CN111673765A - 一种油茶采摘机械手 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种油茶采摘机械手，包括：旋转装置、升降装置、摆臂装置、手抓装置和PLC控制器；旋转装置安装在底座上；升降装置安装在旋转装置的旋转台上；升降装置与摆臂装置固定连接；手抓装置安装在摆臂装置的摆臂上；PLC控制器控制油茶采摘；手抓装置包括：第二电机、第三电机、丝杆、滑块、内手抓钣金片和外手抓钣金片；丝杆贯穿并连接第二电机和第三电机的中心，滑块位于丝杆和第三电机的一端，用于推动内手抓钣金片和位于内手抓钣金片外侧的外手抓钣金片，第三电机通过自转带动内手抓钣金片旋转，本发明实现了油茶采摘的自动化，提高采摘效率，保证了采摘人员的安全。

Description

一种油茶采摘机械手
技术领域
本发明涉及机械设备技术领域，更具体的说是涉及一种油茶采摘机械手。
背景技术
目前采摘油茶时，采用人工油茶采摘，消耗的人力、时间比较大，采摘效率低，并且某些油茶难以采摘或采摘不到，对人体安全具有一定的威胁。随着科技发展，机器人在生产中的应用，对提高劳动生产率、提高产品质量、改善劳动条件、提高企业的应变能力、促进新产业的建立和发展、改变劳动结构以及促进相关学科的技术进步，均发挥了重大的社会效益和经济效益。因此世界各国都很重视机器人技术的发展和机器人在生产中的运用。
因此，如何提供一种油茶采摘机械手是本领域技术人员亟需解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种油茶采摘机械手，安装在机器人手腕上，底盘通过蜗轮蜗杆二级减速、直齿减速，运用两个行程开关控制机械手在旋转台上左右摆动0°的扇形区域内；第一气缸带动第一滑块沿着滑轨实现上下运动；摆臂以第二铰接端为支点，第二气缸带动摆臂实现沿水平上下摆幅为 0°的运动；手抓装置通过步进电动机实现对目标的夹紧、放松，并通过伺服电动机带动内手抓自转达到脱落目标的目的。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种油茶采摘机械手，包括：旋转装置、升降装置、摆臂装置、手抓装置和PLC控制器；所述旋转装置安装在底座上；所述升降装置安装在所述旋转装置的旋转台上；所述升降装置与所述摆臂装置固定连接；所述手抓装置安装在所述摆臂装置上；所述PLC控制器控制油茶采摘；所述手抓装置包括：第二电机、第三电机、丝杆、滑块、内手抓钣金片和外手抓钣金片；所述丝杆贯穿并连接所述第二电机和第三电机的中心，所述滑块位于所述丝杆和所述第三电机的一端，用于推动所述内手抓钣金片和位于所述内手抓钣金片外侧的所述外手抓钣金片，所述第三电机通过自转带动所述内手抓钣金片旋转。
通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：所述第二电机推动第二滑块，所述第二滑块推动所述内手抓钣金片和外手抓钣金片实现快速夹紧操作；所述第三电机自转，带动所述内手抓钣金片旋转，实现油茶自转脱落的功能。
优选的，在上述的一种油茶采摘机械手中，所述旋转装置包括：第一电机、第一蜗杆、第一蜗轮、第二蜗杆、第二蜗轮、直齿轮和旋转台；所述第一电机的输出轴与所述第一蜗杆连接，所述第一涡轮与所述第一蜗杆啮合；所述第一涡轮的轴心固定所述第二蜗杆，所述第二蜗杆与所述第二涡轮啮合；所述直齿轮安装在所述第二涡轮的中心；所述旋转台轮缘上的齿与所述直齿轮相啮合。
优选的，在上述的一种油茶采摘机械手中，所述升降装置包括：第一滑块和第一气缸；所述第一气缸安装在所述旋转台上；所述第一气缸的外侧壁上设置有滑轨；所述第一气缸的伸缩端安装所述第一滑块，并且所述第一滑块沿着所述滑轨滑动。
通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：实现机械手的伸缩，便于摘取高处的油茶，适用性更强。
优选的，在上述的一种油茶采摘机械手中，所述第一滑块包括：滑动部和滑块安装部；所述滑动部与所述滑块安装部连接，且二者呈固定角度；所述滑动部在滑轨中滑动，所述第一气缸的伸缩端与所述滑块安装部连接；所述第一气缸的伸缩带动所述第一滑块在所述滑轨中滑动。
通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：第一气缸推动第一滑块，第一滑块在滑轨内上下滑动实现摆臂装置的上下调节。
优选的，在上述的一种油茶采摘机械手中，所述摆臂装置包括：第二气缸和摆臂；所述第二气缸的侧壁固定在所述第一滑块上；所述第二气缸的伸缩端与所述摆臂铰接。
优选的，在上述的一种油茶采摘机械手中，所述摆臂上设置有第一铰接端和第二铰接端；所述第一铰接端设在所述摆臂的一端，并与所述第二气缸的伸缩端铰接；所述第二铰接端设在滑块安装部相对应的摆臂处，并与所述滑块安装处铰接。
通过上述的技术方案，本发明的技术效果在于：第二铰接端为支点第一铰接端在第二气缸伸缩端的带动下，摆臂实现沿水平上下摆幅为0°的运动。
优选的，在上述的一种油茶采摘机械手中，所述PLC控制器的输入端与触点开关连接；所述PLC控制器的输出端与继电器连接；所述PLC控制器按照先上后下、先左后右的顺序扫描梯形图；通过所述继电器控制所述旋转装置、升降装置、摆臂装置和手抓装置的动作。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种油茶采摘机械手，安装在机器人手腕上，底盘通过蜗轮蜗杆二级减速、直齿减速，运用两个行程开关控制机械手在旋转台上左右摆动0°的扇形区域内；第一气缸带动第一滑块沿着滑轨实现上下运动；摆臂以第二铰接端为支点，第二气缸带动摆臂实现沿水平上下摆幅为0°的运动；手抓装置通过步进电动机实现对目标的夹紧、放松，并通过伺服电动机带动内手抓自转达到脱落目标的目的，实现了油茶采摘的自动化，提高采摘效率，保证了采摘人员的安全。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的旋转装置的结构示意图。
图3为本发明的第一气缸的结构示意图。
图4为本发明的手抓装置的结构示意图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开了一种油茶采摘机械手，其特征在于，包括：旋转装置1、升降装置2、摆臂装置3、手抓装置4和PLC控制器5；旋转装置1安装在底座上；升降装置2安装在旋转装置1的旋转台17上；升降装置2与摆臂装置3固定连接；手抓装置4安装在摆臂装置3上；PLC控制器5控制油茶采摘；手抓装置4包括：第二电机41、第三电机42、丝杆43、第二滑块 44、内手抓钣金片45和外手抓钣金片46；丝杆43贯穿并连接第二电机41和第三电机42的中心，第二滑块44位于丝杆43和第三电机42的一端，用于推动内手抓钣金片45和位于内手抓钣金片45外侧的外手抓钣金片46，第三电机42通过自转带动内手抓钣金片45旋转。
为了进一步优化上述技术方案，旋转装置1包括：第一电机11、第一蜗杆12、第一蜗轮13、第二蜗杆14、第二蜗轮15、直齿轮16和旋转台17；第一电机11的输出轴与第一蜗杆12连接，第一涡轮与第一蜗杆12啮合；第一涡轮的轴心固定第二蜗杆14，第二蜗杆14与第二涡轮啮合；直齿轮16安装在第二涡轮的中心；旋转台17轮缘上的齿与直齿轮16相啮合。
为了进一步优化上述技术方案，升降装置2包括：第一滑块21和第一气缸22；第一气缸22安装在旋转台17上；第一气缸22的外侧壁上设置有滑轨；第一气缸22的伸缩端安装第一滑块21，并且第一滑块21沿着滑轨滑动。
为了进一步优化上述技术方案，第一滑块21包括：滑动部和滑块安装部；滑动部与滑块安装部连接，且二者呈固定角度；滑动部在滑轨中滑动，第一气缸22的伸缩端与滑块安装部连接；第一气缸22的伸缩带动第一滑块21在滑轨中滑动。
为了进一步优化上述技术方案，摆臂装置3包括：第二气缸31和摆臂32；第二气缸31的侧壁固定在第一滑块21上；第二气缸31的伸缩端与摆臂32 铰接。
为了进一步优化上述技术方案，摆臂32上设置有第一铰接端和第二铰接端；第一铰接端设在摆臂32的一端，并与第二气缸31的伸缩端铰接；第二铰接端设在滑块安装部相对应的摆臂32处，并与滑块安装处铰接。
为了进一步优化上述技术方案，PLC控制器5的输入端与触点开关连接； PLC控制器5的输出端与继电器连接；PLC控制器5按照先上后下、先左后右的顺序扫描梯形图；通过继电器控制旋转装置1、升降装置2、摆臂装置3 和手抓装置4的动作。
本发明公开提供了一种油茶采摘机械手，安装在机器人手腕上，底盘通过蜗轮蜗杆二级减速、直齿减速，运用两个行程开关控制机械手在旋转台上左右摆动0°的扇形区域内；第一气缸带动第一滑块沿着滑轨实现上下运动；摆臂以第二铰接端为支点，第二气缸带动摆臂实现沿水平上下摆幅为0°的运动；手抓装置通过步进电动机实现对目标的夹紧、放松，并通过伺服电动机带动内手抓自转达到脱落目标的目的，实现了油茶采摘的自动化，提高采摘效率，保证了采摘人员的安全。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种油茶采摘机械手，其特征在于，包括：旋转装置(1)、升降装置(2)、摆臂装置(3)、手抓装置(4)和PLC控制器(5)；所述旋转装置(1)安装在底座上；所述升降装置(2)安装在所述旋转装置(1)的旋转台(17)上；所述升降装置(2)与所述摆臂装置(3)固定连接；所述手抓装置(4)安装在所述摆臂装置(3)上；所述PLC控制器(5)控制油茶采摘；所述手抓装置(4)包括：第二电机(41)、第三电机(42)、丝杆(43)、第二滑块(44)、内手抓钣金片(45)和外手抓钣金片(46)；所述丝杆(43)贯穿并连接所述第二电机(41)和第三电机(42)的中心，所述第二滑块(44)位于所述丝杆(43)和所述第三电机(42)的一端，用于推动所述内手抓钣金片(45)和位于所述内手抓钣金片(45)外侧的所述外手抓钣金片(46)，所述第三电机(42)通过自转带动所述内手抓钣金片(45)旋转。
2.根据权利要求1所述的一种油茶采摘机械手，其特征在于，所述旋转装置(1)包括：第一电机(11)、第一蜗杆(12)、第一蜗轮(13)、第二蜗杆(14)、第二蜗轮(15)、直齿轮(16)和旋转台(17)；所述第一电机(11)的输出轴与所述第一蜗杆(12)连接，所述第一涡轮与所述第一蜗杆(12)啮合；所述第一涡轮的轴心固定所述第二蜗杆(14)，所述第二蜗杆(14)与所述第二涡轮啮合；所述直齿轮(16)安装在所述第二涡轮的中心；所述旋转台(17)轮缘上的齿与所述直齿轮(16)相啮合。
3.根据权利要求1所述的一种油茶采摘机械手，其特征在于，所述升降装置(2)包括：第一滑块(21)和第一气缸(22)；所述第一气缸(22)安装在所述旋转台(17)上；所述第一气缸(22)的外侧壁上设置有滑轨；所述第一气缸(22)的伸缩端安装所述第一滑块(21)，并且所述第一滑块(21)沿着所述滑轨滑动。
4.根据权利要求3所述的一种油茶采摘机械手，其特征在于，所述第一滑块(21)包括：滑动部和滑块安装部；所述滑动部与所述滑块安装部连接，且二者呈固定角度；所述滑动部在滑轨中滑动，所述第一气缸(22)的伸缩端与所述滑块安装部连接；所述第一气缸(22)的伸缩带动所述第一滑块(21)在所述滑轨中滑动。
5.根据权利要求3或4所述的一种油茶采摘机械手，其特征在于，所述摆臂装置(3)包括：第二气缸(31)和摆臂(32)；所述第二气缸(31)的侧壁固定在所述第一滑块(21)上；所述第二气缸(31)的伸缩端与所述摆臂(32)铰接。
6.根据权利要求5所述的一种油茶采摘机械手，其特征在于，所述摆臂(32)上设置有第一铰接端和第二铰接端；所述第一铰接端设在所述摆臂(32)的一端，并与所述第二气缸(31)的伸缩端铰接；所述第二铰接端设在滑块安装部相对应的摆臂(32)处，并与所述滑块安装处铰接。
7.根据权利要求1所述的一种油茶采摘机械手，其特征在于，所述PLC控制器(5)的输入端与触点开关连接；所述PLC控制器(5)的输出端与继电器连接；所述PLC控制器(5)按照先上后下、先左后右的顺序扫描梯形图；通过所述继电器控制所述旋转装置(1)、升降装置(2)、摆臂装置(3)和手抓装置(4)的动作。
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