本發(fā)明涉及農(nóng)作物采摘設(shè)備，具體為一種菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手及采摘裝置。
背景技術(shù)：
1、菠蘿作為熱帶特色水果，其采摘環(huán)節(jié)長(zhǎng)期依賴人工操作，但菠蘿植株葉片鋒利、果實(shí)生長(zhǎng)隱蔽且多位于丘陵坡地，導(dǎo)致人工采摘效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大且易造成刺傷。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程加速，傳統(tǒng)人工采摘模式已難以滿足規(guī)?；N植需求，加之勞動(dòng)力成本上升與采收期集中導(dǎo)致的用工荒問(wèn)題，亟需通過(guò)機(jī)械化、智能化技術(shù)突破瓶頸。
2、現(xiàn)有的菠蘿采摘機(jī)械手在進(jìn)行采摘時(shí)一般是對(duì)菠蘿進(jìn)行夾持后通過(guò)扭斷的方式將菠蘿的莖部和果柄相互分離，上述裝置在使用時(shí)存在以下較為明顯的缺陷：首先，采用剛性?shī)A持存在著對(duì)果實(shí)的損傷問(wèn)題，并且為了保證菠蘿銷售時(shí)的成熟度，一般在菠蘿果實(shí)成熟度較低(一般為7-8成熟)時(shí)采摘，成熟度較低的菠蘿其莖部尚未變脆，很難通過(guò)扭斷的方式將菠蘿進(jìn)行分離，采摘效果不穩(wěn)定。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手及采摘裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。
2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一方面，提供一種菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手，包括：
4、機(jī)架，所述機(jī)架固定連接于菠蘿采摘車，所述菠蘿采摘車設(shè)置有菠蘿框；
5、檢測(cè)組件，所述檢測(cè)組件用于對(duì)菠蘿的位置進(jìn)行檢測(cè)；
6、采摘組件，所述采摘組件包括翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、安裝架、位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和夾爪，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述機(jī)架，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)用于帶動(dòng)所述安裝架進(jìn)行翻轉(zhuǎn)，所述安裝架設(shè)置有夾爪，所述位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)用于對(duì)所述夾爪在所述安裝架上的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)所述夾爪對(duì)菠蘿進(jìn)行夾持；
7、蓄能組件，所述蓄能組件用于在所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)將空氣進(jìn)行壓縮并儲(chǔ)存；
8、切割組件，所述切割組件包括氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和切割刀，所述氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)用于利用所述蓄能組件儲(chǔ)存的壓縮空氣驅(qū)動(dòng)切割刀對(duì)于菠蘿進(jìn)行切割；
9、清潔組件，所述清潔組件包括輸送機(jī)構(gòu)、氣囊、釋放機(jī)構(gòu)一、觸發(fā)機(jī)構(gòu)和釋放機(jī)構(gòu)二，所述輸送機(jī)構(gòu)用于將一部分儲(chǔ)能組件中儲(chǔ)存的空氣輸入所述氣囊，所述氣囊設(shè)置于所述夾爪，所述釋放機(jī)構(gòu)一用于在所述夾爪將菠蘿放置到所述菠蘿框中后釋放所述氣囊中的空氣并對(duì)夾爪進(jìn)行氣流清潔，所述釋放機(jī)構(gòu)二用于在夾爪對(duì)菠蘿進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)所述切割刀進(jìn)行氣流清潔。
10、優(yōu)選的，所述檢測(cè)組件包括安裝桿和攝像頭，所述安裝桿連接于所述機(jī)架，所述攝像頭安裝于所述安裝桿。
11、優(yōu)選的，所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括翻轉(zhuǎn)電機(jī)、平行桿組一、從動(dòng)桿、平行桿組二和角度傳感器，所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置于所述機(jī)架，所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)用于帶動(dòng)平行桿組一進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，平行桿組一兩端分別連接于所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端和所述安裝架，所述從動(dòng)桿設(shè)置于所述機(jī)架，所述平行桿組二兩端分別連接于所述安裝架和所述從動(dòng)桿，所述角度傳感器用于對(duì)所述安裝架的翻轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測(cè)。
12、優(yōu)選的，所述位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括固定架、固定塊、角度調(diào)節(jié)電機(jī)、調(diào)節(jié)桿和扭轉(zhuǎn)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝盒、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和若干個(gè)從動(dòng)齒輪，所述固定架設(shè)置于所述安裝架，所述固定塊通過(guò)螺栓連接于所述固定架，所述角度調(diào)節(jié)電機(jī)設(shè)置于所述固定塊，所述角度調(diào)節(jié)電機(jī)用于帶動(dòng)所述調(diào)節(jié)桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述扭轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置于所述調(diào)節(jié)桿遠(yuǎn)離所述角度調(diào)節(jié)電機(jī)的一端，所述扭轉(zhuǎn)電機(jī)連接有安裝盒，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置于所述安裝盒，所述夾爪對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)，每個(gè)所述夾爪兩側(cè)均連接有從動(dòng)齒輪，相鄰的從動(dòng)齒輪相互嚙合，其中一個(gè)從動(dòng)齒輪連接于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端。
13、優(yōu)選的，所述蓄能組件包括轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊一、連桿、活塞、轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊二、氣缸和儲(chǔ)氣罐，所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊一連接于所述平行桿組一，所述連桿通過(guò)球頭連接塊連接于所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊一，所述連桿遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊一的一端連接有活塞，所述活塞連接于所述氣缸，所述氣缸通過(guò)球頭連接塊連接于所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊二，所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊二連接于所述平行桿組二，所述活塞在所述氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)壓縮的空氣儲(chǔ)存于所述儲(chǔ)氣罐，所述儲(chǔ)氣罐設(shè)置于所述安裝架。
14、優(yōu)選的，所述氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電磁開(kāi)啟閥一和氣動(dòng)伸縮桿，所述電磁開(kāi)啟閥一連接于所述儲(chǔ)氣罐，所述電磁開(kāi)啟閥一通過(guò)管道連接于所述氣動(dòng)伸縮桿，所述氣動(dòng)伸縮桿連接于所述安裝盒，所述氣動(dòng)伸縮桿的移動(dòng)端連接有所述切割刀。
15、優(yōu)選的，所述輸送機(jī)構(gòu)包括電磁開(kāi)啟閥二和連接管，所述電磁開(kāi)啟閥二連接于所述儲(chǔ)氣罐，所述電磁開(kāi)啟閥二通過(guò)連接管連接于所述氣囊。
16、優(yōu)選的，所述釋放機(jī)構(gòu)一包括釋壓閥一，所述釋壓閥一連接于所述氣囊，在所述角度傳感器檢測(cè)到所述安裝架運(yùn)動(dòng)至所述菠蘿框上方時(shí)，所述釋壓閥一會(huì)開(kāi)啟。
17、優(yōu)選的，所述釋放機(jī)構(gòu)二包括釋壓閥二和復(fù)位彈簧，所述釋壓閥二設(shè)置于所述氣動(dòng)伸縮桿和所述切割刀的連接端，所述復(fù)位彈簧設(shè)置于所述氣動(dòng)伸縮桿內(nèi)部，所述復(fù)位彈簧用于在釋壓時(shí)帶動(dòng)氣動(dòng)伸縮桿進(jìn)行復(fù)位，在所述角度傳感器檢測(cè)到所述安裝架進(jìn)行上升時(shí)，所述釋壓閥二會(huì)開(kāi)啟。
18、另一方面，提供一種采摘裝置，包括上述的菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手。
19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明通過(guò)在夾爪對(duì)菠蘿進(jìn)行運(yùn)輸時(shí)對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，并壓縮空氣驅(qū)動(dòng)氣囊實(shí)現(xiàn)柔性?shī)A持，能夠有效避免夾爪對(duì)菠蘿的壓傷或損壞，保證了采摘過(guò)程中的果實(shí)安全性。同時(shí)，氣囊的設(shè)計(jì)使得夾持力可以根據(jù)菠蘿的形狀和大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，提高了適應(yīng)性和靈活性，壓縮空氣還在采摘時(shí)通過(guò)氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)切割刀對(duì)菠蘿進(jìn)行采摘，此外在氣囊進(jìn)行復(fù)位時(shí)利用氣囊中的空氣對(duì)夾爪表面浮塵進(jìn)行清潔，以及在氣動(dòng)伸縮桿進(jìn)行復(fù)位時(shí)利用氣動(dòng)伸縮桿中的空氣對(duì)切割刀進(jìn)行清潔，實(shí)現(xiàn)了能量的多級(jí)應(yīng)用，本發(fā)明適用于成熟度較低的菠蘿果實(shí)采摘，在使用時(shí)氣囊自適應(yīng)包裹特性可以有效地減少夾爪對(duì)菠蘿進(jìn)行采摘時(shí)造成的機(jī)械損傷，可以大幅提升采摘效率，對(duì)于夾爪和切割刀的自清潔可以有效地降低維護(hù)成本。
1.一種菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手，其特征在于：所述檢測(cè)組件包括安裝桿和攝像頭，所述安裝桿連接于所述機(jī)架，所述攝像頭安裝于所述安裝桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手，其特征在于：所述翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括翻轉(zhuǎn)電機(jī)、平行桿組一、從動(dòng)桿、平行桿組二和角度傳感器，所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置于所述機(jī)架，所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)用于帶動(dòng)平行桿組一進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，平行桿組一兩端分別連接于所述翻轉(zhuǎn)電機(jī)的輸出端和所述安裝架，所述從動(dòng)桿設(shè)置于所述機(jī)架，所述平行桿組二兩端分別連接于所述安裝架和所述從動(dòng)桿，所述角度傳感器用于對(duì)所述安裝架的翻轉(zhuǎn)角度進(jìn)行檢測(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手，其特征在于：所述位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括固定架、固定塊、角度調(diào)節(jié)電機(jī)、調(diào)節(jié)桿和扭轉(zhuǎn)電機(jī)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括安裝盒、驅(qū)動(dòng)電機(jī)和若干個(gè)從動(dòng)齒輪，所述固定架設(shè)置于所述安裝架，所述固定塊通過(guò)螺栓連接于所述固定架，所述角度調(diào)節(jié)電機(jī)設(shè)置于所述固定塊，所述角度調(diào)節(jié)電機(jī)用于帶動(dòng)所述調(diào)節(jié)桿進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，所述扭轉(zhuǎn)電機(jī)設(shè)置于所述調(diào)節(jié)桿遠(yuǎn)離所述角度調(diào)節(jié)電機(jī)的一端，所述扭轉(zhuǎn)電機(jī)連接有安裝盒，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)設(shè)置于所述安裝盒，所述夾爪對(duì)稱設(shè)置有兩個(gè)，每個(gè)所述夾爪兩側(cè)均連接有從動(dòng)齒輪，相鄰的從動(dòng)齒輪相互嚙合，其中一個(gè)從動(dòng)齒輪連接于所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出端。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手，其特征在于：所述蓄能組件包括轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊一、連桿、活塞、轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊二、氣缸和儲(chǔ)氣罐，所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊一連接于所述平行桿組一，所述連桿通過(guò)球頭連接塊連接于所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊一，所述連桿遠(yuǎn)離所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊一的一端連接有活塞，所述活塞連接于所述氣缸，所述氣缸通過(guò)球頭連接塊連接于所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊二，所述轉(zhuǎn)動(dòng)連接塊二連接于所述平行桿組二，所述活塞在所述氣缸中往復(fù)運(yùn)動(dòng)壓縮的空氣儲(chǔ)存于所述儲(chǔ)氣罐，所述儲(chǔ)氣罐設(shè)置于所述安裝架。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手，其特征在于：所述氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括電磁開(kāi)啟閥一和氣動(dòng)伸縮桿，所述電磁開(kāi)啟閥一連接于所述儲(chǔ)氣罐，所述電磁開(kāi)啟閥一通過(guò)管道連接于所述氣動(dòng)伸縮桿，所述氣動(dòng)伸縮桿連接于所述安裝盒，所述氣動(dòng)伸縮桿的移動(dòng)端連接有所述切割刀。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手，其特征在于：所述輸送機(jī)構(gòu)包括電磁開(kāi)啟閥二和連接管，所述電磁開(kāi)啟閥二連接于所述儲(chǔ)氣罐，所述電磁開(kāi)啟閥二通過(guò)連接管連接于所述氣囊。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手，其特征在于：所述釋放機(jī)構(gòu)一包括釋壓閥一，所述釋壓閥一連接于所述氣囊，在所述角度傳感器檢測(cè)到所述安裝架運(yùn)動(dòng)至所述菠蘿框上方時(shí)，所述釋壓閥一會(huì)開(kāi)啟。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手，其特征在于：所述釋放機(jī)構(gòu)二包括釋壓閥二和復(fù)位彈簧，所述釋壓閥二設(shè)置于所述氣動(dòng)伸縮桿和所述切割刀的連接端，所述復(fù)位彈簧設(shè)置于所述氣動(dòng)伸縮桿內(nèi)部，所述復(fù)位彈簧用于在釋壓時(shí)帶動(dòng)氣動(dòng)伸縮桿進(jìn)行復(fù)位，在所述角度傳感器檢測(cè)到所述安裝架進(jìn)行上升時(shí)，所述釋壓閥二會(huì)開(kāi)啟。
10.一種采摘裝置，其特征在于：包括權(quán)利要求1-9任意一項(xiàng)所述的菠蘿采摘執(zhí)行機(jī)械手。