[发明专利]一种夹切一体的菠萝采摘器、采摘方法以及采摘机器人

权利要求书

1.一种夹切一体的菠萝采摘器，其特征在于：包括立体框架、夹持装置、切割装置；立体框架为环形中空框架；夹持装置安装在立体框架上，夹持装置包括至少两片周向环绕设置的夹片，还包括驱动立体框架内的夹片在内侧的夹持位和外侧的初始位之间位移的夹持驱动机构，当夹片位于初始位时，夹片之间与立体框架的开口形成供菠萝果实穿过的通道；切割装置安装在立体框架上，切割装置包括位于夹片下方的切割刀具，还包括驱动切割刀具横扫或离开通道的切割驱动机构；

立体框架包括上层环形支板、中层环形支板、下层环形支板，上层环形支板、中层环形支板、下层环形支板均水平设置并且均设置有在俯视方向上圆心处于同一位置的圆形通孔；立体框架还包括多根支板连杆，支板连杆竖直设置，支板连杆的顶端与上层环形支板固定相接，支板连杆的底端与下层环形支板固定相接，支板连杆穿过中层环形支板设置并与中层环形支板固定连接，多根支板连杆均匀分布在圆形通孔的外侧；中层环形支板的外侧设置有用于安装夹持驱动机构的夹持驱动连接板，下层环形支板的外侧设置有用于安装切割驱动机构的切割驱动连接板；

切割刀具设置在下层环形支板下底面的下方，切割驱动机构固定安装在切割驱动连接板的上方，切割驱动机构上设置有供切割驱动机构的输出轴穿出的贯穿孔，切割驱动机构的输出轴与切割刀具的转动端固定连接；

夹片的数量为两片；夹持装置设置在中层环形支板与下层环形支板之间，夹持装置还包括主动齿轮、从动齿环、两个推杆，主动齿轮与夹持驱动机构的输出端固定连接，从动齿环与主动齿轮相互啮合，从动齿环套设在中层环形支板的外侧，从动齿环与中层环形支板转动式连接，夹片通过固定设置在中层环形支板和下层环形支板之间的转轴与中层环形支板以及下层环形支板转动式连接，推杆的一端与从动齿环铰接，推杆的另一端与夹片转动式连接，两个夹片沿圆形通孔所在的竖直轴线轴对称分布；夹持驱动机构固定安装在夹持驱动连接板的上方；

夹片包括设置在远离转轴位置上的弧形面、设置在靠近转轴位置上的平直面，转轴设置在平直面的尾端，弧形面与平直面之间的夹角朝向圆形通孔，弧形面与平直面形成一个围绕圆形通孔的镰刀状结构；夹片靠近圆形通孔的一侧设置有弹性垫片，弹性垫片与夹片的弧形面、平直面均紧密贴合设置，弹性垫片靠近圆形通孔的一侧为光滑弧面。

2.按照权利要求1所述的一种夹切一体的菠萝采摘器，其特征在于：切割刀具包括弧形刀片、刀柄，弧形刀片靠近圆形通孔一侧的刀面与圆形通孔的外圆周弧面形状相同，刀柄的转动端与切割驱动机构的输出轴固定连接。

3.按照权利要求1所述的一种夹切一体的菠萝采摘器，其特征在于：还包括压电传感器，压电传感器的数量与夹片的数量对应，每个夹片的内侧面上均设置有一个压电传感器。

4.按照权利要求1所述的一种夹切一体的菠萝采摘器，其特征在于：上层环形支板上设置有用于与可移动设备连接的连接支架，连接支架竖直设置，连接支架上设置有多个连接孔。

5.一种菠萝采摘机器人，其特征在于：菠萝采摘机器人的末端执行器为权利要求1至4中任一项所述的一种夹切一体的菠萝采摘器，通过改变连接支架结构将菠萝采摘器与菠萝采摘车载机械臂或者菠萝采摘飞行器相结合形成菠萝采摘车载机器人或者菠萝采摘飞行机器人。

6.一种夹切一体的菠萝采摘方法，其特征在于：运用权利要求1至4中任一项所述的一种夹切一体的菠萝采摘器，菠萝采摘器从菠萝果实冠叶顶部向下运动套住菠萝果实，通过弧形夹片将菠萝果实夹紧，通过刀具切割菠萝果梗；弧形夹片夹持面上的压电传感器传递电信号至驱动电机控制器，驱动电机控制器控制夹持驱动电机驱动弧形夹片的运动行程，驱动电机控制器控制切割驱动电机驱动切割；待菠萝果梗切断后移至菠萝收集点松弛夹片投放菠萝。