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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107214716A(43)申请公布日2017.09.29(21)申请号201710454459.2(22)申请日2017.06.14(71)申请人中国计量大学地址310018浙江省杭州市江干经济开发区学源街258号(72)发明人梁喜凤金杞超(74)专利代理机构杭州求是专利事务所有限公司33200代理人张法高傅朝栋(51)Int.Cl.B25J15/00(2006.01)B25J15/02(2006.01)A01D45/00(2006.01)B25J13/08(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称番茄果实串采摘末端执行器及其采摘方法(57)摘要本发明公开了一种番茄果实串采摘末端执行器及其采摘方法。番茄果实串采摘末端执行器,包括支架、夹持步进电机、固定夹持臂、超声波测距传感器、凸轮锯齿刀、切割步进电机、活动夹持臂、齿条、齿轮、控制器。由固定夹持臂、活动夹持臂组成夹持机构夹持番茄果实串的主果梗,夹持力通过超声波测距传感器测距并控制夹持间隙从而控制夹持力,由安装在固定夹持臂的旋转凸轮锯齿刀切断主果梗,实现果实串与植株分离,采摘过程一次可完成一串果实采摘,极大地提高采摘生产率,产品也符合消费者的要求,夹持与果梗切断执行部件均不与果实接触,避免了对果实与植株的损伤。整个末端执行器结构紧凑,操作简单、方便,工作可靠。CN107214716ACN107214716A权利要求书1/1页1.一种番茄果实串采摘末端执行器,其特征在于包括支架(1)、夹持步进电机(2)、支座(3)、右滑块(4)、固定夹持臂(5)、超声波测距传感器(6)、凸轮锯齿刀(7)、切割步进电机(8)、弹性垫片(9)、滑轨(10)、活动夹持臂(11)、齿条(12)、齿轮(13)、左滑块(14)、控制器;夹持步进电机(2)固定在支架(1)后座上表面,夹持步进电机(2)的动力输出轴穿过机架(1)与齿轮(13)同轴固定连接;两个支座(3)分别固定在支架(1)前侧的两端,滑轨(10)两端分别固定安装在支架(1)上的两个支座(3)上,左滑块(14)、右滑块(4)安装在滑轨(10)上,左滑块(14)、右滑块(4)均与滑轨(10)构成移动副;左滑块(14)、右滑块(4)上表面分别与齿条(12)下表面固定连接,齿条(12)上表面的齿与齿轮(13)啮合构成齿轮齿条传动;活动夹持臂(11)固定于左滑块(14)前侧,固定夹持臂(5)固定于支架(1)前右侧,活动夹持臂(11)与固定夹持臂(5)的夹持端在同一水平面上;活动夹持臂(11)与固定夹持臂(5)的夹持端内侧均设有弹性垫片(9),超声波测距传感器(6)固定在固定夹持臂(5)内侧;切割步进电机(8)竖直固定于固定夹持臂(5)夹持端外侧的凹槽内,凸轮锯齿刀(7)基圆中心与切割步进电机(8)输出轴固定连接;夹持步进电机(2)、切割步进电机(8)由控制器控制。2.根据权利要求1所述的番茄果实串采摘末端执行器,其特征在于凸轮锯齿刀(7)基圆半径与固定夹持臂(5)上切割步进电机(8)输出穿过的孔中心至固定夹持臂内表面的距离相等,且凸轮锯齿刀(7)基圆部分无锯齿、凸出部分设有锯齿,凸轮锯齿刀(7)的升程略大于番茄果实串主茎的最大直径。3.根据权利要求1所述的番茄果实串采摘末端执行器,其特征在于所述固定夹持臂(5)为“Z”字形结构,夹持端外侧设有凹槽。4.根据利用权利要求1所述番茄果实串采摘末端执行器的采摘方法,其特征在于:在上位机指令下,当番茄果实串采摘的末端执行机构被移动番茄果实串处,使番茄果实串的主茎位于固定夹持臂(5)、活动夹持臂(11)之间,控制器控制夹持步进电机(2)正向转动并带动齿轮(13)转动,齿轮(13)使齿条(12)向右移动,从而齿条(12)使带动活动夹持臂(11)向右运动并向固定夹持臂(5),同时超声波测距传感器(6)连续测定固定夹持臂(5)、活动夹持臂(11)之间距离并将距离信号传输至控制器,控制器根据上位机获得的番茄果实串的主茎直径及稳定夹持所需的变形量判断超声波测距传感器(6)所测距离值达到要求时,夹持步进电机(2)停止转动,固定夹持臂(5)、活动夹持臂(11)将番茄果实串主茎稳定夹持;然后控制器使切割步进电机(8)转动,从而带动凸轮锯齿刀(7)转动,当凸轮锯齿刀(7)的锯齿与番茄果实串主茎接触后,番茄果实串主茎被凸轮锯齿刀(7)的锯齿切断,从而实现了番茄果实串与植株的稳定分离;当番茄果实串采摘的末端执行机构被移动至果实收集处,控制器控制夹持步进电机(2)反转,活动夹持臂(11)反向横移,果实串落入收集箱;然后控制器控制夹持步进电机(2)使活动夹持臂(11)复位并与固定夹持臂(5)保持设定的距离,控制器控制切割步进电机(8)使凸轮