CN209007574U - 一种草莓采摘机器人的末端执行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种草莓采摘机器人的末端执行器，包括箱体、箱体内的传动机构和箱体前端的爪钳；所述箱体后壁上设置有壁杆，箱体前壁上开设有滑槽，所述滑槽内设置有直线导轨；所述传动机构包括电机、传动齿轮组、螺杆和滑杆；所述爪钳包括固定爪钳和滑动爪钳，所述滑动爪钳上设置有刀刃，所述固定爪钳上设置有收纳所述刀刃的纳刀槽。本实用新型提供的草莓采摘机器人的末端执行器，结构简单，使用方便，通过电机转动，带动传动齿轮组转动，再带动螺杆旋转，螺杆带动滑杆作直线往复运动，带动滑动爪钳向固定爪钳方向往复运动切断草莓茎秆，简单方便的将草莓茎秆进行了切断，并且有效的避免了末端执行器在收获时容易损坏草莓茎秆的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种末端执行器，尤其涉及一种草莓采摘机器人的末端执行器，属于农业机械采摘机器领域。
背景技术
随着草莓产业在中国的作物种植中迅速发展，草莓栽培面积也从当初的不足1万公顷扩大到当前的7万多公顷，从而使我国的草莓产量位居世界第一。在草莓从生长到产出的整个过程中，草莓的采摘一直是一个非常重要的部分，研发草莓采摘机器人，在一定程度上能提高采摘的效率。
目前草莓采摘机器人的末端执行器，主要存在着下列问题：草莓采摘的末端执行器针对果实摘取，易损伤草莓；对于末端执行器的传动和执行结构较为复杂，操作非常不便。
实用新型内容
为了解决以上问题，本实用新型的目的是提供一种草莓采摘机器人的末端执行器，该末端执行器不易损伤草莓，末端执行器结构简单，操作方便。
为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案：
一种草莓采摘机器人的末端执行器，包括箱体、箱体内的传动机构和箱体前端的爪钳；箱体内的传动机构传动动力，带动箱体前端的爪钳采摘草莓。
所述箱体后壁上设置有壁杆，壁杆用于与草莓采摘机器人的机身连接；箱体前壁上开设有滑槽，所述滑槽内设置有直线导轨，用于爪钳的移动。
所述传动机构包括电机、传动齿轮组、螺杆和滑杆，所述电机的动力输出端固定连接传动齿轮组的输入端，所述传动齿轮组的输出端连接螺杆，所述滑杆一端设置有与所述螺杆啮合的螺母螺纹，另一端从滑槽穿出。电机转动，带动传动齿轮组转动，传动齿轮组带动螺杆旋转，螺母螺纹将螺杆的旋转运动变为滑杆的直线往复运动，带动爪钳采摘草莓。
所述爪钳包括固定爪钳和滑动爪钳，所述固定爪钳固定设置在箱体前壁上，所述滑动爪钳滑动安装在直线导轨上且固定连接从滑槽穿出的滑杆，所述滑动爪钳上设置有刀刃，所述固定爪钳上设置有收纳所述刀刃的纳刀槽。滑杆直线往复运动，带动滑动爪钳在直线导轨上作直线往复运动，滑动爪钳向固定爪钳方向往复运动，滑动爪钳上的刀刃切断在固定爪钳与滑动爪钳间的草莓茎秆。
进一步的是，所述传动齿轮组为相互啮合的蜗轮蜗杆，所述蜗轮蜗杆的蜗杆连接电机的输出端，蜗轮蜗杆的蜗轮连接螺杆。蜗轮蜗杆为减速齿轮组，将电机的高速转动经蜗轮蜗杆后变为低速转动，再将低速转动传送给螺杆，进而便于带动滑动爪钳缓慢滑动，采摘草莓。
进一步的是，所述爪钳外侧为圆弧形结构，有效的避免了末端执行器采摘草莓时对两侧草莓的磕碰。
进一步的是，所述爪钳内侧为竖直平面，所述刀刃和纳刀槽均设置在竖直平面的中间位置。刀刃往纳刀槽内运动，带动草莓茎秆往纳刀槽内运动，草莓茎秆触碰到纳刀槽内壁后，刀刃继续往纳刀槽内运动将完全切断草莓茎秆；此时刀刃下端的茎秆被刀刃和纳刀槽所在的两个平面卡住，两个平面对茎秆的摩擦力大于刀刃下端草莓的重力，因此草莓被两个平面完全夹持住，方便了机器人对草莓的转运；刀刃上端的茎秆也在两个平面内，但是两个平面对茎秆的摩擦力不足以拉动上端茎秆连接的草莓树枝，因此转运的时候刀刃上端的草莓茎秆会脱离两个平面。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供的草莓采摘机器人的末端执行器，结构简单，使用方便，通过电机转动，带动传动齿轮组转动，再带动螺杆旋转，螺杆带动滑杆作直线往复运动，带动滑动爪钳向固定爪钳方向往复运动切断草莓茎秆，简单方便的将草莓茎秆进行了切断；
本实用新型采用刀刃进入纳刀槽切断茎秆的设计，有效的避免了末端执行器在收获时容易损坏草莓茎秆的问题，并且采用双爪钳设计，结构简单，操控较为简便，与此同时，刀刃和纳刀槽所在的两个平面可以完全夹持住切断茎秆后的草莓，将草莓转运；
本实用新型爪钳外侧为圆弧形结构，有效的避免了末端执行器采摘草莓时对两侧草莓的磕碰；采摘时采用夹持果柄的方式，避免了对果实采摘时的挤压，可保持采摘果实的外形良好；本实用新型也适用于其他类似于草莓，具有较长果柄的果实采摘，具有较强的实用性。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图；
图2为本实用新型的俯视图；
图3为本实用新型的主视图；
图中：1、箱体；11、壁杆；12、直线导轨；2、传动机构；21、电机；22、传动齿轮组；23、螺杆；24、滑杆；3、爪钳；31、固定爪钳；311、纳刀槽；32、滑动爪钳；321、刀刃。
具体实施方式
为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本实用新型作进一步阐述。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
一种草莓采摘机器人的末端执行器，如图1-3所示，包括箱体1、箱体1内的传动机构2和箱体1前端的爪钳3。
箱体1后壁上设置有壁杆11，箱体1前壁上开设有滑槽，滑槽内设置有直线导轨12。
传动机构2包括电机21、传动齿轮组22、螺杆23和滑杆24，电机21的动力输出端固定连接传动齿轮组22的输入端，传动齿轮组22的输出端连接螺杆23，滑杆24一端设置有与螺杆23啮合的螺母螺纹，另一端从滑槽穿出。
爪钳3包括固定爪钳31和滑动爪钳32，固定爪钳31固定设置在箱体1前壁上，滑动爪钳32滑动安装在直线导轨12上且固定连接从滑槽穿出的滑杆24，滑动爪钳32上设置有刀刃321，固定爪钳31上设置有收纳刀刃321的纳刀槽311。
作为本实用新型的优化方案，传动齿轮组22为相互啮合的蜗轮蜗杆，蜗轮蜗杆的蜗杆连接电机21的输出端，蜗轮蜗杆的蜗轮连接螺杆23；爪钳3外侧为圆弧形结构；爪钳3内侧为竖直平面，刀刃321和纳刀槽311均设置在竖直平面的中间位置。
为了更好的理解本实用新型，下面对本实用新型的工作原理作一次完整的描述：
在执行采摘的动作开始前，滑动爪钳32与固定爪钳31开口距离保持在最远，使爪钳3之间的开口最大。采摘过程中，电机21转动，带动传动齿轮组22转动，传动齿轮组22带动螺杆23旋转，螺母螺纹将螺杆23的旋转运动变为滑杆24的直线运动，带动滑动爪钳32在直线导轨11上作直线运动，滑动爪钳32向固定爪钳31方向运动，带动刀刃321往纳刀槽311内运动时，带动草莓茎秆往纳刀槽内311运动，草莓茎秆触碰到纳刀槽311内壁后，刀刃321继续往纳刀槽311内运动将完全切断草莓茎秆，此时刀刃321下端的茎秆被刀刃321和纳刀槽311所在的两个平面卡住，两个平面对茎秆的摩擦力大于刀刃321下端草莓的重力，草莓被两个平面完全夹持住，完成一次采摘动作。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (4)
1.一种草莓采摘机器人的末端执行器，其特征在于：包括箱体(1)、箱体(1)内的传动机构(2)和箱体(1)前端的爪钳(3)；
所述箱体(1)后壁上设置有壁杆(11)，箱体(1)前壁上开设有滑槽，所述滑槽内设置有直线导轨(12)；
所述传动机构(2)包括电机(21)、传动齿轮组(22)、螺杆(23)和滑杆(24)，所述电机(21)的动力输出端固定连接传动齿轮组(22)的输入端，所述传动齿轮组(22)的输出端连接螺杆(23)，所述滑杆(24)一端设置有与所述螺杆(23)啮合的螺母螺纹，另一端从滑槽穿出；
所述爪钳(3)包括固定爪钳(31)和滑动爪钳(32)，所述固定爪钳(31)固定设置在箱体(1)前壁上，所述滑动爪钳(32)滑动安装在直线导轨(12)上且固定连接从滑槽穿出的滑杆(24)，所述滑动爪钳(32)上设置有刀刃(321)，所述固定爪钳(31)上设置有收纳所述刀刃(321)的纳刀槽(311)。
2.根据权利要求1所述的一种草莓采摘机器人的末端执行器，其特征在于：所述传动齿轮组(22)为相互啮合的蜗轮蜗杆，所述蜗轮蜗杆的蜗杆连接电机(21)的输出端，蜗轮蜗杆的蜗轮连接螺杆(23)。
3.根据权利要求1所述的一种草莓采摘机器人的末端执行器，其特征在于：所述爪钳(3)外侧为圆弧形结构。
4.根据权利要求1所述的一种草莓采摘机器人的末端执行器，其特征在于：所述爪钳(3)内侧为竖直平面，所述刀刃(321)和纳刀槽(311)均设置在竖直平面的中间位置。
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