[发明专利]一种低损仿生双孢菇采摘机械手和采摘方法

权利要求书

1.一种低损仿生双孢菇采摘机械手，其特征在于，包括：驱动步进电机(1)、安装座(2)、驱动外齿轮(3)、弧形轨道(4)、限位平垫(5)、盖板(6)、拉压传感器(7)、L形连接板(8)、负压发生器(9)和吸盘(10)；

所述安装座(2)后侧固定安装有所述驱动步进电机(1)，所述驱动步进电机(1)输出轴轴端安装有所述驱动外齿轮(3)，所述弧形轨道(4)安装在所述安装座(2)的限位平面上，所述弧形轨道(4)后侧设有弧形内齿轮条，所述弧形内齿轮条与所述驱动外齿轮(3)啮合传动，所述盖板(6)通过紧固件安装在所述安装座(2)前端、用于限制所述弧形轨道(4)顶部的位置，所述弧形轨道(4)下端固定安装有所述拉压传感器(7)，所述拉压传感器(7)下端与所述L形连接板(8)固定连接，所述L形连接板(8)后方安装有所述负压发生器(9)，所述负压发生器(9)下端安装有吸盘(10)；

所述弧形内齿轮条分度圆半径等于所述弧形内齿轮条分度圆至吸盘长度与双孢菇平均高度之和，所述吸盘的轴线与所述弧形内齿轮条分度圆的任一半径重合；

所述弧形轨道(4)开有至少一个弧形槽，所述弧形槽的圆心角为α；

所述拉压传感器(7)用于判断所述吸盘(10)是否与待采蘑菇相接触；

所述负压发生器(9)用于在蘑菇菌盖表面形成真空，用于抓取所述待采蘑菇；

所述安装座(2)前端设有多根立柱，所述立柱嵌入所述弧形轨道(4)的弧形槽内、且与所述弧形槽内壁之间留有间隙，所述立柱用于限制所述弧形轨道(4)的运行轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种低损仿生双孢菇采摘机械手，其特征在于，所述立柱有两根，所述两根立柱对称设置在盖板(6)的两侧。

3.根据权利要求1所述的一种低损仿生双孢菇采摘机械手，其特征在于，所述弧形轨道(4)开有两个弧形槽，所述两个弧形槽相互平行设置；所述立柱有四根，所述四根立柱分为两组，所述两组立柱对称设置在盖板(6)的两侧，每组立柱中的两根立柱分别嵌入两个弧形槽内。

4.根据权利要求3所述的一种低损仿生双孢菇采摘机械手，其特征在于，所述两组立柱所在直线的夹角为γ。

5.根据权利要求1所述的一种低损仿生双孢菇采摘机械手，其特征在于，每根立柱上设置有限位凹槽，使得所述弧形轨道(4)嵌入在所述凹槽。

6.根据权利要求5所述的一种低损仿生双孢菇采摘机械手，其特征在于，每根立柱上设置一个限位平垫(5)，所述限位平垫(5)与所述立柱的末端连接、且位于所述弧形轨道(4)的外侧，所述限位平垫(5)的直径大于所述弧形轨道(4)上的弧形凹槽的宽度。

7.根据权利要求1所述的一种低损仿生双孢菇采摘机械手，其特征在于，所述吸盘(10)为双层吸盘。

8.根据权利要求1所述的一种低损仿生双孢菇采摘机械手，其特征在于，所述L形连接板(8)前侧开有腰型槽，可用于上下调整负压发生器(9)在L形连接板(8)上的安装位置。

9.一种基于权利要求1-8中任一项所述的一种低损仿生双孢菇采摘机械手的双孢菇采摘方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、确定待采目标后及折弯方向后，将所述低损仿生双孢菇采摘机械手移动至待采蘑菇正上方；

步骤2、将所述低损仿生双孢菇采摘机械手竖直向下移动，当所述拉压传感器(7)接触到所述待采蘑菇时，所述拉压传感器(7)的压力值达到预设值后，启动所述负压发生器(9)，将所述待采蘑菇吸附在所述吸盘(10)上；

步骤3、启动所述驱动步进电机(1)，当双层吸盘轴线相对竖直位置夹角的变化量β达到(α-γ)/2时，停止所述驱动步进电机(1)；

步骤4、将所述低损仿生双孢菇采摘机械手向上提升，同时反转所述驱动步进电机(1)使所述弧形轨道(4)回到初始位置；

步骤5、将所述低损仿生双孢菇采摘机械手和吸附在所述吸盘(10)上的待采蘑菇移动至收集蘑菇的区域，关闭所述负压发生器(9)，完成双孢菇的采摘。