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专利号: 2018115498982
申请人: 山东农业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 农业;林业;畜牧业;狩猎;诱捕;捕鱼
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种适用于白芦笋选择性采收机器人的切卷式末端执行器,其特征在于包括固定架、调整装置、采收装置和控制系统组成;

所述的固定架为一个矩形实心金属板,用于固定调整装置、采收装置和控制系统,带动采收装置实现插入和拔出土壤;所述的调整装置固定在固定架上,用于实现采收部件的调整;所述的采收装置连接在调整装置上,用于实现对芦笋的剪切和卷持;

所述的调整装置包括电机、联轴器、轴承座、丝杠滑块、丝杠导轨、步进电机;所述的电机和轴承座固定在固定架上;所述的联轴器两端分别连接电机输出轴与旋转轴;所述的丝杠导轨、步进电机固定在固定架上;所述的丝杠滑块固定在丝杠导轨上,用于带动滑块连接轴运动;

所述的采收装置包括旋转轴、滑块连接轴、卷持线、剪切线;所述的旋转轴为侧壁有开口的空心金属轴,通过联轴器与电机输出轴相连;所述的滑块连接轴为侧壁有开口的空心金属轴,一端固定在丝杠滑块上;所述的卷持线由一定宽度的柔性材料制成,位于采收装置中下部两端分别固定在旋转轴与滑块连接轴的侧壁开口处;所述的剪切线为有一定刚性的金属丝,位于采收装置底部两端分别固定于旋转轴与滑块连接轴轴尖处;

所述的控制系统包括控制箱、控制器、电机驱动器、电源;所述的控制箱包括控制器、电机驱动器,固定在机架上,主要实现电机控制、通讯等功能;所述的控制器可由单片机、微处理器、工控机等其他具备同等处理能力设备和I/O驱动接口电路构成;所述的电机驱动器,根据电机类型选用不同型号的交、直流电机驱动器、步进电机驱动器、伺服电机驱动器等,接收由控制器发出的控制信号,驱动电机转动;所述的电源可为控制系统的工作提供电能。

2.根据权利要求1所述一种适用于白芦笋选择性采收机器人的切卷式末端执行器采用的技术方案一的工作过程,其特征在于包括如下步骤:

1)固定架水平移动带动采收装置移动使露出表层土壤的白芦笋位于剪切线的正前方,固定架竖直向下运动,使采收装置顺利插入土壤中;

2)固定架水平向前运动,带动剪切线切割白芦笋茎部后到达白芦笋正前方,随后步进电机转动使固定在丝杠滑块上的滑块连接轴向旋转轴靠近,到达指定距离后,电机转动带动旋转轴转动,收紧卷持线,同时检测电机电流,当电机负载电流微分值超过设定值时表示卷持线已经收紧,控制系统控制电机停止转动,完成对白芦笋的卷持;

3)固定架竖直向上运动,拔出采收装置,白芦笋被带出土壤,控制系统控制电机反向转动带动旋转轴反方向转动同时步进电机反方向转动带动滑块连接轴回到初始位置,白芦笋就会落下,完成一次采收工作。

3.根据权利要求1所述一种适用于白芦笋选择性采收机器人的切卷式末端执行器采用的技术方案二的工作过程,其特征在于包括如下步骤:

1)固定架通过滑台与工作车连接,固定架水平移动带动采收装置移动使露出表层土壤的白芦笋位于剪切线的正前方,固定架竖直向下运动,同时滑台带动固定架向工作车运动反方向移动,使固定架与地面保持相对静止,使采收装置顺利插入土壤中;

2)工作车带动固定架水平向前运动,带动剪切线切割白芦笋茎部后到达白芦笋正前方,同时滑台带动固定架向工作车运动反方向移动,使固定架与地面保持相对静止,随后步进电机转动使固定在丝杠滑块上的滑块连接轴向旋转轴靠近,到达指定距离后,电机转动带动旋转轴转动,收紧卷持线,同时检测电机电流,当电机负载电流微分值超过设定值时表示卷持线已经收紧,控制系统控制电机停止转动,完成对白芦笋的卷持;

3)固定架竖直向上运动,拔出采收装置,白芦笋被带出土壤,控制系统控制电机反向转动带动旋转轴反方向转动同时步进电机反方向转动带动滑块连接轴回到初始位置,白芦笋就会落下,完成一次采收工作。