多关节臂式田间蔬菜采收作业装置

　　这套作业装置的核心设计出发点，是针对垄作辣椒类矮秆蔬菜的采收痛点做定向结构开发，区别于传统大型联合采收设备对地块平整度、种植规整度的高要求，这套带移动底盘的多关节臂结构，能够适配南方丘陵地区零散小块菜地、设施大棚内窄垄种植的作业场景，作业时不需要提前对种植垄做特殊规整处理，底盘的轮系布局预留了120mm的离地间隙，能够顺利通过垄间高度差80mm以内的凹凸田面，不会出现底盘托底卡滞的问题。从结构布局来看，整套装置分为移动承载底盘、多自由度铰接臂组、末端切割执行器三个核心模块，底盘部分采用箱式承载结构，上部预留的安装平面可以根据作业需求拓展加装收纳料斗、视觉识别模块等附加组件，底盘的轮距设定为450mm，

　　刚好匹配常规蔬菜种植600mm垄距下的垄间通行宽度，不会在行进过程中碾压垄上的作物植株。中间的多关节臂组采用平行四边形铰接结构搭配单自由度回转副的组合设计，每个铰接点都预留了标准轴承安装位，作业时臂组的活动范围可以覆盖底盘侧面0-800mm的水平作业区间，垂直方向能够实现0-500mm的高度调节，完全覆盖辣椒等蔬菜从结果低位到植株顶端的采收高度区间，臂组的连杆截面采用矩形空心结构，在保证结构刚性的前提下尽可能降低臂体自重，减少关节处的负载扭矩，不需要选用大扭矩驱动元件就能实现稳定的臂体姿态保持。末端的切割执行器采用叉形定位配合剪切刃口的结构，作业时叉形结构先伸入作物枝杈间隙，将待采收的果柄定位到刃口剪切范围内，

　　再通过刃口闭合完成果柄切断，不会在采收过程中拉扯植株造成不必要的枝条损伤，相比传统的捋采式结构，能够有效降低采收过程对作物后续生长的影响。设计过程中特意对各关节的运动干涉边界做了反复校核，当臂组处于最大伸展位置时，末端执行器不会和底盘边缘、轮系发生结构碰撞，各段连杆的运动包络线都控制在底盘外侧安全范围内，在窄垄作业时不会刮蹭到垄侧的作物。整套装置的安装接口全部采用标准快拆结构，臂组和底盘的连接只需要松开四个紧固螺栓就能完成整体拆卸，方便根据不同的作业场景更换不同长度的臂段或者不同类型的末端执行器，比如需要采收叶菜类作物时，可以更换对应的割台组件，不需要对底盘结构做任何改动。考虑到田间作业的扬尘、高湿环境，

　　所有铰接转动位置都设计了密封挡圈的安装槽，装配时加装密封件后能够有效阻挡田间泥沙、露水进入转动副，延长结构件的维护周期，底盘的箱式结构内部预留了足够的容纳空间，可以放置驱动电源、控制模块等电气元件，箱体的拼接缝处预留了密封胶条安装位，能够满足露天作业的防水防尘要求。在作业姿态的适配性上，臂组的每个关节都设计了锁止结构，当针对特定高度的采收作业时，可以锁止不必要的活动自由度，提升作业时的结构稳定性，避免臂体因为田间颠簸出现不必要的晃动，影响切割定位精度。整套结构的重心经过反复配平调整，当臂组伸展到最大作业半径时，整机的重心依然落在底盘轮系的支撑多边形范围内，不会出现侧翻风险，哪怕是在有10度倾斜的坡地作业，也能保持稳定的支撑状态。