一种新型柑橘采摘末端执行器机构装置

本技术涉及水果采摘领域，具体涉及一种新型柑橘采摘末端执行器机构装置。

背景技术：

1、在传统的水果种植行业中，水果的种植、护理、采摘需要耗费大量的劳动力和成本费用，且在某些作业阶段也具有一定的危险性，近几年来，国人对水果的需求量大大增加，据2021年中国统计年鉴最新数据统计，总水果产量29970.2万吨，其中四大水果之一的柑橘产量居首位。如今人口老龄化加深，加上本居住在农村的年轻人纷纷涌入大城市，因此农村劳动力在急剧下降，这对于种植产业是一个严峻的挑战；幸运的是，机械自动化行业正在迅速发展，并且正在向农业靠近，在这恰逢绝机的时候，水果种植业的机械自动化迫在眉睫。

2、现如今该领域设计的采摘机构主要有：李俊、刘静等人设计的脐橙采摘机械手(专利申请号：cn201420828577.7)，重庆交通大学杨秀宏、曹源文等人设计的便携式橘子采摘装置(专利申请号：cn201810525906.3)，上述采摘机构主要不足是：采摘过程中，针对所采摘目标果实定位要求较高，在采摘不同方位、角度的果实时，需花费大量时间调整位姿，采摘效果差，采摘效率低。因此，需要设计出一种新型柑橘采摘末端执行器机构装置，使其可以在采摘过程中，采摘方位广，结构简易，维修成本低，切割效率高。

3、综上所述，为了脐橙采摘机器人的发展和实用化，需要创造出优于现有机构的新型结构。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种新型柑橘采摘末端执行器机构装置，以解决上述技术问题，使机构可以在采摘过程中，能够提高整体切割工作效率，有效卡住果梗并能快速切割果梗以及能采摘较广方位的果实。

2、本实用新型解决其技术问题所采取的方案是：一种新型柑橘采摘末端执行器机构装置，其主要由执行器本体、齿刀、内梳齿、外梳齿、连杆、曲柄、转动副一、转动副二、转动副三及转动副四组成，其中，执行器本体的末端通过转动副一与齿刀一端联接，内梳齿、外梳齿与执行器本体固定联接，齿刀一端侧边通过转动副二与连杆一端联接，连杆另一端通过转动副三与曲柄一端联接，曲柄另一端通过转动副四与执行器本体联接。

3、进一步地，转动副一、转动副二、转动副三、转动副四的转动轴线相互平行。

4、进一步地，齿刀、内梳齿、外梳齿均采用球面结构设计，为球面的一部分，且齿刀、内梳齿、外梳齿周围均匀分布着上端开口大下端开口小的锯齿，齿刀的锯齿槽内设计有切割果梗的薄片刀具。

5、进一步地，齿刀的安装使得在切割过程中与内梳齿外侧相切。

6、进一步地，执行器本体、齿刀、连杆、曲柄及转动副一、转动副二、转动副三、转动副四组成曲柄摇杆机构。

7、本实用新型的优点在于：采用曲柄摇杆结构作为传动机构，具有急回特性，使齿刀在切割果茎后快速回归初始位置，缩短齿刀非工作损耗时间，并迅速进入下一步切割工作，在采摘过程中，可通过双层梳齿抓取果实果梗、固定果梗，让齿刀能与双层梳齿配合切割，从而有效达到正切效果，可保证齿刀切割后果梗平齐，收集时不刮伤其它果实，具有采摘方位广、可适应不同大小的果梗采摘、结构简单、维修成本低、切割效率高等优点。

8、除了上述所描述的目的、特征和优点外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型进一步说明。

技术特征：

1.一种新型柑橘采摘末端执行器机构装置，主要由执行器本体(101)、齿刀(102)、内梳齿(103)、外梳齿(104)、连杆(105)、曲柄(106)、转动副一(r1)、转动副二(r2)、转动副三(r3)及转动副四(r4)组成，其中，执行器本体(101)的末端通过转动副一(r1)与齿刀(102)一端联接，内梳齿(103)、外梳齿(104)与执行器本体(101)固定联接，齿刀(102)一端侧边通过转动副二(r2)与连杆(105)一端联接，连杆(105)另一端通过转动副三(r3)与曲柄(106)一端联接，曲柄(106)另一端通过转动副四(r4)与执行器本体(101)联接。

2.根据所述的一种新型柑橘采摘末端执行器机构装置，其特征在于：转动副一(r1)、转动副二(r2)、转动副三(r3)、转动副四(r4)的转动轴线相互平行。

3.根据所述的一种新型柑橘采摘末端执行器机构装置，其特征在于：齿刀(102)、内梳齿(103)、外梳齿(104)均采用球面结构设计，为球面的一部分，且齿刀(102)、内梳齿(103)、外梳齿(104)周围均匀分布着上端开口大下端开口小的锯齿，齿刀(102)的锯齿槽内设计有切割果梗的薄片刀具(107)。

4.根据所述的一种新型柑橘采摘末端执行器机构装置，其特征在于：齿刀(102)的安装使得在切割过程中与内梳齿(103)外侧相切。

5.根据所述的一种新型柑橘采摘末端执行器机构装置，其特征在于：执行器本体(101)、齿刀(102)、连杆(105)、曲柄(106)及转动副一(r1)、转动副二(r2)、转动副三(r3)、转动副四(r4)组成曲柄摇杆机构。

技术总结
本技术涉及一种新型柑橘采摘末端执行器机构装置。主要由执行器本体、齿刀、双层梳齿、连杆、曲柄及四个转动副组成；执行器本体的末端通过转动副一与齿刀一端联接，双层梳齿与执行器本体固定联接，齿刀一端侧边通过转动副二与连杆一端联接，连杆另一端通过转动副三与曲柄一端联接，曲柄另一端通过转动副四与执行器本体联接。本装置所采用曲柄摇杆结构作为传动机构，具有急回特性，使齿刀在切割果茎后快速回归初始位置，缩短齿刀非工作损耗时间，并迅速进入下一步切割工作；所设计的齿刀，以及双层梳齿，可在采摘过程中，达到正切效果以及适应不同大小的果梗采摘；具有采摘方位广、结构简单、采摘效率高等优点。

技术研发人员：谢冬福,张柳根,孙旭东,罗玉峰,曾德全,胡一明
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：20230428
技术公布日：2024/1/15