一种球状果实采摘机器人的末端执行机构的制作方法

本实用新型涉及自动化设备技术领域，更具体涉及一种球状果实采摘机器人的末端执行机构。

背景技术：

现代农业对自动化设备提出了更要的技术要求。树枝上的果实如果通过人工采摘的话，则会导致效率严重下降。因此，现有技术中出现了用于采摘球状果实的五轴机器人。五轴机器人的末端通常设置有末端执行机构，以通过该末端执行机构对果实执行采摘操作。五轴机器人中设置有具有可进行五轴饶动的伺服机构及机械臂，并在自动控制系统(例如PLC或者单片机)的控制下，驱动各机械臂进行任意位置的运动，以适应由树枝所构成的复杂空间结构。

传统的末端执行机构通常采用气动手指夹持球状果实的方式进行采摘操作，相关文献参申请号为200810156422.2及201410159419.1的中国发明专利。上述现有技术中的末端执行机构首先存在结构复杂的缺陷。同时，现有技术中的末端执行机构无法完成连续采摘的操作。当对一个球状果实，例如苹果，完成采摘操作后，需要驱动机器人完成球状果实的转运操作，以将苹果放置在于该球状果实采摘机器人配套使用的容器中，并依次往复操作。因此，现有技术中用于执行球状果实采摘的机器人的末端执行机构也存在对球状果实采摘效率偏低的技术缺陷。

有鉴于此，有必要对现有技术中的球状果实采摘机器人的末端执行机构予以改进，以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于公开一种球状果实采摘机器人的末端执行机构，用以实现简化末端执行机构结构，并提高对球状果实的采摘效率。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种球状果实采摘机器人的末端执行机构，包括：

内部具中空腔体的外壳，容置于外壳内部的具空腔的收集壳，驱动机构，与驱动机构同轴配置的主动轮，从动轮，对称设置于收集壳轴向两端的左刀架及右刀架，传动件，以及，跨设在左刀架与右刀架之间的至少一个刀片；

所述右刀架通过加强板安装在外壳的内侧，并收容收集壳的凸伸部，所述收集壳形成一口部，所述口部被配置于所述刀片的轴向内侧；

所述主动轮通过传动件将动力传递至从动轮，从动轮与左刀架同轴装配，所述左刀架与外壳之间配置有第一轴承，所述凸伸部与右刀架支架配置有第二轴承。

作为本实用新型的进一步改进，还包括至少部分包裹外壳的保护罩。

作为本实用新型的进一步改进，所述主动轮与从动轮为带轮或者链轮。

作为本实用新型的进一步改进，驱动机构为伺服电机或者步进电机。

作为本实用新型的进一步改进，所述外壳的轴向端部形成呈圆盘状的连接座，所述连接座开设有若干安装孔。

作为本实用新型的进一步改进，所述第一轴承及第二轴承为滚珠轴承或者滚针轴承。

作为本实用新型的进一步改进，所述保护罩至少部分包裹外壳，并整体包裹驱动机构。

作为本实用新型的进一步改进，所述传动件包括皮带或者链条。

作为本实用新型的进一步改进，所述左刀架与右刀架之间环形布置有至少两个平行布置的刀片。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型所示出的球状果实采摘机器人的末端执行机构具有结构简单且运行可靠等优点，被刀片切断的球状果实可被收集壳所收容，当收集壳中的球状果实转盘后，可一次性将多个球状果实进行卸载，从而提高了对球状果实的采摘效率。

附图说明

图1是本实用新型一种球状果实采摘机器人的末端执行机构的结构示意图；

图2为沿图1中A-A线的剖视图；

图3为沿图1中B-B线的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。

实施例一：

请参图1至图3所示出的本实用新型一种球状果实采摘机器人的末端执行机构的一种具体实施方式。

本实施例所示出的一种球状果实采摘机器人的末端执行机构安装于球状果实采摘机器人的末端。该果实采摘机器人包括但不限于五轴机器人或者六轴机器人，并可用于采摘苹果、梨子、桃子等具有球形或者轮廓基本呈球形的果实的自动化采摘操作。

具体的，该球状果实采摘机器人的末端执行机构(以下简称“末端执行机构”)，包括：内部具中空腔体的外壳14，容置于外壳14内部的具空腔211的收集壳21，驱动机构31，与驱动机构31同轴配置的主动轮3，从动轮16，对称设置于收集壳21轴向两端的左刀架20及右刀架23，传动件，以及，跨设在左刀架20与右刀架23之间的至少一个刀片15。该驱动机构31为伺服电机或者步进电机，并进一步优选为伺服电机。驱动机构31受控于果实采摘机器人中的PLC，以执行各种姿态的运动与控制。

右刀架23通过加强板28安装在外壳14的内侧，并收容收集壳21的凸伸部212，所述收集壳21形成一口部213，所述口部213被配置于所述刀片15的轴向内侧。主动轮3通过传动件将动力传递至从动轮16，从动轮16与左刀架20同轴装配，所述左刀架20与外壳14之间配置有第一轴承19，所述凸伸部212与右刀架23支架配置有第二轴承32。同时，还包括至少部分包裹外壳14的保护罩11。

优选的，该保护罩11至少部分包裹外壳14，并整体包裹驱动机构31。保护罩11可防止树枝被传动件所缠绕，以提高整个末端执行机构在对球状果实采摘过程中的可靠性。参图1所示，该保护罩11通过螺栓12与外壳14实现螺接固定。具体的，本实施例中的所述第一轴承19及第二轴承32为滚珠轴承或者滚针轴承，并最优选为滚针轴承。

参图1所示，外壳14的底部通过螺栓1、螺栓10连接一个第一固定架2及一个第二固定架9。该第一固定件2嵌设有驱动机构31。驱动机构31的传动轴4贯穿第二固定架9的折弯部，传动轴4与第二固定架9之间设置第三轴承5、杯套6及密封盖8。传动轴4通过键35与主动轮16装配。密封盖8通过螺栓7与第二固定架9的折弯部固定连接，从而通过驱动机构31驱动传动轴4实现枢转运动，以带动主动轮3转动。

在本实施例中，该主动轮3与从动轮16为带轮或者链轮，并最优选为带轮。所述传动件包括皮带或者链条，并进一步优选为皮带。主动轮3通过传动件，以将驱动机构31输出的动力传递至从动轮16。

参图2所示，外壳14内部形成一个圆柱状的腔体，以收容收集壳21。左刀架20形成凸伸部201及轴部202。轴部202通过键29与从动轮16连接。同时，该保护罩11内部还设有端盖18。端盖18上开设有四个通孔，并通过螺栓17延伸过这个四个通孔，并与外壳14进行装配。因此，左刀架20可在驱动机构31的驱动下实现轴向转动。同时，刀片15带动右刀架23实现轴向转动。收集壳21内部所形成的空腔211呈圆柱状。收集壳21的凸伸部212内部形成轴向贯通的台阶孔214及台阶孔216。台阶孔216环形布置于台阶孔214的外侧。台阶孔214及台阶孔216的内部均形成内螺纹。

收集壳21中包含一个螺栓固定板26。螺栓22延伸过螺栓固定板26并延伸入台阶孔216中。螺栓27延伸入台阶孔214中，并与加强板28圆心处具内螺纹的通孔251实现装配。加强版28中形成环形布置的若干通孔，并通过螺栓25延伸入上述通孔并与外壳14中所形成的具内螺纹的盲孔螺接固定。右刀架23与凸伸部212之间设置套筒24及第二轴承32。

因此，当刀片15通过螺栓13跨接安装在左刀架20及右刀架23之间，以实现左刀架20及右刀架23的同步轴向转动，并通过刀片15对球状果实的茎部进行切断，被切断后的球状果实自口部213落入收集壳21的空腔211中。

当该末端执行机构对球状果实进行连续采摘时，收集壳21不执行轴向转动，左刀架20与右刀架23共同夹持刀片15相对于收集壳21作轴向转动，以完成切断操作。同时，外壳14的轴向端部形成呈圆盘状的连接座30，所述连接座30开设有若干安装孔301。从而通过该连接座30将末端执行机构与球状果实采摘机器人进行连接。

实施例二：

本实施例与实施例一的主要区别在于，本实施例所示出的一种球状果实采摘机器人的末端执行机构中，左刀架20与右刀架23之间环形布置有两个平行布置的刀片15。当然，也可设置三个平行设置的刀片15，并彼此保持轴对称设置。本实施例中与实施例一种相同的技术方案请参实施例一所述，在此不再赘述。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。