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申请/专利权人：重庆理工大学

摘要：本发明公开了一种果实摘取末端执行机构，包括U形支架、果实剪切装置和剪切驱动装置，果实剪切装置包括上颚切刀和下颚切刀，剪切驱动装置包括安装侧架和摆动侧架，摆动侧架和安装侧架铰接连接在U形支架的两个侧臂上，上颚切刀和下颚切刀的两端分别铰接连接在安装侧架和摆动侧架上，安装侧架上安装有摆动气缸，摆动气缸的两个平行指上分别铰接有一根连杆，连杆的另一端铰接在上颚切刀或下颚切刀上，U形支架的底部固定连接有安装座，安装座上固定连接有用于抵接在上颚切刀以能够实现对其进行转动限制的限位装置。本发明结构简单，能够从果实的侧向实现对果柄的剪切，便于对掉落果实的收集，避免设备对果实造成的碰伤，减少了对果实品质的伤害。

主权项：1.一种果实摘取末端执行机构，包括U形支架、果实剪切装置和剪切驱动装置，果实剪切装置包括上颚切刀和下颚切刀，上颚切刀和下颚切刀整体均呈U形结构，其特征在于：剪切驱动装置包括安装侧架和摆动侧架，摆动侧架和安装侧架分别通过沿U形支架上两个侧臂的相对方向设置的铰轴Ⅰ铰接连接在U形支架的两个侧臂上，其中安装侧架铰接连接在U形支架其中一个侧臂的外侧面上，上颚切刀的两端和下颚切刀的两端分别通过铰轴Ⅱ铰接连接在安装侧架的前端和摆动侧架的前端，安装侧架的后端安装有摆动气缸，摆动气缸的两个平行指上分别设置有一根连杆，连杆的一端通过铰轴Ⅲ与其所在平行指铰接连接，两根连杆各自远离铰轴Ⅲ的一端分别通过铰轴Ⅳ与上颚切刀和下颚切刀铰接连接，当摆动气缸往复工作时，两根连杆能够驱动上颚切刀和下颚切刀沿相对或相反方向转动，铰轴Ⅰ、铰轴Ⅱ、铰轴Ⅲ和铰轴Ⅳ相互平行设置，U形支架的底部固定连接有安装座，安装座上固定连接有用于抵接在上颚切刀以能够实现对上颚切刀和下颚切刀相互张开角度进行限制的限位装置，当摆动气缸的两个平行指相互张开的时候，上颚切刀能够与下颚切刀朝向相对方向进行转动以实现对果柄的剪切；所述限位装置包括固定连接在所述安装座上且位于所述摆动侧架一侧的安装边架，安装边架上安装有直线气缸，直线气缸中活塞杆的轴线与所述U形支架所在平面平行设置，直线气缸的缸体头部朝向所述U形支架的前端，直线气缸中活塞杆的头部固定连接有限位块，当直线气缸中活塞杆朝向所述U形支架的前端伸出时，限位块能够抵接在所述上颚切刀上；U形支架的开口对准果实，从果实的侧向靠近果实，使上颚切刀抵接到果实的果柄；启动摆动气缸后，摆动气缸的两个平行指转动张开，通过连杆控制上颚切刀和下颚切刀相对转动，使安装侧架的后端绕铰轴Ⅰ向下转动，安装侧架的前端向上转动，能够使上颚切刀和下颚切刀切合的位置转到上方，实现对果实上方果柄的剪切。

全文数据：果实摘取末端执行机构技术领域[0001]本发明涉及一种摘果工具，具体涉及一种果实摘取末端执行机构。背景技术[0002]近年来，随着我国农村经济体制改革的深入和市场经济的发展，水果产量逐年大幅度增加，水果产业在国民经济中占有重要地位。根据国家统计局数据:2014年我国水果总产量增长至26142.24万吨，较上年同期增长4.2%;苹果总产量为4092.32万吨，产量同比增长3.1%，占同期国内水果总产量的15_65%;柑桔总产量为3492.66万吨，产量同比增长5.2%，占同期国内水果总产量的13•36%;梨产量为1796.44万吨，产量同比增长3.8%，占同期国内水果总产量的6•87%。从水果的种植到上市销售，其中采摘作业时最耗时，最费力的一个环节。像苹果、柑桔和梨之类的水果，都是生长在高处，从而必须借助工具来完成采摘。常见的采摘工具包括一根可以伸缩的伸缩臂，伸缩臂的顶端设置有采摘末端执行器，采摘末端执行器包括能够对树枝进行剪切的剪具，剪具将树枝剪切断后，果实就掉落至下方的果实收集装置中。但是剪具在剪切树枝的瞬间，对树枝产生很大的作用力，果实就会晃动，可能会使果实撞击到剪具或者是伸缩臂上，对果实造成伤害，降低果实的品质。[0003]为了解决上述技术问题，目前一些大型化的果园都是采用机械装置来采摘果实，这种摘果装置包括机械臂，机械臂的末端安装有果实采摘末端执行器，果实采摘末端执行器包括上颚切刀、下颚切刀和U形支架，上颚切刀和下颚切刀整体均呈U型结构，上颚切刀的两端和下颚切刀的两端分别铰接连接在U形支架的两个侧臂上，U形支架底部固定有安装座，安装座上固定连接有能够分别驱动上颚切刀和下颚切刀转动的驱动装置。驱动装置能够驱动上颚切刀和下颚切刀沿相对或相背方向转动，上颚切刀和下颚切刀一张一合就能够完成对果柄的剪切。由于果实通过其顶部的果柄挂在树枝上，那么在操作果实采摘末端执行器的时候，就要控制机械臂从果实的下方伸向果实，使果实从张开的上颚切刀和下颚切刀进入到U形支架内，再控制上颚切刀和下颚切刀闭合，对果实顶部的果柄进行剪切，完成摘果操作。由于机械臂从果实的下方伸向果实，果实的果柄被切断后，果实向下掉落，由于机械臂的阻挡，无法设置集果装置对果实进行收集，只能任由果实落下撞击到机械臂上再向四周掉落，这样机械臂容易对果实造成损伤，降低果实的品质。发明内容[0004]针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是:如何提供一种能够从果矣侧向方向对果头的果柄进行剪切，减少对果实品质伤害的果实摘取末端执行机构。[0005]为了解决上述技术问题，本发明采用了的技术方案：一种果实摘取末端执行机构，包括U形支架、果实剪切装置和剪切驱动装置，果实剪切装置包括上颚切刀和下颚切刀，上颚切刀和下颚切刀整体均呈U形结构，剪切驱动装置包括安装侧架和摆动侧架，摆动侧架和安装侧架分别通过沿u形支架上两个侧臂的相对方向设置的铰轴I铰接连接在U形支架的两个侧臂上，其中安装侧架铰接连接在U形支架其中一个侧臂的外侧面上，上颚切刀的两端和下颚切刀的两端分别通过铰轴n较接连接在安装侧架的前端和摆动侧架的前端，安装侧架的后端安装有摆动气缸，摆动气缸的两个平行指上分别设置有一根连杆，连杆的一端通过铰轴m与其所在平行指铰接连接，两根连杆各自远离铰轴m的一端分别通过铰轴iv与上颚切刀和下颚切刀铰接连接，当摆动气缸往复工作时，两根连杆能够驱动上颚切刀和下颚切刀沿相对或相反方向转动，铰轴I、铰轴n、铰轴m和铰轴IV相互平行设置，u形支架的底部固定连接有安装座，安装座上固定连接有用于抵接在上颚切刀以能够实现对上颚切刀和下颚切刀相互张开角度进行限制的限位装置，当摆动气缸的两个平行指相互张开的时候，上颚切刀能够与下颚切刀朝向相对方向进行转动以实现对果柄的剪切。[0006]在本发明中，将U形支架的底部固定在机械臂的末端，控制机械臂，使U形支架的开口对准果实，从果实的侧向靠近果实，使上颚切刀的抵接到果实的果柄，此时果实位于U形支架的开口内。启动摆动气缸，摆动气缸的两个平行指转动张开，通过连杆控制上颚切刀和下颚切刀相对转动，而此时摆动气缸受自身重力的关系，使安装侧架绕的后端绕铰轴I向下转动，而安装侧架的前端就会向上转动，这样就能够使上颚切刀和下颚切刀切合的位置转到上方，实现对果实上方果柄的剪切，这样果实的下方就没有设备阻挡，可以利用果实收集装置对果实进行收集，避免了与果实碰撞造成的果实损伤，减少了对果实品质伤害。另外限位装置对上颚切刀进行限位，使上颚切刀和下颚切刀在切合状态下的切合面可与果柄轴线保持垂直状态，在这种情况下作用于果柄上的剪切力可实现最大化。果实摘除完成后，启动摆动气缸，摆动气缸的两个平行指转动闭合，通过连杆控制上颚切刀和下颚切刀相背转动，由于此时上颚切刀和下颚切刀的切合位置位于上方，上颚切刀在张开的时候收到限位装置的阻挡，无法向外转动，其位置保持不变，摆动气缸平行指转动的作用力反向作用在摆动气缸上，实现安装侧架的后端绕铰轴I向上转动，安装侧架的前端就会向下转动，下颚切刀同时向下转动，以实现上颚切刀和下颚切刀的张开，等待下一次操作。[0007]作为优化，所述上颚切刀和所述下颚切刀均包括整体呈U形结构的刀架，刀架包括切合部和位于切合部两端的连接部，位于切合部两端的连接部分别铰接连接在所述安装侧架和所述摆动侧架上，切合部上固定连接有刀刃，当所述上颚切刀与所述下颚切刀朝向相对方向转动时，所述上颚切刀中的刀刃能够与所述下颚切刀中的刀刃相切合。[0008]作为优化，所述限位装置包括固定连接在所述安装座上且位于所述摆动侧架一侧的安装边架，安装边架上安装有直线气缸，直线气缸中活塞杆的轴线与所述U形支架所在平面平行设置，直线气缸的缸体头部朝向所述U形支架的前端，直线气缸中活塞杆的头部固定连接有限位块，当直线气缸中活塞杆朝向所述U形支架的前端伸出时，限位块能够抵接在所述上颚切刀上。某些果树的树枝较为密集，上颚切刀和下颚切刀如果张开角度较大，例如180°，这样整个装置的截面尺寸就较大，那么就不容易通过树枝较为密集的区域。通过控制直线气缸活塞的伸出长度，实现对上颚切刀张开不同角度的限制，进而控制安装侧架的转动角度，实现上颚切刀和下颚切刀张开角度的控制，使装置能够穿过较窄区域便于对果实的采摘。[0009]作为优化，所述安装边架上凹设有能够对所述直线气缸安装限位的下安装凹槽，所述直线气缸缸体的一侧限位安装在下安装凹槽内，所述直线气缸缸体远离下所述安装边架的一侧设置有压板，压板上凹设有能够对所述直线气缸安装限位的上安装凹槽，所述直线气缸缸体远离所述安装边架的一侧限位安装在上安装凹槽内，压板通过压紧螺栓将所述直线气缸压紧固定在所述安装边架上。可以方便对直线气缸的拆卸，使维护更加方便。[0010]综上所述，本发明的有益效果在于:本发明结构简单，能够从果实的侧向实现对果柄的剪切，便于对掉落果实的收集，避免设备对果实造成的碰伤，减少了对果实品质的伤害。附图说明[0011]为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：图1为本发明的三维结构示意图。具体实施方式[0012]下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。[0013]如图1所示，本具体实施方式中的果实摘取末端执行机构，包括U形支架1、果实剪切装置和剪切驱动装置，果实剪切装置包括上颚切刀和下颚切刀，上颚切刀和下颚切刀整体均呈U形结构，剪切驱动装置包括安装侧架2和摆动侧架3，摆动侧架3和安装侧架2分别通过沿U形支架1上两个侧臂的相对方向设置的铰轴I铰接连接在U形支架1的两个侧臂上，其中安装侧架2铰接连接在U形支架1其中一个侧臂的外侧面上，上颚切刀的两端和下颚切刀的两端分别通过铰轴n铰接连接在安装侧架2的前端和摆动侧架3的前端，安装侧架2的后端安装有摆动气缸4,摆动气缸4的两个平行指上分别设置有一根连杆5,连杆5的一端通过铰轴in与其所在平行指铰接连接，两根连杆5各自远离较轴m的一端分别通过铰轴iv与上颚切刀和下颚切刀铰接连接，当摆动气缸4往复工作时，两根连杆5能够驱动上颚切刀和下颚切刀沿相对或相反方向转动，铰轴I、铰轴n、铰轴ni和较轴iv相互平行设置，u形支架1的底部固定连接有安装座6,安装座6上固定连接有用于抵接在上颚切刀以能够实现对上颚切刀和下颚切刀相互张开角度进行限制的限位装置，当摆动气缸4的两个平行指相互张开的时候，上颚切刀能够与下颚切刀朝向相对方向进行转动以实现对果柄的剪切。[00M]在本具体实施方式中，所述上颚切刀和所述下颚切刀均包括整体呈u形结构的刀架7，刀架7包括切合部和位于切合部两^的连接部，位于切合部两端的连接部分别铰接连接在所述安装侧架2和所述摆动侧架3上，切合部上固定连接有刀刃8,当所述上颚切刀与所述下颚切刀朝向相对方向转动时，所述上颚切刀中的刀刃8能够与所述下颚切刀中的刀刃8相切合。[0015]在本具体实施方式中，所述限位装置包括固定连接在所述安装座6上且位于所述摆动侧架3—侧的安装边架9,安装边架9上安装有直线气缸10,直线气缸10中活塞杆的轴线与所述U形支架1所在平面平行设置，直线气缸10的缸体头部朝向所述u形支架1的前端，直线气缸10中活塞杆的头部固定连接有限位块11，当直线气缸10中活塞杆朝向所述U形支架丄的前端伸出时，限位块10能够抵接在所述上颚切刀上。[0016]在本具体实施方式中，所述安装边架9上凹设有能够对所述直线气缸10安装限位的下安装凹槽，所述直线气缸10缸体的一侧限位安装在下安装凹槽内，所述直线气缸10缸体远离下所述安装边架9的一侧设置有压板12,压板12上凹设有能够对所述直线气缸10安装限位的上安装凹槽，所述直线气缸10缸体远离所述安装边架9的一侧限位安装在上安装凹槽内，压板12通过压紧螺栓将所述直线气缸10压紧固定在所述安装边架9上。[0017]在具体实施的过程中，所述安装侧架包括T形板I，T形板I的肋板较接连接在U形支架的侧臂上，上颚切刀和下颚切刀分别位于T形板I所在一侧的端部铰接连接在T形板I的两个侧翼上，所述摆动侧架包括T形板n，T形板n的肋板铰接连接在U形支架的侧臂上，上颚切刀和下颚切刀分别位于t形板n所在一侧的端部铰接连接在t形板n的两个侧翼上，摆动气缸固定连接在t形板n远离其上的侧翼的一端，这样能够为上颚切刀和下颚切刀提供更大的剪切力矩，更容易剪切断果实的果柄。[0018]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过参照本发明的优选实施例已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围。

权利要求：1.一种果实摘取末端执行机构，包括U形支架、果实剪切装置和剪切驱动装置，果实剪切装置包括上颚切刀和下颚切刀，上颚切刀和下颚切刀整体均呈U形结构，其特征在于:剪切驱动装置包括安装侧架和摆动侧架，摆动侧架和安装侧架分别通过沿u形支架上两个侧臂的相对方向设置的铰轴I铰接连接在U形支架的两个侧臂上，其中安装侧架铰接连接在u形支架其中一个侧臂的外侧面上，上颚切刀的两端和下颚切刀的两端分别通过铰轴n铰接连接在安装侧架的前端和摆动侧架的前端，安装侧架的后端安装有摆动气缸，摆动气缸的两个平行指上分别设置有一根连杆，连杆的一端通过铰轴见与其所在平行指较接连接，两根连杆各自远离铰轴m的一端分别通过铰轴iv与上颚切刀和下颚切刀较接连接，当摆动气缸往复工作时，两根连杆能够驱动上颚切刀和下颚切刀沿相对或相反方向转动，铰轴：[、铰轴n、铰轴in和铰轴iv相互平行设置，u形支架的底部固定连接有安装座，安装座上固定连接有用于抵接在上颚切刀以能够实现对上颚切刀和下颚切刀相互张开角度进行限制的限位装置，当摆动气缸的两个平行指相互张开的时候，上颚切刀能够与下颚切刀朝向相对方向进行转动以实现对果柄的剪切。2.根据权利要求1所述的果实摘取末端执行机构，其特征在于:所述上颚切刀和所述下颚切刀均包括整体呈U形结构的刀架，刀架包括切合部和位于切合部两端的连接部，位于切合部两端的连接部分别铰接连接在所述安装侧架和所述摆动侧架上，切合部上固定连接有刀刃，当所述上颚切刀与所述下颚切刀朝向相对方向转动时，所述上颚切刀中的刀刃能够与所述下颚切刀中的刀刃相切合。3.根据权利要求1所述的果实摘取末端执行机构，其特征在于:所述限位装置包括固定连接在所述安装座上且位于所述摆动侧架一侧的安装边架，安装边架上安装有直线气缸，直线气缸中活塞杆的轴线与所述U形支架所在平面平行设置，直线气缸的缸体头部朝向所述U形支架的前端，直线气缸中活塞杆的头部固定连接有限位块，当直线气缸中活塞杆朝向所述U形支架的前端伸出时，限位块能够抵接在所述上颚切刀上。4.根据权利要求3所述的果实摘取末端执行机构，其特征在于:所述安装边架上凹设有能够对所述直线气缸安装限位的下安装凹槽，所述直线气缸缸体的一侧限位安装在下安装凹槽内，所述直线气缸缸体远离下所述安装边架的一侧设置有压板，压板上凹设有能够对所述直线气缸安装限位的上安装凹槽，所述直线气缸缸体远离所述安装边架的一侧限位安装在上安装凹槽内，压板通过压紧螺栓将所述直线气缸压紧固定在所述安装边架上。

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