【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农业机械，特别是涉及一种柑橘采摘末端执行器、多臂采摘收集机及采摘方法。
技术介绍
1、柑橘是全球最重要的经济作物之一，广泛种植于世界各地，是世界第一大类水果，也是世界第三大贸易农产品。中国作为柑橘的重要原产地之一，拥有丰富的柑橘资源和多样的品种，产量巨大。除了食用之外，柑橘在药用方面的需求量也很大，具有很高的商业价值；
2、传统的柑橘采摘主要依靠人工进行，这种方式效率低下且成本高昂，同时采摘质量难以保证。随着我国面临人口老龄化和农业生产劳动力短缺等问题，柑橘采摘机的使用可以减少人工成本、提高采摘效率和作业质量，具有很大的发展潜力；
3、采摘末端执行器是采摘机器人中的关键部件之一，其设计直接影响到采摘时果实的损伤率和采摘效果。目前的柑橘采摘执行器多采用机械爪式进行夹取采摘，这种夹持力度较大，容易造成柑橘损坏。此外，由于柑橘大小不一，容易从机械爪缝中脱落，导致果实摔坏。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种柑橘采摘末端执行器、多臂采摘收集机及采摘方法，用于解决现有技术中柑橘采摘执行器采用机械爪式采摘易造成柑橘损坏以及易从机械爪缝中脱落的问题。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种柑橘采摘末端执行器，包括：
3、机械臂和伸出式采摘装置，所述伸出式采摘装置包括转动安装在所述机械臂末端的支架、水平设置在所述支架上方的壳体、剪切机构、伸出抓取机构和动力机构，所述壳体沿自身长度方向
4、所述伸出抓取机构包括保护套、多个骨架、弹性杆、第一弹性件、两个吸盘、柔性连接件、t型柱和转动动力件，所述保护套一端封闭一端开口，所述保护套开口端与所述动力机构固定连接，多个所述骨架沿所述动力机构运动方向间隔布置且中心部位穿设于所述弹性杆上，所述弹性杆位于所述保护套内，两个所述吸盘分别通过软管与真空发生器连通，两个所述吸盘分别设置在多个骨架间隔布置中间位置的一所述骨架上方和位于所述保护套封闭端的一所述骨架上方，且均贯穿所述保护套顶部，所述第一弹性件设置在相邻所述骨架之间；
5、所述柔性连接件位于所述弹性杆上下两侧且将多个所述骨架穿接，所述柔性连接件两端分别与所述t型柱水平部分两端固定连接，所述t型柱转动安装在所述动力机构上，通过所述转动动力件驱动所述t型柱转动拉动所述保护套上下弯曲。
6、可选地，所述剪切机构包括设置在所述伸出槽口的定割刀、两个对称设置在所述壳体两侧的动割模块、两端分别固定安装在两个所述动割模块上的动割刀，所述定割刀和所述动割刀均沿所述壳体宽度方向延伸；
7、所述动割模块包括一端转动安装在所述动力机构上的第一支臂、一端转动安装在所述壳体侧壁上的第二支臂、一端转动设置在所述壳体侧壁上的第三支臂、垂直且转动安装在所述第三支臂另一端的滚子，所述第一支臂上具有滚槽，所述滚子与所述滚槽滚动配合，所述第二支臂另一端与所述第一支臂侧面转动连接。
8、可选地，所述动力机构包括水平且转动安装在所述壳体内的螺纹杆、水平且固定安装在所述壳体内的导轨、与所述导轨滑动配合的滑块、与所述螺纹杆螺纹配合的运动块、设置在所述滑块和所述运动块上方的移动板、驱动所述螺纹杆转动的旋转动力件，所述保护套开口端与所述移动板固定连接，所述移动板上具有入料孔，所述移动板上具有与所述入料孔连通的入料槽，所述入料槽倾斜设置且靠近所述保护套一端高远离所述保护套一端低。
9、可选地，还包括第一输送装置，所述第一输送装置倾斜设置；
10、所述第一输送装置包括第一输送管、第二输送管、第三输送管、漏斗、垂直且固定连接在所述第一输送管一端的球头、固接在所述漏斗输入端顶部的球窝、自适应动力机构，所述球头与所述球窝相配合，所述第一输送管的内径大于所述第二输送管的外径且同轴滑动配合，所述第二输送管内径大于所述第三输送外径且同轴滑动配合，所述第三输送管与所述动力机构连通；
11、所述自适应动力机构具有两组，两组所述自适应动力机构用于分别控制所述第二输送管伸出所述第一输送管的长度和第三输送管伸出所述第二输送管的长度。
12、可选地，所述自适应动力机构包括发条弹簧、转动设置在所述第一输送管侧壁或所述第二输送管侧壁上的转动柱，所述发条弹簧一端与所述转动柱同轴固定配合、所述发条弹簧另一端与所述第二输送管或所述第三输送管远离所述漏斗一端侧壁固定连接；
13、和/或所述自适应动力机构包括螺旋弹簧，所述第一输送管或所述第二输送管的内壁和外壁之间且沿自身轴向方向具有内凹的环形凹槽，所述螺旋弹簧与所述环形凹槽底部固定连接，所述螺旋弹簧另一端与所述第二输送管或所述第三输送管远离所述漏斗一端侧壁固定连接。
14、一种多臂采摘收集机，包括至少两组所述的柑橘采摘末端执行器；
15、还包括移动底盘，每个所述机械臂转动设置在所述移动底盘上方边缘；
16、储存装置，所述储存装置包括竖直且固定设置在所述移动底盘上方的竖直筒、用于减缓柑橘在所述竖直筒内下落速度的消能机构、转动设置在所述移动底盘上方的运转机构、至少四组设置在所述运转机构上方且用于装载来自所述消能机构输送来柑橘的收集机构，至少两组所述柑橘采摘末端执行器上的所述漏斗从上至下转动设置在所述竖直筒上，且所述漏斗输入端通过输出孔与所述竖直筒内部连通。
17、可选地，所述消能机构包括同轴固定配合在所述竖直筒上的固定盘、与所述竖直筒内壁同轴固定配合的集气筒、气源、输送滑道、转接滑道、设置在最下端所述漏斗下方的第一位置传感器、设置在所述集气筒上方的第二位置传感器，所述集气筒设置在所述固定盘上方，所述集气筒沿自身轴向设有上大下小的喇叭通孔，所述喇叭通孔与所述集气筒外壁之间形成集气腔，所述喇叭通孔侧壁上具有若干朝向所述集气筒中轴线方向且向上出气的倾斜出气孔，所述输送滑道一端与所述喇叭通孔下端连通，所述输送滑道倾斜延伸出所述竖直筒并位于所述收集机构上方，所述转接滑道一端与所述输送滑道另一端连通，所述转接滑道另一端出口与所述运转机构旋转方向相切，所述气源固定安装在所述固定盘上且与所述集气腔连通向所述倾斜出气孔供气，所述气源通过电磁阀控制打开或关闭。
18、可选地，所述运转机构包括转动设置在所述移动底盘上方的旋转盘、同轴固定配合在所述竖直筒底部的固定齿轮、l型架、转动设置在所述l型架竖直部分侧面上的旋转齿轮、同轴固定安装在所述固定齿轮上方的环形轨、多个转动设置所述l型架竖直部分侧面上的滚轮、驱动所述旋转齿轮转动的运转动力件，所述l型架水平部分端部与所述旋转盘固定连接，多个滚轮分别与所述环形轨的内轨道和外轨道滚动配合，所述旋转齿轮与所述固定齿轮啮合传动，通过所述运转动力件驱动所述旋转齿轮旋转带动所述旋转盘以所述竖直筒为轴做圆周运动。
19、可选地，所述收集机构包括铰接在所述运转机构顶部的固定板、设置于所述固定框上的收集框、用于本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种柑橘采摘末端执行器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的柑橘采摘末端执行器，其特征在于：所述剪切机构包括设置在所述伸出槽口的定割刀、两个对称设置在所述壳体两侧的动割模块、两端分别固定安装在两个所述动割模块上的动割刀，所述定割刀和所述动割刀均沿所述壳体宽度方向延伸；
3.根据权利要求1所述的柑橘采摘末端执行器，其特征在于：所述动力机构包括水平且转动安装在所述壳体内的螺纹杆、水平且固定安装在所述壳体内的导轨、与所述导轨滑动配合的滑块、与所述螺纹杆螺纹配合的运动块、设置在所述滑块和所述运动块上方的移动板、驱动所述螺纹杆转动的旋转动力件，所述保护套开口端与所述移动板固定连接，所述移动板上具有入料孔，所述移动板上具有与所述入料孔连通的入料槽，所述入料槽倾斜设置且靠近所述保护套一端高远离所述保护套一端低。
4.根据权利要求1所述的柑橘采摘末端执行器，其特征在于：还包括第一输送装置，所述第一输送装置倾斜设置；
5.根据权利要求4所述的柑橘采摘末端执行器，其特征在于：所述自适应动力机构包括发条弹簧、转动设置在所述第一输送管侧壁或所述
6.一种多臂采摘收集机，其特征在于：包括至少两组权利要求1-5任一项所述的柑橘采摘末端执行器；
7.根据权利要求6所述的多臂采摘收集机，其特征在于：所述消能机构包括同轴固定配合在所述竖直筒上的固定盘、与所述竖直筒内壁同轴固定配合的集气筒、气源、输送滑道、转接滑道、设置在最下端所述漏斗下方的第一位置传感器、设置在所述集气筒上方的第二位置传感器，所述集气筒设置在所述固定盘上方，所述集气筒沿自身轴向设有上大下小的喇叭通孔，所述喇叭通孔与所述集气筒外壁之间形成集气腔，所述喇叭通孔侧壁上具有若干朝向所述集气筒中轴线方向且向上出气的倾斜出气孔，所述输送滑道一端与所述喇叭通孔下端连通，所述输送滑道倾斜延伸出所述竖直筒并位于所述收集机构上方，所述转接滑道一端与所述输送滑道另一端连通，所述转接滑道另一端出口与所述运转机构旋转方向相切，所述气源固定安装在所述固定盘上且与所述集气腔连通向所述倾斜出气孔供气，所述气源通过电磁阀控制打开或关闭。
8.根据权利要求6所述的多臂采摘收集机，其特征在于：所述运转机构包括转动设置在所述移动底盘上方的旋转盘、同轴固定配合在所述竖直筒底部的固定齿轮、L型架、转动设置在所述L型架竖直部分侧面上的旋转齿轮、同轴固定安装在所述固定齿轮上方的环形轨、多个转动设置所述L型架竖直部分侧面上的滚轮、驱动所述旋转齿轮转动的运转动力件，所述L型架水平部分端部与所述旋转盘固定连接，多个滚轮分别与所述环形轨的内轨道和外轨道滚动配合，所述旋转齿轮与所述固定齿轮啮合传动，通过所述运转动力件驱动所述旋转齿轮旋转带动所述旋转盘以所述竖直筒为轴做圆周运动。
9.根据权利要求6所述的多臂采摘收集机，其特征在于：所述收集机构包括铰接在所述运转机构顶部的固定板、设置于所述固定框上的收集框、用于将所述固定框向所述竖直筒中轴线方向且向上复位的第二弹性件，所述固定板四周具有限制所述收集框晃动的限位板，所述固定板上具有重量传感器。
10.一种多臂采摘收集机的采摘方法，其特征在于：使用权利要求7所述的多臂采摘收集机，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种柑橘采摘末端执行器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的柑橘采摘末端执行器，其特征在于：所述剪切机构包括设置在所述伸出槽口的定割刀、两个对称设置在所述壳体两侧的动割模块、两端分别固定安装在两个所述动割模块上的动割刀，所述定割刀和所述动割刀均沿所述壳体宽度方向延伸；
3.根据权利要求1所述的柑橘采摘末端执行器，其特征在于：所述动力机构包括水平且转动安装在所述壳体内的螺纹杆、水平且固定安装在所述壳体内的导轨、与所述导轨滑动配合的滑块、与所述螺纹杆螺纹配合的运动块、设置在所述滑块和所述运动块上方的移动板、驱动所述螺纹杆转动的旋转动力件，所述保护套开口端与所述移动板固定连接，所述移动板上具有入料孔，所述移动板上具有与所述入料孔连通的入料槽，所述入料槽倾斜设置且靠近所述保护套一端高远离所述保护套一端低。
4.根据权利要求1所述的柑橘采摘末端执行器，其特征在于：还包括第一输送装置，所述第一输送装置倾斜设置；
5.根据权利要求4所述的柑橘采摘末端执行器，其特征在于：所述自适应动力机构包括发条弹簧、转动设置在所述第一输送管侧壁或所述第二输送管侧壁上的转动柱，所述发条弹簧一端与所述转动柱同轴固定配合、所述发条弹簧另一端与所述第二输送管或所述第三输送管远离所述漏斗一端侧壁固定连接；
6.一种多臂采摘收集机，其特征在于：包括至少两组权利要求1-5任一项所述的柑橘采摘末端执行器；
7.根据权利要求6所述的多臂采摘收集机，其特征在于：所述消能机构包括同轴固定配合在所述竖直筒上的固定盘、与所述竖直筒内壁同轴固定配合的集气筒、气源、输送滑道、转接滑道、设置在最下端所述漏斗下方的第一位...
【专利技术属性】
技术研发人员：潘良，董继伟，曹中华，李亚丽，湛小梅，冯伟，任桂英，孙志强，
申请(专利权)人：重庆市农业科学院，
类型：发明
国别省市：
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