CN112930862A - 气吸夹持复合式采摘装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种气吸夹持复合式采摘装置，包括：气吸组件，气吸组件包括气吸件和气泵，气吸件与气泵连接，气泵将产生的吸力传输至气吸件；伸缩组件，伸缩组件包括伸缩件和连接件，连接件的一端与气吸件相连，另一端与伸缩件相连，气吸件跟随连接件运动；夹持组件，夹持组件包括连接杆和拨指，连接杆的一端安装在连接件上，另一端与拨指活动连接；盛接组件，盛接组件包括连接管和容置件，连接管的一端与容置件相连，另一端与伸缩组件相连；可以解决传统夹持式采摘机械手采摘果实时由于无法控制夹持力而导致果实表面损坏以及需要机械臂将果实运回收集框而导致工作效率低的问题。

Description

气吸夹持复合式采摘装置

技术领域

本申请涉及自动化采摘机器人开发技术领域，尤其涉及一种气吸夹持复合式采摘装置。

背景技术

果蔬具有丰富的营养物质，是人类生活中的必需品。果蔬采摘属于劳动密集型工作，是整个生产链中最耗时和耗力的一个环节。现有的果蔬采摘作业主要依靠人工完成，存在效率低、成本高、劳动强度大等问题。近年来，由于人口老龄化问题导致人力资源严重匮乏，人工采摘作业的成本在整个生产成本中占有较高的比例，因此，实现采摘作业的自动化已成为农业深化发展的迫切需求和关键技术瓶颈，研究基于农业机器人的智能化水果采摘成为近年来农业发展的一大热点。

传统夹持式末端机械手只是夹持住果实，以拉扭式方法采摘果实，采摘时夹持果实的力不能很好控制，对果实表面有伤害，而且采摘完需要操作机械臂将果实运输到收集框内，采摘效率较低，机械臂的运动空间会受果树空间很大影响，操作复杂。

因此，有必要对现有技术进行改进以解决上述问题。

发明内容

本申请提供了一种气吸夹持复合式采摘装置，可以解决传统夹持式采摘机械手采摘果实时由于无法控制夹持力而导致果实表面损坏以及需要机械臂将果实运回收集框而导致工作效率低的问题。本申请提供如下技术方案：

提供了一种气吸夹持复合式采摘装置，包括：

气吸组件，所述气吸组件包括气吸件和气泵，所述气吸件与所述气泵连接，所述气泵将产生的吸力传输至所述气吸件；

伸缩组件，所述伸缩组件包括伸缩件和连接件，所述连接件的一端与所述气吸件相连，另一端与所述伸缩件相连，所述气吸件跟随所述连接件运动；

夹持组件，所述夹持组件包括连接杆和拨指，所述连接杆的一端安装在所述连接件上，另一端与所述拨指活动连接；

盛接组件，所述盛接组件包括连接管和容置件，所述连接管的一端与所述容置件相连，另一端与所述伸缩组件相连。

可选地，所述气吸组件还包括通气件，所述通气件具有吸气口，所述气吸件安装在所述吸气口上，所述通气件的外壁上连接有通气管，所述通气管与所述气泵相连。

可选地，所述气吸组件还包括支撑杆，所述支撑杆分别连接所述通气件和所述连接件。

可选地，，所述通气件上还包括连接口，所述支撑杆的一端插入至所述连接口内，所述支撑杆与所述连接口过盈配合。

可选地，所述支撑杆的另一端与所述连接件螺纹连接。

可选地，所述连接件上还包括连接部，所述连接杆与所述连接部销连接。

可选地，所述连接杆与所述拨指销连接。

可选地，所述伸缩组件还包括外壳，所述伸缩件部分安装在所述外壳内，所述外壳包括向外延伸的落物管，所述落物管与所述连接管相连。

可选地，所述外壳的外侧壁上具有活动槽，所述连接杆沿着所述活动槽往复运动。

可选地，所述拨指具有接触部，所述接触部与待采摘物相对应的面向内凹陷。

本申请的有益效果在于：提供了一种气吸夹持复合式采摘装置，设计合理，结构紧凑，自动化程度高，包括：气吸组件、伸缩组件、夹持组件和盛接组件，气吸组件包括气吸件和气泵，气泵将产生的吸力传输至气吸件，夹持组件包括连接杆和拨指，盛接组件包括连接管和容置件；通过夹持组件和气吸组件配合，精确定位待采摘物后，气吸件通过吸力将待采摘物采摘下来，待采摘物从连接管落入至容置件内，可以解决传统夹持式采摘机械手采摘果实时由于无法控制夹持力而导致果实表面损坏以及需要机械臂将果实运回收集框而导致工作效率低的问题。

伸缩件可以同时控制气吸件和拨指运动，机械结构简单，采摘效率高。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本申请的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本申请一个实施例提供的气吸夹持复合式采摘装置的结构示意图；

图2是本申请一个实施例提供的气吸夹持复合式采摘装置的部分结构示意图；

图3是本申请一个实施例提供的气吸夹持复合式采摘装置的部分结构示意图；

图4是本申请一个实施例提供的气吸夹持复合式采摘装置的部分结构示意图；

图5是本申请一个实施例提供的气吸夹持复合式采摘装置的工作状态示意图；

图6是本申请一个实施例提供的气吸夹持复合式采摘装置的工作状态示意图；

图7是本申请一个实施例提供的气吸夹持复合式采摘装置的工作状态示意图；

图8是本申请一个实施例提供的气吸夹持复合式采摘装置的工作状态示意图。

其中：100-气吸夹持复合式采摘装置，110-待采摘物，1-气吸组件，11-气吸件，12-通气件，121-吸气口，122-连接口，13-支撑杆，14-通气管，15-紧固螺母，2-伸缩组件，21-伸缩件，211-气缸主体，212-活塞杆，22-连接件，221-空腔，222-连接部，223-螺纹孔，224-固定螺母，23-外壳，231-落物管，232-卡槽，233-锁紧螺母，234-活动组件，2341-活动外壳，2342-活动腔，2343-活动槽，2344-定位部，235-移动部，24-机械臂，3-夹持组件，31-连接杆，32-拨指，321-接触部，33-联结销，34-定位销，4-盛接组件，41-连接管，42-容置件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本申请的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本申请，但不用来限制本申请的范围。

图1是本申请一个实施例提供的气吸夹持复合式采摘装置的结构示意图，如图1所示，该装置100至少包括：气吸组件1，气吸组件1包括气吸件11和气泵(未图示)，气吸件11与气泵连接，气泵将产生的吸力传输至气吸件11；伸缩组件2，伸缩组件2包括伸缩件21和连接件22，连接件22的一端与气吸件11相连，另一端与伸缩件21相连，气吸件11跟随连接件22运动；夹持组件3，夹持组件3包括连接杆31和拨指32，连接杆31的一端安装在连接件22上，另一端与拨指32活动连接；盛接组件4，盛接组件4包括连接管41和容置件42，连接管41的一端与容置件42相连，另一端与伸缩组件2相连。通过气泵产生吸力，使得气吸件11将待采摘物110摘下后，从连接管41落入到容置件42中，保证待采摘物110在采摘的过程中不易受到损坏。

请结合如图2和图3，气吸组件1还包括通气件12，通气件12具有吸气口121，气吸件11安装在吸气口121上，通气件12的外壁上连接有通气管14，通气管14与气泵相连，用于将气泵产生的吸力传输至气吸件11上。

在一个示例中，气吸件11固定连接在连接件22上。示意性地，通气件12上具有与吸气口121相对的连接头(未图示)，连接头焊接在连接件22上。

在另一个示例中，气吸组件1还包括支撑杆13，气吸件11通过支撑杆13与连接件22连接，支撑杆13分别连接通气件12和连接件22。具体的，通气件12上还包括连接口122，支撑杆13的一端插入至连接口122内，支撑杆13与连接口122过盈配合。当然，在其他示例中，连接口122内还可以设置内螺纹，支撑杆13与连接口122的一端还可以设置与内螺纹相匹配的外螺纹，连接口122与支撑杆13螺纹连接。

支撑杆13的另一端与连接件22螺纹连接。为了保证支撑杆13与连接件22连接的更加紧密，在其中一个实施例中，气吸组件1还包括紧固螺母15。相应的，连接件22内具有中心挖空的空腔221，紧固螺母15放置在空腔221内。

连接件22上还包括连接部222，连接杆31的一端与连接部222销连接，另一端与拨指32销连接。具体的，夹持组件3还包括联结销33，联结销33用于将连接杆31与连接部222活动连接，联结销33还用于将连接杆31与拨指32活动连接。

如图4所示，伸缩组件2还包括外壳23，伸缩件21部分安装在外壳23内。在其中一个实施例中，伸缩件21为气缸，气缸包括气缸主体211和活塞杆212，气缸主体211安装在外壳23内。具体的，外壳23包括用于放置气缸主体211的卡槽232和用于紧固气缸主体211的锁紧螺母233，锁紧螺母233的数量为两个，分别位于气缸主体211的两端，如此设计，使得气缸主体211能够牢固的安装在外壳23内。

活塞杆212的一端与气缸主体211连接，另一端与连接件22连接。在其中一个实施例中，活塞杆212与连接件22螺纹连接。具体的，连接件22与活塞杆212相连的一端具有螺纹孔223，活塞杆212通过螺纹孔223与连接件22螺纹连接。为了保证活塞杆212与连接件22连接更加牢固，在其中一个实施例中，连接件22还包括固定螺母224，用于紧固活塞杆212与连接件22。

外壳23还包括向外延伸的落物管231，落物管231与连接管41相连，用于使得待采摘物110从落物管231经由连接管41落入到容置件42内。外壳23的外侧壁上具有活动槽2343，连接杆31沿着活动槽2343往复运动。具体的，外壳23还包括用于为气吸件11活动提供空间的活动组件234，活动组件234包括活动外壳2341和由活动外壳2341围设形成的活动腔2342，气吸件11在活动腔2342内运动，活动槽2343位于活动外壳2341的外侧壁上。

活动外壳2341的外侧壁上还包括定位部2344，夹持组件3还包括定位销34，定位部2344与定位销34配合使得拨指32的一端相对活动外壳2341固定。

拨指32的末端具有接触部321，为了在采摘的过程中，为了减少拨指32对待采摘物110的破坏并且防止待采摘物110脱落，在其中一个实施例中，拨指32具有接触部321，接触部321为椭圆形且接触部321与待采摘物110相对应的面向内凹陷。

请结合图1和图4所示，伸缩组件2还包括用于带动夹持组件任意移动的机械臂24，机械臂24与外壳23相连。在其中一个实施例中，外壳23还包括移动部235，机械臂24的末端与移动部235固定连接。可选地，机械臂24与移动部235法兰连接。

请结合图5至图8，图5至图8是气吸夹持复合式采摘装置的工作状态示意图。首先，双目摄像机对待采摘物110进行拍摄，判断待采摘物110的成熟度以及位置，当待采摘物110未成熟时，放弃采摘；然后，根据位置信息驱动机械臂到达指定位置，即正对待采摘物110的正面位置；接着，驱动活塞杆212伸出，使得气吸件11靠近待采摘物110，并控制拨指32收紧固定住待采摘物110，同时驱动气泵产生吸力吸住待采摘物110；最后，驱动活塞杆212缩回，使得待采摘物110通过连接管41自然落入容置件内。

综上，本实施例提供的气吸夹持复合式采摘装置，设计合理，结构紧凑，自动化程度高，包括：气吸组件、伸缩组件、夹持组件和盛接组件，气吸组件包括气吸件和气泵，气泵将产生的吸力传输至气吸件，夹持组件包括连接杆和拨指，盛接组件包括连接管和容置件；通过夹持组件和气吸组件配合，精确定位待采摘物后，气吸件通过吸力将待采摘物采摘下来，待采摘物从连接管落入至容置件内，可以解决传统夹持式采摘机械手采摘果实时由于无法控制夹持力而导致果实表面损坏以及需要机械臂将果实运回收集框而导致工作效率低的问题。

伸缩件可以同时控制气吸件和拨指运动，机械结构简单，采摘效率高。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种气吸夹持复合式采摘装置，其特征在于，包括：

气吸组件，所述气吸组件包括气吸件和气泵，所述气吸件与所述气泵连接，所述气泵将产生的吸力传输至所述气吸件；

伸缩组件，所述伸缩组件包括伸缩件和连接件，所述连接件的一端与所述气吸件相连，另一端与所述伸缩件相连，所述气吸件跟随所述连接件运动；

夹持组件，所述夹持组件包括连接杆和拨指，所述连接杆的一端安装在所述连接件上，另一端与所述拨指活动连接；

盛接组件，所述盛接组件包括连接管和容置件，所述连接管的一端与所述容置件相连，另一端与所述伸缩组件相连。

2.根据权利要求1所述的气吸夹持复合式采摘装置，其特征在于，所述气吸组件还包括通气件，所述通气件具有吸气口，所述气吸件安装在所述吸气口上，所述通气件的外壁上连接有通气管，所述通气管与所述气泵相连。

3.根据权利要求2所述的气吸夹持复合式采摘装置，其特征在于，所述气吸组件还包括支撑杆，所述支撑杆分别连接所述通气件和所述连接件。

4.根据权利要求3所述的气吸夹持复合式采摘装置，其特征在于，所述通气件上还包括连接口，所述支撑杆的一端插入至所述连接口内，所述支撑杆与所述连接口过盈配合。

5.根据权利要求4所述的气吸夹持复合式采摘装置，其特征在于，所述支撑杆的另一端与所述连接件螺纹连接。

6.根据权利要求1所述的气吸夹持复合式采摘装置，其特征在于，所述连接件上还包括连接部，所述连接杆与所述连接部销连接。

7.根据权利要求1所述的气吸夹持复合式采摘装置，其特征在于，所述连接杆与所述拨指销连接。

8.根据权利要求1所述的气吸夹持复合式采摘装置，其特征在于，所述伸缩组件还包括外壳，所述伸缩件部分安装在所述外壳内，所述外壳包括向外延伸的落物管，所述落物管与所述连接管相连。

9.根据权利要求8所述的气吸夹持复合式采摘装置，其特征在于，所述外壳的外侧壁上具有活动槽，所述连接杆沿着所述活动槽往复运动。

10.根据权利要求1所述的气吸夹持复合式采摘装置，其特征在于，所述拨指具有接触部，所述接触部与待采摘物相对应的面向内凹陷。

Images