一种火龙果果实采摘执行器制造技术

本发明专利技术适用于采摘执行器技术领域，提供了一种火龙果果实采摘执行器包括机架组件、直线驱动机构、连杆机构、切刀机构和传感定位机构；所述机架组件包括两个相对设置的支架，两个所述支架的顶端固定连接有一固定安装至机械臂上的安装板。该火龙果果实采摘执行器，通过驱动气缸进行驱动，驱动元件动作快，果实产生的滑移少，从而省去了夹持机构，减轻了执行器整体质量；另外末端执行器结构简单，相较于传统人工采摘，采摘省时省力，工作效率也大大提高，同时减轻了劳动强度，自动化水平高；只需将果实送进刀片包络范围内，无需准确定位，仅需传感定位机构抵触火龙果叶棱上，刀片沿椭圆轨迹咬合即可又快又准的剪切下果实，降低了对视觉定位系统的位置定位精度要求。定位系统的位置定位精度要求。定位系统的位置定位精度要求。

【技术实现步骤摘要】
一种火龙果果实采摘执行器


[0001]本专利技术属于采摘执行器
，尤其涉及一种火龙果果实采摘执行器。

技术介绍

[0002]火龙果为多年生攀援性的多肉植物，植株无主根，侧根大量分布在浅表土层，同时有很多气生根，可攀援生长。根茎深绿色，粗壮，具3棱。果实长圆形或卵圆形，表皮红色，具卵状而顶端急尖的鳞片，果长10
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12厘米，果肉白色或红色。火龙果人工采摘时，一般需带部分肉质茎剪下，以延长果实储运时间。火龙果肉质茎肥，且茎节凹陷处有小刺，而火龙果着生在茎节处，人工采摘可操作范围小，且易对果实产生损伤，机械化采摘具有一定的难度。目前并无成熟的火龙果采摘设备投入使用，各种植基地仍以人工采摘为主，自动化水平仍旧较低。
[0003]现有多数水果采摘末端执行器仅考虑夹持和剪切，未考虑剪切位置不当对果实带来的伤害，中国专利CN201920412801.7公开了一种仿人工的火龙果采摘装置，动作时，均由电机通过齿轮传动提供动力源，执行器质量重，动作慢，效率不高，且不易对准和切断肉质茎而造成果实损伤。中国专利CN201810265669.1公开了一种火龙果采摘装置，凹弧面夹持手并不能和不同大小的果实贴合，与果实的接触面小易造成果实损伤，且闭合时，刀片切割力不一定足以切割下粗壮的肉质茎，也未考虑定位精度不够高而产生的对果实的损伤及误摘空摘。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种火龙果果实采摘执行器，旨在解决现有的水果采摘执行器存在的不易对准，剪切时容易对水果造成损伤，也容易产生空摘的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种火龙果果实采摘执行器，包括机架组件、直线驱动机构、连杆机构、切刀机构和传感定位机构；
[0006]所述机架组件包括两个相对设置的支架，两个所述支架的顶端固定连接有一固定安装至机械臂上的安装板；
[0007]所述直线驱动机构有两组，分别固定安装于两个所述支架的外侧，所述直线驱动机构的输出端沿水平方向运动；
[0008]所述切刀结构数量为两个且沿水平方向分布，所述切刀机构包括切刀安装架和切刀，所述切刀固定连接于切刀安装架上，两个所述切刀分别位于所述机架组件前侧的上方和下方且相互镜像设置，两个所述切刀所在平面均与竖直平面形成夹角；
[0009]所述连杆机构有两组，每组所述连杆机构分别设置于一个所述支架的外侧，所述连杆机构的主动端由所述直线驱动机构的输出端驱动运动，两个所述切刀安装架的两端分别固定连接于一组所述连杆机构的从动端，所述直线驱动机构驱动所述连杆机构的主动端运动时，所述连杆机构的从动端带动两个所述切刀沿椭圆的弧形轨迹运动并相互咬合。
[0010]优选的，所述传感定位机构包括两个固定架，两个固定架分别固定连接于两个所
述支架上并向前延伸，所述固定架的前端固定连接有传感器安装架，所述传感器安装架的前侧固定连接有压力传感器，所述压力传感器位于所述切刀的前侧。
[0011]优选的，所述直线驱动机构包括横向固定连接于所述支架外侧的驱动气缸，所述驱动气缸的输出端向前，所述驱动气缸的输出端固定连接有沿所述支架外侧面滑动的活动块。
[0012]优选的，所述连杆机构包括两个切刀支撑架，两个所述切刀支撑架上下间隔分布且前端向前延伸，上下两个所述切刀安装架的两端分别固定连接于两侧的连杆机构内位于上方的两个所述切刀支撑架之间和位于下方的两个所述切刀支撑架之间。
[0013]优选的，两个所述切刀支撑架的后端均转动连接有第一支杆，两个所述第一支杆的另一端分别转动连接于所述支架外侧面的上部和下部，两个所述切刀支撑架的中段均转动连接有第二支杆，两个所述第二支杆的另一端分别转动连接于所述支架外侧面的上部和下部，每个所述第一支杆靠近所述切刀支撑架的一端均转动连接有第三支杆，两个所述第三支杆的另一端分别转动连接于所述活动块表面的上端和下端，上方和下方的所述切刀支撑架、第一支杆、第二支杆和第三支杆分别组成一组传动机构。
[0014]优选的，所述连杆机构包括两个竖槽、两个横槽、两个第一转动杆和两个第二转动杆，两个竖槽分别竖向开设于所述一个所述支架的内侧面的外侧面，且两个所述竖槽相对设置，两个所述横槽横向开设于所述支架的表面且位于所述竖槽的前侧，两个所述第一转动杆的后端分别转动有一第一滑动块，两个所述第一滑动块分别滑动连接于一个所述竖槽内，两个所述第一转动杆的表面分别转动连接有第二滑动块，两个所述第二滑动块分别滑动连接于一个所述横槽内，两个所述第二转动杆的一端分别转动连接于一个所述第一转动杆的中段，两个所述第二转动杆的另一端分别转动连接于所述活动块表面的上端和下端。
[0015]优选的，两个第一转动杆分别位于一个所述支架的内侧和外侧，两个切刀安装架的两端分别固定连接于两侧的两个所述连杆机构内处于同一高度的两个所述第一转动杆的外端之间。
[0016]优选的，所述切刀安装架为弧形，所述切刀为与所述切刀安装架相适配的弧形。
[0017]有益效果
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术的一种火龙果果实采摘执行器：利用驱动气缸进行驱动，驱动元件动作快，果实产生的滑移少，从而省去了夹持机构，减轻了执行器整体质量；另外末端执行器结构简单，相较于传统人工采摘，采摘省时省力，工作效率也大大提高，同时减轻了劳动强度，自动化水平高；
[0019]两个切刀相向咬合时运动轨迹为椭圆轨迹，在即将剪切下果实时切刀位于最前侧，降低了切刀咬合过程中对挂果枝条的损伤，减少切割造成叶棱切口的长度；
[0020]只需将果实送进刀片包络范围内，无需准确定位，刀片咬合即可又快又准的剪切下果实，降低了对视觉定位系统的位置定位精度要求，无需像人工一样一手握住火龙果，一手持尖头长刃的剪刀从侧面插入肉质茎中剪断果柄，这样不仅操作起来更加方便，而且工作效率更高，提高了经济效益；
[0021]设置的传感定位装置对果柄的剪切位置精确定位，可剪下带一定肉质茎的果实，延长果实的存储运输时间；另外刀片椭圆运动轨迹相较通常圆弧轨迹咬合，减少切割下来的叶肉的长度，降低火龙果感染病害的风险。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的第一实施例的立体结构示意图；
[0023]图2为本专利技术中第一实施例的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术中第二实施例的立体结构示意图；
[0025]图4为本专利技术中第二实施例的结构示意图；
[0026]图5为图4中连杆机构的结构示意图。
[0027]图中：1
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支架、2
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安装板、3
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切刀安装架、4
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切刀、5
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固定架、6
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传感器安装架、7
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压力传感器、8
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驱动气缸、9
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活动块、10
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切刀支撑架、11
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第一支杆、12
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第二支杆、13
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种火龙果果实采摘执行器，其特征在于：包括机架组件、直线驱动机构、连杆机构、切刀机构和传感定位机构；所述机架组件包括两个相对设置的支架(1)，两个所述支架(1)的顶端固定连接有一固定安装至机械臂上的安装板(2)；所述直线驱动机构有两组，分别固定安装于两个所述支架(1)的外侧，所述直线驱动机构的输出端沿水平方向运动；所述切刀结构数量为两个且沿水平方向分布，所述切刀机构包括切刀安装架(3)和切刀(4)，所述切刀(4)固定连接于切刀安装架(3)上，两个所述切刀(4)分别位于所述机架组件前侧的上方和下方且相互镜像设置，两个所述切刀(4)所在平面均与竖直平面形成夹角；所述连杆机构有两组，每组所述连杆机构分别设置于一个所述支架(1)的外侧，所述连杆机构的主动端由所述直线驱动机构的输出端驱动运动，两个所述切刀安装架(3)的两端分别固定连接于一组所述连杆机构的从动端；所述传感定位机构抵触至茎叶上时，所述直线驱动机构驱动所述连杆机构的主动端运动，所述连杆机构的从动端带动两个所述切刀(4)沿椭圆的弧形轨迹运动并相互咬合。2.如权利要求1所述的一种火龙果果实采摘执行器，其特征在于：所述传感定位机构包括两个固定架(5)，两个固定架(5)分别固定连接于两个所述支架(1)上并向前延伸，所述固定架(5)的前端固定连接有传感器安装架(6)，所述传感器安装架(6)的前侧固定连接有压力传感器(7)，所述压力传感器(7)位于所述切刀(4)的前侧。3.如权利要求1所述的一种火龙果果实采摘执行器，其特征在于：所述直线驱动机构包括横向固定连接于所述支架(1)外侧的驱动气缸(8)，所述驱动气缸(8)的输出端向前，所述驱动气缸(8)的输出端固定连接有沿所述支架(1)外侧面滑动的活动块(9)。4.如权利要求3所述的一种火龙果果实采摘执行器，其特征在于：所述连杆机构包括两个切刀支撑架(10)，两个所述切刀支撑架(10)上下间隔分布且前端向前延伸，上下两个所述切刀安装架(3)的两端分别固定连接于两侧的连杆机构内位于上方的两个所述切刀支撑架(10)之间和位于下方的两个所述切刀支撑架(10)之间。5.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金鹏，张跃跃，周佳良，陈青，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：