本發(fā)明涉及采摘機器人技術領域，具體地說是一種果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器。

背景技術：

目前，中國陜西獼猴桃的采摘作業(yè)主要依靠人力，獼猴桃采摘周期短勞動量大，另外獼猴桃采摘時若是摘下果柄容易誘發(fā)紅水潰瘍病，嚴重時會傳染一片，更不用談來年有什么收成，目前對于紅水潰瘍病沒有根治方法；另外采摘下的獼猴桃若是帶著果柄不利于運輸，需要進行去果柄二次處理，浪費時間，因此最好的方式就是采摘獼猴桃時果柄留在樹枝上。獼猴桃采摘末端執(zhí)行器一般安裝在機器人手臂末端，直接接觸果實，為保證無所采摘，果實果柄在離層處分離，末端執(zhí)行器是關鍵部件，中國專利cn103448061a公布了“一種獼猴桃果實采摘末端執(zhí)行器”，該專利并沒有保證果柄留在原樹枝這一關鍵問題，并且該末端執(zhí)行器采用滾珠絲杠效率太低，對于實現和推廣獼猴桃采摘自動化具有一定局限性。因此急需一種果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器來解決這一技術難題。

技術實現要素：

本專利提供了一種果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器，它結構簡單，使用方便，大大降低了勞動強度，省時省力，效率高，解決了獼猴桃采摘效率低和避免去除果柄誘發(fā)紅水潰瘍病的問題。

本發(fā)明解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器，包括用于安裝各種裝置的安裝底座，在安裝底座的上部安裝有擺動采摘裝置，所述擺動采摘裝置和果實夾持裝置連接，所述擺動采摘裝置和果柄夾持裝置連接，所述果柄夾持裝置設置于果實夾持裝置正上方。

所述擺動采摘裝置包括底板、前立板、前擺動板、前擺動板轉軸、偏心輪機構和后立板，所述底板安裝在安裝底座上部，所述前立板通過螺栓與底板連接，所述后立板通過螺栓與底板連接，所述前擺動板通過前擺動板轉軸與前立板連接，所述偏心輪機構與后立板連接。

進一步地，所述偏心輪機構包括后擺動板、后擺動板轉軸、偏心輪、偏心輪軸槽、旋轉步進電機、霍爾傳感器、偏心轉軸和轉軸套筒，所述后擺動板通過后擺動板轉軸與后立板連接，在所述后立板下部設有旋轉步進電機，所述偏心輪安裝在旋轉步進電機上，所述偏心轉軸安裝在偏心輪上，所述轉軸套筒安裝在偏心轉軸上，所述偏心輪通過偏心轉軸和轉軸套筒與偏心輪軸槽連接。

所述果實夾持裝置包括果實底板、擺動板安裝座、果實直線導軌機構、仿形手機構、第二光電管和第一光電管，所述果實底板通過設置在前后側的擺動板安裝座與前擺動板和后擺動板連接，所述果實直線導軌機構安裝在果實底板上部，所述仿形手機構安裝在果實直線導軌機構上部，所述第二光電管安裝在果實底板右側，所述第一光電管安裝在果實底板左側。

進一步地，所述果實直線導軌機構包括果實直線導軌、果實第一滑塊、果實第一同步帶壓板、果實第一同步輪、果實同步帶、果實直線步進電機、果實第二同步帶壓板、果實第二同步輪、果實同步輪轉軸和果實第二滑塊，所述果實直線導軌安裝在果實底板前部，所述果實第一滑塊安裝在果實直線導軌左側，所述果實第一滑塊通過果實第一同步帶壓板與果實同步帶連接，所述果實第二滑塊安裝在果實直線導軌右側，所述果實第二滑塊通過果實第二同步帶壓板與果實同步帶連接，所述果實直線步進電機安裝在果實底板左側，在果實直線步進電機上設有果實第一同步輪，所述果實第二同步輪通過果實同步輪轉軸安裝在果實底板上，并且通過果實同步帶與果實第一同步輪連接。

進一步地，所述仿形手機構包括第一仿形手、第一壓力傳感器、仿形手第一安裝座、第二仿形手、第二壓力傳感器和仿形手第二安裝座，所述第一壓力傳感器安裝在第一仿形手中部，所述第一仿形手通過仿形手第一安裝座與果實第一滑塊連接，所述第二壓力傳感器安裝在第二仿形手中部，所述第二仿形手通過仿形手第二安裝座與果實第二滑塊連接。

所述果柄夾持裝置包括果柄步進電機安裝板、第一行程開關、果柄底板、果柄第一手指、果柄第二手指、電感式接近開關、果柄直線導軌機構、第二行程開關和果柄同步輪安裝板，所述果柄步進電機安裝板設置在果柄底板后部，所述果柄同步輪安裝板設置在果柄底板后部，所述第一行程開關安裝在果柄底板左側，所述第二行程開關安裝在果柄底板右側，所述果柄直線導軌機構安裝在果柄底板前部，所述電感式接近開關設置在果柄第二手指下部，所述果柄第一手指安裝在果柄直線導軌機構上部。

進一步地，所述果柄直線導軌機構包括果柄直線步進電機、果柄第一同步輪、果柄第一同步帶壓板、果柄直線導軌、果柄第一滑塊、果柄同步帶、果柄第二滑塊、果柄第二同步帶壓板、果柄第二同步輪和果柄第二同步輪轉軸，所述果柄直線步進電機安裝在果柄步進電機安裝板上，所述果柄第一同步輪安裝在果柄直線步進電機上，并通過果柄同步帶與果柄第二同步輪連接，所述果柄第二同步輪通過果柄第二同步輪轉軸安裝在果柄同步輪安裝板上，所述果柄直線導軌安裝在果柄底板前部，在果柄直線導軌左側設有果柄第一滑塊，在果柄直線導軌右側設有果柄第二滑塊，所述果柄第一滑塊通過果柄第一同步帶壓板與果柄同步帶連接，所述果柄第二滑塊通過果柄第二同步帶壓板與果柄同步帶連接，所述果柄第一手指安裝在果柄第一滑塊上部，所述果柄第二手指安裝在果柄第二滑塊上部。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器能夠實現獼猴桃自動無損采摘，在果柄直線導軌機構驅動下帶動果柄第一手指和果柄第二手指夾緊獼猴桃果柄下，在果實直線導軌機構驅動下帶動仿形手機構夾緊獼猴桃果實下，然后擺動旋轉裝置中的偏心輪機構可以把旋轉步進電機的圓周運動轉化為擺動采摘裝置的擺動運動，進而保證果柄與果實分離，果柄保留在原來的樹枝上，避免了因為果柄去除所引發(fā)的的紅水潰瘍病，另外偏心輪上的偏心轉軸外所安裝的轉軸套筒，是為了減小偏心轉軸在偏心轉軸槽中的運動阻力，它結構簡單，使用方便，大大降低了勞動強度，省時省力，效率高，解決了獼猴桃自動采摘和意外去除果柄誘發(fā)紅水潰瘍病的難題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的整體結構三維示意圖；

圖2為本發(fā)明的整體結構三維主視圖；

圖3為本發(fā)明的擺動采摘裝置的三維結構軸測圖；

圖4為本發(fā)明的擺動采摘裝置的三維結構主視圖；

圖5為本發(fā)明的偏心輪的三維結構示意圖；

圖6為本發(fā)明的后擺動板的三維結構示意圖；

圖7為本發(fā)明的果實夾持裝置的三維結構示意圖；

圖8為本發(fā)明的果實夾持裝置另一方向的三維結構示意圖；

圖9為本發(fā)明的第二仿形手的三維結構示意圖；

圖10為本發(fā)明的果柄夾持裝置的三維結構示意圖；

圖11為本發(fā)明的果柄夾持裝置另一方向的三維結構示意圖。

圖中：1安裝底座，2擺動采摘裝置，201底板，202前立板，203前擺動板，204前擺動板轉軸，205偏心輪機構，206后立板，2051后擺動板，2052后擺動板轉軸，2053偏心輪，2054偏心轉軸槽，2055旋轉步進電機，2056霍爾傳感器，2057偏心轉軸，2058轉軸套筒，3果實夾持裝置，301果實底板，302擺動板安裝座，303果實直線導軌機構，304仿形手機構，305第二光電管，306第一光電管，3030果實直線導軌，3031果實第一滑塊，3032果實第一同步帶壓板，3033果實第一同步輪，3034果實同步帶，3035果實直線步進電機，3036果實第二同步帶壓板，3037果實第二同步輪，3038果實同步輪轉軸，3039果實第二滑塊，3041第一仿形手，3042第一壓力傳感器，3043仿形手第一安裝座，3044第二仿形手，3045第二壓力傳感器，3046仿形手第二安裝座，4果柄夾持裝置，401果柄步進電機安裝板，402第一行程開關，403果柄底板，404果柄第一手指，405果柄第二手指，406電感式接近開關，407果柄直線導軌機構，408第二行程開關，409果柄同步輪安裝板，4070果柄直線步進電機，4071果柄第一同步輪，4072果柄第一同步帶壓板，4073果柄直線導軌，4074果柄第一滑塊，4075果柄同步帶，4076果柄第二滑塊，4077果柄第二同步帶壓板，4078果柄第二同步輪，4079果柄第二同步輪轉軸。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，該一種果柄固定式獼猴桃自動采摘末端執(zhí)行器，包括用于安裝各種裝置的安裝底座1，在安裝底座1的上部安裝有擺動采摘裝置2，所述擺動采摘裝置2和果實夾持裝置3連接，所述擺動采摘裝置2和果柄夾持裝置4連接，所述果柄夾持裝置4設置于果實夾持裝置3正上方。

如圖3所示為擺動采摘裝置的三維結構軸測圖，圖4為本發(fā)明的擺動采摘裝置的三維結構主視圖。

所述擺動采摘裝置2包括底板201、前立板202、前擺動板203、前擺動板轉軸204、偏心輪機構205和后立板206，所述底板201安裝在安裝底座1上部，所述前立板202通過螺栓與底板201連接，所述后立板206通過螺栓與底板201連接，所述前擺動板203通過前擺動板轉軸204與前立板202連接，所述偏心輪機構205與后立板206連接。

如圖5為本發(fā)明的偏心輪的三維結構示意圖，圖6為本發(fā)明的后擺動板的三維結構示意圖。

所述偏心輪機構205包括后擺動板2051、后擺動板轉軸2052、偏心輪2053、偏心輪軸槽2054、旋轉步進電機2055、霍爾傳感器2056、偏心轉軸2057和轉軸套筒2058，所述后擺動板2051通過后擺動板轉軸2052與后立板206連接，在所述后立板206下部設有旋轉步進電機2055，所述偏心輪2053安裝在旋轉步進電機2055上，所述偏心轉軸2057安裝在偏心輪2053上，所述轉軸套筒2058安裝在偏心轉軸2057上，所述偏心輪2053通過偏心轉軸2057和轉軸套筒2058與偏心輪軸槽2054連接。

如圖7為本發(fā)明的果實夾持裝置的三維結構示意圖，圖8為本發(fā)明的果實夾持裝置另一方向的三維結構示意圖。

所述果實夾持裝置3包括果實底板301、擺動板安裝座302、果實直線導軌機構303、仿形手機構304、第二光電管305和第一光電管306，所述果實底板301通過設置在前后側的擺動板安裝座302與前擺動板203和后擺動板2051連接，所述果實直線導軌機構303安裝在果實底板301上部，所述仿形手機構304安裝在果實直線導軌機構303上部，所述第二光電管305安裝在果實底板301右側，所述第一光電管306安裝在果實底板301左側。

如圖8為本發(fā)明的果實夾持裝置另一方向的三維結構示意圖。

所述果實直線導軌機構303包括果實直線導軌3030、果實第一滑塊3031、果實第一同步帶壓板3032、果實第一同步輪3033、果實同步帶3034、果實直線步進電機3035、果實第二同步帶壓板3036、果實第二同步輪3037、果實同步輪轉軸3038和果實第二滑塊3039，所述果實直線導軌3030安裝在果實底板301前部，所述果實第一滑塊3031安裝在果實直線導軌3030左側，所述果實第一滑塊3031通過果實第一同步帶壓板3032與果實同步帶3034連接，所述果實第二滑塊3039安裝在果實直線導軌3030右側，所述果實第二滑塊3039通過果實第二同步帶壓板3036與果實同步帶3034連接，所述果實直線步進電機3035安裝在果實底板301左側，在果實直線步進電機3035上設有果實第一同步輪3033，所述果實第二同步輪3037通過果實同步輪轉軸3038安裝在果實底板301上，并且通過果實同步帶3034與果實第一同步輪3033連接。

如圖7為本發(fā)明的果實夾持裝置的三維結構示意圖，圖9為本發(fā)明的第二仿形手的三維結構示意圖。

所述仿形手機構304包括第一仿形手3041、第一壓力傳感器3042、仿形手第一安裝座3043、第二仿形手3044、第二壓力傳感器3045和仿形手第二安裝座3046，所述第一壓力傳感器3042安裝在第一仿形手3041中部，所述第一仿形手3041通過仿形手第一安裝座3043與果實第一滑塊3031連接，所述第二壓力傳感器3045安裝在第二仿形手3044中部，所述第二仿形手3044通過仿形手第二安裝座3046與果實第二滑塊3039連接。

如圖10為本發(fā)明的果柄夾持裝置的三維結構示意圖。

所述果柄夾持裝置4包括果柄步進電機安裝板401、第一行程開關402、果柄底板403、果柄第一手指404、果柄第二手指405、電感式接近開關406、果柄直線導軌機構407、第二行程開關408和果柄同步輪安裝板409，所述果柄步進電機安裝板401設置在果柄底板403后部，所述果柄同步輪安裝板409設置在果柄底板403后部，所述第一行程開關402安裝在果柄底板403左側，所述第二行程開關408安裝在果柄底板403右側，所述果柄直線導軌機構407安裝在果柄底板403前部，所述電感式接近開關406設置在果柄第二手指405下部，所述果柄第一手指401安裝在果柄直線導軌機構407上部。

如圖11為本發(fā)明的果柄夾持裝置另一方向的三維結構示意圖。

所述果柄直線導軌機構407包括果柄直線步進電機4070、果柄第一同步輪4071、果柄第一同步帶壓板4072、果柄直線導軌4073、果柄第一滑塊4074、果柄同步帶4075、果柄第二滑塊4076、果柄第二同步帶壓板4077、果柄第二同步輪4078和果柄第二同步輪轉軸4079，所述果柄直線步進電機4070安裝在果柄步進電機安裝板401上，所述果柄第一同步輪4071安裝在果柄直線步進電機4070上，并通過果柄同步帶4075與果柄第二同步輪4078連接，所述果柄第二同步輪4078通過果柄第二同步輪轉軸4079安裝在果柄同步輪安裝板409上，所述果柄直線導軌4073安裝在果柄底板403前部，在果柄直線導軌4073左側設有果柄第一滑塊4074，在果柄直線導軌4073右側設有果柄第二滑塊4076，所述果柄第一滑塊4074通過果柄第一同步帶壓板4072與果柄同步帶4075連接，所述果柄第二滑塊4076通過果柄第二同步帶壓板4077與果柄同步帶4075連接，所述果柄第一手指404安裝在果柄第一滑塊4074上部，所述果柄第二手指405安裝在果柄第二滑塊4076上部。

本專利結構簡單，使用方便，能夠實現獼猴桃無所采摘的自動化作業(yè)，并且保證果柄與果實分離，果柄保留在原來的樹枝上，避免了因為果柄去除所引發(fā)的的紅水潰瘍病。

具體工作方式：

1、末端執(zhí)行器各個裝置復位，旋轉步進電機2055、果實直線步進電機3035、果柄直線步進電機4070反轉，霍爾傳感器2056檢測擺動采摘裝置2的偏心輪機構205是否復位，第一光電管306和第二光電管305檢測果實夾持裝置3的仿形手機構304是否復位，第一行程開關402和第二行程開關408檢測果柄夾持機構是否復位，復位完成后，電機停止轉動，等待命令；

2、果實夾持裝置3夾持果實，果實直線步進電機3035正轉通過果實直線導軌機構303驅動仿形手機構304靠近，一旦第一壓力傳感器3042或者第二壓力傳感器3045任意一個達到預設值，果實直線步進電機3035停止轉動；

3、果柄夾持裝置4夾持果柄，果柄直線步進電機4070正轉通過果柄直線導軌機構407驅動果柄第一手指404和果柄第二手指405靠近，一旦電感式接近開關406輸出低電平，果柄直線步進電機4070停止轉動；

4、擺動采摘裝置2采摘果實，旋轉步進電機2055正轉通過偏心輪機構205驅動果實夾持裝置3擺動，旋轉一周，果實夾持裝置3左右各擺動一次，實現果實和果柄的分離，完成一個獼猴桃果實的采摘；

5、完成一個果實采摘后，末端執(zhí)行器釋放果實，并規(guī)劃毗鄰獼猴桃果實的采摘路徑，末端執(zhí)行器各個裝置復位，重復1-5步，直到計算機提供的果實全部采摘完成，末端執(zhí)行器停止工作。

上述僅為本專利的一種實施方式，但本專利的設計構思并不限于此，也可以根據采摘旋轉角度需要直接采用減速步進電機驅動果實夾持裝置3的他實施例。

除說明書所述的技術特征外，均為本專業(yè)技術人員的已知技術。