【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于農業機械，特別是涉及一種柑橘采摘末端執行器、多臂采摘收集機及采摘方法。
技術介紹
1、柑橘是全球最重要的經濟作物之一，廣泛種植于世界各地，是世界第一大類水果，也是世界第三大貿易農產品。中國作為柑橘的重要原產地之一，擁有豐富的柑橘資源和多樣的品種，產量巨大。除了食用之外，柑橘在藥用方面的需求量也很大，具有很高的商業價值；
2、傳統的柑橘采摘主要依靠人工進行，這種方式效率低下且成本高昂，同時采摘質量難以保證。隨著我國面臨人口老齡化和農業生產勞動力短缺等問題，柑橘采摘機的使用可以減少人工成本、提高采摘效率和作業質量，具有很大的發展潛力；
3、采摘末端執行器是采摘機器人中的關鍵部件之一，其設計直接影響到采摘時果實的損傷率和采摘效果。目前的柑橘采摘執行器多采用機械爪式進行夾取采摘，這種夾持力度較大，容易造成柑橘損壞。此外，由于柑橘大小不一，容易從機械爪縫中脫落，導致果實摔壞。
技術實現思路
1、鑒于以上所述現有技術的缺點，本專利技術的目的在于提供一種柑橘采摘末端執行器、多臂采摘收集機及采摘方法，用于解決現有技術中柑橘采摘執行器采用機械爪式采摘易造成柑橘損壞以及易從機械爪縫中脫落的問題。
2、為實現上述目的及其他相關目的，本專利技術提供一種柑橘采摘末端執行器，包括：
3、機械臂和伸出式采摘裝置，所述伸出式采摘裝置包括轉動安裝在所述機械臂末端的支架、水平設置在所述支架上方的殼體、剪切機構、伸出抓取機構和動力機構，所述殼體沿自身長度方向
4、所述伸出抓取機構包括保護套、多個骨架、彈性桿、第一彈性件、兩個吸盤、柔性連接件、t型柱和轉動動力件，所述保護套一端封閉一端開口，所述保護套開口端與所述動力機構固定連接，多個所述骨架沿所述動力機構運動方向間隔布置且中心部位穿設于所述彈性桿上，所述彈性桿位于所述保護套內，兩個所述吸盤分別通過軟管與真空發生器連通，兩個所述吸盤分別設置在多個骨架間隔布置中間位置的一所述骨架上方和位于所述保護套封閉端的一所述骨架上方，且均貫穿所述保護套頂部，所述第一彈性件設置在相鄰所述骨架之間；
5、所述柔性連接件位于所述彈性桿上下兩側且將多個所述骨架穿接，所述柔性連接件兩端分別與所述t型柱水平部分兩端固定連接，所述t型柱轉動安裝在所述動力機構上，通過所述轉動動力件驅動所述t型柱轉動拉動所述保護套上下彎曲。
6、可選地，所述剪切機構包括設置在所述伸出槽口的定割刀、兩個對稱設置在所述殼體兩側的動割模塊、兩端分別固定安裝在兩個所述動割模塊上的動割刀，所述定割刀和所述動割刀均沿所述殼體寬度方向延伸；
7、所述動割模塊包括一端轉動安裝在所述動力機構上的第一支臂、一端轉動安裝在所述殼體側壁上的第二支臂、一端轉動設置在所述殼體側壁上的第三支臂、垂直且轉動安裝在所述第三支臂另一端的滾子，所述第一支臂上具有滾槽，所述滾子與所述滾槽滾動配合，所述第二支臂另一端與所述第一支臂側面轉動連接。
8、可選地，所述動力機構包括水平且轉動安裝在所述殼體內的螺紋桿、水平且固定安裝在所述殼體內的導軌、與所述導軌滑動配合的滑塊、與所述螺紋桿螺紋配合的運動塊、設置在所述滑塊和所述運動塊上方的移動板、驅動所述螺紋桿轉動的旋轉動力件，所述保護套開口端與所述移動板固定連接，所述移動板上具有入料孔，所述移動板上具有與所述入料孔連通的入料槽，所述入料槽傾斜設置且靠近所述保護套一端高遠離所述保護套一端低。
9、可選地，還包括第一輸送裝置，所述第一輸送裝置傾斜設置；
10、所述第一輸送裝置包括第一輸送管、第二輸送管、第三輸送管、漏斗、垂直且固定連接在所述第一輸送管一端的球頭、固接在所述漏斗輸入端頂部的球窩、自適應動力機構，所述球頭與所述球窩相配合，所述第一輸送管的內徑大于所述第二輸送管的外徑且同軸滑動配合，所述第二輸送管內徑大于所述第三輸送外徑且同軸滑動配合，所述第三輸送管與所述動力機構連通；
11、所述自適應動力機構具有兩組，兩組所述自適應動力機構用于分別控制所述第二輸送管伸出所述第一輸送管的長度和第三輸送管伸出所述第二輸送管的長度。
12、可選地，所述自適應動力機構包括發條彈簧、轉動設置在所述第一輸送管側壁或所述第二輸送管側壁上的轉動柱，所述發條彈簧一端與所述轉動柱同軸固定配合、所述發條彈簧另一端與所述第二輸送管或所述第三輸送管遠離所述漏斗一端側壁固定連接；
13、和/或所述自適應動力機構包括螺旋彈簧，所述第一輸送管或所述第二輸送管的內壁和外壁之間且沿自身軸向方向具有內凹的環形凹槽，所述螺旋彈簧與所述環形凹槽底部固定連接，所述螺旋彈簧另一端與所述第二輸送管或所述第三輸送管遠離所述漏斗一端側壁固定連接。
14、一種多臂采摘收集機，包括至少兩組所述的柑橘采摘末端執行器；
15、還包括移動底盤，每個所述機械臂轉動設置在所述移動底盤上方邊緣；
16、儲存裝置，所述儲存裝置包括豎直且固定設置在所述移動底盤上方的豎直筒、用于減緩柑橘在所述豎直筒內下落速度的消能機構、轉動設置在所述移動底盤上方的運轉機構、至少四組設置在所述運轉機構上方且用于裝載來自所述消能機構輸送來柑橘的收集機構，至少兩組所述柑橘采摘末端執行器上的所述漏斗從上至下轉動設置在所述豎直筒上，且所述漏斗輸入端通過輸出孔與所述豎直筒內部連通。
17、可選地，所述消能機構包括同軸固定配合在所述豎直筒上的固定盤、與所述豎直筒內壁同軸固定配合的集氣筒、氣源、輸送滑道、轉接滑道、設置在最下端所述漏斗下方的第一位置傳感器、設置在所述集氣筒上方的第二位置傳感器，所述集氣筒設置在所述固定盤上方，所述集氣筒沿自身軸向設有上大下小的喇叭通孔，所述喇叭通孔與所述集氣筒外壁之間形成集氣腔，所述喇叭通孔側壁上具有若干朝向所述集氣筒中軸線方向且向上出氣的傾斜出氣孔，所述輸送滑道一端與所述喇叭通孔下端連通，所述輸送滑道傾斜延伸出所述豎直筒并位于所述收集機構上方，所述轉接滑道一端與所述輸送滑道另一端連通，所述轉接滑道另一端出口與所述運轉機構旋轉方向相切，所述氣源固定安裝在所述固定盤上且與所述集氣腔連通向所述傾斜出氣孔供氣，所述氣源通過電磁閥控制打開或關閉。
18、可選地，所述運轉機構包括轉動設置在所述移動底盤上方的旋轉盤、同軸固定配合在所述豎直筒底部的固定齒輪、l型架、轉動設置在所述l型架豎直部分側面上的旋轉齒輪、同軸固定安裝在所述固定齒輪上方的環形軌、多個轉動設置所述l型架豎直部分側面上的滾輪、驅動所述旋轉齒輪轉動的運轉動力件，所述l型架水平部分端部與所述旋轉盤固定連接，多個滾輪分別與所述環形軌的內軌道和外軌道滾動配合，所述旋轉齒輪與所述固定齒輪嚙合傳動，通過所述運轉動力件驅動所述旋轉齒輪旋轉帶動所述旋轉盤以所述豎直筒為軸做圓周運動。
19、可選地，所述收集機構包括鉸接在所述運轉機構頂部的固定板、設置于所述固定框上的收集框、用于本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種柑橘采摘末端執行器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的柑橘采摘末端執行器，其特征在于：所述剪切機構包括設置在所述伸出槽口的定割刀、兩個對稱設置在所述殼體兩側的動割模塊、兩端分別固定安裝在兩個所述動割模塊上的動割刀，所述定割刀和所述動割刀均沿所述殼體寬度方向延伸；
3.根據權利要求1所述的柑橘采摘末端執行器，其特征在于：所述動力機構包括水平且轉動安裝在所述殼體內的螺紋桿、水平且固定安裝在所述殼體內的導軌、與所述導軌滑動配合的滑塊、與所述螺紋桿螺紋配合的運動塊、設置在所述滑塊和所述運動塊上方的移動板、驅動所述螺紋桿轉動的旋轉動力件，所述保護套開口端與所述移動板固定連接，所述移動板上具有入料孔，所述移動板上具有與所述入料孔連通的入料槽，所述入料槽傾斜設置且靠近所述保護套一端高遠離所述保護套一端低。
4.根據權利要求1所述的柑橘采摘末端執行器，其特征在于：還包括第一輸送裝置，所述第一輸送裝置傾斜設置；
5.根據權利要求4所述的柑橘采摘末端執行器，其特征在于：所述自適應動力機構包括發條彈簧、轉動設置在所述第一輸送管側壁或所述
6.一種多臂采摘收集機，其特征在于：包括至少兩組權利要求1-5任一項所述的柑橘采摘末端執行器；
7.根據權利要求6所述的多臂采摘收集機，其特征在于：所述消能機構包括同軸固定配合在所述豎直筒上的固定盤、與所述豎直筒內壁同軸固定配合的集氣筒、氣源、輸送滑道、轉接滑道、設置在最下端所述漏斗下方的第一位置傳感器、設置在所述集氣筒上方的第二位置傳感器，所述集氣筒設置在所述固定盤上方，所述集氣筒沿自身軸向設有上大下小的喇叭通孔，所述喇叭通孔與所述集氣筒外壁之間形成集氣腔，所述喇叭通孔側壁上具有若干朝向所述集氣筒中軸線方向且向上出氣的傾斜出氣孔，所述輸送滑道一端與所述喇叭通孔下端連通，所述輸送滑道傾斜延伸出所述豎直筒并位于所述收集機構上方，所述轉接滑道一端與所述輸送滑道另一端連通，所述轉接滑道另一端出口與所述運轉機構旋轉方向相切，所述氣源固定安裝在所述固定盤上且與所述集氣腔連通向所述傾斜出氣孔供氣，所述氣源通過電磁閥控制打開或關閉。
8.根據權利要求6所述的多臂采摘收集機，其特征在于：所述運轉機構包括轉動設置在所述移動底盤上方的旋轉盤、同軸固定配合在所述豎直筒底部的固定齒輪、L型架、轉動設置在所述L型架豎直部分側面上的旋轉齒輪、同軸固定安裝在所述固定齒輪上方的環形軌、多個轉動設置所述L型架豎直部分側面上的滾輪、驅動所述旋轉齒輪轉動的運轉動力件，所述L型架水平部分端部與所述旋轉盤固定連接，多個滾輪分別與所述環形軌的內軌道和外軌道滾動配合，所述旋轉齒輪與所述固定齒輪嚙合傳動，通過所述運轉動力件驅動所述旋轉齒輪旋轉帶動所述旋轉盤以所述豎直筒為軸做圓周運動。
9.根據權利要求6所述的多臂采摘收集機，其特征在于：所述收集機構包括鉸接在所述運轉機構頂部的固定板、設置于所述固定框上的收集框、用于將所述固定框向所述豎直筒中軸線方向且向上復位的第二彈性件，所述固定板四周具有限制所述收集框晃動的限位板，所述固定板上具有重量傳感器。
10.一種多臂采摘收集機的采摘方法，其特征在于：使用權利要求7所述的多臂采摘收集機，包括如下步驟：
...【技術特征摘要】
1.一種柑橘采摘末端執行器，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的柑橘采摘末端執行器，其特征在于：所述剪切機構包括設置在所述伸出槽口的定割刀、兩個對稱設置在所述殼體兩側的動割模塊、兩端分別固定安裝在兩個所述動割模塊上的動割刀，所述定割刀和所述動割刀均沿所述殼體寬度方向延伸；
3.根據權利要求1所述的柑橘采摘末端執行器，其特征在于：所述動力機構包括水平且轉動安裝在所述殼體內的螺紋桿、水平且固定安裝在所述殼體內的導軌、與所述導軌滑動配合的滑塊、與所述螺紋桿螺紋配合的運動塊、設置在所述滑塊和所述運動塊上方的移動板、驅動所述螺紋桿轉動的旋轉動力件，所述保護套開口端與所述移動板固定連接，所述移動板上具有入料孔，所述移動板上具有與所述入料孔連通的入料槽，所述入料槽傾斜設置且靠近所述保護套一端高遠離所述保護套一端低。
4.根據權利要求1所述的柑橘采摘末端執行器，其特征在于：還包括第一輸送裝置，所述第一輸送裝置傾斜設置；
5.根據權利要求4所述的柑橘采摘末端執行器，其特征在于：所述自適應動力機構包括發條彈簧、轉動設置在所述第一輸送管側壁或所述第二輸送管側壁上的轉動柱，所述發條彈簧一端與所述轉動柱同軸固定配合、所述發條彈簧另一端與所述第二輸送管或所述第三輸送管遠離所述漏斗一端側壁固定連接；
6.一種多臂采摘收集機，其特征在于：包括至少兩組權利要求1-5任一項所述的柑橘采摘末端執行器；
7.根據權利要求6所述的多臂采摘收集機，其特征在于：所述消能機構包括同軸固定配合在所述豎直筒上的固定盤、與所述豎直筒內壁同軸固定配合的集氣筒、氣源、輸送滑道、轉接滑道、設置在最下端所述漏斗下方的第一位...
【專利技術屬性】
技術研發人員：潘良，董繼偉，曹中華，李亞麗，湛小梅，馮偉，任桂英，孫志強，
申請(專利權)人：重慶市農業科學院，
類型：發明
國別省市：
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