一种智能花椒采摘机器人的采摘装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114793625A(43)申请公布日2022.07.29(21)申请号202210549009.2(22)申请日2022.05.20(71)申请人山东理工大学地址255086山东省淄博市高新技术开发区高创园A座313室(72)发明人赵静王玉龙兰玉彬郭金凯鲁力群(51)Int.Cl.A01D46/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图2页(54)发明名称一种智能花椒采摘机器人的采摘装置(57)摘要一种智能花椒采摘机器人的采摘装置，属于农业智能采摘机器人领域，其结构包括：剪切机构、滚珠丝杠副、齿轮传动机构、步进电机组、整机机架；其特征如下，步进电机组作为动力输入通过联轴器将动力传至齿轮传动机构，通过齿轮传动机构与滚珠丝杠副将电机转动转换为滚珠丝杠副的转动，滚珠丝杠副通过连接剪刀连接板，将滚珠丝杆直动转换为剪刀的剪力，完成剪切动作；本发明安装在花椒机器人机械臂末端，体积小，重量较轻，工作可靠，可实现花椒果实的快速无损采摘。CN114793625ACN114793625A权利要求书1/1页1.一种智能花椒采摘机器人的采摘装置，是一种安装在花椒采摘机器人机械臂末端的采摘装置，以实现智能机器人高效、迅速、易操作的花椒采摘工作，其结构包括：剪切机构[1]、滚珠丝杠副[2]、齿轮传动机构[3]、步进电机组[4]、整机机架[5]。2.根据权利要求1所述的一种智能花椒采摘机器人的采摘装置，其特征在于，剪切机构由剪刀主体[1‑1]、弹簧销[1‑2]、导杆连接架[1‑3]、剪刀主体支架[1‑4]、剪刀前支架[1‑5]、销轴[1‑6]、压板[1‑7]、导杆[1‑8]、法兰型直线轴承[1‑9]、限位环[1‑10]、剪刀固定架[1‑11]组成；剪切机构中的剪刀主体由弹簧销连接，剪刀主体尾部用销轴固定在剪刀固定架上，剪刀固定架为交错工字形凹槽，中心带有通孔，以便销轴安装；剪刀主体侧面有凸起，以便剪刀前支架推动时剪刀主体能够闭合完成剪切运动。3.根据权利要求1所述的一种智能花椒采摘机器人的采摘装置，其特征在于，滚珠丝杠副由剪刀连接板[2‑1]、滚珠丝杠连接板[2‑2]、滚珠丝杠支持端[2‑3]、螺母座套筒[2‑4]、滚珠丝杠螺母座[2‑5]、滚珠丝杠轴[2‑6]、滚珠丝杠固定端[2‑7]、联轴器[2‑8]组成；滚珠丝杠副尾部用联轴器与齿轮传动机构中的输出轴连接，以接受动力；滚珠丝杠螺母座与螺母座套筒连接，螺母座套筒与一前部为半圆后部为矩形的滚珠丝杠连接板连接，滚珠丝杠连接板与剪刀连接板连接以传递动力；滚珠丝杠副由滚珠丝杠支持端与滚珠丝杠固定端固定。4.根据权利要求1所述的一种智能花椒采摘机器人的采摘装置，其特征在于，所述的齿轮传动机构，由传动底座[3‑1]，轴承[3‑2]、中间轴[3‑3]、上盖[3‑4]、大直齿圆柱齿轮[3‑5]、大直齿锥齿轮[3‑6]、齿轮卡圈[3‑7]、小直齿锥齿轮[3‑8]、小直齿圆柱齿轮[3‑9]、动力输入轴[3‑10]组成；步进电机组与齿轮传动输入轴连接通过联轴器连接；所述的齿轮传动机构通过齿轮传动机构中的大直齿圆柱齿轮与小直齿圆柱齿轮的啮合，以及大直齿锥齿轮与小直齿锥齿轮的啮合完成传动，将步进电机组动力传递给齿轮传动机构，以完成对动力方向的转变。5.根据权利要求1所述的一种智能花椒采摘机器人的采摘装置，其特征在于，所述的步进电机组，由步进电机[4‑1]、电机支架[4‑2]、联轴器[4‑3]组成，步进电机组作为源动力输入，通过联轴器将动力传至齿轮传动机构与滚珠丝杠副将电机转动转换为滚珠丝杆转动，丝杆通过剪刀连接板将滚珠丝杆直线运动转换为剪刀的剪切力，完成剪切动作。2CN114793625A说明书1/2页一种智能花椒采摘机器人的采摘装置技术领域[0001]一种智能花椒采摘机器人的采摘装置，属于农业智能采摘机器人领域。背景技术[0002]随着智慧农业和智能农业机器人的发展，为农业方面机器代替人工提供了可能。传统的花椒采摘可分为人工采集和田间机械设备采集两类，人工采集多依靠背负式和手持式设备，该方式为目前花椒采摘的主要方式，费时费力。虽然田间机械设备采集能够减轻人体采摘强度，但这种采摘方式会对果树以及果实造成不同程度的损伤。[0003]由于花椒采摘环境的局限性，花椒采摘通常存在操作复杂、作业时间长、采集要求较高等问题，人工采集不仅费时费力，而且花椒树的尖刺会对人体造成伤害，末端采摘装置作为智能机器人最重要的执行机构，直接决定了智能机器人的性能；目前存在的末端采摘装置多为枝梳齿刷式、机械手加持拉断式，枝梳齿刷式采摘机构虽然能够尽可能采摘下花椒果实，但同时会梳落枝条上的嫩叶及芽，机械手夹持剪断式力控制不当会导致花椒枝拉断，这两种采摘方式虽然能够完成作业任务，但都会对