[发明专利]一种基于Delta机械臂的猕猴桃采摘装置

说明书

本发明公开一种基于Delta机械臂的猕猴桃采摘装置，属于果品采摘机械设备领域，包括采摘手、Delta机械臂、移动底盘、车架、识别相机、柔性收集管等六个部分，其特征在于：采摘手的基座与Delta机械臂的动平台相固接，Delta机械臂的静平台与车架的上端平面相固接，车架的下端平面与移动底盘的型材架相固接，相机支架与Delta机械臂的静平台相固接，柔性收集管的上端与采摘手的底座相固接，下端插入Delta机械臂静平台中央的圆形通孔中。本发明结构可靠、作业高效、高度自动化、智能化，节省大量人力成本，有很强的研究与实用价值。

技术领域

本发明涉及一种基于Delta机械臂的果品采摘装置，属于果品采摘机械设备领域。

背景技术

Delta机械臂是一种典型的空间三自由度并联机构，主要应用于食品、药品、电子产品的加工、装配，以其重量轻、运动速度快、定位精确、成本低、效率高等特点，正在市场上被广泛应用。

目前，现有猕猴桃采摘为了不损伤果品，大部分采用人手工进行采摘，果品采摘机械的研究与应用相对有限，猕猴桃采摘作业的效率低下、成本较高。现有的果园采摘机械存在很多不足，例如损伤率较高、性能可靠性差、过于依赖人工操作，极大地影响了猕猴桃采摘的机械化进程，因此需要设计一种可靠的智能的猕猴桃采摘装置。

发明内容

针对现有技术中存在的不足和缺陷，本发明提供了一种新的可行的果品采摘装置设计方案，利用Delta机械臂运动轻快、定位精确的特性，在末端执行器夹持果品后，Delta机械臂与执行器协同运动，从而摘下并收集果品，有效地减少对果品的损伤。

本发明针对猕猴桃采摘所采用的技术方案是一种基于Delta机械臂的果品采摘装置，包括采摘手1、Delta机械臂2、车架3、移动底盘4、识别相机5、柔性收集管6等六个部分。其中：采摘手1的基座与Delta机械臂2的动平台201相固接，Delta机械臂2的静平台205与车架3的上端平面相固接，车架3的下端平面与移动底盘4的型材架403相固接，识别相机5的相机支架502与Delta机械臂2的静平台205相固接，柔性收集管6的上端与采摘手1的底座相固接，下端插入Delta机械臂2的静平台205中央的圆形通孔中。

上述果品采摘装置通过识别相机5识别出目标果品的空间坐标，Delta机械臂2带动采摘手1移动至果品正下方，采摘手1负责夹持与弯扭果品，Delta机械臂2与采摘手1共同协同完成对目标果品的采摘动作。车架3中装载收集装置与控制电路的各个元件。移动底盘4可以控制采摘装置整体的前进、后退、转弯等动作。

本发明一种基于Delta机械臂的猕猴桃采摘装置的工作原理是：

在采摘作业的过程中，采摘装置通过移动底盘4进行整体移动，再通过Pixy相机模块501对目标果品进行选取和定位，通过采摘手1的开合动作，以一定力度夹持住目标果品，将果品释放，并落入柔性收集管6中；采摘手1与Delta机械臂2相互协同，实现所夹持果品的迅速翻转和下拉，从而使目标果品与果蒂分离；果品在重力作用下，被柔性收集管6引导至车架3中的收集篮中，即完成一次采摘作业。

采摘手1采用机械夹持式采摘手爪，能够通过夹持与弯扭动作摘下果品，随后释放果品，通过通孔使果品落入柔性收集管6。其有益效果是果品的收集更加高效，大大减少了果品在收集过程中的损伤。

Delta机械臂2的包含动平台201、从动臂202、主动臂203、步进电机204、静平台205、关节连接轴206、电机轴盘207、电机座208。从动臂202的两端固接了球形铰链，动平台201与三个从动臂202通过球铰连接，从动臂202与关节连接轴206通过球铰连接，关节连接轴206与主动臂203相固接，主动臂203与步进电机204通过电机轴盘207相连接，步进电机204通过电机座208与机械臂静平台205连接。其有益效果是采摘过程的动作更加精准平稳，有助于Delta机械臂与采摘手的高效协同工作。