專利名稱：一種果蔬采摘用的末端執(zhí)行器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種水果、蔬菜的采摘技術(shù)，具體地說是對諸如草莓、黃瓜、甜椒等果蔬采摘用末端執(zhí)行器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有采摘水果、果蔬的技術(shù)資料中，公開了一種采摘用的末端執(zhí)行器，其主要由驅(qū)動電機、夾緊部分、剪切部分構(gòu)成；末端執(zhí)行器的控制主要通過驅(qū)動電機的正反運轉(zhuǎn)來實現(xiàn)；驅(qū)動部分，有驅(qū)動電機，絲杠，滑塊；驅(qū)動電機帶動絲杠旋轉(zhuǎn)，滑塊根據(jù)驅(qū)動電機的正反旋轉(zhuǎn)，在絲杠上可以往返運動；帶動切刀以及聯(lián)動桿。實現(xiàn)末端執(zhí)行器的開閉作業(yè)；夾緊部分，由固定桿與連動桿兩個桿組成。連動桿通過滑塊往復(fù)運動完成開閉作業(yè)，連動桿的復(fù)位通過彈簧來完成；切割部分為水平移動的刀片組成。采摘時，由二個程序完成，先通過采果機的夾緊部分將果實固定，然后再通過切割部分將果柄切斷，切割只用一個刀片，切割效果不理想。該采果機，構(gòu)造復(fù)雜，操作不便，且容易對果實造成不同程度夾傷，從而導(dǎo)致水果不奈存放。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、不傷及果實、蔬菜的柔性末端執(zhí)行器。本實用新型是這樣實現(xiàn)的由驅(qū)動部分、夾緊部分8、剪切部分3、保護器11、控制部分構(gòu)成；該控制部分由有繼電器、控制器，計算機組成；夾緊部分由銷子4、彈簧5、連接軸 7組成；該裝置的特征在于所述控制部分，設(shè)有光電傳感器6、保護器11，光電傳感器的信號線連接在繼電器輸入端，繼電器的輸出端連到控制器信號輸入端，控制器與計算機連接，控制器的信號輸出端連接到電磁閥的控制端，根據(jù)計算機的指令控制氣動開關(guān)的開閉動作；保護器11由導(dǎo)桿，彈簧，光電傳感器6組成，是保護器座、彈簧與探頭一體的導(dǎo)桿，與光電傳感器6相平行， 位于光電傳感器6的后方2-4mm。所說光電傳感器6，為光纖傳感器；所述剪切部分，由兩個“〈”形刀和連接軸7組成鉗子形狀； 所述夾緊部分8，有兩個“ <，，形件，各“〈”形件的尾部設(shè)有與剪切部分離合作用的銷子4;復(fù)位利用彈簧5的力量。所述驅(qū)動部分有氣動開關(guān)1和空氣閥；氣動開關(guān)有兩個可往返運動的滑塊2，氣動開關(guān)的活塞通過連桿機構(gòu)與滑塊連接在一起；氣缸有進氣和排氣兩個口，通過空氣閥控制活塞的往復(fù)運動，并帶動滑塊，實現(xiàn)末端執(zhí)行器的開閉作業(yè)。該果蔬的采摘用末端執(zhí)行器的工作原理是果梗9進入到末端執(zhí)行器開口部分， 光電傳感器接收的光量值比設(shè)定值變大，便產(chǎn)生信號；該光電傳感器的信號輸入到繼電器， 繼電器的工作產(chǎn)生控制箱相應(yīng)輸入端的電位發(fā)生變化。計算機判斷相應(yīng)輸入端的電位變化 (編碼)符合設(shè)定條件，立即發(fā)出指令停止電機的轉(zhuǎn)動，停止末端執(zhí)行器的移動。計算機通過控制箱輸出端，發(fā)出另一個信號控制空氣閥，空氣閥通過改變進氣和排氣路徑，控制氣動開關(guān)的汽缸運動，達到控制末端執(zhí)行器的開閉作業(yè)。本實用新型的剪切部分為兩個“〈”形刀，該結(jié)構(gòu)和效果明顯不同于普通剪刀。剪切順序是刀刃前端往后剪切.保證100%完成剪切工作；另外，這種形狀，圍成了一個較大空間，此空間可以放置傳感器，達到機構(gòu)緊湊的目的；此外，實現(xiàn)了剪刀前端呈銳角的形狀一當接近采摘目標的時候，避免對周圍非采摘果蔬的損傷。本實用新型的夾緊部分， 為兩個“〈”形件組成，保證了閉合的時候，夾緊面上的不同位置的夾緊力基本一致；且這種形狀，可以使開口部分形成一個空間一可用于放置傳感器，達到機構(gòu)緊湊的目的。本實用新型由于安裝有光電傳感器和保護器，使采摘動作更準確、快捷，且安全可靠。本實用新型之采摘用末端執(zhí)行器，具有體積小、重量輕、操作方便、不傷及果實等優(yōu)點。
圖1是本實用新型整體構(gòu)造的正視示意圖；圖2是本實用新型整體構(gòu)造的側(cè)視示意圖；圖3.是本實用新型剪刀的開閉工作狀態(tài)示意圖；圖4.是本實用新型夾子的開閉工作狀態(tài)示意圖。圖中，1氣動開關(guān)、2滑塊、3剪切部分、4銷子、5彈簧、6光電傳感器、7連接軸、8夾緊部分、9果梗、10傳感器窗口、11保護器。圖中，SjM2—與滑塊連接的剪刀尾部的兩個位置，&禾化4—兩剪刀刀刃尖， &和&—兩剪刀刀刃尾，O---安裝連接軸7的位置，H1和吐---兩夾緊面的頂尖，H3和 H4—兩夾子尾部安裝銷子4的位置，H3和H6—兩夾緊面的尾尖，具體實施方式
以下結(jié)合附圖敘述一個實施例，對本實用新型做進一步敘述。圖1、圖2從正面和側(cè)面顯示本實用新型的構(gòu)造。主要由氣動開關(guān)1、驅(qū)動部分、夾緊部分8、剪切部分3組成。末端執(zhí)行器的控制部分，由光電傳感器6、繼電器、空氣閥、氣動開關(guān)1(直接驅(qū)動剪切部分的驅(qū)動機構(gòu))、控制箱，保護器11、計算機以及軟件組成。光電傳感器6的工作原理是發(fā)射光纖一直有光，接收光纖采集的光送到控制部分。一旦光電傳感器6接收的光量值比設(shè)定值高，就會產(chǎn)生信號，通過信號線輸出。保護器11是保護器座、彈簧與探頭一體的導(dǎo)桿，與光電傳感器6相平行，位于光電傳感器6的后方3mm。光纖傳感器6裝在末端執(zhí)行器里，信號線連接在繼電器輸入端，繼電器的輸出端連到控制箱信號輸入端，控制器通過RS232與計算機連接。控制箱的信號輸出端連接到電磁閥的控制端，根據(jù)計算機的指令控制氣動開關(guān)的開閉動作。夾緊部分8和剪切部分3的開口端形狀和開口大小一致，開閉作業(yè)幾乎同步完成。保護器11，平行地安裝在光電傳感器6旁。通常，保護器11的前端位于光電傳感器6的側(cè)下方，當光電傳感器6的位置過低而有被撞壞的可能時，保護器11前端先被接觸， 隨之克服彈簧力，擋住光電傳感器6，使光電傳感器產(chǎn)生信號，停止末端執(zhí)行器繼續(xù)下降，保證了光電傳感器6的安全，也防止末端執(zhí)行器失去控制頂工作面或障礙物，保護末端執(zhí)行器以及系統(tǒng)的安全。驅(qū)動部分，由氣動開關(guān)和空氣閥組成，計算機發(fā)出控制命令，改變與空氣閥相連接的控制器輸出端的電位，控制空氣閥中的電磁閥，改變空氣閥的通道接通方式，用高壓空氣改變氣動開關(guān)活塞的位置，最終達到控制氣動開關(guān)的工作狀態(tài)。氣動開關(guān)1由氣缸、連桿機構(gòu)和兩個可往返運動的滑塊2組成，氣動開關(guān)1的活塞通過連桿機構(gòu)與滑塊2連接在一起。 氣缸有進氣和排氣兩個口，通過電磁閥控制相應(yīng)的管路完成活塞的往復(fù)運動，帶動滑塊，實現(xiàn)末端執(zhí)行器的開閉作業(yè)。夾緊部分8，由兩個“〈”形件、彈簧5、連接軸7組成鉗子形狀。連接軸7把兩個” < “形件連接在一起，同時也起轉(zhuǎn)動軸的作用。彈簧5連接到兩個〈形件的力臂上，控制夾緊力。通過彈簧力來可調(diào)節(jié)夾緊力。工作端(與對像物接觸的部分)表面粘上軟海綿墊——盡量減少接觸時的壓傷。傳動主要通過分別裝在夾緊力臂上凸出的兩個銷子4與剪刀力臂的接觸來完成。 當驅(qū)動滑塊2帶動剪切部分打開時，剪刀力臂張開一定范圍，開始壓夾緊臂上的銷子4，克服彈簧力，打開夾緊部分。驅(qū)動滑塊2帶動剪切部分閉合時，夾緊部分靠彈簧力也閉合。夾緊部分和剪切部分的開口端的兩個“<”形件，其中間的空間用于安放傳感器6 ； 且可獲取較小的開口端的開口尺寸，達到末端執(zhí)行器的結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸較小的目的。剪切部分，由兩個“<”形件、連接軸7組成鉗子形狀。剪刀(開口端)平時打開， 工作時先從頂尖部分開始剪切(與普通剪刀的工作相反)。剪切部分的力臂直接跟氣動開關(guān)的滑塊連接。驅(qū)動部分的滑塊閉合，剪刀也閉合，驅(qū)動部分的滑塊張開，剪刀也張開。果梗9進入到末端執(zhí)行器開口部分，通過傳感器窗口 10監(jiān)測到的反射光量值變大，就會產(chǎn)生信號。把光電傳感器的信號輸入到繼電器，繼電器的工作產(chǎn)生控制箱相應(yīng)輸入端的電位發(fā)生變化。計算機判斷相應(yīng)輸入端的電位變化(編碼)符合設(shè)定條件，立即發(fā)出指令停止電機的轉(zhuǎn)動，停止末端執(zhí)行器1的移動。計算機通過控制箱輸出端，發(fā)出另一個信號控制電磁閥，電磁閥通過改變進氣和排氣管路，控制氣動開關(guān)的汽缸運動，達到控制末端執(zhí)行器的開閉作業(yè)。果梗9進入末端執(zhí)行器1的開口部分時，光電傳感器6的傳感器窗口 10檢測到果梗反射的光量后發(fā)出信號。計算機判斷信號，停止末端執(zhí)行器1的移動，通過電磁閥改變進氣和排氣管路，使末端執(zhí)行器1的滑塊2閉合?；瑝K2帶動剪切部分3開始閉合。同時，夾緊部分8也靠彈簧5的作用開始閉合。這時，銷子4與剪切部分3的力臂保持接觸，加緊部分8和剪切部分3以連接軸7為軸心保持一致的閉合作業(yè)。夾緊部分8的開口端與剪切部分3開口端，幾乎同時完成夾緊和剪切果梗的作業(yè)，最后果蔬離開母體。并夾緊部分8開口端夾緊果梗，加緊部分8銷子4也離開剪切部分3的力臂。卸載的時候，計算機發(fā)出指令，通過空氣閥改變進氣和排氣管路，使末端執(zhí)行器1 的滑塊2張開。末端執(zhí)行器1的滑塊2帶動剪切部分3張開。等接觸到剪切部分3的力臂與銷子4相接處，克服彈簧5的力量，帶動夾緊部分8強行張開。最后，剪切部分3與夾緊部分8的開口大小一致。圖3.顯示本實用新型剪刀的開閉工作狀態(tài)。圖中實線是剪刀打開時的狀態(tài)；虛線是剪刀閉合時的狀態(tài)。兩個剪刀尾部的點S1和&是與氣動開關(guān)1的滑塊2連接的位置；0點是與夾子連接的連接軸7通過的點。當空氣開關(guān)打開的時候(實線部分)，兩個滑塊2帶S1和&在同一個水平面上，反方向滑動。兩個剪刀刀刃頂尖&是順時針方向，、是逆時針方向，以0點為軸旋轉(zhuǎn)。整個打開過程是刀刃尾尖到頂尖的順序。部分也張開，形成倒V形開口。當空氣開關(guān)關(guān)閉的時候(虛線部分)，兩個滑塊2帶S1和&在同一個水平面上， 對著滑動。兩個剪刀刀刃頂尖&和、以0點為軸旋轉(zhuǎn)，刀刃部分也關(guān)閉。因為剪刀的<形結(jié)構(gòu)，剪刀關(guān)閉時，兩個剪刀刀刃尖&和、先接觸，開始剪切，最后兩個剪刀刀刃尾尖&和 &才接觸。整個剪切過程是刀刃頂尖到尾尖的順序。圖4.顯示本實用新型夾子的開閉工作狀態(tài)。圖中實線是夾子打開時的狀態(tài)；虛線是夾子閉合時的狀態(tài)。夾子通過0點與剪刀連接，固定在夾子尾部H3和H4的銷子4，有足夠的長度，剪刀臂張開的時候可接觸到。連接兩夾子的彈簧有預(yù)緊力，自然狀態(tài)下使夾子關(guān)閉。當空氣開關(guān)打開的時候(實線部分)，兩個滑塊2帶動S1和&打開剪刀。打開過程中，剪刀臂碰到固定在夾子的銷子4，克服彈簧5的預(yù)緊力，強行打開夾子。以0點為軸， 夾緊面頂尖H1和夾緊面尾尖H5是順時針方向，夾緊面頂尖吐和夾緊面尾尖H6是逆時針方向，分別旋轉(zhuǎn)。整個打開過程是夾子的夾緊面同時離開，最后形成倒V形開口。當空氣開關(guān)關(guān)閉的時候(虛線部分)，兩個滑塊2帶動S1和&閉合剪刀。閉合過程中，夾子通過接觸剪刀臂的銷子4和彈簧5的預(yù)緊力，與剪刀同步運動。當夾緊面頂尖H1 和H2，夾緊面尾尖H5和H6同時接觸后，夾緊面碰到一起。銷子4與剪刀臂脫離，夾子通過0 點可自由擺動，一般靠夾緊對象物的重力在垂直方向。其特點是，夾緊面的任何位置上，夾緊力是保持一致。夾緊力通過彈簧預(yù)緊力來調(diào)整。
權(quán)利要求1.一種果蔬采摘用末端執(zhí)行器，由驅(qū)動部分、夾緊部分(8)、剪切部分(3)、保護器 (11)、控制部分構(gòu)成；控制部分由繼電器、控制器，計算機組成；夾緊部分由銷子、彈簧 (5)、連接軸(7)組成；保護器(11)由導(dǎo)桿，彈簧，光電傳感器(6)組成；其特征在于所述控制部分，設(shè)有光電傳感器(6)、保護器(11)，光電傳感器(6)的信號線連接在繼電器輸入端，繼電器的輸出端連到控制器信號輸入端，控制器與計算機連接，控制器的信號輸出端連接到電磁閥的控制端，根據(jù)計算機的指令控制氣動開關(guān)的開閉動作；保護器(11) 平行安裝在光電傳感器(6)側(cè)旁；所述驅(qū)動部分，由空氣閥和氣動開關(guān)(1)組成；氣動開關(guān)有活塞、連桿機構(gòu)與兩個可往返運動滑塊連接在一起；有進氣和排氣兩個口，通過空氣閥控制活塞的往復(fù)運動，并帶動滑塊(2)，實現(xiàn)末端執(zhí)行器的開閉作業(yè)；所述剪切部分，由兩個“〈”形刀和連接軸(7)組成鉗子形狀；所述夾緊部分(8)，有兩個“〈”形件、各“〈”形件的上端，設(shè)有與剪切部分離合作用的銷子⑷；復(fù)位利用彈簧(5)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述果蔬采摘用的末端執(zhí)行器，其特征在于光電傳感器(6)為光纖傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述果蔬采摘用的末端執(zhí)行器，其特征在于剪切部分(3)和夾緊部分(8)通過連接軸(7)連在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述果蔬采摘用的末端執(zhí)行器，其特征在于保護器(11)是保護器座、彈簧與探頭一體的導(dǎo)桿，位于光電傳感器(6)的后方2-4mm。
專利摘要本實用新型涉及一種果蔬采摘用的末端執(zhí)行器，由氣動開關(guān)、驅(qū)動部分、夾緊部分、剪切部分構(gòu)成。本實用新型由于安裝有光電傳感器和保護器，使采摘動作更準確、快捷，且安全可靠。本實用新型的剪切部分為兩個”＜”形刀，該結(jié)構(gòu)和效果明顯不同于普通剪刀——剪切順序是刀刃前端往后剪切。保證100％完成剪切工作；另外，兩個“＜“形件可以圍成一個較大空間——可以該空間內(nèi)放置傳感器，達到機構(gòu)緊湊的目的；此外，使剪刀前端呈銳角的形狀——當接近采摘目標的時候，避免對周圍非采摘果蔬的損傷。本實用新型的夾緊部分，有兩個“＜”形件，保證了閉合的時候，夾緊面上的不同位置的夾緊力基本一致。本實用新型之采摘用末端執(zhí)行器，具有體積小、重量輕、操作方便、不傷及果實等優(yōu)點。
文檔編號A01D46/30GK202009581SQ201020588369

公開日2011年10月19日 申請日期2010年11月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月1日
發(fā)明者崔永杰 申請人:崔永杰