摘，并且不伤害周围的果树；套筒联轴器将二级缸活塞与伺服电机输出轴相连，实现了机械手爪的旋转，并且转速大小可调，从而便于将水果与果梗分离，由于采摘方式为旋转，不同于夹持和剪切，需要高精度图像识别水果，从而降低了识别的难度，采摘成功率高，不会感染水果果梗，并且机械手爪夹持范围大，传动型式多。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为采摘机构的结构示意图。

其中, 1-手爪、2-销轴、3-连杆、4-手掌、5-手爪支架、6-一级缸缸盖、7-二级缸右缸盖、8-一级缸活塞、9-二级缸活塞、10-内六角螺钉、11-固定支架、12-导向平键、13-普通平键、14-伺服电机支架、15-伺服电机、16-二级缸左缸盖、17-二级缸左油口、18-二级缸右油口、19-一级缸左油口、20-一级缸右油口、21-套筒联轴器、22-二级缸缸筒、23-一级缸活塞杆、24-连接杆、25-中心孔。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述。

本实用新型实施例提供一种水果采摘装置，如图1所示，包括：采摘机构、一级伸缩缸、二级伸缩缸、伺服电机15、套筒联轴器21。

二级伸缩缸和一级伸缩缸均为液压缸，二级伸缩缸嵌套一级伸缩缸组成二级伸缩缸，一级伸缩缸的活塞有效作用面积大于二级伸缩缸的活塞有效作用面积。

二级缸缸筒22外侧还开设油口，在二级缸活塞9安装位置左侧设置二级缸左油口17；二级缸缸筒22外侧最右端设置二级缸右油口18。

二级伸缩缸的活塞后方设置连接杆24，伺服电机15的输出轴和套筒联轴器21固定连接，套筒联轴器21还和连接杆24动连接。

二级伸缩缸包括：二级缸缸筒22、二级缸活塞9、二级缸右缸盖7、二级缸左缸盖16。二级缸缸筒22最右端和二级缸右缸盖7密封连接，二级缸缸筒22左侧和二级缸左缸盖16密封连接，二级缸左缸盖16的通孔处通入二级缸连接杆24，连接杆24和二级缸活塞9固定连接，

二级缸缸筒22外侧还开设油口，在二级缸活塞9安装位置左侧设置二级缸左油口17；二级缸缸筒22外侧最右端设置二级缸右油口18。

一级伸缩缸包括：二级缸活塞9、一级缸活塞8、一级活塞杆23、一级缸缸盖6、中心孔25、一级缸左油口19、一级缸右油口20。

二级缸活塞9作为一级伸缩缸的缸筒，二级缸活塞9中空，中空部分为中心孔25，中心孔25的左端连通设置在二级缸活塞9左侧的一级缸左油口19，一级伸缩缸有杆腔连通设置在二级缸活塞9右侧的一级缸右油口20。中心孔25最右端连接一级缸活塞8，一级缸活塞8连接一级缸活塞杆23，一级缸活塞杆23另一端穿过一级缸缸盖6伸出。

采摘机构包括：手爪1、连杆3、手掌4、手爪支架5，如图2所示。手爪1通过销轴2与手爪支架5相连，手爪1通过销轴与连杆3相连，连杆3通过销轴与手掌4相连，手掌4与一级活塞杆23通过螺母连接，并用弹簧垫圈锁紧，手爪支架5与一级缸缸盖6通过螺钉连接。

一级缸缸盖6通过螺纹与二级缸活塞9的活塞杆末端连接，并用o型密封圈密封。一级缸活塞8与二级缸活塞9的活塞杆内孔通过O型密封圈密封，一级缸活塞杆23与一级缸缸盖6通过o型密封圈密封。

二级缸活塞9的活塞杆与二级缸右缸盖7通过O型密封圈密封，二级缸活塞9与二级缸缸筒22通过矩型密封圈密封，二级缸左缸盖16与固定支架11通过4个螺栓、螺母连接，并用弹簧垫圈锁紧。二级缸左端盖16与二级缸缸筒22通过4个内六角螺钉连接，用弹簧垫圈锁紧。二级缸左缸盖16与二级缸缸筒22通过O型密封圈密封，二级缸左缸盖16与连接杆通过O型密封圈密封。

套筒联轴器21与连接杆24通过导向平键12连接，伺服电机15的输出轴与套筒联轴器21通过普通平键13连接，伺服电机15与伺服电机支架14通过螺钉连接，用弹簧垫圈锁紧。

本实用新型的工作原理为：

二级缸左油口17进油，二级缸右油口18回油，油液一方面进入二级伸缩缸的无杆腔，同时经一级缸左油口19进入中心孔25，因一级缸活塞8左侧承压面积大于二级缸活塞9左侧承压面积，油液推动一级缸活塞8向右移动，一级缸活塞杆23与一级缸活塞8做成一体，并随一级缸活塞8移动，一级缸活塞杆23向右伸出，推动手掌4向右移动，手掌4推动连杆3，连杆3使手爪1张开，当一级缸活塞8运动到最右端，一级缸活塞杆23完全伸出时，手爪1完全张开，油液压力升高，推动二级缸活塞9向右移动，二级缸活塞9的活塞杆向右伸出，使手爪1、手掌4靠近水果，二级缸活塞9伸出到一定位置后，二级缸左油口17停止进油，二级缸右油口18进油，二级缸左油口17回油，油液一方面进入二级伸缩缸的有杆腔，同时经一级缸右油口20进入一级缸的有杆腔。因一级缸活塞8右侧承压面积大于二级缸活塞9右侧承压面积，一级缸活塞8向左移动，一级缸活塞杆23向左缩回，带动手掌4向左移动，手掌4推动连杆3，连杆3使手爪1闭合，将水果抓住，一级缸活塞杆23完全缩回后，手爪1完全将水果抓紧，此时二级缸右油口18停止进油，二级伸缩缸处于液压锁紧状态。伺服电机15旋转，通过套筒联轴器21、导向平键12带动二级缸活塞9旋转，从而带动手爪1旋转，将水果摘下，水果完全摘下后，伺服电机15停止旋转，二级缸右油口18继续进油，二级缸左油口17回油，二级缸活塞9向左移动，活塞杆向左缩回，二级缸活塞9的活塞杆完全缩回后，二级缸右油口18停止进油，二级缸左油口17进油，二级缸右油口18回油，一级缸活塞杆23伸出，手爪1张开，水果落入收集袋中，完成水果采摘。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型采用二级伸缩液压缸实现机械手臂伸缩，成本低，体积小，抓取时目标准确，作用范围小，能够实现果树深处水果的采摘，并且不伤害周围的果树；套筒联轴器将二级缸活塞与伺服电机输出轴相连，实现了机械手爪的旋转，并且转速大小可调，从而便于将水果与果梗分离，由于采摘方式为旋转，不同于夹持和剪切，需要高精度图像识别水果，从而降低了识别的难度，采摘成功率高，不会感染水果果梗，并且机械手爪夹持范围大，传动型式多。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种水果采摘装置，其特征在于，包括：采摘机构、一级伸缩缸、二级伸缩缸、伺服电机（15）、套筒联轴器（21），

所述二级伸缩缸和所述一级伸缩缸均为液压缸，所述二级伸缩缸嵌套所述一级伸缩缸组成二级伸缩缸，所述一级伸缩缸的活塞有效作用面积大于所述二级伸缩缸的活塞有效作用面积，当压力油压入所述二级伸缩缸的无杆腔时，所述一级伸缩缸的活塞先行伸出；

所述一级伸缩缸活塞的伸缩控制采摘机构，所述一级伸缩缸的活塞伸出，所述采摘机构张开；所述一级伸缩缸的活塞收回，所述采摘机构抓紧；

所述二级伸缩缸的活塞后方设置连接杆（24），伺服电机（15）的输出轴和套筒联轴器（21）固定连接，套筒联轴器（21）还和连接杆（24）动连接。

2.根据权利要求1所述的一种水果采摘装置，其特征在于，所述二级伸缩缸包括：二级缸缸筒（22）、二级缸活塞（9）、二级缸右缸盖（7）、二级缸左缸盖（16），

二级缸缸筒（22）最右端和二级缸右缸盖（7）密封连接，二级缸缸筒（22）左侧和二级缸左缸盖（16）密封连接，二级缸左缸盖（16）的通孔处通入二级缸连接杆（24），连接杆（24）和二级缸活塞（9）固定连接，

二级缸缸筒（22）外侧还开设油口，在二级缸活塞（9）安装位置左侧设置二级缸左油口（17）；

二级缸缸筒（22）外侧最右端设置二级缸右油口（18）。

3.根据权利要求1所述的一种水果采摘装置，其特征在于，所述一级伸缩缸包括二级缸活塞（9）、一级缸活塞（8）、一级缸活塞杆（23）、一级缸缸盖（6）、中心孔（25）、一级缸左油口（19）、一级缸右油口（20），

二级缸活塞（9）作为所述一级伸缩缸的缸筒，二级缸活塞（9）中空，所述中空部分为中心孔（25），中心孔（25）的左端连通设置在二级缸活塞（9）左侧的一级缸左油口（19），所述一级伸缩缸有杆腔连通设置在二级缸活塞（9）右侧的一级缸右油口（20）；

中心孔（25）最右端连接一级缸活塞（8），一级缸活塞（8）连接一级缸活塞杆（23），一级缸活塞杆（23）另一端穿过一级缸缸盖（6）伸出。

4.根据权利要求1所述的一种水果采摘装置，其特征在于，所述采摘机构包括手爪（1）、连杆（3）、手掌（4）、手爪支架（5），

手爪支架（5）连接手爪(1),手爪(1)通过连杆(3)连接手掌(4)。