一种果蔬采摘抓取器的制作方法

本实用新型涉及一种果蔬采摘抓取器，属于机械技术领域。

背景技术：

柑橘属这类水果亩产量数量较大采摘更需要耗费巨大的人力，目前世界上没有什么方法或农业机械能够有效的解决这一问题。现有两种末端执行器，一种为利用腕关节的两个垂直方向上的转动来模拟人掰拧国柄的动作，另一种为两半球形夹盖夹取水果后，利用旋转刀片切割。两种执行器分别有无法连续采摘、易破坏果实表面不利于存储和抓取准确率低的缺点，且两种方法皆无法实现对果实连续的采摘作业，无法应付生长密度高、果皮易损坏不利于保存的柑橘属这类水果的采摘。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术不足，提供一种果蔬采摘抓取器。

本实用新型所述抓取器结构包括：套筒、抓取系统、切割系统、传感系统、推进系统。

所述抓取系统包括：抓手、旋转轴、电动机、螺栓、螺母、垫片；抓手由两组各八段角钢构成，其中一组共八段角钢折弯30°以形成向心靠拢势态挡住果蔬继续向后前进，每段直角钢与折弯角钢末端均有两个等大等距的孔，两种角钢分别通过螺栓、螺母、垫片连接形成一段较长的由直角钢和折弯角钢组成的抓手片段，两组各八段角钢经过螺栓、螺母、垫片连接后形成八段抓手片段，八段抓手片段通过中心一片八瓣形薄片与抓手片段中直角钢段开口配对并铆接在一起，使得八个抓手片段能够固定在一起形成类似鸟笼形态的抓手且由于抓手片段间总保持着较宽缝隙，使得枝条能一直通过间隙到达抓手末端，而且薄片八个末端具有一定斜度，使得抓手经过铆接和斜度的配合能够完全固定；当抓取系统运行时，通过推进系统向果蔬靠近，靠近到一定程度时，抓取系统套住果蔬，并且在抓取系统内配备的电动机的带动下沿着旋转轴旋转，此时枝条进入抓手末端，由切割系统切断枝条，并且经过推进系统收回抓取系统，抓取系统套住果蔬往回收回，并进入套筒，完成一次抓取。

所述切割系统包括锯片、旋转轴、电动机；传感系统为一个压力传感器构成；将锯片配套在电动机的旋转轴上，使得电动机运行工作能够带动锯片高速转动切割枝条，将压力传感器焊接在旋转轴末端，对电动机进行控制，当推进系统工作将抓取系统向前推进到果蔬处并将果蔬套取后，抓取系统中的电动机使得抓手转动，枝条通过抓手间的缝隙聚拢到抓手末端，随后推进系统开始将抓取系统收回，在抓取系统收回的时候，传感系统开始工作，传感系统中的压力传感器在推进系统将抓手收回时，会收到来自果蔬的挤压，产生信号传递给切割系统中的电动机，此时切割系统中的电动机收到来自传感系统中传来的信号时，开始工作，驱动旋转轴带动锯片高速旋转，切割聚拢到抓手末端的枝条；推进系统一直在将抓手收回，当枝条被切断时，来自果蔬对传感系统中压力传感器的压力减少至低于驱动切割系统中电动机启动的信号大小，此时，切割系统中的电动机停止工作。

所述套筒包括一个空心圆柱筒外加两侧滑动槽；滑动槽靠近抓手一端两侧均打有三个等间距小孔，两侧中间的小孔都用以放置、固定电动机和旋转轴；两侧其余的两组各两个小孔用以配套一个“匸”形薄板，两个薄板上都有两个小孔与滑动槽上小孔配套，用以保护齿轮，防止齿轮受到外侧枝条干扰而卡死；套筒靠近抓手端通过销钉连接安装了八个带有转动限制的档杆，档杆只能向套筒内转动，不能往套筒外转动，档杆的安装位置刚好与抓手的空隙配合，使得抓手不能推动档杆外内转动，只能由果蔬推动档杆往套筒内转动，挡板的存在使得进入套筒内部后的果蔬不能再往外跳出，放置进入套筒内部后的果蔬受到外界影响而掉出套筒导致收集失败。

所述推进系统包括齿轮、齿条、电动机、旋转轴、固定轴；推进系统的安装为：将齿条不带齿的一端打孔，与抓取系统中的旋转轴配套安装，推进系统中的电动机与旋转轴配套连接，并且将旋转轴与套筒两侧三个小孔中中间的小孔配套，随后将两个齿轮分别与旋转轴配套，由电动机驱动旋转轴带动齿轮转动，随后将齿条装入滑动槽，与齿轮配套工作，通过推进系统中的电动机工作驱动旋转轴转动带动齿轮转动，齿轮与齿条的配套使得齿条能够在滑动槽内移动，由于抓取系统与推进系统通过轴与孔的方式配套连接，使得齿条的移动能够带动抓取系统的移动，完成推进和收回抓取系统的动作。

所述果蔬采摘抓取器工作过程是：通过推进系统使得抓手向果蔬靠近，当果蔬进入抓取系统时，抓取系统中的电动机使得抓手转动，使得果蔬枝条落到抓取系统末端，随后推进系统收回，果蔬挤压传感系统驱动切割系统电机，使得锯片被带动而高速转动切断枝条，随后抓取系统将果蔬带回到套筒内回收，完成一次采摘动作。

本实用新型的有益效果：本采摘抓取器采用新颖的抓取、传动、切割方式，简单可靠，且大幅度提高智能采摘机器人的采摘速度，控制难度低，成本低。可满足几乎所有果蔬采摘机器的需要，对提高果实采摘机器的采摘速度，以及对该类型机器人的实用化和商品化大有裨益。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；图中：抓取系统(1)、传感系统(2)、切割系统(3)、推进系统(4)；

图2是本实用新型的零件组装图；图中：电动机(5)、旋转轴(6)、抓手(7)、锯片(8)、电动机(9)、旋转轴(10)、电动机(11)、齿条(12)、电动机(13)、齿轮(14)、套筒(15)、齿轮(16)、电动机(17)、齿条(18)。

图3是本实用新型抓取系统的示意图；图中：电动机(5)、抓手(7)、旋转轴(6)、旋转轴(10)、电动机(11)；

图4是本实用新型的传感系统和抓取系统示意图；图中：锯片(8)、电动机(9)、压力传感器(19)、旋转轴(22)；

图5是本实用新型的推进系统和套筒示意图，图中：齿条(12)、电动机(13)、齿轮(14)、套筒(15)、齿轮(16)、电动机(17)、齿条(18)、档杆(20)。

具体实施方式

下面参照附图，对本实用新型作品的具体实施作进一步的详细说明。

如图1所示， 抓取系统(1)、切割系统(2)、传感系统(3)、推进系统(4)。电动机(13)、电动机(17)分别驱动齿轮(14)、齿轮(16)从而带动齿条(12)、齿条(18)往远离套筒(15)方向移动，从而带动抓取系统(1)向前运动到果蔬处。当抓取系统（1）前进到果蔬并套取在果蔬外部时，此时电动机(5)和电动机(11)分别通过驱动旋转轴(6)、旋转轴(10)驱动抓手(7)旋转，此时枝条会顺着每个抓手片段之间的缝隙进入抓手后方的切割系统(3)，此时推进系统(4)开始工作收回抓取系统(1)，在推进系统(4)收回抓取系统(1)的过程中，果蔬对安装在切割系统旋转轴(22)末端的压力传感器(19)进行挤压，随着推进系统(4)的不断收回，挤压力增大，当挤压力增大到一定程度，使得信号增大到规定数值时，切割系统(3)中的电动机(9)开始启动，电动机(9)开始驱动锯片(8)使其高速旋转对进入抓手(7)后方的枝条进行切割。切割完成后，果蔬对压力传感器(19)的挤压力大幅度减少，以至于信号减少至低于能驱动电动机(9)的规定信号大小的值，此时电动机(9)停止工作，并且抓取系统(1)通过推进系统(4)收回后，果蔬推动八个带有转动限制的挡杆20进入套筒(15)而抓手片段的间隙不能推动档杆(20)，由于档杆(20)只能向收集装置入口方向转动而不能向外转动，从而保护果实不被外界因素影响而掉出。

上所述实施例仅表达了本实用新型的一种实施方式，且描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。