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一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器
【申请公布号：CN108064551A；申请权利人：谷新运; 发明设计人： 谷新运; 朱琳; 张莎莎;】
摘要：
本发明提供了一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，涉及农业采摘机器人领域，是由冬枣收集环、底层窄梳子、顶层宽梳子、同步带、步进电机、上部辊筒、辊筒轴、侧立板、支架、底座、升降气缸和连接件组成的，其特征是：所述冬枣收集环安装于同步带前下方的辊筒轴上，所述同步带上下均通过辊筒安装，所述底层窄梳子和顶层宽梳子垂直间距7mm安装于同步带上，所述步进电机安装于侧立板上，并且电机轴与辊筒轴连接，所述上部辊筒通过辊筒轴安装于侧立板上，本发明采用角度可调式同步带传动，双层梳子配合梳刷冬枣，双层梳子下方配备收集环的采收方法，且解决了冬枣采收困难易摔碎的技术问题。
主权项：
一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，其特征是：是由冬枣收集环、底层窄梳子、顶层宽梳子、同步带、步进电机、上部辊筒、辊筒轴、侧立板、支架、底座、升降气缸和连接件组成的，所述冬枣收集环安装于同步带前下方的辊筒轴上，所述同步带上下均通过辊筒安装，所述底层窄梳子和顶层宽梳子垂直间距7mm安装于同步带上，所述步进电机安装于侧立板上，并且电机轴与辊筒轴连接，所述上部辊筒通过辊筒轴安装于侧立板上，所述支架上端与辊筒轴连接，下端固定于底座上，所述升降气缸底部固定于底座上，上端通过连接件与辊筒轴连接。
要求：
1.一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，其特征是：是由冬枣收集环、底层窄梳子、顶层宽梳子、同步带、步进电机、上部辊筒、辊筒轴、侧立板、支架、底座、升降气缸和连接件组成的，所述冬枣收集环安装于同步带前下方的辊筒轴上，所述同步带上下均通过辊筒安装，所述底层窄梳子和顶层宽梳子垂直间距7mm安装于同步带上，所述步进电机安装于侧立板上，并且电机轴与辊筒轴连接，所述上部辊筒通过辊筒轴安装于侧立板上，所述支架上端与辊筒轴连接，下端固定于底座上，所述升降气缸底部固定于底座上，上端通过连接件与辊筒轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，其特征是：所述顶层宽梳子左右间隙为10mm，所述底层窄梳子宽度为5mm，所述底层窄梳子和顶层宽梳子俯视方向左右间隙为2.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，其特征是：所述同步带可调角度范围为10°～45°。
4.根据权利要求1所述的一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，其特征是：所述顶层宽梳子和底层窄梳子长度为150mm，材料选取为橡胶材质。
5.根据权利要求1所述的一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，其特征是：所述顶层宽梳子和底层窄梳子梳刷方向为从上往下梳刷。
一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器
技术领域
本发明涉及农业采收机器人领域，具体地，涉及一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器。
背景技术
冬枣发源于山东省滨州市沾化区下洼镇，是无刺枣树的一个晚熟鲜食优良品种，也是公认的品质最好的鲜食枣品种。平均单果重17.5g，最大单果重可达25g，状如苹果，有“小苹果”之称。果皮赭红光亮、皮薄肉脆、甘甜清香、营养丰富，可食率达95％。其营养价值高，冬枣的最大特点是维生素C含量极高，每100克果肉维生素C含量高达380～600毫克(维生素C补充剂所能提供的维生素C一般为60毫克)，是苹果的70倍，柑橘的16倍，连以往被认为富含维生素C的山楂也甘拜下风，冬枣不仅味道可口、皮脆、肉质细嫩、汁多无渣、甘甜清香，而且营养极丰富。冬枣含糖20％～36％；含有天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸等19种人体所需的氨基酸，总含量为0.985mg/100g冬枣含蛋白质1.65％，膳食纤维2.3％，总黄酮0.26％，烟酸0.87mg/100g，胡萝卜素1.1mg/kg，维生素B10.1mg/kg，维生素B22.2mg/kg。冬枣果实还含有较多的维生素A、维生素E、钾、钠、铁、铜等多种微量元素，营养价值为百果之冠，有“百果王”之称。
但也正是因为冬枣皮脆、肉质细嫩的特点，掉落到地上易摔碎，给采收冬枣带来了困难。本发明根据冬枣悬挂生长于果吊的生长特性和易脱落的物理特性，提出了同步带双层梳刷冬枣的采收方法，因此需要一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，而目前这种冬枣采收末端执行器市场上是没有的。本发明采用角度可调式同步带传动，双层梳子配合梳刷冬枣，双层梳子下方配备收集环的采收方法，解决了冬枣采收困难的技术问题。冬枣采收末端执行器的机构参数将严重影响采收效率和成功率，其研究发展对提高农业生产效率及冬枣的市场价值均起着至关重要的作用。
发明内容
针对上述现有技术中的缺陷，本发明根据冬枣悬挂生长于果吊的生长特性和易脱落的物理特性，采用角度可调式同步带传动，双层梳子配合梳刷冬枣，双层梳子下方配备收集环的采收方法，且解决了冬枣采收困难易摔碎的技术问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，是由冬枣收集环、底层窄梳子、顶层宽梳子、同步带、步进电机、上部辊筒、辊筒轴、侧立板、支架、底座、升降气缸和连接件组成的，其特征是：所述冬枣收集环安装于同步带前下方的辊筒轴上，所述同步带上下均通过辊筒安装，所述底层窄梳子和顶层宽梳子垂直间距7mm安装于同步带上，所述步进电机安装于侧立板上，并且电机轴与辊筒轴连接，所述上部辊筒通过辊筒轴安装于侧立板上，所述支架上端与辊筒轴连接，下端固定于底座上，所述升降气缸底部固定于底座上，上端通过连接件与辊筒轴连接。
优选地，所述顶层宽梳子左右间隙为10mm，所述底层窄梳子宽度为5mm，所述底层窄梳子和顶层宽梳子俯视方向左右间隙为2.5mm。
优选地，所述同步带可调角度范围为10°～45°。
更优选地，所述顶层宽梳子和底层窄梳子长度为150mm，材料选取为橡胶材质。
具体的，所述顶层宽梳子和底层窄梳子梳刷方向为从上往下梳刷。
本发明一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器根据冬枣悬挂生长于果吊的生长特性和易脱落的物理特性，采用角度可调式同步带传动，双层梳子配合梳刷冬枣，双层梳子下方配备收集环的采收方法，冬枣脱离栆吊后直接落入下方的冬枣收集环中收集，解决了冬枣采收易摔碎的问题，实现冬枣自动化采收作业。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明采用顶层宽梳子和底层窄梳子搭配梳刷，俯视方向左右间距为5mm，垂直间距为7mm，可确保栆吊都进入到顶层宽梳子和底层窄梳子的间隙中，从上往下梳刷，确保所有的冬枣都采摘下来；
(2)本发明的升降气缸调节同步带的切斜角度，可以适应枣头和枣股倾斜生生的情况，角度可调范围为10°～45°；
(3)本发明的冬枣收集环位于双侧梳子正下方，可确保冬枣不掉落到外面，避免了冬枣的摔碎问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：
图1为本发明的整体结构等轴测图；
图2为本发明的整体结构的俯视图；
图3为本发明的同步带双层梳子的三维结构示意图；
图4为本发明的低位工作状态示意图；
图5为本发明的高位工作状态示意图。
图中：1冬枣收集环，2底层窄梳子，3顶层宽梳子，4同步带，5步进电机，6上部辊筒，7辊筒轴，8侧立板，9支架，10底座，11升降气缸，12连接件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
本发明设计的一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器根据冬枣悬挂生长于果吊的生长特性和易脱落的物理特性，采用角度可调式同步带传动，双层梳子配合梳刷冬枣，双层梳子下方配备收集环的采收方法，冬枣脱离栆吊后直接落入下方的冬枣收集环中收集，解决了冬枣采收易摔碎的问题，实现冬枣自动化采收作业。
参见图1至图3所示，一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，是由是由冬枣收集环1、底层窄梳子2、顶层宽梳子3、同步带4、步进电机5、上部辊筒6、辊筒轴7、侧立板8、支架9、底座10、升降气缸11和连接件12组成的，其特征是：所述冬枣收集环1安装于同步带4前下方的辊筒轴7上，所述同步带4上下均通过辊筒安装，所述底层窄梳子2和顶层宽梳子3垂直间距7mm安装于同步带4上，所述步进电机5安装于侧立板8上，并且电机轴与辊筒轴7连接，所述上部辊筒6通过辊筒轴7安装于侧立板8上，所述支架9上端与辊筒轴7连接，下端固定于底座10上，所述升降气缸11底部固定于底座10上，上端通过连接件12与辊筒轴7连接。
参见图1和图2所示，优选地，所述顶层宽梳子3左右间隙为10mm，所述底层窄梳子2宽度为5mm，所述底层窄梳子2和顶层宽梳子3俯视方向左右间隙为2.5mm。
参见图4和图5所示，优选地，所述同步带4可调角度范围为10°～45°。
参见图2和图3所示，更优选地，所述顶层宽梳子3和底层窄梳子2长度为150mm，材料选取为橡胶材质。
为了帮助理解本发明的上述基本实施方式，参照图1至图5进行工作过程说明，本发明设计的一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器详细工作步骤如下：第一步：升降气缸/1调节同步带4的倾斜角度，使果吊进入到顶层宽梳子3和底层窄梳子2的间隙中；第二步：步进电机5转动，带动上部辊筒6转动，同步带4协同顶层宽梳子3和底层窄梳子2从上往下梳刷；第三步：冬枣收集环1安装有收集袋，脱落的冬枣直接落入收集袋中，完成冬枣的自动化防摔碎采收作业。
以上结合附图详细描述了本发明的具体实施方式，需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
摘要：
本发明提供了一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，涉及农业采摘机器人领域，是由冬枣收集环、底层窄梳子、顶层宽梳子、同步带、步进电机、上部辊筒、辊筒轴、侧立板、支架、底座、升降气缸和连接件组成的，其特征是：所述冬枣收集环安装于同步带前下方的辊筒轴上，所述同步带上下均通过辊筒安装，所述底层窄梳子和顶层宽梳子垂直间距7mm安装于同步带上，所述步进电机安装于侧立板上，并且电机轴与辊筒轴连接，所述上部辊筒通过辊筒轴安装于侧立板上，本发明采用角度可调式同步带传动，双层梳子配合梳刷冬枣，双层梳子下方配备收集环的采收方法，且解决了冬枣采收困难易摔碎的技术问题。
主权项：
一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，其特征是：是由冬枣收集环、底层窄梳子、顶层宽梳子、同步带、步进电机、上部辊筒、辊筒轴、侧立板、支架、底座、升降气缸和连接件组成的，所述冬枣收集环安装于同步带前下方的辊筒轴上，所述同步带上下均通过辊筒安装，所述底层窄梳子和顶层宽梳子垂直间距7mm安装于同步带上，所述步进电机安装于侧立板上，并且电机轴与辊筒轴连接，所述上部辊筒通过辊筒轴安装于侧立板上，所述支架上端与辊筒轴连接，下端固定于底座上，所述升降气缸底部固定于底座上，上端通过连接件与辊筒轴连接。
要求：
1.一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，其特征是：是由冬枣收集环、底层窄梳子、顶层宽梳子、同步带、步进电机、上部辊筒、辊筒轴、侧立板、支架、底座、升降气缸和连接件组成的，所述冬枣收集环安装于同步带前下方的辊筒轴上，所述同步带上下均通过辊筒安装，所述底层窄梳子和顶层宽梳子垂直间距7mm安装于同步带上，所述步进电机安装于侧立板上，并且电机轴与辊筒轴连接，所述上部辊筒通过辊筒轴安装于侧立板上，所述支架上端与辊筒轴连接，下端固定于底座上，所述升降气缸底部固定于底座上，上端通过连接件与辊筒轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，其特征是：所述顶层宽梳子左右间隙为10mm，所述底层窄梳子宽度为5mm，所述底层窄梳子和顶层宽梳子俯视方向左右间隙为2.5mm。
3.根据权利要求1所述的一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，其特征是：所述同步带可调角度范围为10°～45°。
4.根据权利要求1所述的一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，其特征是：所述顶层宽梳子和底层窄梳子长度为150mm，材料选取为橡胶材质。
5.根据权利要求1所述的一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，其特征是：所述顶层宽梳子和底层窄梳子梳刷方向为从上往下梳刷。
一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器
技术领域
本发明涉及农业采收机器人领域，具体地，涉及一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器。
背景技术
冬枣发源于山东省滨州市沾化区下洼镇，是无刺枣树的一个晚熟鲜食优良品种，也是公认的品质最好的鲜食枣品种。平均单果重17.5g，最大单果重可达25g，状如苹果，有“小苹果”之称。果皮赭红光亮、皮薄肉脆、甘甜清香、营养丰富，可食率达95％。其营养价值高，冬枣的最大特点是维生素C含量极高，每100克果肉维生素C含量高达380～600毫克(维生素C补充剂所能提供的维生素C一般为60毫克)，是苹果的70倍，柑橘的16倍，连以往被认为富含维生素C的山楂也甘拜下风，冬枣不仅味道可口、皮脆、肉质细嫩、汁多无渣、甘甜清香，而且营养极丰富。冬枣含糖20％～36％；含有天门冬氨酸、苏氨酸、丝氨酸等19种人体所需的氨基酸，总含量为0.985mg/100g冬枣含蛋白质1.65％，膳食纤维2.3％，总黄酮0.26％，烟酸0.87mg/100g，胡萝卜素1.1mg/kg，维生素B10.1mg/kg，维生素B22.2mg/kg。冬枣果实还含有较多的维生素A、维生素E、钾、钠、铁、铜等多种微量元素，营养价值为百果之冠，有“百果王”之称。
但也正是因为冬枣皮脆、肉质细嫩的特点，掉落到地上易摔碎，给采收冬枣带来了困难。本发明根据冬枣悬挂生长于果吊的生长特性和易脱落的物理特性，提出了同步带双层梳刷冬枣的采收方法，因此需要一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，而目前这种冬枣采收末端执行器市场上是没有的。本发明采用角度可调式同步带传动，双层梳子配合梳刷冬枣，双层梳子下方配备收集环的采收方法，解决了冬枣采收困难的技术问题。冬枣采收末端执行器的机构参数将严重影响采收效率和成功率，其研究发展对提高农业生产效率及冬枣的市场价值均起着至关重要的作用。
发明内容
针对上述现有技术中的缺陷，本发明根据冬枣悬挂生长于果吊的生长特性和易脱落的物理特性，采用角度可调式同步带传动，双层梳子配合梳刷冬枣，双层梳子下方配备收集环的采收方法，且解决了冬枣采收困难易摔碎的技术问题。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：
一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，是由冬枣收集环、底层窄梳子、顶层宽梳子、同步带、步进电机、上部辊筒、辊筒轴、侧立板、支架、底座、升降气缸和连接件组成的，其特征是：所述冬枣收集环安装于同步带前下方的辊筒轴上，所述同步带上下均通过辊筒安装，所述底层窄梳子和顶层宽梳子垂直间距7mm安装于同步带上，所述步进电机安装于侧立板上，并且电机轴与辊筒轴连接，所述上部辊筒通过辊筒轴安装于侧立板上，所述支架上端与辊筒轴连接，下端固定于底座上，所述升降气缸底部固定于底座上，上端通过连接件与辊筒轴连接。
优选地，所述顶层宽梳子左右间隙为10mm，所述底层窄梳子宽度为5mm，所述底层窄梳子和顶层宽梳子俯视方向左右间隙为2.5mm。
优选地，所述同步带可调角度范围为10°～45°。
更优选地，所述顶层宽梳子和底层窄梳子长度为150mm，材料选取为橡胶材质。
具体的，所述顶层宽梳子和底层窄梳子梳刷方向为从上往下梳刷。
本发明一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器根据冬枣悬挂生长于果吊的生长特性和易脱落的物理特性，采用角度可调式同步带传动，双层梳子配合梳刷冬枣，双层梳子下方配备收集环的采收方法，冬枣脱离栆吊后直接落入下方的冬枣收集环中收集，解决了冬枣采收易摔碎的问题，实现冬枣自动化采收作业。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
(1)本发明采用顶层宽梳子和底层窄梳子搭配梳刷，俯视方向左右间距为5mm，垂直间距为7mm，可确保栆吊都进入到顶层宽梳子和底层窄梳子的间隙中，从上往下梳刷，确保所有的冬枣都采摘下来；
(2)本发明的升降气缸调节同步带的切斜角度，可以适应枣头和枣股倾斜生生的情况，角度可调范围为10°～45°；
(3)本发明的冬枣收集环位于双侧梳子正下方，可确保冬枣不掉落到外面，避免了冬枣的摔碎问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：
图1为本发明的整体结构等轴测图；
图2为本发明的整体结构的俯视图；
图3为本发明的同步带双层梳子的三维结构示意图；
图4为本发明的低位工作状态示意图；
图5为本发明的高位工作状态示意图。
图中：1冬枣收集环，2底层窄梳子，3顶层宽梳子，4同步带，5步进电机，6上部辊筒，7辊筒轴，8侧立板，9支架，10底座，11升降气缸，12连接件。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。
本发明设计的一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器根据冬枣悬挂生长于果吊的生长特性和易脱落的物理特性，采用角度可调式同步带传动，双层梳子配合梳刷冬枣，双层梳子下方配备收集环的采收方法，冬枣脱离栆吊后直接落入下方的冬枣收集环中收集，解决了冬枣采收易摔碎的问题，实现冬枣自动化采收作业。
参见图1至图3所示，一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器，是由是由冬枣收集环1、底层窄梳子2、顶层宽梳子3、同步带4、步进电机5、上部辊筒6、辊筒轴7、侧立板8、支架9、底座10、升降气缸11和连接件12组成的，其特征是：所述冬枣收集环1安装于同步带4前下方的辊筒轴7上，所述同步带4上下均通过辊筒安装，所述底层窄梳子2和顶层宽梳子3垂直间距7mm安装于同步带4上，所述步进电机5安装于侧立板8上，并且电机轴与辊筒轴7连接，所述上部辊筒6通过辊筒轴7安装于侧立板8上，所述支架9上端与辊筒轴7连接，下端固定于底座10上，所述升降气缸11底部固定于底座10上，上端通过连接件12与辊筒轴7连接。
参见图1和图2所示，优选地，所述顶层宽梳子3左右间隙为10mm，所述底层窄梳子2宽度为5mm，所述底层窄梳子2和顶层宽梳子3俯视方向左右间隙为2.5mm。
参见图4和图5所示，优选地，所述同步带4可调角度范围为10°～45°。
参见图2和图3所示，更优选地，所述顶层宽梳子3和底层窄梳子2长度为150mm，材料选取为橡胶材质。
为了帮助理解本发明的上述基本实施方式，参照图1至图5进行工作过程说明，本发明设计的一种同步带双层梳刷角度可调式冬枣采收末端执行器详细工作步骤如下：第一步：升降气缸/1调节同步带4的倾斜角度，使果吊进入到顶层宽梳子3和底层窄梳子2的间隙中；第二步：步进电机5转动，带动上部辊筒6转动，同步带4协同顶层宽梳子3和底层窄梳子2从上往下梳刷；第三步：冬枣收集环1安装有收集袋，脱落的冬枣直接落入收集袋中，完成冬枣的自动化防摔碎采收作业。
以上结合附图详细描述了本发明的具体实施方式，需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。
