CN104786230B - 柔性夹持手爪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柔性夹持手爪，夹持手爪包括：底座，垂直且贯穿底座的固定轴，套设在固定轴上的夹持装置，用于使夹持装置打开闭合的推动装置；夹持装置包括：左夹体、右夹体、拉簧；左夹体尾部、右夹体尾部交叉套设在固定轴上，且相对固定轴的轴向转动；拉簧的两端分别与左夹体臂部、右夹体臂部固定连接；推动装置包括：推杆、限位杆；推杆上开设有贯通且沿推杆长度方向延伸的滑槽，固定轴垂直穿过滑槽；推杆的第一端固定设置有与固定轴平行的限位杆，限位杆卡在左夹体尾部与右夹体尾部交叉点外的空间内，滑槽用于使推杆在滑槽行程范围内往复移动，以使限位杆脱离或卡入左夹体尾部与右夹体尾部的交叉空间，实现左夹体、右夹体的开闭。

Description

柔性夹持手爪

技术领域

本发明涉及农林装备技术，尤其涉及一种柔性夹持手爪。

背景技术

随着农林装备技术的发展，现代农业对农林装备的工作性能要求越来越高。

例如在嫁接苗的生产过程，要求保证对秧苗的安全夹持，以保证嫁接苗的成活率。因此，需要嫁接机的夹持手爪在夹持嫁接苗的过程中，用力适当，不损坏嫁接苗。

但是，现有嫁接机的秧苗夹持环节一般采用气动手指、步进电机等作为夹持手爪的驱动部件，气动手指、步进电机会持续对夹持手爪提供夹持力，在秧苗茎部易形成刚性夹持力。由于秧苗的生长特性存在差异，易对秧苗茎部造成损伤。另外，上述驱动方式需要布置气管和电线，易发生缠绕，对转盘式多个夹持手爪的作业模式的实现带来难度。

发明内容

本发明提供一种柔性夹持手爪，通过拉簧的弹性力调节夹持手爪对秧苗进行柔性夹持，并配合推动装置的移动实现夹持开闭动作的无动力输入，避免了采用气动手指、步进电机等作为驱动部件对于秧苗造成的茎部刚性夹持损伤及气管、电线布线造成的线路缠绕问题，该手爪实现了对秧苗茎部的柔性夹持，保证了秧苗嫁接的成功率；同时装置结构简单，操作方便，与快速作业模式的转盘式多夹持手爪配合，大大提高嫁接作业效率。

本发明提供一种柔性夹持手爪，包括：

底座，垂直且贯穿所述底座固定设置的固定轴，还包括：套设在所述固定轴上的夹持装置，和用于使所述夹持装置打开闭合的推动装置；

其中，所述夹持装置包括：左夹体、右夹体、拉簧；左夹体尾部、右夹体尾部交叉套设在所述固定轴上，且相对所述固定轴的轴向转动；所述拉簧的两端分别与左夹体臂部、右夹体臂部固定连接，以使所述左夹体、所述右夹体在所述拉簧的弹性力作用下开闭；

所述推动装置包括：推杆、限位杆；所述推杆上开设有贯通且沿所述推杆长度方向延伸的滑槽，所述固定轴垂直穿过所述滑槽；所述推杆的第一端固定设置有与所述固定轴平行的限位杆，所述限位杆卡在所述左夹体尾部与所述右夹体尾部交叉点外的空间内，以使所述左夹体、所述右夹体在所述限位杆的阻挡作用下打开；所述滑槽用于使所述推杆相对于所述固定轴在所述滑槽行程范围内往复移动，以使所述限位杆脱离或卡入所述左夹体尾部与所述右夹体尾部的交叉空间并联动所述左夹体、所述右夹体在所述拉簧的弹性力作用下开闭。

本发明提供的柔性夹持手爪，通过在底座上设置固定轴，并将具有左右夹体的夹持装置套设在固定轴上，使左右夹体可以绕固定轴转动；同时通过在底座上设置推动装置，以驱动左右夹体完成开闭的夹持动作。其中推动装置包括推杆、限位杆；在推杆上开设滑槽，将固定轴垂直穿过滑槽，并在推杆一端固定设置阻挡左右夹体闭合的限位杆，以使推杆在滑槽行程范围内往复移动时，限位杆脱离或卡入左右夹体尾部的交叉空间，以使左右夹体在拉簧的弹性力作用下实现开闭。从而有效避免了采用气动手指、步进电机等作为驱动部件对于秧苗造成的茎部刚性夹持损伤及气管、电线布线造成的线路缠绕问题，该手爪实现了对秧苗茎部的柔性夹持，保证了秧苗嫁接的成功率；同时装置结构简单，操作方便，与快速作业模式的转盘式多夹持手爪配合，大大提高嫁接作业效率。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的柔性夹持手爪的结构示意图；

图2a为本发明实施例一提供的柔性夹持手爪的夹持装置的结构示意图；

图2b为本发明实施例一提供的柔性夹持手爪的夹持装置的另一结构示意图；

图3为本发明实施例一提供的柔性夹持手爪的推动装置的结构示意图；

图4为本发明实施例二提供的柔性夹持手爪的推动装置的结构示意图；

图5为本发明实施例二提供的柔性夹持手爪的压板的结构示意图；

图6为本发明实施例三提供的柔性夹持手爪的苗托的结构示意图；

图7为本发明实施例四提供的柔性夹持手爪的固定轴的结构示意图；

图8为本发明实施例一提供的柔性夹持手爪的夹持方法的流程图。

具体实施方式

图1为本发明实施例一提供的柔性夹持手爪的结构示意图，图2a为本发明实施例一提供的柔性夹持手爪的夹持装置的结构示意图，图2b为本发明实施例一提供的柔性夹持手爪的夹持装置的另一结构示意图，图3为本发明实施例一提供的柔性夹持手爪的推动装置的结构示意图；如图1～3所示，本实施例提供的柔性夹持手爪，包括：底座1，垂直且贯穿底座1固定设置的固定轴2，还包括：套设在固定轴2上的夹持装置3，和用于使夹持装置3打开闭合的推动装置4；其中，夹持装置3包括：左夹体31、右夹体32、拉簧33；左夹体尾部311、右夹体尾部321交叉套设在固定轴2上，且相对固定轴2的轴向转动；拉簧33的两端分别与左夹体臂部312、右夹体臂部322固定连接，以使左夹体31、右夹体32在拉簧33的弹性力作用下开闭；推动装置4包括：推杆41、限位杆42；推杆41上开设有贯通且沿推杆41长度方向延伸的滑槽411，固定轴2垂直穿过滑槽411；推杆41的第一端412固定设置有与固定轴2平行的限位杆42，限位杆42卡在左夹体尾部311与右夹体尾部321交叉点外的空间内，以使左夹体31、右夹体32在限位杆42的阻挡作用下打开；滑槽411用于使推杆41相对于固定轴2在滑槽411行程范围内往复移动，以使限位杆42脱离或卡入左夹体尾部311与右夹体尾部321的交叉空间并联动左夹体31、右夹体32在拉簧33的弹性力作用下开闭。

具体的，左夹体31、右夹体32通过轴孔34(如图2b所示，需要说明的是左夹体31与右夹体32为完全对称结构，图2b仅以右夹体32为例进行示意)套设安装于固定轴2上，使左夹体31、右夹体32如剪刀的工作原理一般绕固定轴2的轴向转动，实现左夹体31、右夹体32的开闭夹持运动。同时，在左夹体臂部312、右夹体臂部322以轴销5(图2a所示)通过轴销孔10和安装孔8(图2b所示)固定连接有拉簧33，拉簧33为左夹体31、右夹体32提供柔性夹持力，有效避免了现有技术中采用气动手指或步进电机作为驱动部件对于秧苗造成的茎部刚性夹持损伤。该柔性夹持手爪的驱动力来源于推动装置4，其包括推杆41和限位杆42；在推杆41上设有滑槽411，该滑槽411可与固定轴2滑动配合，通过在滑槽的行程范围内移动推杆41，使限位杆42脱离或卡入左夹体尾部311与右夹体尾部321的交叉空间，以使左夹体31、右夹体32在拉簧33的弹性力作用下做开闭运动，实现对秧苗的柔性夹持。

本实施例的柔性夹持手爪，通过在底座上设置固定轴，并将具有左右夹体的夹持装置套设在固定轴上，使左右夹体可以绕固定轴转动；同时通过在底座上设置推动装置，以驱动左右夹体完成开闭的夹持动作。其中推动装置包括推杆、限位杆；在推杆上开设滑槽，将固定轴垂直穿过滑槽，并在推杆一端固定设置阻挡左右夹体闭合的限位杆，以使推杆在滑槽行程范围内往复移动时，限位杆脱离或卡入左右夹体尾部的交叉空间，以使左右夹体在拉簧的弹性力作用下实现开闭。从而有效避免了采用气动手指、步进电机等作为驱动部件对于秧苗造成的茎部刚性夹持损伤及气管、电线布线造成的线路缠绕问题，该手爪实现了对秧苗茎部的柔性夹持，保证了秧苗嫁接的成功率；同时装置结构简单，操作方便，与快速作业模式的转盘式多夹持手爪配合，大大提高嫁接作业效率。

图4为本发明实施例二提供的柔性夹持手爪的推动装置的结构示意图，图5为本发明实施例二提供的柔性夹持手爪的压板的结构示意图，如图4～5所示，在上述实施例的基础上，进一步地，推动装置4还包括：压板43；在推杆41的第二端413，且沿推杆41轴向开设有槽口414，压板43插入槽口414内通过轴销铰链6与推杆41铰接；压板43的首端通过轴销铰链6与固定轴2铰接；压板43在外力作用下推动推杆41相对于固定轴2在滑槽411的行程范围内往复移动。

具体的，在压板43上开设有长条形的开口431，将压板43插入推杆41上开设的槽口414内，并用轴销铰链6穿过该开口431将压板43与推杆41铰接；同时，压板43的首端也通过轴销铰链6与固定轴2铰接。实现压板43带动推杆41相对于固定轴2在滑槽411内往复移动。在压板43的末端设置有折边432，该折边432增大了压板43与外部驱动装置的接触面积，使由外部施加到压板43的推力或拉力平稳，保证了推杆41的移动效果，从而进一步保证了秧苗嫁接的效率和质量。

进一步地，在上述各个实施例的基础上，图6为本发明实施例三提供的柔性夹持手爪的苗托的结构示意图，如图6所示，该柔性夹持手爪，还包括：苗托7；苗托7从上到下依次包括：上苗口71；苗托固定部72；苗托7设置在夹持装置3上部(如图1所示)；夹持装置3还包括：在左夹体前端313和右夹体前端323对称位置处设置有衬垫35(如图2a所示)，在衬垫35上设置有秧苗茎部夹持豁口36；上苗口71具有秧苗茎部承托槽711，承托槽711与秧苗茎部夹持豁口36在铅垂方向上对应；苗托固定部72与固定轴2固定连接，苗托固定部72设有缝隙721，用于容纳压板43以使压板43贯穿缝隙721。

具体的，苗托固定部72通过安装孔8与固定轴2固定连接。使用该柔性夹持手爪时，左夹体31、右夹体32初始为打开状态，将被夹持的秧苗的茎叶上部放入上苗口71的秧苗茎部承托槽711内，按下压板43使推杆41移动，带动限位杆42从左夹体尾部311、右夹体尾部321中移出，在拉簧33的弹性力作用下左夹体31、右夹体32的夹口闭合，完成对秧苗茎部的安全柔性夹持。该柔性夹持手爪可在嫁接机的下苗工位设置压板43的复位机构实现左夹体31、右夹体32处于打开状态。

进一步地，如图6所示，苗托7还包括：秧苗限位部73；秧苗限位部73设置在苗托固定部72下方，秧苗限位部73的限位边缘731与承托槽711和秧苗茎部夹持豁口36在铅垂方向上对应，以使秧苗茎部保持铅垂。进而使秧苗嫁接过程中秧苗茎部保持铅垂保证嫁接效果，嫁接秧苗的存活成功率提高。

图7为本发明实施例四提供的柔性夹持手爪的固定轴的结构示意图，如图7所示，在上述各个实施例的基础上，固定轴2具有第一段21和第二段22的两段式结构；第一段21的连接部具有内螺纹211；第二段22的连接部具有外螺纹221；第一段21与第二段22通过内螺纹211和外螺纹221螺接。固定轴2的两段式结构方便整个柔性夹持手爪的安装与维修。

进一步地，第一段21的连接部与第二段22的连接部螺接后的外径d1相等且小于等于推杆41内的滑槽411的宽度d2(如图3所示)；滑槽411的宽度d2为滑槽411在推杆41宽度方向上的内径宽度。此外，固定轴2可以为直径不均匀的轴杆，其第一段21与第二段22螺接后形成小台肩23，小台肩23的外径d1小于等于滑槽411的宽度d2，以使固定轴2在滑槽411内顺畅滑动，同时，如图4所示，该柔性夹持手爪还包括导向块9，推杆41轴向滑动安装于导向块9内，固定轴2的第一段21与第二段22穿过导向块9及滑槽411，螺接在一起，螺接后形成的小台肩23与导向块9卡合，并固定安装于底座1上，再将压板43分别与固定轴2和推杆41铰接，通过对压板43施加推力实现滑槽411与小台肩23滑动配合。此外，固定轴2上还开设有固定苗托7的安装孔8，铰接固定轴2与压板43的轴销孔10，以及第二段22端部开设的卡环槽24。该柔性夹持手爪还包括固定块11(如图1所示)，固定轴2穿过固定块11，且卡环槽24与固定块11卡合，以提供给固定块11支撑力，使固定块11与底座1牢固连接。

图8为本发明实施例一提供的柔性夹持手爪的夹持方法的流程图，如图8所示，采用上述任一实施例所述的柔性夹持手爪，进行夹持秧苗的方法，包括：

步骤101、推动装置的推杆接收外部推力，以使推杆相对于固定轴沿滑槽向夹持装置的左夹体尾部、右夹体尾部的方向移动，并带动推杆上固定连接的限位杆移出夹持装置，以使夹持装置在脱离限位杆的限位作用下左夹体和右夹体闭合，在拉簧的弹性力作用下柔性夹持秧苗。

步骤102、推动装置的推杆接收外部拉力，以使推杆相对于固定轴沿滑槽向夹持装置的左夹体臂部、右夹体臂部的方向移动，并带动推杆上固定连接的限位杆移入夹持装置，以使夹持装置在限位杆的限位作用下左夹体和右夹体打开。

步骤101和步骤102分别为实现秧苗的夹持和释放的方法，其没有必然的时序关系。

本实施例的夹持方法，采用柔性夹持手爪，通过在底座上设置固定轴，并将具有左右夹体的夹持装置套设在固定轴上，使左右夹体可以绕固定轴转动；同时通过在底座上设置推动装置，以驱动左右夹体完成开闭的夹持动作。其中推动装置包括推杆、限位杆；在推杆上开设滑槽，将固定轴垂直穿过滑槽，并在推杆一端固定设置阻挡左右夹体闭合的限位杆，以使推杆在滑槽行程范围内往复移动时，限位杆脱离或卡入左右夹体尾部的交叉空间，以使左右夹体在拉簧的弹性力作用下实现开闭。从而有效避免了采用气动手指、步进电机等作为驱动部件对于秧苗造成的茎部刚性夹持损伤及气管、电线布线造成的线路缠绕问题，该手爪实现了对秧苗茎部的柔性夹持，保证了秧苗嫁接的成功率；同时装置结构简单，操作方便，与快速作业模式的转盘式多夹持手爪配合，大大提高嫁接作业效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种柔性夹持手爪，其特征在于，包括：

底座，垂直且贯穿所述底座固定设置的固定轴，还包括：套设在所述固定轴上的夹持装置，和用于使所述夹持装置打开闭合的推动装置；

其中，所述夹持装置包括：左夹体、右夹体、拉簧；左夹体尾部、右夹体尾部交叉套设在所述固定轴上，且相对所述固定轴的轴向转动；所述拉簧的两端分别与左夹体臂部、右夹体臂部固定连接，以使所述左夹体、所述右夹体在所述拉簧的弹性力作用下开闭；

所述推动装置包括：推杆、限位杆；所述推杆上开设有贯通且沿所述推杆长度方向延伸的滑槽，所述固定轴垂直穿过所述滑槽；所述推杆的第一端固定设置有与所述固定轴平行的限位杆，所述限位杆卡在所述左夹体尾部与所述右夹体尾部交叉点外的空间内，以使所述左夹体、所述右夹体在所述限位杆的阻挡作用下打开；所述滑槽用于使所述推杆相对于所述固定轴在所述滑槽行程范围内往复移动，以使所述限位杆脱离或卡入所述左夹体尾部与所述右夹体尾部的交叉空间并联动所述左夹体、所述右夹体在所述拉簧的弹性力作用下开闭；

所述推动装置还包括：压板；在所述推杆的第二端，且沿所述推杆轴向开设有槽口，所述压板插入所述槽口内通过轴销铰链与所述推杆铰接；所述压板的首端通过轴销铰链与所述固定轴铰接；所述压板在外力作用下推动所述推杆相对于所述固定轴在所述滑槽的行程范围内往复移动。

2.根据权利要求1所述的柔性夹持手爪，其特征在于，还包括：

苗托；所述苗托从上到下依次包括：上苗口；苗托固定部；所述苗托设置在所述夹持装置上部；

所述夹持装置还包括：在所述左夹体前端和所述右夹体前端对称位置处设置有衬垫，在所述衬垫上设置有秧苗茎部夹持豁口；

所述上苗口具有秧苗茎部承托槽，所述承托槽与所述秧苗茎部夹持豁口在铅垂方向上对应；所述苗托固定部与所述固定轴固定连接，所述苗托固定部设有缝隙，用于容纳所述压板以使所述压板贯穿所述缝隙。

3.根据权利要求2所述的柔性夹持手爪，其特征在于，所述苗托还包括：秧苗限位部；所述秧苗限位部设置在所述苗托固定部下方，所述秧苗限位部的限位边缘与所述承托槽和所述秧苗茎部夹持豁口在铅垂方向上对应，以使秧苗茎部保持铅垂。

4.根据权利要求1所述的柔性夹持手爪，其特征在于，所述固定轴具有第一段和第二段的两段式结构；所述第一段的连接部具有内螺纹；所述第二段的连接部具有外螺纹；所述第一段与所述第二段通过所述内螺纹和所述外螺纹螺接。

5.根据权利要求4所述的柔性夹持手爪，其特征在于，所述第一段的连接部与所述第二段的连接部螺接后的外径相等且小于等于所述推杆内的所述滑槽的宽度；所述滑槽的宽度为所述滑槽在所述推杆宽度方向上的内径宽度。