本實用新型涉及一種摘果工具，具體涉及一種果實采摘裝置。

背景技術：

近年來，隨著我國農村經濟體制改革的深入和市場經濟的發(fā)展，水果產量逐年大幅度增加，水果產業(yè)在國民經濟中占有重要地位。根據國家統(tǒng)計局數據：2014年我國水果總產量增長至26142.24萬噸，較上年同期增長4.2%；蘋果總產量為4092.32萬噸，產量同比增長3.1%，占同期國內水果總產量的15.65%；柑桔總產量為3492.66萬噸，產量同比增長5.2%，占同期國內水果總產量的13.36%；梨產量為1796.44萬噸，產量同比增長3.8%，占同期國內水果總產量的6.87%。從水果的種植到上市銷售，其中采摘作業(yè)時最耗時，最費力的一個環(huán)節(jié)。像蘋果、柑桔和梨之類的水果，都是生長在高處，從而必須借助工具來完成采摘，通常是借助梯子等登高工具，采摘者攀爬上去對果實進行采摘，由于采摘范圍有限，通常需要挪動很多次梯子才能夠將一棵果樹上的果實采摘完，采摘效率低。另外果實的采摘需要采摘者一個一個的摘取，勞動大，強度高，容易使采摘者工作疲勞，產生眩暈，由于采摘者站在梯子上，一旦疲勞過度，再加上天氣影響，容易使采摘者從梯子上摔下，造成傷害。

技術實現要素：

針對上述現有技術的不足，本實用新型所要解決的技術問題是：如何提供一種采摘效率高，降低采摘者勞動強度的果實采摘裝置。

為了解決上述技術問題，本實用新型采用了如下的技術方案：

一種果實采摘裝置，包括移動平臺和設置在移動平臺上的果實摘取裝置，其特征在于：果實摘取裝置包括位于移動平臺上方的操作平臺，移動平臺上設置有用于對操作平臺進行支撐的支撐架，操作平臺的上表面固定連接有多自由度機械臂，多自由度機械臂的末端設置有能夠剪切果柄的末端執(zhí)行器，位于末端執(zhí)行器的下方設置有接果器，接果器上開設有能夠使果實通過的通孔，接果器通過支撐桿固定連接在多自由度機械臂上；位于操作平臺下方的移動平臺上設置有果籃，位于果籃上方的操作平臺上開設有能夠使果實通過的開孔，接果器與開孔之間設置有伸縮軟管，伸縮軟管的兩端分別與通孔和開孔相連通。

在本實用新型中，移動平臺在果樹下移動，操作多自由度機械臂，伸向果樹上的果實，在多自由度機械臂在伸向果實的同時，伸縮軟管也跟隨末端執(zhí)行器相應進行伸縮。接著利用多自由度機械臂末端的末端執(zhí)行器對果實的果柄進行剪切，果柄被切斷后，果實就會掉落到末端執(zhí)行器下方的圓環(huán)內，并通過伸縮軟管，掉落進位于移動平臺上的果籃內。這樣采摘者就只需要在地面上操作相應的設備即可完成果實的采摘，大大提高了采摘效率，相對傳統(tǒng)采摘者一個一個的果實采摘，降低了勞動強度，另外也避免了采摘者高空采摘摔落事故的發(fā)生，采摘更加安全。

作為優(yōu)化，所述果實采摘裝置還包括采摘控制裝置，采摘控制裝置包括中央處理單元，雙目攝像單元、用于控制多自由度機械臂動作的機械臂控制單元和用于控制末端執(zhí)行器動作的執(zhí)行器控制單元，雙目攝像單元通過豎桿固定在操作平臺的上方，雙目攝像單元的輸出端與中央處理單元電連接，中央處理單位分別與機械臂控制單元和執(zhí)行器控制單元的輸入端電連接。雙目攝像機通過獲取果樹上果實的位置，將圖像信息傳遞給中央處理單元，由中央處理單元對圖像信息進行處理，確認果實的位置，再將控制信號發(fā)送至機械臂控制單元和執(zhí)行器控制單元，使多自由度機械臂伸向果實，使末端執(zhí)行器到達果柄位置，將果柄切斷。通過自動識別和自動剪切，進一步降低了采摘者的勞動強度，同時還提高了采摘效率。

作為優(yōu)化，所述采摘控制裝置還包括道路攝像單元和能夠驅動所述移動平臺移動的移動平臺控制單元，道路攝像單元固定連接在所述操作平臺的前端，道路攝像單元的輸出端與中央處理單元電連接，中央處理單元與移動平臺控制單元的輸入端電連接。通過位于移動平臺前端的道路攝像單元實時獲取前方路面信息，將圖像型號傳遞給中央處理單元，當果實位置超出多自由度機械臂采摘范圍時，中央處理單元對移動平臺控制單元發(fā)出控制信號，驅動移動平臺進行相應位置的移動，使果實進入多自由度機械臂采摘范圍。進一步提高了自動化程度，降低了采摘者勞動強度，采摘者僅需要對裝滿果實的果籃進行更換即可。

作為優(yōu)化，所述多自由度機械臂包括基座和多根驅動臂，所述機械臂控制單元包括關節(jié)驅動器和關節(jié)驅動電機，基座固定連接在所述操作平臺上，基座與驅動臂以及相鄰兩個驅動臂之間通過關節(jié)驅動電機轉動連接，關節(jié)驅動器的輸出端與關節(jié)驅動電機的輸入端電連接，關節(jié)驅動器的輸入端與中央處理單元電連接。通過多個關節(jié)的轉動，使位于末端的末端執(zhí)行器能夠更好的對準果柄位置進行剪切，更加靈活。

作為優(yōu)化，所述末端執(zhí)行器包括上顎支架、下顎支架和Y型支架，Y型支架的底端固定連接在多自由度機械臂上，上顎支架和下顎支架整體均呈U型結構，上顎支架的兩端和下顎支架的兩端分別鉸接連接在Y型支架的兩個叉臂上，所述執(zhí)行器控制單元包括氣缸驅動器和夾爪氣缸，夾爪氣缸位于Y型支架任一叉臂的一側且固定連接在Y型支架上，夾爪氣缸的兩個夾爪分別通過鉸接連接的拉桿與上顎支架和下顎支架轉動連接，用于驅動上顎支架和下顎支架轉動，氣缸驅動器的輸出端與夾爪氣缸的控制端電連接，氣缸驅動器的輸入端與中央處理單元電連接，當上顎支架與下顎支架朝向相對方向轉動時，上顎支架和下顎支架之間能夠相切合。夾爪氣缸先驅動上顎支架和下顎支架朝向相互遠離的方向轉動，這樣上顎支架和下顎支架之間就會形成一個開口，多自由度機械臂驅動末端執(zhí)行器移動，使果實落入到開口內，然后驅動裝置再驅動上顎支架和下顎支架朝向相對方向快速轉動，上顎支架和下顎支架相切合的時候，就能夠剪斷果柄，同時還避免了對果實的傷害，提高果實的采摘品質，方便使果實掉落至下方的接果器內。

綜上所述，本實用新型的有益效果在于：本實用新型通過末端執(zhí)行器剪斷果柄，并由接果器將果實傳送到果籃內，減少了每個果實的采摘時間，提高了采摘速度和效率，還降低了采摘者勞動強度。

附圖說明

為了使實用新型的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述，其中：

圖1為本實用新型的三維結構示意圖；

圖2為本實用新型中果實摘取裝置的三維結構示意圖；

圖3為本實用新型中末端執(zhí)行器的三維結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步的詳細說明。

如圖1至圖3所示，本具體實施方式中的果實采摘裝置，包括移動平臺1和設置在移動平臺1上的果實摘取裝置，果實摘取裝置包括位于移動平臺1上方的操作平臺2，移動平臺1上設置有用于對操作平臺2進行支撐的支撐架，操作平臺2的上表面固定連接有多自由度機械臂，多自由度機械臂的末端設置有能夠剪切果柄的末端執(zhí)行器，位于末端執(zhí)行器的下方設置有接果器3，接果器3上開設有能夠使果實通過的通孔，接果器3通過支撐桿固定連接在多自由度機械臂上；位于操作平臺2下方的移動平臺1上設置有果籃4，位于果籃4上方的操作平臺2上開設有能夠使果實通過的開孔，接果器3與開孔之間設置有伸縮軟管5，伸縮軟管5的兩端分別與通孔和開孔相連通。

本具體實施方式中，所述果實采摘裝置還包括采摘控制裝置，采摘控制裝置包括中央處理單元，雙目攝像單元6、用于控制多自由度機械臂動作的機械臂控制單元和用于控制末端執(zhí)行器動作的執(zhí)行器控制單元，雙目攝像單元6通過豎桿7固定在操作平臺2的上方，雙目攝像單元6的輸出端與中央處理單元電連接，中央處理單位分別與機械臂控制單元和執(zhí)行器控制單元的輸入端電連接。

本具體實施方式中，所述采摘控制裝置還包括道路攝像單元8和能夠驅動所述移動平臺1移動的移動平臺控制單元，道路攝像單元8固定連接在所述操作平臺2的前端，道路攝像單元8的輸出端與中央處理單元電連接，中央處理單元與移動平臺控制單元的輸入端電連接。

本具體實施方式中，所述多自由度機械臂包括基座9和多根驅動臂10，所述機械臂控制單元包括關節(jié)驅動器和關節(jié)驅動電機11，基座9固定連接在所述操作平臺2上，基座9與驅動臂10以及相鄰兩個驅動臂10之間通過關節(jié)驅動電機11轉動連接，關節(jié)驅動器的輸出端與關節(jié)驅動電機11的輸入端電連接，關節(jié)驅動器的輸入端與中央處理單元電連接。

本具體實施方式中，所述末端執(zhí)行器包括上顎支架12、下顎支架13和Y型支架14，Y型支架14的底端固定連接在多自由度機械臂上，上顎支架12和下顎支架13整體均呈U型結構，上顎支架12的兩端和下顎支架13的兩端分別鉸接連接在Y型支架14的兩個叉臂上，所述執(zhí)行器控制單元包括氣缸驅動器和夾爪氣缸15，夾爪氣缸15位于Y型支架14任一叉臂的一側且固定連接在Y型支架14上，夾爪氣缸15的兩個夾爪分別通過鉸接連接的拉桿16與上顎支架12和下顎支架13轉動連接，用于驅動上顎支架12和下顎支架13轉動，氣缸驅動器的輸出端與夾爪氣缸15的控制端電連接，氣缸驅動器的輸入端與中央處理單元電連接，當上顎支架12與下顎支架13朝向相對方向轉動時，上顎支架12和下顎支架13之間能夠相切合。

在具體實施的過程中，所述上顎支架12與所述下顎支架13相切合的位置分別固定連接有刃片17，刃片17分別沿所述上顎支架12和下顎支架13的長度方向延伸設置，兩塊刃片17的刃口相對設置。通過刃片17對果柄進行剪切，能夠更好的將果柄切斷，提高果實的采摘品質。

另外，所述執(zhí)行器控制單位還包括單桿氣缸18，單桿氣缸18位于所述Y型支架14遠離夾爪氣缸15的一側且與所述Y型支架14固定連接，單桿氣缸18的活塞桿頂端通過與其鉸接連接的兩根頂桿19分別與所述上顎支架12和所述下顎支架13轉動連接，用于驅動上顎支架12和下顎支架13轉動，所述氣缸驅動器的輸出端還與單桿氣缸18的控制端電連接。通過夾爪氣缸15和單桿氣缸18在上顎支架12和下顎支架13的兩端同時驅動其轉動，可以增加上顎支架12和下顎支架13切合時的剪切力度，針對一些硬度較高的果柄，能夠順利的剪斷，提高果實的采摘品質。

還可以這樣做，所述接果器3整體呈漏斗狀，所述通孔位于接果器3的底部，這樣便于接著掉下來的果實，順利的進入到伸縮軟管5內，避免果實掉在外面摔壞。

最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，盡管通過參照本實用新型的優(yōu)選實施例已經對本實用新型進行了描述，但本領域的普通技術人員應當理解，可以在形式上和細節(jié)上對其作出各種各樣的改變，而不偏離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和范圍。