CN104686073A - 一种水果被动抓取末端执行器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种水果被动抓取末端执行器，包括上滑台、滑块、曲柄、连杆、下滑台、抓取手指连接块、扭动弹簧、抓取手指、按动开关、橡胶。连杆的两端分别与曲柄和滑块相连，滑块套在上滑台与下滑台的滑槽中，滑块的末端通过抓取手指连接块与抓取手指相连。按动开关粘贴在抓取手指连接块的侧面上，按动开关压块固定连接在抓取手指上，按动开关压块的一端伸出，压住按动开关。抓取手指连接块和抓取手指采用销钉连接。其特点在于完全借助机械运动实现三根手指的转动以完成对水果的抓取，结构简单、成本低、实用可靠，可广泛用于水果分拣与采摘作业；而弹簧缓冲装置可以可满足对不同种类水果的抓取。

Description

一种水果被动抓取末端执行器

技术领域

本发明涉及一种抓取机构，尤其是涉及一种水果被动抓取末端执行器。

背景技术

我国是水果产业大国，但是由于缺乏水果收获后的处理技术，我国果品产业目前面临的劣势是水果产业机械自动化程度低，缺乏统一的加工处理流程，水果品质不高。水果抓取机械手可广泛应用于水果产业链中的水果在线检测及分拣领域，可以提高水果分拣效率，降低劳动力，对推动我国水果产业机械化的发展有着积极的意义。

近年来，国内学者对水果被动抓取末端执行器进行了深入的研究。2009年江苏大学蔡健荣等人发明了一种水果采摘机器人的末端执行器（申请号：200920236112.1），主要通过真空泵将水果吸起。2012年华南农业大学邹湘军等人发明了一种多类型果蔬采摘的磁流变适型夹持器及机器人（申请号：201210011049.8），主要通过激活在夹持器上的电磁铁使接触果实侧的磁流变液屈服应力增加，形成适应果实的轮廓恻然起到夹持功能。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的现有水果被动抓取末端执行器结构较为复杂，运行成本高；抓取对象单一，不利用大规模投入生产的技术问题；提供了一种以简单的曲柄滑块机构完成机械手的对各种水果的抓取，可降低成本，提高生产效率的一种水果被动抓取末端执行器。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种水果被动抓取末端执行器，其特征在于，包括上滑台、下滑台以及通过轴承配接在上滑台和下滑台上的曲柄连杆机构；所述上滑台上径向均匀开有至少三个上滑槽，上滑槽上径向沿上滑槽设有一个截面为梯形的凸起，该凸起中间径向开有一个与上滑槽相通的凸起槽；滑块一端开有与凸起截面形状适应的梯形槽，并放置在凸起能沿凸起往复运动；下滑台上设有与上滑台滑槽位置对应的下滑槽；固定杆一端从下至上依次穿过下滑槽、上滑槽以及凸起槽后与滑块固定，另一端与抓取手指连接块连接；所述抓取手指连接块与抓取手指的一端通过销钉连接；所述抓取手指连接块与抓取手指的连接端还设有一个用于调整抓取手指连接块与抓取手指之间预紧力的柔性缓冲装置；所述连接块上设有一个按动开关，抓取手指一端设有一个L形的按动开关压块，所述按动开关压块能够在抓取手指的联动作用下与按动开关贴靠或分离；曲柄连杆机构包括曲柄以及连杆，曲柄位于上滑台和下滑台之间的部分固定有一个驱动盘，连杆的一端与驱动盘铰接，另一端与固定杆上铰接。

在上述的一种水果被动抓取末端执行器，还包括一个柔性缓冲装置，所述柔性缓冲装置包括一个固定在抓取手指上的L形的弹簧预紧力调整块，弹簧预紧力调整块上固定有预紧力刻度尺，螺母穿过弹簧预紧力调整块并通过螺钉固定在弹簧预紧力调整块上；螺母上套有一个压缩弹簧和调整螺母，压缩弹簧的一端贴靠在抓取手指上，另一端靠在调整螺母上，通过调整螺母能够调整压缩弹簧的压力从而调整抓取手指连接块与抓取手指之间预紧力；所述压缩弹簧上固定有一个预紧力指针，所述指针为与预紧力刻度尺前方。

在上述的一种水果被动抓取末端执行器，所述抓取手指内壁贴有橡胶。

因此，本发明具有如下优点：通过曲柄和滑块实现机械手指的开合，结构简单、性能可靠，手指末端的柔性缓冲装置结构简单，控制精确，并且可以取代压力传感器，成本低廉，同时可以满足多种水果的抓取，能很好地实现多种水果分拣与采摘作业。

附图说明

图1是本发明立体结构示意图。

图2是本发明中抓取手指结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。图中，1.上滑台、2.滑块、3.曲柄、4.连杆、5.下滑台、6.抓取手指连接块、7.扭动弹簧、8.抓取手指、9.按动开关、10.橡胶组成，其中抓取手指由:6.抓取手指连接块、8.抓取手指、10.橡胶、11.按动开关压块、12.按动开关、13.弹簧预紧力调整块、14.预紧力刻度尺、15.螺钉、16.螺母、17.预紧力指针、18.调整螺母、19.压缩弹簧。

实施例：

如图1所示，包括上滑台、下滑台以及通过轴承配接在上滑台和下滑台上的曲柄连杆机构；所述上滑台上径向均匀开有三个上滑槽，上滑槽上径向沿上滑槽设有一个截面为梯形的凸起，该凸起中间径向开有一个与上滑槽相通的凸起槽；滑块一端开有与凸起截面形状适应的梯形槽，并放置在凸起能沿凸起往复运动；下滑台上设有与上滑台滑槽位置对应的下滑槽；固定杆一端从下至上依次穿过下滑槽、上滑槽以及凸起槽后与滑块固定，另一端与抓取手指连接块连接；抓取手指连接块与抓取手指的一端通过销钉连接，抓取手指内壁贴有橡胶；抓取手指连接块与抓取手指的连接端还设有一个用于调整抓取手指连接块与抓取手指之间预紧力的柔性缓冲装置；连接块上设有一个按动开关，抓取手指一端设有一个L形的按动开关压块，按动开关压块能够在抓取手指的联动作用下与按动开关贴靠或分离；曲柄连杆机构包括曲柄以及连杆，曲柄位于上滑台和下滑台之间的部分固定有一个驱动盘，连杆的一端与驱动盘铰接，另一端与固定杆上铰接。

柔性缓冲装置包括一个固定在抓取手指上的L形的弹簧预紧力调整块，弹簧预紧力调整块上固定有预紧力刻度尺，螺母穿过弹簧预紧力调整块并通过螺钉固定在弹簧预紧力调整块上；螺母上套有一个压缩弹簧和调整螺母，压缩弹簧的一端贴靠在抓取手指上，另一端靠在调整螺母上，通过调整螺母能够调整压缩弹簧的压力从而调整抓取手指连接块与抓取手指之间预紧力；所述压缩弹簧上固定有一个预紧力指针，所述指针为与预紧力刻度尺前方。

本发明的工作过程如下：

工作时电机带动曲柄转动，推动滑块在滑槽内的移动，实现对水果的抓取。抓取时末端手指连接块向外侧转动。同时由于按动开关压块随着抓取手指运动而解除对按动开关的压力，按动开关由接通状态变为断开状态，产生一个电机停止运动的信号，电机停止运动，防止水果产生损伤。当抓取手指松开水果时，抓取手指在压缩弹簧回复力的作用下归正，按动开关压块重新压紧按动开关，柔性缓冲装置复位。

机械手指的设计方案：如图1所示，整体采用曲柄滑块机构，结构简单，动作平稳。手指末端设有柔性调节装置，通过开关的通断实现对水果的无伤抓取，同时弹簧缓冲装置可满足对不同种类水果的抓取。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了1.上滑台、2.滑块、3.曲柄、4.连杆、5.下滑台、6.抓取手指连接块、7.扭动弹簧、8.抓取手指、9.按动开关、10.橡胶组成，其中抓取手指由:6.抓取手指连接块、8.抓取手指、10.橡胶、11.按动开关压块、12.按动开关、13.弹簧预紧力调整块、14.预紧力刻度尺、15.螺钉、16.螺母、17.预紧力指针、18.调整螺母、19.压缩弹簧等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (3)

1.一种水果被动抓取末端执行器，其特征在于，包括上滑台、下滑台以及通过轴承配接在上滑台和下滑台上的曲柄连杆机构；所述上滑台上径向均匀开有至少三个上滑槽，上滑槽上径向沿上滑槽设有一个截面为梯形的凸起，该凸起中间径向开有一个与上滑槽相通的凸起槽；滑块一端开有与凸起截面形状适应的梯形槽，并放置在凸起能沿凸起往复运动；下滑台上设有与上滑台滑槽位置对应的下滑槽；固定杆一端从下至上依次穿过下滑槽、上滑槽以及凸起槽后与滑块固定，另一端与抓取手指连接块连接；所述抓取手指连接块与抓取手指的一端通过销钉连接；所述抓取手指连接块与抓取手指的连接端还设有一个用于调整抓取手指连接块与抓取手指之间预紧力的柔性缓冲装置；所述连接块上设有一个按动开关，抓取手指一端设有一个L形的按动开关压块，所述按动开关压块能够在抓取手指的联动作用下与按动开关贴靠或分离；曲柄连杆机构包括曲柄以及连杆，曲柄位于上滑台和下滑台之间的部分固定有一个驱动盘，连杆的一端与驱动盘铰接，另一端与固定杆上铰接。

2.根据权利要求1所述的一种水果被动抓取末端执行器，其特征在于，所述柔性缓冲装置包括一个固定在抓取手指上的L形的弹簧预紧力调整块，弹簧预紧力调整块上固定有预紧力刻度尺，螺母穿过弹簧预紧力调整块并通过螺钉固定在弹簧预紧力调整块上；螺母上套有一个压缩弹簧和调整螺母，压缩弹簧的一端贴靠在抓取手指上，另一端靠在调整螺母上，通过调整螺母能够调整压缩弹簧的压力从而调整抓取手指连接块与抓取手指之间预紧力；所述压缩弹簧上固定有一个预紧力指针，所述指针为与预紧力刻度尺前方。

3.根据权利要求1所述的一种水果被动抓取末端执行器，其特征在于，所述抓取手指内壁贴有橡胶。