本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機器人自動化設備領域，具體地，涉及一種分離梳子式相向運動獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器。

背景技術：

中國是世界獼猴桃栽培面積最大的國家，但是，國產(chǎn)獼猴桃無論在出口價格還是在出口量，都稍遜于新西蘭及其他出口國，直接導致國家在農(nóng)產(chǎn)品外銷上的重大經(jīng)濟損失，原因就是我國獼猴桃自動采摘技術落后，主要是依靠人工進行獼猴桃的采摘作業(yè)，而獼猴桃采摘周期又很集中，勞動強度大，耗費大量的勞動力、時間，效率低下。目前國內(nèi)外對于農(nóng)業(yè)采摘機器人的研究的關鍵仍是效率問題，獼猴桃果實的采摘模式?jīng)Q定了采摘機器人末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)形式和工作原理，同時也決定了作業(yè)效率。中國專利公布的CN 103448061 A“一種獼猴桃果實采摘末端執(zhí)行器”采用仿形手指抓取果實，旋轉(zhuǎn)采摘的模式，單果用時22s，效率太低。在實驗室做過機理試驗后提出一種相向運動的采摘模式，可以大大提高效率。因此急需一種分離梳子式相向運動獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器來解決這一技術難題，但是目前市場上并沒有該類裝置。

技術實現(xiàn)要素：

本專利提供了一種分離梳子式相向運動獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器，本發(fā)明機械結(jié)構(gòu)簡單，大大降低了勞動強度，省時省力，效率高，實現(xiàn)簇生獼猴桃的分離，并且多果一次性采摘，解決了獼猴桃單果采摘費時費力的技術難題。

本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種分離梳子式相向運動獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器，是由擺動凸輪機構(gòu)、傾斜曲面推板機構(gòu)、直線往復驅(qū)動機構(gòu)、安裝板、果實分離梳子組成的，其特征是：擺動凸輪機構(gòu)包括成排仿形凸輪、壓力傳感器、調(diào)整間隙、U型支架、凸輪轉(zhuǎn)軸和旋轉(zhuǎn)電機，傾斜曲面推板機構(gòu)包括成排斜曲面推板、微型傳感器、和雙軸氣缸，直線往復驅(qū)動機構(gòu)包括L型支架、導桿、導桿支架、導桿底座、直線電機、螺母滑塊、絲杠和往復機構(gòu)支架；所述擺動凸輪機構(gòu)安裝在直線往復驅(qū)動機構(gòu)前端，所述傾斜曲面推板機構(gòu)安裝在直線往復驅(qū)動機構(gòu)上部，所述直線往復驅(qū)動機構(gòu)設置在安裝板上，所述安裝板上部與果實分離梳子連接，所述成排仿形凸輪通過凸輪轉(zhuǎn)軸安裝在U型支架上，并且與旋轉(zhuǎn)電機連接，所述壓力傳感器安裝在成排仿形凸輪內(nèi)表面，所述調(diào)整間隙設置在成排仿形凸輪之間；所述成排斜曲面推板安裝在雙軸氣缸前端，所述雙軸氣缸安裝在直線往復驅(qū)動機構(gòu)上部，所述微型傳感器安裝在成排斜曲面推板下部；所述L型支架與導桿連接，所述導桿通過導桿支架與導桿底座連接，所述導桿底座與螺母滑塊連接，所述螺母滑塊與絲杠配合，安裝在往復機構(gòu)支架上，所述直線電機與絲杠連接。

優(yōu)選地，所述成排仿形凸輪外輪廓設計成仿獼猴桃外輪廓形狀，并且表面粘附有一層3mm厚的軟硅膠材料。

更優(yōu)選地，所述成排斜曲面推板設計成傾斜的仿獼猴桃外輪廓曲面，與水平面夾角為75°～85°可調(diào)，并且表面粘附有一層3mm厚的軟硅膠材料。

具體地，所述果實分離梳子設置有間隔20mm的成排梳齒，并且前端設置V字形。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的一種分離梳子式相向運動獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器能夠?qū)崿F(xiàn)獼猴桃多果分離和一次性采摘。首先，果實分離梳子將簇生獼猴桃果實分離，成一排的姿態(tài)，直線往復驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動擺動凸輪機構(gòu)和傾斜曲面推板機構(gòu)靠近獼猴桃果實，當微型傳感器檢測到信號時，旋轉(zhuǎn)電機驅(qū)動成排仿形凸輪順時針擺動90°，同時雙軸氣缸將成排斜曲面推板推出去，獼猴桃果實順著成排仿形凸輪的外輪廓表面滑落到容納箱中；其次，當微型傳感器沒有信號時，說明獼猴桃果實已經(jīng)采摘成功，通過成排仿形凸輪外輪廓曲面滑落到容納箱中，其中壓力傳感器設置有閾值，一旦壓力超過上限，機構(gòu)停止運動，防止獼猴桃的表面損傷。本發(fā)明機械結(jié)構(gòu)簡單，大大降低了勞動強度，省時省力，效率高，實現(xiàn)了獼猴桃多果分離和一次性采摘，解決了獼猴桃采摘費時費力的難題。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

附圖說明

下列附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，其與下述的具體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于下述附圖及具體實施方式。在附圖中：

圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)等軸測圖；

圖2為本發(fā)明的擺動凸輪機構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的傾斜曲面推板機構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的直線往復驅(qū)動機構(gòu)的三維結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明的果實分離梳子的三維結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1擺動凸輪機構(gòu)，101成排仿形凸輪，102壓力傳感器，103調(diào)整間隙，104U型支架，105凸輪轉(zhuǎn)軸，106旋轉(zhuǎn)電機，2傾斜曲面推板機構(gòu)，201成排斜曲面推板，202微型傳感器，203雙軸氣缸，3直線往復驅(qū)動機構(gòu)，301L型支架，302導桿，303導桿支架，304導桿底座，305直線電機，306螺母滑塊，307絲杠，308往復機構(gòu)支架，4安裝板，5果實分離梳子。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行詳細說明，應當理解的是，此處所描述的具體實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，本發(fā)明的保護范圍并不局限于下述的具體實施方式。

參見圖1至圖5所示，一種分離梳子式相向運動獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器，是由擺動凸輪機構(gòu)1、傾斜曲面推板機構(gòu)2、直線往復驅(qū)動機構(gòu)3、安裝板4、果實分離梳子5組成的，其特征是：擺動凸輪機構(gòu)1包括成排仿形凸輪101、壓力傳感器102、調(diào)整間隙103、U型支架104、凸輪轉(zhuǎn)軸105和旋轉(zhuǎn)電機106，傾斜曲面推板機構(gòu)2包括成排斜曲面推板201、微型傳感器202、和雙軸氣缸203，直線往復驅(qū)動機構(gòu)3包括L型支架301、導桿302、導桿支架303、導桿底座304、直線電機305、螺母滑塊306、絲杠307和往復機構(gòu)支架308；所述擺動凸輪機構(gòu)1安裝在直線往復驅(qū)動機構(gòu)3前端，所述傾斜曲面推板機構(gòu)2安裝在直線往復驅(qū)動機構(gòu)3上部，所述直線往復驅(qū)動機構(gòu)3設置在安裝板4上，所述安裝板4上部與果實分離梳子5連接，所述成排仿形凸輪101通過凸輪轉(zhuǎn)軸105安裝在U型支架104上，并且與旋轉(zhuǎn)電機106連接，所述壓力傳感器102安裝在成排仿形凸輪101內(nèi)表面，所述調(diào)整間隙103設置在成排仿形凸輪101之間；所述成排斜曲面推板201安裝在雙軸氣缸203前端，所述雙軸氣缸203安裝在直線往復驅(qū)動機構(gòu)3上部，所述微型傳感器202安裝在成排斜曲面推板201下部；所述L型支架301與導桿302連接，所述導桿302通過導桿支架303與導桿底座304連接，所述導桿底座304與螺母滑塊306連接，所述螺母滑塊306與絲杠307配合，安裝在往復機構(gòu)支架308上，所述直線電機305與絲杠307連接。

參見圖2所示，優(yōu)選地，所述成排仿形凸輪101外輪廓設計成仿獼猴桃外輪廓形狀，并且表面粘附有一層3mm厚的軟硅膠材料。

參見圖3所示，更優(yōu)選地，所述成排斜曲面推板201設計成傾斜的仿獼猴桃外輪廓曲面，與水平面夾角為75°～85°可調(diào)，并且表面粘附有一層3mm厚的軟硅膠材料。

參見圖4所示，具體地，所述果實分離梳子4設置有間隔20mm的成排梳齒，并且前端設置V字形。

為了幫助理解本發(fā)明的上述基本實施方式，參照圖1至圖5進行示例性說明，例如：首先，果實分離梳子5將簇生獼猴桃果實分離，成一排的姿態(tài)，直線往復驅(qū)動機構(gòu)3驅(qū)動擺動凸輪機構(gòu)1和傾斜曲面推板機構(gòu)2靠近獼猴桃果實，當微型傳感器202檢測到信號時，旋轉(zhuǎn)電機106驅(qū)動成排仿形凸輪101順時針擺動90°，同時雙軸氣缸203將成排斜曲面推板201推出去，獼猴桃果實順著成排仿形凸輪101的外輪廓表面滑落到容納箱中；其次，當微型傳感器202沒有信號時，說明獼猴桃果實已經(jīng)采摘成功，通過成排仿形凸輪101外輪廓曲面滑落到容納箱中，其中壓力傳感器102設置有閾值，一旦壓力超過上限，機構(gòu)停止運動，防止獼猴桃的表面損傷。

工作步驟如下：

第一步，裝置上電復位，直線電機305驅(qū)動成排斜曲面推板201和成排仿形凸輪101運動到最右邊，旋轉(zhuǎn)電機106驅(qū)動成排仿形凸輪101逆時針轉(zhuǎn)45°；

第二步，果實分離梳子5將簇生獼猴桃果實分離，成一排的姿態(tài)，直線往復驅(qū)動機構(gòu)3驅(qū)動擺動凸輪機構(gòu)1和傾斜曲面推板機構(gòu)2靠近獼猴桃果實；

第三步，當微型傳感器202檢測到信號時，旋轉(zhuǎn)電機106驅(qū)動成排仿形凸輪101順時針擺動90°，同時雙軸氣缸203將成排斜曲面推板201推出去，獼猴桃果實順著成排仿形凸輪101的外輪廓表面滑落到容納箱中，其中壓力傳感器102設置有閾值，一旦壓力超過上限，機構(gòu)停止運動，防止獼猴桃的表面損傷；

第四步，當該處獼猴桃目標果實采摘完畢，機械臂移動末端執(zhí)行器檢測新的獼猴桃區(qū)域，進行作業(yè)，重新進行上面三步。

以上結(jié)合附圖詳細描述了本發(fā)明的具體實施方式，需要說明的是，在上述具體實施方式中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。但是，本發(fā)明并不限于上述實施方式中的具體細節(jié)，對于本領域的普通技術人員而言，根據(jù)本發(fā)明的教導，在不脫離本發(fā)明的原理與精神的情況下，對實施方式所進行的改變、修改、替換和變型仍落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。