CN210298603U - 一种气动驱动果梗采摘末端执行器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种气动驱动果梗采摘末端执行器，包括底板、气缸、齿条齿轮传动装置、切割驱动装置和切割组件，气缸作为本装置的动力源，驱动齿条齿轮传动装置运行，齿条齿轮传动装置包括依次连接的导轨、滑块、齿条和齿轮，齿轮与切割驱动装置中的主动轮连接，主动轮带动从动轮转动，进而带动切割驱动装置中的四连杆机构运行，四连杆机构连接切割组件，驱动第一刀片和第二刀片相互配合，完成果梗的切割；本装置还设置有果实支架和弹性网兜，可减小果实损坏的程度，利于储存。本装置结构简单，操作方便，可精准高效的完成果梗的切割，实用性强，易于大规模推广。

Description

一种气动驱动果梗采摘末端执行器

技术领域

本实用新型属于农业机械技术领域，具体涉及一种气动驱动果梗采摘末端执行器。

背景技术

我国是果蔬产业大国，果蔬产量位居世界首位，并一直稳步增长，果蔬采摘是农业生产中最耗时耗力的部分，人工收获的成本在果蔬的整个生产成本中占有非常高的比例，同时具有不便于高处作业以及采摘效率低等缺点，因此，在果蔬收获中采用机器人作业，实现果蔬收获的自动化和智能化，对于解放劳动力、提高劳动生产率、降低生产成本等具有重要意义。

末端执行器是果蔬采摘机器人的一个重要部分，是采摘机器人直接作用于果实的部分。果蔬生长于复杂的自然环境中，且多数果蔬外表皮脆弱，采摘过程中易损伤果实，因此必须研制安全可靠的末端执行器；由于果蔬采摘的劳动量巨大，在保证末端执行器安全可靠的前提下，还要提高采摘速率，以提高采摘机器人的工作效率。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，提供一种气动驱动果梗采摘末端执行器。

本实用新型采用以下技术方案：

一种气动驱动果梗采摘末端执行器，其特征在于，包括底板、气缸、齿条齿轮传动装置、切割驱动装置和切割组件；

所述气缸固定设置在底板上，作为本装置的动力源，与齿条齿轮传动装置连接，驱动齿条齿轮传动装置运行；

所述齿条齿轮传动装置包括导轨、滑块、齿条和齿轮，所述导轨固定设置在底板上，导轨上滑动连接有滑块，滑块与气缸连接，滑块上固定设置有齿条，气缸驱动滑块在导轨上做直线往复运动，进而带动齿条做直线往复运动，所述齿条与齿轮传动连接，带动齿轮转动，齿轮与切割驱动装置连接，带动切割驱动装置运动；

所述切割驱动装置包括固定板及驱动组件，所述固定板固定设置在底板上，所述驱动组件包括相互啮合的主动轮和从动轮，所述主动轮和从动轮连接在固定板上，可相对固定板转动，主动轮通过齿轮固定柱与齿轮固定连接，主动轮与第一连接杆固定连接，第一连接杆与切割组件铰接；从动轮与第二连接杆固定连接，第二连接杆与切割组件铰接；所述固定板分别通过第三连接杆和第四连接杆与切割组件活动连接；齿轮可带动主动轮和从动轮转动，进而通过第一连接杆和第二连接杆带动切割组件工作；

所述切割组件包括分别与第一连接杆和第二连接杆铰接的第一刀柄和第二刀柄，所述第一刀柄和第二刀柄结构相同，对称设置，所述第一刀柄和第二刀柄端部固定设置有第一刀片和第二刀片，第一刀片和第二刀片成对使用，相互配合，在第一刀柄和第二刀柄的带动下，完成果梗的切割。

进一步的，所述滑块与气缸通过L型连接件连接，所述L型连接件一端与气缸通过螺栓固定连接，另一端与滑块通过螺栓固定连接。

进一步的，所述第一刀片和第二刀片均为半圆形，并具有相互啮合的锯齿结构，以达到更好的切割效果。

进一步的，所述切割组件下方设置有果实存储装置，所述果实存储装置包括支架和储物袋，支架与底板固定连接，储物袋与支架可拆卸连接，当第一刀片和第二刀片啮合时，与储物袋开口相对。

进一步的，所述气缸通过螺栓与底板固定连接。

进一步的，所述第三连接杆一端与固定板铰接，另一端与第一刀柄铰接；第四连接杆一端与固定板铰接，另一端与第二刀柄铰接。

进一步的，所述主动轮和从动轮铰接连接在固定板上。

进一步的，所述固定板通过螺栓与底板固定连接。

进一步的，所述气缸为双作用气缸。

进一步的，所述储物袋为具有弹性的尼龙网兜。

本实用新型的有益效果：

（1）本实用新型应用气缸作为动力源，具有适应力强、动作迅速、反应力强、容易控制和重量轻等优点；气缸连接直线导轨，不仅起到导向作用，还起到支承作用；在气缸的推动下，齿条沿导轨做直线运动，齿条的直线运动转化为齿轮的回转运动，该齿轮齿条传动装置结构简单，响应快、操作精度较高，并且易于维护，成本低廉；

（2）本实用新型切割驱动采用四连杆机构，形式简单，结构稳定性强，传动效率高，精准的驱动切割组件运行，切割组件采用相互啮合的两个半圆刀片，简洁轻便，能够有效、快速的切断果梗，切割果梗的效果更好；

（3）本实用新型设置果实储存装置，采用弹性网兜减小了果实损坏的程度，也利于存储和出售，减小因果实损坏带来的经济损失；本装置结构简单，操作方便，使用者不需要经过专业培训就能熟练使用，易于大规模推广。

附图说明：

图1是本实用新型结构示意图；

图2是本实用新型齿条和齿轮传动示意图；

图3是本实用新型切割驱动组件结构示意图；

图4是本实用新型切割刀片结构示意图；

附图中的标号为：1、气缸；2、L型连接件；3、底板；4、滑块；5、齿条；6、齿轮； 7、导轨；8、齿轮固定柱；9、储物袋；10、支架；11、第一刀柄；12、驱动组件；12-1、主动轮；12-2、从动轮；12-3、第一连接杆；12-4、第二连接杆；12-5、第三连接杆；12-6、第四连接杆；13、固定板；14、第二刀柄；15、第一刀片；16、第二刀片。

具体实施方式：

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参照图1-4，一种气动驱动果梗采摘末端执行器，包括底板3、气缸1、齿条齿轮传动装置、切割驱动装置和切割组件；所述气缸1为双作用气缸，通过螺栓固定设置在底板3上，作为本装置的动力源，与齿条齿轮传动装置连接，驱动齿条齿轮传动装置运行；所述齿条齿轮传动装置包括导轨7、滑块4、齿条5和齿轮6，所述导轨7固定设置在底板3上，导轨7上滑动连接有滑块4，滑块4与气缸连接，滑块4上固定设置有齿条5，气缸1驱动滑块4在导轨7上做直线往复运动，进而带动齿条5做直线往复运动，所述齿条5与齿轮6传动连接，带动齿轮6转动，齿轮6与切割驱动装置连接，带动切割驱动装置运动；所述切割驱动装置包括固定板13及驱动组件12，所述固定板13通过螺栓固定设置在底板3上；所述驱动组件12包括相互啮合的主动轮12-1和从动轮12-2，所述主动轮12-1和从动轮12-2铰接连接在固定板13上，可相对固定板13转动，主动轮12-1通过齿轮固定柱8与齿轮6固定连接，主动轮12-1与第一连接杆12-3固定连接，第一连接杆12-3与切割组件铰接；从动轮12-2与第二连接杆12-4固定连接，第二连接杆12-4与切割组件铰接；所述固定板13分别通过第三连接杆12-5和第四连接杆12-6与切割组件活动连接；齿轮6可带动主动轮12-1和从动轮12-2转动，进而通过第一连接杆12-3和第二连接杆12-4带动切割组件工作；所述切割组件包括分别与第一连接杆12-3和第二连接杆12-4铰接的第一刀柄11和第二刀柄14，所述第一刀柄11和第二刀柄14结构相同，对称设置，所述第一刀柄11和第二刀柄14端部固定设置有第一刀片15和第二刀片16，第一刀片15和第二刀片16成对使用，相互配合，在第一刀柄11和第二刀柄14的带动下，完成果梗的切割。

本实用新型实施例中，所述第三连接杆12-5一端与固定板13铰接，另一端与第一刀柄11铰接；第四连接杆12-6一端与固定板13铰接，另一端与第二刀柄14铰接。

如图1所示，本实用新型实施例中，所述滑块4与气缸1通过L型连接件2连接，所述L型连接件2一端与气缸1通过螺栓固定连接，另一端与滑块4通过螺栓固定连接。

如图1和图4所示，第一刀片15和第二刀片16均为半圆形，并具有相互啮合的锯齿结构，以达到更好的切割效果。

如图1所示，本实用新型切割组件下方还设置有果实存储装置，所述果实存储装置包括支架10和储物袋9，支架10与底板3固定连接，储物袋9与支架10可拆卸连接，当第一刀片15和第二刀片16啮合时，与储物袋9开口相对；所述储物袋9为具有弹性的尼龙网兜。

本实用新型工作原理为：本装置使用时，气缸1驱动滑块4在导轨7上做直线往复运动，进而带动齿条5做直线往复运动，齿条5与齿轮6传动连接，带动齿轮6转动，齿轮6通过齿轮固定柱8，带动主动轮12-1往复转动，主动轮12-1与从动轮12-2相互啮合，进而带动从动轮12-2往复转动，主动轮12-1驱动第一连接杆12-3运动，第一连接杆12-3与第一刀柄11铰接，进而带动第一刀柄11和第一刀片15运动；从动轮12-2驱动第二连接杆12-4运动，第二连接杆12-4与第二刀柄14铰接，进而带动第二刀柄15和第二刀片16运动，第一刀片15和第二刀片16相互配合，从而实现果梗的切割。本装置结构简单，操作方便，可精准高效的完成果梗的切割，实用性强，易于大规模推广。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围，应当指出，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前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种气动驱动果梗采摘末端执行器，其特征在于，包括底板（3）、气缸（1）、齿条齿轮传动装置、切割驱动装置和切割组件；

所述气缸（1）固定设置在底板（3）上，作为本装置的动力源，与齿条齿轮传动装置连接，驱动齿条齿轮传动装置运行；

所述齿条齿轮传动装置包括导轨（7）、滑块（4）、齿条（5）和齿轮（6），所述导轨（7）固定设置在底板（3）上，导轨（7）上滑动连接有滑块（4），滑块（4）与气缸连接，滑块（4）上固定设置有齿条（5），气缸（1）驱动滑块（4）在导轨（7）上做直线往复运动，进而带动齿条（5）做直线往复运动，所述齿条（5）与齿轮（6）传动连接，带动齿轮（6）转动，齿轮（6）与切割驱动装置连接，带动切割驱动装置运动；

所述切割驱动装置包括固定板（13）及驱动组件（12），所述固定板（13）固定设置在底板（3）上，所述驱动组件（12）包括相互啮合的主动轮（12-1）和从动轮（12-2），所述主动轮（12-1）和从动轮（12-2）连接在固定板（13）上，可相对固定板（13）转动，主动轮（12-1）通过齿轮固定柱（8）与齿轮（6）固定连接，主动轮（12-1）与第一连接杆（12-3）固定连接，第一连接杆（12-3）与切割组件铰接；从动轮（12-2）与第二连接杆（12-4）固定连接，第二连接杆（12-4）与切割组件铰接；所述固定板（13）分别通过第三连接杆（12-5）和第四连接杆（12-6）与切割组件活动连接；齿轮（6）可带动主动轮（12-1）和从动轮（12-2）转动，进而通过第一连接杆（12-3）和第二连接杆（12-4）带动切割组件工作；

所述切割组件包括分别与第一连接杆（12-3）和第二连接杆（12-4）铰接的第一刀柄（11）和第二刀柄（14），所述第一刀柄（11）和第二刀柄（14）结构相同，对称设置，所述第一刀柄（11）和第二刀柄（14）端部固定设置有第一刀片（15）和第二刀片（16），第一刀片（15）和第二刀片（16）成对使用，相互配合，在第一刀柄（11）和第二刀柄（14）的带动下，完成果梗的切割。

2.根据权利要求1所述的气动驱动果梗采摘末端执行器，其特征在于，所述滑块（4）与气缸（1）通过L型连接件（2）连接，所述L型连接件（2）一端与气缸（1）通过螺栓固定连接，另一端与滑块（4）通过螺栓固定连接。

3.根据权利要求1所述的气动驱动果梗采摘末端执行器，其特征在于，所述第一刀片（15）和第二刀片（16）均为半圆形，并具有相互啮合的锯齿结构，以达到更好的切割效果。

4.根据权利要求1所述的气动驱动果梗采摘末端执行器，其特征在于，所述切割组件下方设置有果实存储装置，所述果实存储装置包括支架（10）和储物袋（9），支架（10）与底板（3）固定连接，储物袋（9）与支架（10）可拆卸连接，当第一刀片（15）和第二刀片（16）啮合时，与储物袋（9）开口相对。

5.根据权利要求1所述的气动驱动果梗采摘末端执行器，其特征在于，所述气缸（1）通过螺栓与底板（3）固定连接。

6.根据权利要求1所述的气动驱动果梗采摘末端执行器，其特征在于，所述第三连接杆（12-5）一端与固定板（13）铰接，另一端与第一刀柄（11）铰接；第四连接杆（12-6）一端与固定板（13）铰接，另一端与第二刀柄（14）铰接。

7.根据权利要求1所述的气动驱动果梗采摘末端执行器，其特征在于，所述主动轮（12-1）和从动轮（12-2）铰接连接在固定板（13）上。

8.根据权利要求1所述的气动驱动果梗采摘末端执行器，其特征在于，所述固定板（13）通过螺栓与底板（3）固定连接。

9.根据权利要求1所述的气动驱动果梗采摘末端执行器，其特征在于，所述气缸（1）为双作用气缸。

10.根据权利要求4所述的气动驱动果梗采摘末端执行器，其特征在于，所述储物袋（9）为具有弹性的尼龙网兜。

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