[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

说明书

本发明涉及一种夹切一体的菠萝采摘器，包括立体框架、夹持装置、切割装置；夹持装置安装在立体框架上，夹持装置包括环绕设置的夹片、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，夹片位于初始位时，夹片与立体框架的环形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、切割驱动机构。还涉及菠萝采摘机器人，包括能够做为末端执行器载体的菠萝采摘车载机器人或菠萝采摘飞行机器人。还涉及一种夹切一体的菠萝采摘方法。本发明实现快速夹持菠萝果实、快速切割菠萝果梗保证果实完整不破损，同时保证菠萝切割成功率，属于菠萝采收机械领域。

技术领域

本发明涉及菠萝收割机械，具体涉及一种夹切一体的菠萝采摘器、采摘方法，还涉及一种菠萝采摘机器人。

背景技术

菠萝作为我国重要的经济作物，近年来，菠萝种植模式向集种植生产、储备运输、产品加工于一体的产业集群转型，面对菠萝产品成熟期的采摘工作量骤增、采摘时节时常发生劳工短缺、采摘装备厚重带来不便等问题，因此迫切需要自动化、智能化的采摘装备解决劳动强度大、劳动力缺乏的问题。

目前现有的菠萝采摘设备没有夹持装置，同时现有设备存在菠萝采摘作业的速率低、菠萝采摘成功率低、菠萝采摘果实损伤率高的问题。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种采摘作业速率快、成功率高、菠萝果实损伤率低的夹切一体的菠萝采摘器、采摘方法。

本发明的另一目的是：提供一种搭载夹切一体的菠萝采摘器的菠萝采摘机器人。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种夹切一体的菠萝采摘器，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。

作为一种优选，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。

作为一种优选，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。

作为一种优选，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。

作为一种优选，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。