[实用新型]一种果实采摘装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及农业采摘机器人领域，特别涉及一种果实采摘装置。

背景技术

近年来，随着我国农村经济体制改革的深入和市场经济的发展，水果产量逐年大幅度增加。水果产业在国民经济中占有重要地位。自1993年以来，中国水果产量和面积一直稳居世界首位。中国果品流通协会2010年10月统计数据显示，2009年我国水果总产量2.04亿吨，比2008年增加1240万吨，增幅6.1％。苹果、柑橘和梨年产量都在千万吨以上，三大水果产量占到园林水果产量的58％。在水果生产中，采摘作业是最耗时、最费力的一个环节，约占整个生产过程作业量的40%左右。随着社会人口老龄化和农业劳动力的减少，农业生产成本也相应提高，因此研究开发农业机器人特别是水果采摘机器人具有重要意义。

随着计算机技术、人工智能技术和自动控制技术的发展，机器人正逐步进入到农业生产领域。从20世纪80年代中期开始,西方发达国家美国、法国、日本、英国等国家，在采摘机器人的研究上做了大量的工作,试验成功了多种具有人工智能的收获采摘机器人，如苹果采摘机器人、柑橘采摘机器人、葡萄采摘机器人等。我国对采摘机器人的研究始于20世纪90年代中期。虽然与发达国家还有很大差距，但是也取得了一些进展。

在水果生产实际中，采摘作业要求机器人不仅能减轻劳动强度，而且更要提高作业效率。而目前的水果采摘机器人采用单机械臂采摘，效率不高，采摘速度慢，果实的平均采摘周期较长，严重影响了水果采摘机器人的实用化。为了提高采摘机器人采摘速度，研究人员设计了各种欠驱动式末端执行器，但在采摘过程中每个果实的采摘均需要机械臂和末端执行器同时运动，并且果实回收还是需要机械臂和末端执行器来完成，每个果实的采摘周期仍旧较长。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题，针对现有技术中的单机械臂采摘，效率不高，采摘速度慢，果实的平均采摘周期较长，严重影响了水果采摘机器人的实用化。

本实用新型的目的是提供一种果实采摘装置，可以实现苹果、柑橘、梨等球形水果的高效采摘。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

一种果实采摘装置，包括果实采摘机械装置和控制系统，

所述果实采摘机械装置包括左机械臂、右机械臂、左末端执行器、右末端执行器、移动平台和果篮；左机械臂包括左大机械臂和左小机械臂；右机械臂包括右大机械臂和右小机械臂；左大机械臂和右大机械臂分别滑动设置在移动平台的左右两侧，左小机械臂连接左大机械臂与左末端执行器，左小机械臂和左大机械臂驱动左末端执行器采摘果实；右小机械臂连接右大机械臂与右末端执行器，右小机械臂和右大机械臂驱动右末端执行器采摘果实；果篮设置在移动平台上；

其中，左大机械臂和右大机械臂结构相同，均包括滑台、旋转基座、第一关节、下臂、第二关节、中臂、第三关节和上臂；滑台滑动设置在移动平台上，旋转基座设置在滑台上，第一关节的一端固定在旋转基座上，另一端与下臂相连；下臂通过第二关节与中臂相连，中臂通过第三关节与上臂相连；

左小机械臂和右小机械臂结构相同，均包括回转关节、上下直动臂、前后直动臂、横杆；上下直动臂通过回转关节与上臂相连；前后直动臂与上下直动臂滑动相连；横杆固定安装于上下直动臂顶端；

本实用新型中的左末端执行器和右末端执行器完成水果获取、回收工作。左末端执行器和右末端执行器结构相同，均包括采摘杯部件、果实回收管和舌型缓冲片；采摘杯部件同时与前后直动臂和果实回收管相连，果实回收管伸入到果篮内；

采摘杯部件包括采摘杯法兰、采摘杯、连接平台、推杆、推杆架、推杆主动齿轮、推杆从动齿轮、左剪切刀具、右剪切刀具、右剪切刀具主动齿轮、右剪切刀具从动齿轮、右剪切刀具轴、左剪切刀具主动齿轮、左剪切刀具从动齿轮和左剪切刀具轴；所述连接平台固定在采摘杯上，连接平台通过采摘杯法兰与前后直动臂法兰相连，推杆架固定在连接平台上；推杆安装于推杆架内，推杆从动齿轮镶嵌固定安装于推杆上面，推杆主动齿轮与推杆从动齿轮啮合；采摘杯的杯口设有切槽，所述右剪切刀具轴和左剪切刀具轴均安装在上述切槽内；所述右剪切刀具从动齿轮和右剪切刀具均固定安装于右剪切刀具轴上；右剪切刀具主动齿轮与右剪切刀具从动齿轮啮合；左剪切刀具从动齿轮和左剪切刀具均固定安装于左剪切刀具轴上；左剪切刀具主动齿轮与左剪切刀具从动齿轮啮合；采摘杯的侧壁上设有采摘杯切口，采摘杯切口与推杆相对应；

本实用新型所述的采摘杯内芯为金属材料，内外壁为硬橡胶材料。果实回收管为弹簧塑料管，内壁光滑平坦，果实回收管的一端固定于采摘杯下口，并与采摘杯相通。