[发明专利]一种苹果采摘机器人的采摘装置及其采摘方法

说明书

本发明提出了一种苹果采摘机器人的采摘装置及其采摘方法，属于农业工程领域。解决了现有技术中的采摘设备不便于在苹果园中转运，采摘成功率低的问题。它包括采摘执行器和移动框架，采摘执行器安装在移动框架上，采摘执行器包括采摘臂爪、驱动机构和稳定座，采摘臂爪的中部和尾部分别安装在驱动机构和稳定座内，驱动机构和稳定座皆安装在移动框架上：采摘臂爪包括旋转臂、单作用弹簧复位气压缸和采摘组件，旋转臂中部和尾部分别安装在驱动机构和稳定座内，采摘组件安装在单作用弹簧复位气压缸的输出端上，单作用弹簧复位气压缸的固定端与旋转臂连接。它主要用于矮化苹果品种的采摘。

技术领域

本发明属于农业工程领域，特别是涉及一种苹果采摘机器人的采摘装置及其采摘方法。

背景技术

面对苹果的巨大产能，传统的苹果人工采摘方式已无法适应当下需求，具体表现为：苹果采摘期较短，要求采摘工人具备一定熟练度；人工采摘效率低、劳动强度大；中国人口结构的改变，人力资源不断减少、人力成本不断上升等。

为解决上述问题，申请号为CN202110790607.4公开了一种苹果采摘机器人末端执行机构，该机构安装在采摘机器人上，通过电机带动连杆、滑块在导轨上运动使滑块带动手指外壳运动，实现夹持机构的开合以夹持苹果，同时带动切割机构闭合，实现切断果梗，但是该发明占用空间较大，容易在采摘中同时抓取较粗树枝，造成采摘失败；申请号为CN202110126500.X公开了一种自由度高的苹果采摘机器人，该采摘机器人通过增加机械手移动自由的解决了采摘机器人不方便调节的问题，但是该发明并未解决采摘终端适应性问题；申请号为 CN202010039178.2公开了一种用于苹果高效采摘机器人，包括旋转组件、升降组件、活动组件、抓取组件和切割组件，切割组件可将被抓取苹果的果梗剪断，但是该发明未考虑到苹果生长一致性较差，切割组件在剪切过程中无法准确切断果梗的情况；申请号为CN201910152791.2公开了一种苹果采摘机械手，该采摘机械手配有两关节手指，手指由螺旋弹簧固定后安装于掌盘，每根手指由两个指节、一个驱动连杆和一个从动连杆组成，驱动连杆上的腱绳贯穿掌盘后垂直固定在升降圆盘，升降圆盘另一端通过腱绳连接驱动电机，通过电机驱动、腱绳传动，带动手指聚拢，实现由一个电机同时驱动3个手指完成对苹果的包络抓取，但是该发明存在体积庞大的问题，对于果实较密集的果树，容易造成周围果实或树枝的损伤。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种苹果采摘机器人的采摘装置及其采摘方法, 以解决现有技术中的采摘设备不便于在苹果园中转运，采摘成功率低的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种苹果采摘机器人的采摘装置，包括采摘执行器和移动框架，所述采摘执行器安装在移动框架上，所述采摘执行器包括采摘臂爪、驱动机构和稳定座，采摘臂爪的中部和尾部分别安装在驱动机构和稳定座内，所述驱动机构和稳定座皆安装在移动框架上；

所述采摘臂爪包括旋转臂、单作用弹簧复位气压缸和采摘组件，所述旋转臂中部和尾部分别安装在驱动机构和稳定座内，所述采摘组件安装在单作用弹簧复位气压缸的输出端上，所述单作用弹簧复位气压缸的固定端与旋转臂连接。

更进一步的，所述采摘组件包括滑槽筒、滑动板、固定板、三个采摘指和连接杆，所述滑槽筒底端安装在旋转臂的头部，所述滑动板安装在单作用弹簧复位气压缸的输出端，所述滑动板滑动安装在滑槽筒内，所述固定板固定安装在滑槽筒的开口端，所述固定板均布铰接有三个连接杆，三个连接杆的另一端分别铰接在三个采摘指的中部，三个采摘指的尾部皆铰接在滑动板上。

更进一步的，所述驱动机构包括壳体、蜗杆、蜗轮、驱动电机、电机座、第一轴瓦以及第二轴瓦，所述蜗杆安装在驱动电机的输出轴上，所述驱动电机通过电机座安装在壳体上，所述蜗轮通过第二轴瓦转动安装在壳体内，所述蜗杆通过第一轴瓦转动安装在壳体内，所述蜗杆与蜗轮啮合连接，所述壳体外部安装有盖板，所述壳体安装在移动框架上，所述旋转臂中部与蜗轮同轴连接。