一种仿生五爪化橘红采摘装置的制作方法

本技术属于农业机械领域，具体涉及一种仿生五爪化橘红采摘装置。背景技术：1、化橘红主要产于广东、广西、湖南，其外观呈椭圆形，且大小不一。化橘红主要栽培于丘陵地带，其种植地理环境使得化橘红难以使用全机械化的采摘装置，因此使用机械辅助采摘的方式更为有效。专利cn211982692u公开了一种新型水果采摘器，夹手为三爪状结构，具有夹持抓取作用；但是，其三爪的展开空间不大，在抓取水果时需要人工进行较为精准的定位，才能使水果进入夹手的工作范围内，而且要通过人力拉扯来使水果与果柄分离以完成采摘，采摘效率低。专利cn108551874a公开了一种手持自旋杆式水果采摘器，包括三个爪体，采摘时可模拟人手握、扭、拉动作，通过旋转使水果与果柄分离以完成采摘；但是，这种旋转采摘方式比较费力，经常发生水果与果柄相连接过紧时导致难以采摘的情况，同时在抓取水果时需要人工进行较为精准的定位，才能使水果进入夹手的工作范围内；对于大小不一的果子，三个爪体的结构较难兼容，或因水果过大导致抓夹时伤损水果，或因水果过小导致难以抓夹。因此，研发一种适用于化橘红采摘装置，既可以高效地使化橘红果实与果柄分离，又能兼容不同大小的化橘红果实，是本领域迫切需要解决的问题。技术实现思路1、本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种仿生五爪化橘红采摘装置，既可以高效地使化橘红果实与果柄分离，又能兼容不同大小的化橘红果实。2、本实用新型的目的通过下述技术方案实现：3、一种仿生五爪化橘红采摘装置，包括杆体2、圆弧型实体圆柱4和末端执行器；圆弧型实体圆柱4和末端执行器安装于杆体2的末端，杆体2的内部为圆柱长杆21；所述末端执行器包括装配板12、小支座13和实体爪17；小支座13安装在装配板12上，实体爪17通过圆柱销18固定在小支座13上，圆柱销18还支撑实体爪17进行运动；装配板12的中间为圆孔，可活动圆块14在装配板12的圆孔内运动，圆柱长杆21与可活动圆块14相连接；可活动圆块14上设置有连接块15，连接块15通过连接件16与实体爪17形成联动装置，按压手把开关22带动圆柱长杆21以驱动可活动圆块，当可活动圆块14向下驱动时带动实体爪17进行向内倾斜的运动，实现化橘红果子的抓取；电机5通过齿轮控制圆弧型实体圆柱4进行旋转运动，用于拍击实体爪17抓取到的化橘红果子的果柄，使得果子与果柄脱落。4、所述小支座13和实体爪17为5个。5、所述杆体2上安装有开关1，用于控制电机5的运行；杆体2的一端连接有手柄3；杆体2的另一端连接有钻孔方块8，钻孔方块8的上方固定有钻孔圆柱19，钻孔方块8的下方固定有电机固定板6，电机5固定于电机固定板上，使得电机5平稳放置在钻孔方块8的下面；末端执行器安装在钻孔圆柱19上。6、钻孔圆柱19上固定有一个以上的支撑柱9，用于支撑装配板12；钻孔圆柱19与可活动圆块14之间放置有复位弹簧10，复位弹簧套接于圆柱长杆21的外围，用于可活动圆块14向下运动时的复位；可活动圆块14与圆柱长杆21固定连接。7、圆弧型实体圆柱4放置在钻孔方块8上的圆孔24中。8、手把开关22与圆柱长杆21固定连接，手柄3通过圆柱销23与手把开关22相连接；通过手把开关22的按压可以带动圆柱长杆21进行上下运动。9、所述电机5与小齿轮7相连接，大齿轮11与圆弧型实体圆柱4相固定；通过电机5带动小齿轮7，小齿轮7带动大齿轮11，大齿轮11作为从动轮带动圆弧形实体圆柱4进行旋转运动。10、所述实体爪17采用弧形tpu材料20；弧形tpu材料能增大与果子的摩擦力，使得抓取过程中果子不易脱落，而且抓取较大的果子时，tpu材料有一定的弹性，可进行适应性变形。11、一种仿生五爪化橘红采摘方法，是采用上述的仿生五爪化橘红采摘装置，包括下述步骤：12、(1)初始状态时，实体爪17处于原位状态，如图2所示；13、(2)装置移动到采摘位置后，通过按压手把开关22带动圆柱长杆21向下运动，从而带动可活动圆块14向下运动，进而带动连接块15向下运动，通过联动使得实体爪17向内运动，弧形tpu材料20与果子接触，形成抓取状态；可活动圆块14向下运动的过程作用于复位弹簧10，此时复位弹簧10处于压紧状态；14、(3)实体爪17抓取到果子后，果柄处于实体爪17的上方；开启电机5以驱动小齿轮7，小齿轮7驱动大齿轮11，大齿轮11驱动圆弧型实体圆柱4进行圆周运动，拍击到实体爪17抓取到的化橘红果子的果柄时，相当于施加了横向力，使得果子与果柄脱落；15、(4)放开手把开关22，此时复位弹簧10开始工作，驱使可活动圆块14复位，使得实体爪17处于原位状态，拿出化橘红果子，完成采摘。16、本实用新型的原理是：实用新型人经过长期的研究和实地考查，发现施加一个横向力在化橘红的果柄上时，能使得果柄与果子轻易发生脱离；基于此，发明人创新性的设计了圆弧型实体圆柱4，当圆弧型实体圆柱4进行圆周运动，拍击到实体爪17抓取到的化橘红果子的果柄时，相当于施加了横向力，使得果子与果柄脱落。另外，发明人设计了仿手型的实体爪，模仿了人手抓取东西时的状态，其中，位于两侧的实体爪相当于尾指与拇指，中间三根实体爪相当于其余三根手指，这样在抓取的过程中能更好对果子进行定位，快速抓取到果子，提高采摘效率。17、本实用新型与现有技术相比具有如下优点和效果：18、(1)本实用新型采用的末端执行器为五爪抓取组件，相对于三爪能更大程度的兼容化橘红的果型大小，在实体爪与果子接触面采用了tpu材料，在采摘时不仅兼容化橘红的果型大小，还极大地保护了果子的完整性。19、(2)本实用新型采用电机带动齿轮，齿轮带动圆弧型实体圆柱做圆周运动，拍击果柄，施加一个横向力完成采摘，提高采摘效率从而可以避免像现有技术中三爪采摘组件通过旋转或者人工拉扯以完成采摘。技术特征：1.一种仿生五爪化橘红采摘装置，其特征在于：包括杆体、圆弧型实体圆柱和末端执行器；圆弧型实体圆柱和末端执行器安装于杆体的末端，杆体的内部为圆柱长杆；所述末端执行器包括装配板、小支座和实体爪；小支座安装在装配板上，实体爪通过圆柱销固定在小支座上，圆柱销还支撑实体爪进行运动；装配板的中间为圆孔，可活动圆块在装配板的圆孔内运动，圆柱长杆与可活动圆块相连接；可活动圆块上设置有连接块，连接块通过连接件与实体爪形成联动装置，按压手把开关带动圆柱长杆以驱动可活动圆块，当可活动圆块向下驱动时带动实体爪进行向内倾斜的运动，实现化橘红果子的抓取；电机通过齿轮控制圆弧型实体圆柱进行旋转运动，用于拍击实体爪抓取到的化橘红果子的果柄，使得果子与果柄脱落。2.根据权利要求1所述的仿生五爪化橘红采摘装置，其特征在于：所述小支座和实体爪为5个。3.根据权利要求1所述的仿生五爪化橘红采摘装置，其特征在于：所述杆体上安装有开关，用于控制电机的运行；杆体的一端连接有手柄；杆体的另一端连接有钻孔方块，钻孔方块的上方固定有钻孔圆柱，钻孔方块的下方固定有电机固定板，电机固定于电机固定板上，使得电机平稳放置在钻孔方块的下面；末端执行器安装在钻孔圆柱上。4.根据权利要求1所述的仿生五爪化橘红采摘装置，其特征在于：钻孔圆柱上固定有一个以上的支撑柱，用于支撑装配板；钻孔圆柱与可活动圆块之间放置有复位弹簧，复位弹簧套接于圆柱长杆的外围，用于可活动圆块向下运动时的复位；可活动圆块与圆柱长杆固定连接。5.根据权利要求1所述的仿生五爪化橘红采摘装置，其特征在于：圆弧型实体圆柱放置在钻孔方块上的圆孔中。6.根据权利要求1所述的仿生五爪化橘红采摘装置，其特征在于：手把开关与圆柱长杆固定连接，手柄通过圆柱销与手把开关相连接；通过手把开关的按压带动圆柱长杆进行上下运动。7.根据权利要求1所述的仿生五爪化橘红采摘装置，其特征在于：所述电机与小齿轮相连接，大齿轮与圆弧型实体圆柱相固定；通过电机带动小齿轮，小齿轮带动大齿轮，大齿轮作为从动轮带动圆弧形实体圆柱进行旋转运动。8.根据权利要求1所述的仿生五爪化橘红采摘装置，其特征在于：所述实体爪采用弧形tpu材料；弧形tpu材料能增大与果子的摩擦力，使得抓取过程中果子不易脱落，而且抓取较大的果子时，tpu材料有一定的弹性，可进行适应性变形。技术总结本技术公开了一种仿生五爪化橘红采摘装置。所述装置包括杆体、圆弧型实体圆柱和末端执行器；圆弧型实体圆柱和末端执行器安装于杆体的末端，杆体的内部为圆柱长杆；所述末端执行器包括装配板、小支座和实体爪；小支座安装在装配板上，实体爪通过圆柱销固定在小支座上；装配板的中间为圆孔，可活动圆块在装配板的圆孔内运动，圆柱长杆与可活动圆块相连接；可活动圆块上设置有连接块，连接块通过连接件与实体爪形成联动装置，按压手把开关带动圆柱长杆以驱动可活动圆块；电机通过齿轮控制圆弧型实体圆柱进行旋转运动。本技术既可以高效地使化橘红果实与果柄分离，又能兼容不同大小的化橘红果实。技术研发人员：孙振刚,陈立宏,蔡志烁,赖艺凡,闫国琦,莫嘉嗣,周锡恩受保护的技术使用者：岭南现代农业科学与技术广东省实验室茂名分中心技术研发日：20231023技术公布日：2024/5/19