[发明专利]一种猕猴桃枝蔓捏尖器

权利要求书

1.一种猕猴桃枝蔓捏尖器，包括手柄、伸缩杆机构、捏尖机构、放线机构、连接筒、Arduino微控制器、压力传感器模块、液晶显示屏、挡位调节器、精调旋钮、握力开关、手动捏杆、舵机、电池和电池盒、导线，其特征在于：

手柄与伸缩杆机构的外伸缩杆过盈配合连接，在手柄上安装有握力开关和挡位调节器，连接筒位于手柄前方，与伸缩杆机构的外伸缩杆使用螺钉连接，液晶显示屏位于连接筒后端，连接筒左端放置Arduino微控制器，右端放置电池和电池盒、手动捏杆和精调旋钮，在连接筒上端放置有棘轮棘爪放线机构；捏尖机构位于捏尖器的最前端，舵机通过螺栓安装于爪盘下方，压力传感器粘贴于左平行夹爪和右平行夹爪内侧；

伸缩杆机构包括外伸缩杆、内伸缩杆、轴向锁紧装置，内伸缩杆与外伸缩杆二者同轴，且内伸缩杆外部与外伸缩杆内部进行间隙配合，在外伸缩杆最前端有支架和轴向锁紧装置，轴向锁紧装置在外伸缩杆和内伸缩杆连接处，与外伸缩杆过盈配合，与内伸缩杆通过摩擦力控制伸缩；

捏尖机构包括爪盘、平行夹爪、连杆、舵机等，平行夹爪包括左平行夹爪及右平行夹爪，连杆包括左连杆及右连杆，爪盘与所述伸缩杆机构的内伸缩杆通过螺栓连接，舵盘中心与舵机转轴通螺钉连接固定，左连杆两端分别与舵盘左端及左平行夹爪后侧通过螺栓进行松连接，右连杆、舵盘、右平行夹爪三者连接同理；

放线机构包括棘轮、棘爪、线圈筒、棘轮控制旋钮、连接轴一、连接轴二、棘爪控制旋钮，所述棘轮、线圈筒、棘轮控制旋钮均位于连接筒右侧，三者旋转中心线重合，通过连接轴一共轴连接，连接轴一与连接筒间隙配合，所述棘爪、棘爪控制旋钮均位于连接筒右侧，二者旋转中心线重合，通过连接轴二共轴连接，连接轴二与连接筒间隙配合，棘轮棘爪机构能够单向放线而不收缩，可通过旋转棘轮控制旋钮带动线圈筒进行放线过程，旋转棘爪控制旋钮时可以使棘爪抬起，棘轮可反向运动，保证收线过程顺利进行；

Arduino微控制器、握力开关、挡位调节器、精调旋钮、液晶显示屏、舵机、压力传感器及其线性电压转换模块、手动捏杆、电池使用导线相互连接；Arduino微控制器I/O接口与握力开关、液晶显示屏、挡位调节器、精调旋钮、舵机、手动捏杆上的电位器、线性电压转换模块、电池正负极分别相连，所述线性电压转换模块输入引脚与压力传感器相连，所述挡位调节器连接有多个不同I/O接口，可通过调节I/O接口的高低电平变化间接调节压力挡位。

2.一种权利要求1所述的猕猴桃枝蔓捏尖器的控制方法，其特征在于：

⑴打开接入电池电源总开关，根据需要选择将挡位调节器旋转到自动捏尖挡位i(i＝1，2，3)，通过精调旋钮输入一捏尖压力值F_x；

否则，顺序执行以下两项：

①将挡位调节器旋转到手动捏尖挡位4；使待捏尖枝蔓的新梢位于平行夹爪之间，正向按下手动捏杆，则舵机启动，平行夹爪由最大张开角度δ_m开始闭合，此时，平行夹爪闭合速度完全由操作人员掌控，捏杆运动快，则平行夹爪闭合速度快，反之亦同；同理，平行夹爪最后停留位置也完全由操作人员掌控；

②捏尖完成后，操作者松开手动捏杆，手动捏杆自动复位，同时，平行夹爪快速复位至最大张开角度δ_m，并回到上一步骤继续；

⑵使待捏尖枝蔓的新梢位于平行夹爪之间，按下握力开关，则舵机启动，平行夹爪由最大张开角度δ_m开始闭合，平行夹爪闭合过程则为捏尖过程；平行夹爪在捏尖过程中，首先会经历一段空行程，这段时间希望平行夹爪运动尽量快些，平行夹爪以一较大速度v_m行进，在平行夹爪接触上新梢后，为达到较好的捏尖效果，希望平行夹爪的运动变慢些；故根据实验测定，设定一初始接触压力值F₀，一旦压力传感器检测到所受压力达到F₀，则平行夹爪立即减速至v₀，缓缓捏尖；

否则平行夹爪以继续以速度v_m行进；

⑶在上述捏尖过程中，压力传感器实时检测所受压力，随着平行夹爪的闭合，猕猴桃枝蔓的新梢受压程度逐渐增大，压力传感器检测到所受压力也逐渐增大；当新梢受力达到捏尖压力值F_x允许范围时，即|F-F_x|＝ε，则平行夹爪停止闭合并保压一定时间，之后张开至最大张开角度δ_m；

否则若FF_x+ε,平行夹爪立即张开至最大张开角度δ_m，回到步骤(1)，以防平行夹爪捏坏新梢；若FF_x+ε，平行夹爪以继续以速度v₀行进；

⑷捏尖完成后，需要为下次捏尖作准备，故设定程序使平行夹爪快速返回复位至最大张开角度δ_m，并回到步骤(1)继续。