CN109121722A - 振动式采摘收集一体机械臂 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种振动式采摘收集一体机械臂，包括手臂，手臂上设置有振动器和两个夹持爪，各夹持爪分别连接驱动机构，驱动机构用于驱动夹持爪分开或者闭合；各夹持爪上分别设置有能够展开和收缩的支撑机构，各支撑机构上设置有伞布，支撑机构展开后，伞布被撑开，支撑机构收缩后，伞布收缩。本发明为了使机械臂震动采摘法的效率得到更大的提升，使采摘及收集一体化，操作更加的方便，极大缩小采摘装置所占的空间体积。

Description

振动式采摘收集一体机械臂

技术领域

本发明涉及水果采摘装置领域，具体是一种振动式采摘收集一体机械臂。

背景技术

现如今市场上充斥着多种多样的水果采摘装置，国内市场上大多水果采摘装置都是小型纯机械结构，在采摘收集水果时还是需要果农操作，效率极低。在国外果园大都在平原地区，因此以大型机械化生产为主。目前国外大型震动式水果采摘机现有结构原理所存在的缺点和不足之处：机械臂需要人工来操作，握住手把来夹持树干，然后震动树干使水果坠落；水果坠落后，要么是直接坠落到地上，要么是需要另外扯出大布料来接坠落的水果，操作不是很方便；机械手的结构设计不是很合理，长时间振动后，若是一开始人工未能夹稳树干很容易出现滑落。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种振动式采摘收集一体机械臂。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的一种振动式采摘收集一体机械臂，包括手臂，手臂上设置有振动器和两个夹持爪，各夹持爪分别连接驱动机构，驱动机构用于驱动夹持爪分开或者闭合；各夹持爪上分别设置有能够展开和收缩的支撑机构，各支撑机构上设置有伞布，支撑机构展开后，伞布被撑开，支撑机构收缩后，伞布收缩。

其中，驱动机构包括电机，电机的轴连接蜗杆，蜗杆与设于各夹持爪上的小齿轮相配合，电机驱动蜗杆转动，蜗杆转动时驱动各小齿轮转动，小齿轮带动两个夹持爪相向或者相背运动。

其中，各小齿轮通过齿轮轴与大齿轮连接，各夹持爪上平行设置有多个长齿轮，各大齿轮驱动相邻的长齿轮；相邻长齿轮之间设置有丝杆，在各丝杆上设置有螺母，螺母上活动连接有齿轮，各齿轮与相邻的长齿轮啮合。大齿轮转动时，驱动相邻的长齿轮，长齿轮转动时，驱动相邻的螺母上的齿轮，由此使得螺母上下运动。

其中，齿轮轴与大齿轮之间设置有弧形销，弧形销具有与大齿轮内壁的凹槽接触的弧形表面，弧形销与齿轮轴之间设置有弹簧，弹簧位于设置在齿轮轴上的凹槽内。负载过大时，弧形销被挤压，由于弹簧的作用，弧形销被压入齿轮轴上的凹槽内，大齿轮不再转动。

其中，支撑机构包括多个分别与各螺母活动连接的推杆，以及与各推杆和夹持爪活动连接的连杆组，推杆运动时能够推动连杆组展开或者收缩。螺母上下运动时，带动推杆运动，推杆运动过程中带动连杆组展开或者收缩。

其中，连杆组包括与夹持爪连接的第一连杆，第一连杆通过一中间连杆连接第二连杆；还包括长支杆，长支杆通过第三连杆连接第一连杆，并通过第四连杆连接第一连杆和第二连杆，各连杆连接成为多连杆机构，能够在推杆的推动下展开或者收缩，进而带动伞布张开或者收缩。

其中，各夹持爪为半圆型，能够适应树木的外形，保证夹持稳定。

其中，在伞布中部设置有多个孔，用于收集后的果实下落。孔的下方可连接网兜之类的能够输送水果的装置，通往收集框内。

有益效果：本发明的一种振动式采摘收集一体机械臂，具有以下有益效果：

针对于已有的机械臂震动水果采摘法，改善了其机械臂结构和运动原理。以蜗轮蜗杆及齿轮综合运用设计出模仿雨伞张开收纳运动的机械手，以多连杆机构为骨架，在骨架上铺上一层伞布，从而形成水果收集装置。在伞布上设置的多个孔，用作水果坠落后传到收集框内。震动器设置在机械臂上，在夹持爪握住树干后，震动器开始工作，使树枝上的水果坠落。本发明为了使机械臂震动采摘法的效率得到更大的提升，使采摘及收集一体化，操作更加的方便，极大缩小采摘装置所占的空间体积。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为小齿、大齿轮以及蜗杆的连接分解结构示意图；

图3为夹持爪的结构示意图；

图4为连杆组的结构示意图；

图5为夹持爪张开的结构示意图；

图6为设置伞布后张开的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如图1所示的一种振动式采摘收集一体机械臂，包括手臂1，手臂1上设置有振动器2和两个夹持爪3，各夹持爪3分别连接驱动机构，驱动机构用于驱动夹持爪3分开或者闭合；各夹持爪3上分别设置有能够展开和收缩的支撑机构，各支撑机构上设置有伞布4，支撑机构展开后，伞布4被撑开，支撑机构收缩后，伞布4收缩。如图1和图2所示，驱动机构包括电机5，电机5的轴连接蜗杆6，蜗杆6与设于各夹持爪3上的小齿轮7相配合，电机5驱动蜗杆6转动，蜗杆6转动时驱动各小齿轮7转动，小齿轮7带动两个夹持爪3相向或者相背运动。如图1-图3、图5所示，各小齿轮7通过齿轮轴8与大齿轮9连接，各夹持爪3上平行设置有多个长齿轮10，各大齿轮9驱动相邻的长齿轮10；相邻长齿轮10之间设置有丝杆11，在各丝杆11上设置有螺母12，螺母12上活动连接有齿轮13，各齿轮13与相邻的长齿轮10啮合。大齿轮9转动时，驱动相邻的长齿轮10，长齿轮10转动时，驱动相邻的螺母12上的齿轮13，由此使得螺母12上下运动。各夹持爪3为半圆型，能够适应树木的外形，保证夹持稳定。如图6所示，在伞布4中部设置有多个孔14，用于收集后的果实下落。孔14的下方可连接网兜之类的能够输送水果的装置，通往收集框内。

如图4所示，支撑机构包括多个分别与各螺母12活动连接的推杆15，以及与各推杆15和夹持爪3活动连接的连杆组；螺母12上下运动时，带动推杆15运动，推杆15运动过程中带动连杆组展开或者收缩。连杆组包括与夹持爪3连接的第一连杆16，第一连杆16通过一中间连杆17连接第二连杆18；还包括长支杆19，长支杆19通过第三连杆20连接第一连杆16，并通过第四连杆21连接第一连杆16和第二连杆18，各连杆连接成为多连杆机构，能够在推杆15的推动下展开或者收缩，进而带动伞布4张开或者收缩。

如图2所示，齿轮轴8与大齿轮9之间设置有弧形销22，弧形销22具有与大齿轮9内壁的凹槽接触的弧形表面，弧形销22与齿轮轴8之间设置有弹簧23，弹簧23位于设置在齿轮轴8上的凹槽内。负载过大时，弧形销22被挤压，由于弹簧23的作用，弧形销22被压入齿轮轴8上的凹槽内，大齿轮9不再转动。

如图1所示，图中省略被固定于各个连杆关节上的伞布，伞布可伞布之类的柔软材料制成。由电机5带动蜗杆6，蜗杆6驱动小齿轮7，带动齿轮轴8使左右两边的夹持爪3转动，通过齿轮传动使连杆组完成伸缩动作，类似于现有技术中常规的雨伞打开或者关闭的动作。此时，振动器2开启，使夹持爪3所夹的树干进行高频振动，使树上的蔬果与枝干脱离。下落到柔性帆布支撑起的伞布里，接着顺着伞布上的孔14经传输网道滚入收集框里，即完成一个采摘兼自动收集的工作流程。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种振动式采摘收集一体机械臂，其特征在于：包括手臂，手臂上设置有振动器和两个夹持爪，各夹持爪分别连接驱动机构，驱动机构用于驱动夹持爪分开或者闭合；各夹持爪上分别设置有能够展开和收缩的支撑机构，各支撑机构上设置有伞布，支撑机构展开后，伞布被撑开，支撑机构收缩后，伞布收缩。

2.根据权利要求1所述的振动式采摘收集一体机械臂，其特征在于：驱动机构包括电机，电机的轴连接蜗杆，蜗杆与设于各夹持爪上的小齿轮相配合。

3.根据权利要求2所述的振动式采摘收集一体机械臂，其特征在于：各小齿轮通过齿轮轴与大齿轮连接，各夹持爪上平行设置有多个长齿轮，各大齿轮驱动相邻的长齿轮；相邻长齿轮之间设置有丝杆，在各丝杆上设置有螺母，螺母上活动连接有齿轮，各齿轮与相邻的长齿轮啮合。

4.根据权利要求3所述的振动式采摘收集一体机械臂，其特征在于：齿轮轴与大齿轮之间设置有弧形销，弧形销具有与大齿轮内壁的凹槽接触的弧形表面，弧形销与齿轮轴之间设置有弹簧，弹簧位于设置在齿轮轴上的凹槽内。

5.根据权利要求3所述的振动式采摘收集一体机械臂，其特征在于：支撑机构包括多个分别与各螺母活动连接的推杆，以及与各推杆和夹持爪活动连接的连杆组，推杆运动时能够推动连杆组展开或者收缩。

6.根据权利要求5所述的振动式采摘收集一体机械臂，其特征在于：连杆组包括与夹持爪连接的第一连杆，第一连杆通过一中间连杆连接第二连杆；还包括长支杆，长支杆通过第三连杆连接第一连杆，并通过第四连杆连接第一连杆和第二连杆。

7.根据权利要求1所述的振动式采摘收集一体机械臂，其特征在于：各夹持爪为半圆型。

8.根据权利要求1所述的振动式采摘收集一体机械臂，其特征在于：在伞布中部设置有多个孔，用于收集后的果实下落。