本发明公开了一种自适应振摇水果采摘机，由于其内夹头是滑动配合安装在小径段上，如此，在弹簧的作用下，可夹持不同外径大小的树枝或树干，夹持后利用内夹头位置限定机构限定内夹头的位置；特别的，通过设置控制系统，首先根据位移传感器检测得到的树枝或树干的外径数据，并结合果树的种类，控制器调取存储的与果树种类、树枝或树干外径相匹配的振幅和振摇动力机构的功率调出，使树枝或树干按照该预设的振幅振动；通过采用力传感器检测树枝或树干振摇时所需要的力，再根据所需要的力来计算树枝或树干在预设频率条件下所需要的功率输出，进而控制振摇动力机构按照计算后的功率参数输出，如此，即可使树枝或树干按照预设的振幅和频率振摇。
1.一种自适应振摇水果采摘机，其特征在于：包括振摇机构和夹头机构；
所述振摇机构包括外壳（1），所述外壳（1）内设有与其旋转配合的转盘（2）和与其单自由度滑动配合的振摇臂（3），所述振摇臂（3）上设有与其呈一定夹角设置的导槽（4），且所述转盘（2）上设有与所述导槽（4）配合的滑块（5），所述滑块（5）相对于所述转盘（2）的旋转轴线呈偏心设置，且所述外壳（1）内还设有用于调节所述滑块（5）相对于所述转盘（2）旋转轴线的偏心距的振幅调节机构和用于驱动所述转盘（2）转动的振摇动力机构；
所述夹头机构包括心杆（6），所述心杆（6）包括大径段（6a）和外径小于所述大径段（6a）的小径段（6b），所述大径段（6a）与所述振摇臂（3）固定连接；所述小径段（6b）的端部固定安装设有外夹头（7），所述小径段（6b）上套装设有与其单自由度滑动配合的内夹头（8），所述内夹头（8）与外夹头（7）相对设置，且所述内夹头（8）与外夹头（7）之间形成用于夹住树枝或树干的夹具；所述小径段（6b）上套装设有用于驱动所述内夹头（8）朝向所述外夹头（7）移动的弹簧（9），且所述夹头机构还包括用于在所述夹具夹住树枝或树干后锁定所述内夹头（8）位置的内夹头位置限定机构；
还包括振摇控制系统，所述振摇控制系统包括控制器、用于检测所述内夹头（8）与外夹头（7）之间的间距的位移传感器（35）和用于检测所述内夹头（8）或外夹头（7）在树枝或树干振摇过程中所受到的力的力传感器（36）；所述控制器上连接设有用于控制所述振幅调节机构动作的振幅调节驱动电路和用于控制所述振摇动力机构的振摇动力驱动电路；所述控制器接收来自所述位移传感器（35）检测到的反应树枝或树干外径的数据，向所述振幅调节驱动电路和振摇动力驱动电路发出控制指令，控制所述振摇动力机构输出预设的功率并使所述振摇机构按照预设的振幅振动；所述控制器接收来自所述力传感器（36）检测到的数据，向所述振摇动力驱动电路发出控制指令，调节所述振摇动力机构的输出功率并使所述振摇机构按照预设的频率振动。
2.根据权利要求1所述的自适应振摇水果采摘机，其特征在于：所述振摇动力机构包括安装在所述外壳（1）内的主电机（10），所述主电机（10）的输出轴与所述转盘（2）之间设有用于驱动所述转盘（2）转动的传动机构。
3.根据权利要求2所述的自适应振摇水果采摘机，其特征在于：所述主电机（10）的输出轴与所述转盘（2）的转轴垂直，且所述传动机构包括与所述转盘（2）的转轴平行的传动轴（11），所述传动轴（11）的一端与所述主电机（10）的输出轴之间设有锥齿轮传动机构，所述传动轴（11）的另一端设有主动齿轮（12），所述转盘（2）的外周壁上设有与所述主动齿轮（12）啮合的传动齿。
4.根据权利要求1所述的自适应振摇水果采摘机，其特征在于：所述振幅调节机构包括滑动配合套装在所述转盘（2）转轴（2a）上的调节滑块（13），所述转盘（2）上设有径向滑槽（14），所述滑块（5）滑动配合安装在所述径向滑槽（14）内，所述调节滑块（13）与所述滑块（5）之间采用双铰连杆（15）相连，且所述转盘（2）上还设有用于驱动所述调节滑块（13）沿着所述转盘（2）转轴（2a）滑动的调节驱动机构。
5.根据权利要求4所述的自适应振摇水果采摘机，其特征在于：所述调节驱动机构包括固定安装在所述转盘（2）上的调节电机（16）和固定安装在所述转盘（2）转轴上的限位器（17），所述调节电机（16）的输出轴与所述限位器（17）之间设有带传动机构，位于所述调节电机（16）的输出轴与所述限位器（17）之间的所述带传动机构的传送带（18）与所述转盘（2）的转轴（2a）平行，且所述调节滑块与所述传送带（18）固定连接。
6.根据权利要求1所述的自适应振摇水果采摘机，其特征在于：所述滑块（5）上套装设有轴承，所述轴承与所述导槽（4）滚动配合。
7.根据权利要求1所述的自适应振摇水果采摘机，其特征在于：所述导槽（4）的长度方向与所述振摇臂（3）的振摇方向垂直。
8.根据权利要求1-7任一项所述的自适应振摇水果采摘机，其特征在于：所述内夹头位置限定机构包括套装在所述小径段（6b）上并位于所述弹簧（9）与所述内夹头（8）之间的滑动套（19），所述滑动套（19）与所述小径段（6b）单自由度滑动配合，所述大径段（6a）外套装设有与其旋转配合的限位套筒（20），所述滑动套（19）的外周壁上沿其轴向间隔设有限位外齿（21），相邻两颗所述限位外齿（21）之间形成限位齿槽，所述限位套筒（20）的内壁上设有与所述限位齿槽配合的限位内齿（22）；所述滑动套（19）的外周壁上设有轴向让位槽（23），所述轴向让位槽（23）的槽底距离所述心杆（6）轴线的距离大于所述限位内齿（22）的齿顶面距离所述心杆（6）轴线的距离，且所述轴向让位槽（23）的周向宽度大于等于所述限位内齿（22）的周向宽度。
9.根据权利要求8所述的自适应振摇水果采摘机，其特征在于：所述大径段（6a）的外周壁上设有环形凹槽（24），所述限位套筒（20）上设有径向向内延伸并与所述环形凹槽（24）配合的环形凸环（25），所述环形凸环（25）的内周壁上间隔设有两个嵌入定位孔（26），所述环形凹槽（24）的槽底上设有定位内孔（27），所述定位内孔（27）和所有的嵌入定位孔（26）的轴线均位于所述大径段（6a）的同一个径向截面上，所述定位内孔（27）内设有可嵌入所述嵌入定位孔（26）内并限位所述定位套筒（20）的定位弹簧珠（28）。
10.根据权利要求8所述的自适应振摇水果采摘机，其特征在于：所述小径段（6b）上设有轴向滑槽（29），所述内夹头（8）和滑动套（19）上均与所述轴向滑槽（29）滑动配合。
自适应振摇水果采摘机
技术领域
[0001] 本发明属于振摇树木或灌木的装置技术领域，具体的涉及一种自适应振摇水果采摘机。
背景技术
[0002] 公开号为CN206948933U的中国专利公开了一种水果采摘装置，它包括主伸缩杆，所述主伸缩杆的末端安装有剪刀操作机构，所述剪刀操作机构通过拉线与剪刀机构相连并带动其剪切动作，所述剪刀机构安装在主伸缩杆的顶部；所述主伸缩杆的侧面安装有网状下落装置和接果装置；所述剪刀机构包括固定座，所述固定座固定安装在主伸缩杆的顶部，所述固定座的侧面安装有固定剪刀体，所述固定剪刀体上通过销轴铰接有活动剪刀体，所述活动剪刀体的外伸端底部端面设置有连接柱，所述连接柱通过拉杆与T型板的顶端铰接相连，所述T型板的底部通过转轴铰接在固定剪刀体上，所述T型板的另一末端与拉线相连，所述T型板的自由端下端面和固定剪刀体之间安装有弹簧。该水果采摘装置通过拉线带动剪刀操作机构作剪切动作，但每次只能剪下少量水果，效率较低，受众范围小，仅仅局限于小产量亩田的农民，而且其网状收集装置能容纳的水果少，需要经常卸载积满的水果，而且水果重量累积到一定重量时，易对支撑的手腕造成疲劳性损伤。这也是单爪采摘杆的一个明显的缺点。
[0003] 公开号为CN 106576596A的中国专利申请公开了一种带夹持功能振动梳式荔枝采摘装置，包括夹持机构、振动指排机构、夹持操纵机构、传动机构、操作杆、转速控制机构和动力源；基座的上部设置有夹持机构，基座的下部设置有杆套与操作杆连接；操作杆上设置有控制手柄，控制手柄包括操纵控制手柄和转速控制手柄，操纵控制手柄通过钢丝、套在钢丝外的套管与夹持机构相连接，转速控制手柄和电源按钮通过控制连接线与动力源相连接，动力源通过软轴与操作杆内部的传动杆的末端相连接，传动杆的首端与基座内部的偏心轮相连接。该带夹持功能振动梳式荔枝采摘装置虽然能够一次性高效采摘藤本水果，但是梳刷式需要直接接触到果皮表面并对其产生冲击，相比于其他采摘原理，对水果的损伤更大，仅适合果皮坚硬的水果。
[0004] 公开号为CN107548707A的中国专利公开了一种新型立式振动水果采摘车，通过采摘收集一体化来提高采摘机械化程度。该机构可用于苹果、柑桔、梨等乔木类果实采摘，其组成包括普通橡胶轮、果实收集槽、缓冲挡板、张紧圆筒、果实收集挡板、钳位固定夹、连杆、机体、偏心孔、曲轴。该机构通过动力输入使上述曲轴转动，从而带动上述连杆做往复运动，由于钳位固定架对目标枝干的固定使之一同与连杆做相同的运动，从而达到振动枝干采摘果实的目的。震落的果实因被上述缓冲挡板的阻挡，进而落入上述果实收集槽，在果实收集槽的出口处有相应的容器，完成最后的收纳工作。该新型立式振动水果采摘车包含了动力装置和收集装置，动力装置体积庞大结构不紧凑，收集装置比较局限，只能收集小面积的落果，而且振动模式单一，不能更改振幅，不适应于多种水果及水果不同时期的采摘。
发明内容
[0005] 有鉴于此，本发明的目的在于提供一种自适应振摇水果采摘机，不仅可实现对果实的振摇采摘，而且能够根据采摘环境自动调节振摇频率和振幅，可适用于不同品类的果实的采摘要求。
[0006] 为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] 一种自适应振摇水果采摘机，包括振摇机构和夹头机构；
[0008] 所述振摇机构包括外壳，所述外壳内设有与其旋转配合的转盘和与其单自由度滑动配合的振摇臂，所述振摇臂上设有与其呈一定夹角设置的导槽，且所述转盘上设有与所述导槽配合的滑块，所述滑块相对于所述转盘的旋转轴线呈偏心设置，且所述外壳内还设有用于调节所述滑块相对于所述转盘旋转轴线的偏心距的振幅调节机构和用于驱动所述转盘转动的振摇动力机构；
[0009] 所述夹头机构包括心杆，所述心杆包括大径段和外径小于所述大径段的小径段，所述大径段与所述振摇臂固定连接；所述小径段的端部固定安装设有外夹头，所述小径段上套装设有与其单自由度滑动配合的内夹头，所述内夹头与外夹头相对设置，且所述内夹头与外夹头之间形成用于夹住树枝或树干的夹具；所述小径段上套装设有用于驱动所述内夹头朝向所述外夹头移动的弹簧，且所述夹头机构还包括用于在所述夹具夹住树枝或树干后锁定所述内夹头位置的内夹头位置限定机构；
[0010] 还包括振摇控制系统，所述振摇控制系统包括控制器、用于检测所述内夹头与外夹头之间的间距的位移传感器和用于检测所述内夹头或外夹头在树枝或树干振摇过程中所受到的力的力传感器；所述控制器上连接设有用于控制所述振幅调节机构动作的振幅调节驱动电路和用于控制所述振摇动力机构的振摇动力驱动电路；所述控制器接收来自所述位移传感器检测到的反应树枝或树干外径的数据，向所述振幅调节驱动电路和振摇动力驱动电路发出控制指令，控制所述振摇动力机构输出预设的功率并使所述振摇机构按照预设的振幅振动；所述控制器接收来自所述力传感器检测到的数据，向所述振摇动力驱动电路发出控制指令，调节所述振摇动力机构的输出功率并使所述振摇机构按照预设的频率振动。
[0011] 进一步，所述振摇动力机构包括安装在所述外壳内的主电机，所述主电机的输出轴与所述转盘之间设有用于驱动所述转盘转动的传动机构。
[0012] 进一步，所述主电机的输出轴与所述转盘的转轴垂直，且所述传动机构包括与所述转盘的转轴平行的传动轴，所述传动轴的一端与所述主电机的输出轴之间设有锥齿轮传动机构，所述传动轴的另一端设有主动齿轮，所述转盘的外周壁上设有与所述主动齿轮啮合的传动齿。
[0013] 进一步，所述振幅调节机构包括滑动配合套装在所述转盘转轴上的调节滑块，所述转盘上设有径向滑槽，所述滑块滑动配合安装在所述径向滑槽内，所述调节滑块与所述滑块之间采用双铰连杆相连，且所述转盘上还设有用于驱动所述调节滑块沿着所述转盘转轴滑动的调节驱动机构。
[0014] 进一步，所述调节驱动机构包括固定安装在所述转盘上的调节电机和固定安装在所述转盘转轴上的限位器，所述调节电机的输出轴与所述限位器之间设有带传动机构，位于所述调节电机的输出轴与所述限位器之间的所述带传动机构的传送带与所述转盘的转轴平行，且所述调节滑块与所述传送带固定连接。
[0015] 进一步，所述滑块上套装设有轴承，所述轴承与所述导槽滚动配合。
[0016] 进一步，所述导槽的长度方向与所述振摇臂的振摇方向垂直。
[0017] 进一步，所述内夹头位置限定机构包括套装在所述小径段上并位于所述弹簧与所述内夹头之间的滑动套，所述滑动套与所述小径段单自由度滑动配合，所述大径段外套装设有与其旋转配合的限位套筒，所述滑动套的外周壁上沿其轴向间隔设有限位外齿，相邻两颗所述限位外齿之间形成限位齿槽，所述限位套筒的内壁上设有与所述限位齿槽配合的限位内齿；所述滑动套的外周壁上设有轴向让位槽，所述轴向让位槽的槽底距离所述心杆轴线的距离大于所述限位内齿的齿顶面距离所述心杆轴线的距离，且所述轴向让位槽的周向宽度大于等于所述限位内齿的周向宽度。
[0018] 进一步，所述大径段的外周壁上设有环形凹槽，所述限位套筒上设有径向向内延伸并与所述环形凹槽配合的环形凸环，所述环形凸环的内周壁上间隔设有两个嵌入定位孔，所述环形凹槽的槽底上设有定位内孔，所述定位内孔和所有的嵌入定位孔的轴线均位于所述大径段的同一个径向截面上，所述定位内孔内设有可嵌入所述嵌入定位孔内并限位所述定位套筒的定位弹簧珠。进一步，所述小径段上设有轴向滑槽，所述内夹头和滑动套上均与所述轴向滑槽滑动配合。
[0019] 本发明的有益效果在于：
[0020] 本发明的自适应振摇水果采摘机，通过将内夹头滑动配合安装在小径段上，如此，在弹簧的作用下，可夹持不同外径大小的树枝或树干，夹持后利用内夹头位置限定机构限定内夹头的位置，使夹具由弹簧的柔性结构转换为刚性结构；而后利用转盘的转动，驱动振摇臂往复振动，实现振摇树枝或树干的技术目的；
[0021] 特别的，通过设置控制系统，首先根据位移传感器检测得到的树枝或树干的外径数据，并结合果树的种类，控制器调取存储的与果树种类、树枝或树干外径相匹配的振幅和振摇动力机构的功率调出，使树枝或树干按照该预设的振幅振动；虽然树枝或树干的外径在同一范围区间内，但是每一棵果树在振摇时所需的力是不一样的，这就导致预设值可能不能满足具体使用环境下的树枝或树干的振摇要求，即在预设振幅和功率条件下，树枝或树干的振摇频率可能与预设值之间存在较大的偏差；此时通过采用力传感器检测树枝或树干振摇时所需要的力，再根据所需要的力来计算树枝或树干在预设频率条件下所需要的功率输出，进而控制振摇动力机构按照计算后的功率参数输出，如此，即可使树枝或树干按照相匹配的较优的振幅和频率进行振摇，即能够根据采摘环境自动调节振摇频率和振幅，可适用于不同品类的果实的采摘要求，提高果实的采摘效率。
附图说明
[0022] 为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
[0023] 图1为本发明自适应振摇水果采摘机实施例的结构示意图；
[0024] 图2为振摇机构的结构示意图；
[0025] 图3为振幅调节机构的结构示意图；
[0026] 图4为外壳内部结构示意图；
[0027] 图5为夹头机构的结构示意图；
[0028] 图6为夹头机构的剖视图；
[0029] 图7为心杆的结构示意图；
[0030] 图8为图7的仰视图；
[0031] 图9为控制系统的原理框图。
[0032] 附图标记说明：
[0033] 1-外壳；2-转盘；2a-转轴；3-振摇臂；4-导槽；5-滑块；6-心杆；6a-大径段；6b-小径段；7-外夹头；8-内夹头；9-弹簧；10-主电机；11-传动轴；12-主动齿轮；13-调节滑块；14-径向滑槽；15-双铰连杆；16-调节电机；17-限位器；18-传送带；19-滑动套；20-限位套筒；21-限位外齿；22-限位内齿；23-轴向让位槽；24-环形凹槽；25-环形凸环；26-环形定位槽；27-定位孔；28-定位钢珠；29-轴向滑槽；30-导向柱；31-环形槽；32-主电机安装支架；33-安装座；34-轴承；35-位移传感器；36-力传感器。
具体实施方式
[0034] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
[0035] 如图1所示，为本发明自适应振摇水果采摘机实施例的结构示意图。本实施例的自适应振摇水果采摘机，包括振摇机构和夹头机构。
[0036] 本实施例的振摇机构包括外壳1，外壳1内设有与其旋转配合的转盘2和与其单自由度滑动配合的振摇臂3，振摇臂3上设有与其呈一定夹角设置的导槽4，且转盘2上设有与导槽4配合的滑块5，滑块5相对于转盘2的旋转轴线呈偏心设置，且外壳1内还设有用于调节滑块5相对于转盘2旋转轴线的偏心距的振幅调节机构和用于驱动转盘2转动的振摇动力机构。本实施例的滑块5上套装设有轴承34，轴承与导槽4滚动配合。本实施例的导槽4的长度方向与振摇臂3的振摇方向垂直。具体的，外壳1内设有两组导向柱30，每一组导向柱30包括两根分别位于振摇臂3两侧的导向柱，该两根导向柱30的中部设有与振摇臂3配合的环形槽31，振摇臂3与环形槽31滑动配合。
[0037] 具体的，振摇动力机构包括安装在外壳1内的主电机10，外壳1内设有用于安装主电机10的主电机安装支架32。主电机10的输出轴与转盘2之间设有用于驱动转盘2转动的传动机构。本实施例的主电机10的输出轴与转盘2的转轴垂直，且传动机构包括与转盘2的转轴平行的传动轴11，传动轴11的一端与主电机10的输出轴之间设有锥齿轮传动机构，传动轴11的另一端设有主动齿轮12，转盘2的外周壁上设有与主动齿轮12啮合的传动齿。主动齿轮12和转盘2外周壁上设置的传动齿之间形成齿轮传动机构，如此，即可驱动转盘2转动。
[0038] 本实施例的振幅调节机构包括滑动配合套装在转盘2转轴2a上的调节滑块13，外壳1内设有与转盘2转轴2a旋转配合的安装座33。转盘2上设有径向滑槽14，滑块5滑动配合安装在径向滑槽14内，调节滑块13与滑块5之间采用双铰连杆15相连，且转盘2上还设有用于驱动调节滑块13沿着转盘2转轴2a滑动的调节驱动机构。调节滑块13沿着转盘转轴2a滑动，即可驱动滑块5沿着径向滑槽14滑动，实现调节滑块5相对于转盘转轴2a的偏心距的技术目的。本实施例的调节驱动机构包括固定安装在转盘2上的调节电机16和固定安装在转盘2转轴上的限位器17，限位器17可限定调节滑块13的移动范围。调节电机16的输出轴与限位器17之间设有带传动机构，位于调节电机16的输出轴与限位器17之间的带传动机构的传送带18与转盘2的转轴2a平行，且调节滑块与传送带18固定连接，如此，利用带传动机构驱动传送带18运动，即可驱动调节滑块13沿着转盘转轴2a上下滑动。
[0039] 本实施例的夹头机构包括心杆6，心杆6包括大径段6a和外径小于大径段6a的小径段6b，大径段6a与振摇臂3固定连接；小径段6b的端部固定安装设有外夹头7，小径段6b上套装设有与其单自由度滑动配合的内夹头8，内夹头8与外夹头7相对设置，且内夹头8与外夹头7之间形成用于夹住树枝或树干的夹具；小径段6b上套装设有用于驱动内夹头8朝向外夹头7移动的弹簧9，且夹头机构还包括用于在夹具夹住树枝或树干后锁定内夹头8位置的内夹头位置限定机构。
[0040] 本实施例的内夹头位置限定机构包括套装在小径段6b上并位于弹簧9与内夹头8之间的滑动套19，滑动套19与小径段6b单自由度滑动配合，大径段6a外套装设有与其旋转配合的限位套筒20，滑动套19的外周壁上沿其轴向间隔设有限位外齿21，相邻两颗限位外齿21之间形成限位齿槽，限位套筒20的内壁上设有与限位齿槽配合的限位内齿22；滑动套19的外周壁上设有轴向让位槽23，轴向让位槽23的槽底距离心杆6轴线的距离大于限位内齿22的齿顶面距离心杆6轴线的距离，且轴向让位槽23的周向宽度大于等于限位内齿22的周向宽度。本实施例的大径段6a的外周壁上设有环形凹槽24，限位套筒20上设有径向向内延伸并与环形凹槽24配合的环形凸环25，环形凸环25的内周壁上间隔设有两个嵌入定位孔
26，环形凹槽24的槽底上设有定位内孔27，定位内孔27和所有的嵌入定位孔26的轴线均位于大径段6a的同一个径向截面上，定位内孔27内设有可嵌入所述嵌入定位孔26内并限位定位套筒20的定位弹簧珠28。定位弹簧珠28与嵌入定位孔26之间的配合关系可限定限位套筒
20的转动范围，即若当定位弹簧珠28嵌入其中一个嵌入定位孔26时，此时限位内齿22与限位外齿21限位配合，滑动套19无法沿着小径段6b滑动，则当定位弹簧珠28嵌入另一个嵌入定位孔26时，此时限位内齿22位于轴向让位槽23所在的位置处，滑动套19可以沿着小径段
6b滑动。如此，操作人员可方便地根据定位弹簧珠28分别与两个嵌入定位孔26之间的配合位置来判断限位内齿22相对于轴向让位槽23的位置，便于操作。
[0041] 如此，当夹具未夹持到位时，限位内齿22位于轴向让位槽23所在位置，在外力作用下，驱动内夹头8和滑动套19克服弹簧9弹力，使内夹头8背向外夹头7滑动，即夹具张开夹持树枝或树干；当夹具夹持到位时，旋转限位套筒20，使限位内齿22位于限位齿槽内，如此，利用限位内齿22与限位外齿21之间的限位结构，可限定内夹头8的位置，即夹具的张开宽度不会增大，而由于树枝或树干的限位作用，夹具的张开宽度也不会减小；振摇过程中，保持限位内齿22位于限位齿槽内，夹具不会对振摇运动造成影响和干涉；振摇完成后，转动限位套筒20，使限位内齿22位于轴向让位槽23所在位置，此时内夹头8可重新沿着小径段6b滑动，即可方便地将夹具从对应的树枝或树干上取下。
[0042] 具体的，本实施例的小径段6b上设有轴向滑槽29，内夹头8和滑动套19上均与轴向滑槽29滑动配合。
[0043] 本实施例的自适应振摇水果采摘机还包括振摇控制系统，振摇控制系统包括控制器、用于检测内夹头8与外夹头7之间的间距的位移传感器和用于检测内夹头8或外夹头7在树枝或树干振摇过程中所受到的力的力传感器；控制器上连接设有用于控制振幅调节机构动作的振幅调节驱动电路和用于控制振摇动力机构的振摇动力驱动电路；控制器接收来自位移传感器检测到的反应树枝或树干外径的数据，向振幅调节驱动电路和振摇动力驱动电路发出控制指令，控制振摇动力机构输出预设的功率并使振摇机构按照预设的振幅振动；控制器接收来自力传感器检测到的数据，向振摇动力驱动电路发出控制指令，调节振摇动力机构的输出功率并使振摇机构按照预设的频率振动。
[0044] 本实施例的控制系统的原理如下：首先根据位移传感器检测得到的树枝或树干的外径数据，并结合果树的种类，控制器调取存储的与果树种类、树枝或树干外径相匹配的振幅和振摇动力机构的功率调出，使树枝或树干按照该预设的振幅振动，即控制系统中具有选择果树种类的输入模块和用于存储相关数据的存储器；存储的与果树种类、树枝或树干外径相匹配的振幅、频率以及振摇动力机构的功率等参数的初始数据可以通过经验值预设，并在后续使用过程中逐渐调整；当然，控制系统还可以采用自学习系统，可以通过自学习优化存储器内的相关数据，其原理与现有的自学习系统相同，不再一一累述。
[0045] 虽然树枝或树干的外径在同一范围区间内，但是每一棵果树在振摇时所需的力是不一样的，这就导致预设值可能不能满足具体使用环境下的树枝或树干的振摇要求，即在预设振幅和功率条件下，树枝或树干的振摇频率可能与预设值之间存在较大的偏差；此时通过采用力传感器检测树枝或树干振摇时所需要的力，再根据所需要的力来计算树枝或树干在预设振幅和频率条件下所需要的功率输出，进而控制振摇动力机构按照计算后的功率参数输出，如此，即可使树枝或树干按照相匹配的较优的振幅和频率振摇，即能够根据采摘环境自动调节振摇频率和振幅，可适用于不同品类的果实的采摘要求，提高果实的采摘效率。
[0046] 以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
