专利名称：采摘机器人果梗激光切断装置的透镜支承调整结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及采摘机器人领域，特别涉及一种采摘机器人果梗激光切断装 置的透镜支承调整结构。
背景技术：
果蔬采摘机器人一般通过末端执行器上的夹持器夹住果实，再通过某种方式 将梗断开，以实现对果实的采摘。目前一般利用剪刀剪切或扭断、拉断果梗的方 法来实现果梗的分离。但是以上方式均有一定的不足，特别是要求夹持器对果实 要施加较大的夹紧力，容易造成果实的破裂或损伤。实用新型200720035000.0 提出了利用激光进行果梗非接触式切断的装置，能够方便地切断果梗，并大大降 低机器人末端执行器装置的复杂性和对夹紧力控制精度的要求。该装置中激光器 发出光束，并由安装于末端执行器上的聚焦透镜将激光束聚焦于果梗上将之切 断。为了达到适用于不同品种果蔬的采摘，并能顺利将光斑聚焦于果梗上的目标， 该透镜的支承结构应满足以下要求
(1) 透镜能够自动转动，以使光斑对准果梗；
(2) 透镜倾角能够调整，以适应不同梗长的需要；
(3) 透镜可靠支承，可靠承受轴向和径向作用力。 发明内容
为了满足该采摘机器人果梗激光切断装置的要求，本实用新型提供一种采摘 机器人果梗激光切断装置的透镜支承调整结构，实现透镜的可靠支承与透镜倾角 的调整。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是采摘机器人果梗激光切 断装置的透镜支承调整结构包括透镜支承结构和透镜倾角调整结构。透镜支承结 构中，电机(9)轴插入支承调整环(1)底部的通孔(17)内，并由锁紧螺钉(10) 固定；支承调整环(1)与底圈(12)和两滚珠(11)组成推力球轴承，用以承 受聚焦透镜(6)重量对电机(9)轴的径向作用力，使电机(9)带动聚焦透镜
(6)转动。透镜倾角调整结构中，支承调整环(1) 一侧开有水平通槽(16)， 螺钉(2)通过水平通槽(16)旋入固定环(4)同一侧的螺纹孔(19)。水平通 槽(16)允许固定环(4)连同螺钉(2)相对螺钉(3)的轴线转动一定角度， 再利用两锁紧螺钉(14)将螺钉(2)锁紧在所需位置上，从而使聚焦透镜(6) 的倾角可以按照需要进行调整，对不同梗长果实均可以实现激光切断。
本实用新型的有益效果是，通过以上支承调整结构，使聚焦透镜的支承稳定 可靠，转动流畅，其倾角可以按照需要进行调整。以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
图1为透镜支承调整结构主视图，图2为透镜支承调整结构侧视图，图3 为支承调整环主视图，图4为支承调整环侧视图，图5为支承调整环底部视图， 图6为固定环示意图，图7为底圈主视图，图8为底圈俯视图。
图中l.支承调整环，2.螺钉，3.螺钉，4.固定环，5.锁紧螺钉，6.聚焦透 镜，7.锁紧螺钉，8.末端执行器壳体；9.电机，IO.锁紧螺钉，ll.滚珠，12. 底圈，13.端盖，14.锁紧螺钉，15.螺纹孔，16.水平通槽，17.通孔，18.球槽， 19.螺纹孔，20.滚道。
具体实施方式
如图所示，采摘机器人果梗激光切断装置的透镜支承调整结构包括透镜支承 结构和透镜倾角调整结构。透镜支承结构由支承调整环(1)、滚珠(11)、底圈
(12)、端盖(13)和锁紧螺钉(10)组成。电机(9)的轴插入支承调整环(1) 底部的通孔(17)内，并由锁紧螺钉(10)固定；支承调整环(1)底部具有两 球槽(18)，底圈(12)具有滚道(20),两滚珠(11)位于两球槽(18)与滚道
(20)之间，使支承调整环(1)与底圈(12)、两滚珠(11)组成推力球轴承， 用以承受聚焦透镜(6)重量对电机(9)轴的径向作用力，支承调整环(1)可 以相对底圈(12)转动。端盖(13)与底圈(12)通过螺钉固定于末端执行器壳 体(8)上。
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透镜倾角调整结构由支承调整环(1)、固定环(4)、锁紧螺钉(5)、锁紧螺 钉(7)、螺钉(3)、螺钉(2)、锁紧螺钉(14)组成。固定环(4)套于聚焦透 镜(6)上，并由锁紧螺钉(5)和锁紧螺钉(7)锁紧。固定环(4)通过两个螺 钉(3)与支承调整环(1)联接。支承调整环(1) 一侧开有水平通槽(16)，固 定环(4)的同一侧开有螺纹孔(19)，螺钉(2)通过支承调整环(1)的水平通 槽(16)旋入固定环(4)的螺纹孔(19)。两锁紧螺钉(14)旋入水平通槽(16) 两侧的螺纹孔(15)。
采摘机器人果梗激光切断装置工作时，由电机(9)通过以上透镜支承结构 带动聚焦透镜(6)转动，以使激光聚焦光斑准确落在果梗上，将之切断。由于 聚焦透镜(6)转动过程中不承受工作载荷，为尽量减小末端执行器的体积和重 量，电机(9)选用微型直流电机，其伸出轴直径仅2mm,该支承结构通过推力 球轴承有效承受了聚焦透镜(6)重量对电机(9)轴的径向作用力，并使转动的 阻力减小。考虑到不同果实梗长的差异，透镜倾角调整结构中，支承调整环(1) 上的水平通槽(16)允许固定环(4)连同螺钉(2)相对螺钉(3)的轴线转动 一定角度，再利用两锁紧螺钉(14)将螺钉(2)锁紧在所需位置上，从而使聚 焦透镜(6)的倾角可以按照需要进行调整，对不同梗长果实均可以实现激光切 断。
权利要求1.一种采摘机器人果梗激光切断装置的透镜支承调整结构，其特征在于由透镜支承结构和透镜倾角调整结构组成，其中透镜支承结构由支承调整环(1)、滚珠(11)、底圈(12)、端盖(13)和锁紧螺钉(10)组成，电机(9)的轴插入支承调整环(1)底部的通孔(17)内，并由锁紧螺钉(10)固定；支承调整环(1)底部具有两球槽(18)，底圈(12)具有滚道(20)，两滚珠(11)位于两球槽(18)与滚道(20)之间，使支承调整环(1)与底圈(12)、两滚珠(11)组成推力球轴承，端盖(13)与底圈(12)通过螺钉固定于末端执行器壳体(8)上；透镜倾角调整结构由支承调整环(1)、固定环(4)、锁紧螺钉(5)、锁紧螺钉(7)、螺钉(3)、螺钉(2)、锁紧螺钉(14)组成，固定环(4)套于聚焦透镜(6)上，并由锁紧螺钉(5)和锁紧螺钉(7)锁紧，固定环(4)通过两个螺钉(3)与支承调整环(1)联接，支承调整环(1)一侧开有水平通槽(16)，固定环(4)的同一侧开有螺纹孔(19)，螺钉(2)通过支承调整环(1)的水平通槽(16)旋入固定环(4)的螺纹孔(19)，两锁紧螺钉(14)旋入水平通槽(16)两侧的螺纹孔(15)。
专利摘要本实用新型属于采摘机器人领域，涉及一种采摘机器人果梗激光切断装置的透镜支承调整结构，包括透镜支承结构和透镜倾角调整结构。透镜支承结构中，电机轴插入支承调整环底部的通孔内，并由锁紧螺钉固定；支承调整环与底圈和两滚珠组成推力球轴承，用以承受聚焦透镜重量对电机轴的径向作用力，使电机带动聚焦透镜转动。透镜倾角调整结构中，支承调整环一侧开有水平通槽，螺钉通过水平通槽旋入固定环同一侧的螺纹孔。水平通槽允许固定环连同螺钉相对螺钉的轴线转动一定角度，再利用两锁紧螺钉将螺钉锁紧在所需位置上，从而使聚焦透镜的倾角可以按照需要进行调整，对不同梗长果实均可以实现激光切断。通过以上支承调整结构，使聚焦透镜的支承稳定可靠，转动流畅，其倾角可以按照需要进行调整。
文档编号A01D46/00GK201177682SQ2008200330
公开日2009年1月7日 申请日期2008年3月18日 优先权日2008年3月18日
发明者刘继展, 李萍萍, 毛罕平, 谭恒敏 申请人:江苏大学