採摘機器人果梗雷射切斷裝置的透鏡支承調整結構的製作方法

2023-12-06 17:16:46 1

專利名稱：採摘機器人果梗雷射切斷裝置的透鏡支承調整結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及採摘機器人領域，特別涉及一種採摘機器人果梗雷射切斷裝 置的透鏡支承調整結構。
背景技術：
果蔬採摘機器人一般通過末端執行器上的夾持器夾住果實，再通過某種方式 將梗斷開，以實現對果實的採摘。目前一般利用剪刀剪切或扭斷、拉斷果梗的方 法來實現果梗的分離。但是以上方式均有一定的不足，特別是要求夾持器對果實 要施加較大的夾緊力，容易造成果實的破裂或損傷。實用新型200720035000.0 提出了利用雷射進行果梗非接觸式切斷的裝置，能夠方便地切斷果梗，並大大降 低機器人末端執行器裝置的複雜性和對夾緊力控制精度的要求。該裝置中雷射器 發出光束，並由安裝於末端執行器上的聚焦透鏡將雷射束聚焦於果梗上將之切 斷。為了達到適用於不同品種果蔬的採摘，並能順利將光斑聚焦於果梗上的目標， 該透鏡的支承結構應滿足以下要求
(1) 透鏡能夠自動轉動，以使光斑對準果梗；
(2) 透鏡傾角能夠調整，以適應不同梗長的需要；
(3) 透鏡可靠支承，可靠承受軸向和徑向作用力。 發明內容
為了滿足該採摘機器人果梗雷射切斷裝置的要求，本實用新型提供一種採摘 機器人果梗雷射切斷裝置的透鏡支承調整結構，實現透鏡的可靠支承與透鏡傾角 的調整。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是採摘機器人果梗雷射切 斷裝置的透鏡支承調整結構包括透鏡支承結構和透鏡傾角調整結構。透鏡支承結 構中，電機(9)軸插入支承調整環(1)底部的通孔(17)內，並由鎖緊螺釘(10) 固定；支承調整環(1)與底圈(12)和兩滾珠(11)組成推力球軸承，用以承 受聚焦透鏡(6)重量對電機(9)軸的徑向作用力，使電機(9)帶動聚焦透鏡
(6)轉動。透鏡傾角調整結構中，支承調整環(1) 一側開有水平通槽(16)， 螺釘(2)通過水平通槽(16)旋入固定環(4)同一側的螺紋孔(19)。水平通 槽(16)允許固定環(4)連同螺釘(2)相對螺釘(3)的軸線轉動一定角度， 再利用兩鎖緊螺釘(14)將螺釘(2)鎖緊在所需位置上，從而使聚焦透鏡(6) 的傾角可以按照需要進行調整，對不同梗長果實均可以實現雷射切斷。
本實用新型的有益效果是，通過以上支承調整結構，使聚焦透鏡的支承穩定 可靠，轉動流暢，其傾角可以按照需要進行調整。以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。


圖1為透鏡支承調整結構主視圖，圖2為透鏡支承調整結構側視圖，圖3 為支承調整環主視圖，圖4為支承調整環側視圖，圖5為支承調整環底部視圖， 圖6為固定環示意圖，圖7為底圈主視圖，圖8為底圈俯視圖。
圖中l.支承調整環，2.螺釘，3.螺釘，4.固定環，5.鎖緊螺釘，6.聚焦透 鏡，7.鎖緊螺釘，8.末端執行器殼體；9.電機，IO.鎖緊螺釘，ll.滾珠，12. 底圈，13.端蓋，14.鎖緊螺釘，15.螺紋孔，16.水平通槽，17.通孔，18.球槽， 19.螺紋孔，20.滾道。
具體實施方式
如圖所示，採摘機器人果梗雷射切斷裝置的透鏡支承調整結構包括透鏡支承 結構和透鏡傾角調整結構。透鏡支承結構由支承調整環(1)、滾珠(11)、底圈
(12)、端蓋(13)和鎖緊螺釘(10)組成。電機(9)的軸插入支承調整環(1) 底部的通孔(17)內，並由鎖緊螺釘(10)固定；支承調整環(1)底部具有兩 球槽(18)，底圈(12)具有滾道(20),兩滾珠(11)位於兩球槽(18)與滾道
(20)之間，使支承調整環(1)與底圈(12)、兩滾珠(11)組成推力球軸承， 用以承受聚焦透鏡(6)重量對電機(9)軸的徑向作用力，支承調整環(1)可 以相對底圈(12)轉動。端蓋(13)與底圈(12)通過螺釘固定於末端執行器殼 體(8)上。
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透鏡傾角調整結構由支承調整環(1)、固定環(4)、鎖緊螺釘(5)、鎖緊螺 釘(7)、螺釘(3)、螺釘(2)、鎖緊螺釘(14)組成。固定環(4)套於聚焦透 鏡(6)上，並由鎖緊螺釘(5)和鎖緊螺釘(7)鎖緊。固定環(4)通過兩個螺 釘(3)與支承調整環(1)聯接。支承調整環(1) 一側開有水平通槽(16)，固 定環(4)的同一側開有螺紋孔(19)，螺釘(2)通過支承調整環(1)的水平通 槽(16)旋入固定環(4)的螺紋孔(19)。兩鎖緊螺釘(14)旋入水平通槽(16) 兩側的螺紋孔(15)。
採摘機器人果梗雷射切斷裝置工作時，由電機(9)通過以上透鏡支承結構 帶動聚焦透鏡(6)轉動，以使雷射聚焦光斑準確落在果梗上，將之切斷。由於 聚焦透鏡(6)轉動過程中不承受工作載荷，為儘量減小末端執行器的體積和重 量，電機(9)選用微型直流電機，其伸出軸直徑僅2mm,該支承結構通過推力 球軸承有效承受了聚焦透鏡(6)重量對電機(9)軸的徑向作用力，並使轉動的 阻力減小。考慮到不同果實梗長的差異，透鏡傾角調整結構中，支承調整環(1) 上的水平通槽(16)允許固定環(4)連同螺釘(2)相對螺釘(3)的軸線轉動 一定角度，再利用兩鎖緊螺釘(14)將螺釘(2)鎖緊在所需位置上，從而使聚 焦透鏡(6)的傾角可以按照需要進行調整，對不同梗長果實均可以實現雷射切 斷。
權利要求1.一種採摘機器人果梗雷射切斷裝置的透鏡支承調整結構，其特徵在於由透鏡支承結構和透鏡傾角調整結構組成，其中透鏡支承結構由支承調整環(1)、滾珠(11)、底圈(12)、端蓋(13)和鎖緊螺釘(10)組成，電機(9)的軸插入支承調整環(1)底部的通孔(17)內，並由鎖緊螺釘(10)固定；支承調整環(1)底部具有兩球槽(18)，底圈(12)具有滾道(20)，兩滾珠(11)位於兩球槽(18)與滾道(20)之間，使支承調整環(1)與底圈(12)、兩滾珠(11)組成推力球軸承，端蓋(13)與底圈(12)通過螺釘固定於末端執行器殼體(8)上；透鏡傾角調整結構由支承調整環(1)、固定環(4)、鎖緊螺釘(5)、鎖緊螺釘(7)、螺釘(3)、螺釘(2)、鎖緊螺釘(14)組成，固定環(4)套於聚焦透鏡(6)上，並由鎖緊螺釘(5)和鎖緊螺釘(7)鎖緊，固定環(4)通過兩個螺釘(3)與支承調整環(1)聯接，支承調整環(1)一側開有水平通槽(16)，固定環(4)的同一側開有螺紋孔(19)，螺釘(2)通過支承調整環(1)的水平通槽(16)旋入固定環(4)的螺紋孔(19)，兩鎖緊螺釘(14)旋入水平通槽(16)兩側的螺紋孔(15)。
專利摘要本實用新型屬於採摘機器人領域，涉及一種採摘機器人果梗雷射切斷裝置的透鏡支承調整結構，包括透鏡支承結構和透鏡傾角調整結構。透鏡支承結構中，電機軸插入支承調整環底部的通孔內，並由鎖緊螺釘固定；支承調整環與底圈和兩滾珠組成推力球軸承，用以承受聚焦透鏡重量對電機軸的徑向作用力，使電機帶動聚焦透鏡轉動。透鏡傾角調整結構中，支承調整環一側開有水平通槽，螺釘通過水平通槽旋入固定環同一側的螺紋孔。水平通槽允許固定環連同螺釘相對螺釘的軸線轉動一定角度，再利用兩鎖緊螺釘將螺釘鎖緊在所需位置上，從而使聚焦透鏡的傾角可以按照需要進行調整，對不同梗長果實均可以實現雷射切斷。通過以上支承調整結構，使聚焦透鏡的支承穩定可靠，轉動流暢，其傾角可以按照需要進行調整。
文檔編號A01D46/00GK201177682SQ2008200330
公開日2009年1月7日 申請日期2008年3月18日 優先權日2008年3月18日
發明者劉繼展, 李萍萍, 毛罕平, 譚恆敏 申請人:江蘇大學