CN113575109A - 一种蔬菜采收夹取装置及机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及蔬菜采收的技术领域，公开了一种蔬菜采收夹取装置及机器人，蔬菜采收夹取装置包括转动气缸、气动夹爪和一对夹片，夹片包括水平夹片和竖直拉动片，水平夹片的一端与竖直拉动片的底端连接，竖直拉动片与水平夹片的连接处设有拉动转轴，夹片通过拉动转轴与气动夹爪的输出端枢接，转动气缸的输出轴与竖直拉动片的顶端连接，转动气缸带动夹片以拉动转轴为旋转中心进行转动，本发明转动气缸通过拉动夹片绕拉动转轴转动，从而使得夹片夹紧种植杯以一定的倾斜角与种植板相分离，避免了因相邻蔬菜叶片相互碰撞、拉扯而发生的折断现象，有效的提高了蔬菜的采收品质，避免了浪费。

Description

一种蔬菜采收夹取装置及机器人

技术领域

本发明涉及蔬菜采收的技术领域，特别是一种蔬菜采收夹取装置及机器人。

背景技术

植物工厂的蔬菜是间隔固定距离成排的种植于平面种植板上的，成熟蔬菜的采收目前是通过人工用手取出蔬菜，然后利用剪刀进行根部修剪完成的，人工采收的方式不仅效率低下，而且人工用手作业对蔬菜也会造成一定程度的污染。现有的一些机械臂夹取装置，采收夹取蔬菜时，只能实现在垂直方向夹取种植有种植杯的的蔬菜，使得蔬菜种植板上脱离，在垂直夹取的过程中，由于相邻排蔬菜菜叶之间拉扯会导致菜叶折断散落，造成浪费，并最终影响采收品质。

发明内容

为此，需要提供种蔬菜采收夹取装置，解决现有夹取装置在夹取蔬菜时，菜叶容易折断散落的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种蔬菜采收夹取装置，包括转动气缸、气动夹爪和一对夹片，所述夹片包括水平夹片和竖直拉动片，所述水平夹片的一端与竖直拉动片的底端连接，所述竖直拉动片与水平夹片的连接处设有拉动转轴，所述夹片通过拉动转轴与气动夹爪的输出端枢接，所述转动气缸的输出轴与竖直拉动片的顶端连接，所述转动气缸带动夹片以拉动转轴为旋转中心进行转动。

进一步，还包括喷气组件，所述喷气组件包括空气喷嘴、空气管和气管接头，所述空气喷嘴通过空气管与气管接头连通，所述空气喷嘴位于两个夹片之间，所述空气喷朝向远离气动夹爪的一侧。夹片夹取种植杯时，左右两个夹片接近种有蔬菜的种植杯，空气喷嘴向外吹气，吹开夹片前进方向上的菜叶，避免菜叶被左右夹片戳伤，保证采收品质。

进一步，所述竖直拉动片的顶端开设有带动通槽，所述带动通槽沿竖直方向延伸设置，所述转动气缸的输出轴上固定有水平设置滑动拉杆，所述滑动拉杆的两端分别穿过两个夹片的带动通槽，所述转动气缸通过滑动拉杆带动夹片以拉动转轴为旋转中心进行转动。带动通槽具有一定的延伸长度，方便转动气缸的输出轴上在水平收缩时带动夹片进行转动，有效避免夹取种植杯时，夹取装置被卡死。

进一步，所述转动气缸的输出轴上固定有气缸推动块，所述气缸推动块远离转动气缸的侧面上固定相对设置的两个拉杆固定板，所述拉杆固定板上设有固定孔，所述滑动拉杆的两端分别依次穿过固定孔和竖直拉动片的带动通槽，所述滑动拉杆通过固定孔与拉杆固定板相固定。拉杆固定板用于固定滑杆拉杆的两端，而滑动拉杆穿过带动通槽后，能够带动夹片进行转动，具体的，为了防止滑动拉杆从带动通槽上脱落，滑动拉杆的两端端部可以固定有凸沿。

进一步，所述气管接头固定在气缸推动块上，所述空气管穿过滑动拉杆和气缸推动块之间的空间。将空气管限定在滑动拉杆和气缸推动块之间的空间内，避免在不断的工作过程中，空气管发生缠绕现象，保证夹取装置的稳定工作，且使得整个夹取装置的结构更加的简洁。

进一步，所述带动通槽为腰型孔。

进一步，所述水平夹片包括相连接的连接片和夹取片，所述连接片的一端与竖直拉动片的底端连接，连接片的另一端与夹取片连接，所述连接片朝向外侧倾斜。连接片向外倾斜使得两个相对的夹取片的前方有一个更大的进口，更方便对种植杯的夹取。

进一步，还包括夹取固定板，所述夹取固定板竖直设置，所述转动气缸和气动夹爪固定在夹取固定板的同一侧面上，所述转动气缸位于气动夹爪的上方。

进一步，所述夹取固定板中部的侧边上凸出固定有气缸固定凸台，所述转动气缸固定在气缸固定凸台上，所述夹取固定板的底边上凸出固定有夹爪固定凸台，所述气动夹爪固定在夹爪固定凸台上。气缸固定凸台和夹爪固定凸台对转动气缸和气动夹爪在夹取固定板上的安装位置起到一定的定位效果。

进一步，所述夹片以拉动转轴为旋转中心进行转动，使得其与水平面具有倾斜夹角α，所述倾斜夹角α的范围为10°-25°。

一种蔬菜采收机器人，包括多个上述的蔬菜采收夹取装置和夹取机械臂，所述夹取机械臂的输出端上固定有滑轨，多个蔬菜采收夹取装置滑动设置在滑轨上。

上述技术方案具有以下有益效果：

本发明中，转动气缸通过拉动夹片绕拉动转轴转动，从而使得夹片夹紧种植杯以一定的倾斜角与种植板相分离，相比于垂直分离的生硬拉出，蔬菜和种植杯以一定倾斜角进行分离，使得相邻蔬菜叶片通过一定角度进行分离，能够避免因相邻蔬菜叶片相互碰撞、拉扯而发生的折断现象，有效的提高了蔬菜的采收品质，避免了浪费。

附图说明

图1为具体实施方式所述夹取装置的结构图。

图2为具体实施方式所述夹片的安装结构图。

图3为具体实施方式所述夹片的转动倾斜角的示意图。

图4为具体实施方式所述机器人的结构图。

附图标记说明：

1、转动气缸；11、气缸推动块；12、滑动拉杆；13、拉杆固定板；2、气动夹爪；3、夹片；31、竖直拉动片；311、带动通槽；32、水平夹片；321、连接片；322、夹取片；4、拉动转轴；5、夹取固定板；51、气缸固定凸台；52、夹爪固定凸台；6、喷气组件；61、空气喷嘴；62、空气管；63、气管接头；7、夹取机械臂；71、滑轨；8、蔬菜采收夹取装置。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

请参阅图1-3，本实施例公开了一种蔬菜采收夹取装置，包括转动气缸1、气动夹爪2、一对夹片3、喷气组件6和夹取固定板5，夹取固定板5竖直设置，转动气缸1和气动夹爪2固定在夹取固定板5的同一侧面上，转动气缸1位于气动夹爪2的上方，夹片3包括水平夹片32和竖直拉动片31，水平夹片32的一端与竖直拉动片31的底端连接，竖直拉动片31与水平夹片32的连接处设有拉动转轴4，夹片3通过拉动转轴4与气动夹爪2的输出端枢接，转动气缸1的输出轴与竖直拉动片31的顶端连接，转动气缸1带动夹片3以拉动转轴4为旋转中心进行转动。具体的，转动气缸1为三轴气缸。三轴气缸具有较高的行程精度，便于控制夹片3的倾斜角度，且三轴气缸的功率较大，作用较快。

竖直拉动片31的顶端开设有带动通槽311，带动通槽311沿竖直方向延伸设置，转动气缸1的输出轴上固定有水平设置滑动拉杆12，滑动拉杆12的两端分别穿过两个夹片3的带动通槽311，转动气缸1通过滑动拉杆12带动夹片3以拉动转轴4为旋转中心进行转动。带动通槽311具有一定的延伸长度，方便转动气缸1的输出轴上在水平收缩时带动夹片3进行转动，有效避免夹取种植杯时，夹取装置被卡死。本实施例中，带动通槽311为腰型孔。

进一步，转动气缸1的输出轴上固定有气缸推动块11，气缸推动块11远离转动气缸1的侧面上固定相对设置的两个拉杆固定板13，拉杆固定板13上设有固定孔，滑动拉杆12的两端分别依次穿过固定孔和竖直拉动片31的带动通槽311，滑动拉杆12通过固定孔与拉杆固定板13相固定。拉杆固定板13用于固定滑杆拉杆的两端，而滑动拉杆12穿过带动通槽311后，能够带动夹片3进行转动，具体的，为了防止滑动拉杆12从带动通槽311上脱落，滑动拉杆12的两端端部可以固定有凸沿。

喷气组件6包括空气喷嘴61、空气管62和气管接头63，空气喷嘴61通过空气管62与气管接头63连通，空气喷嘴61位于两个夹片3之间，空气喷朝向远离气动夹爪2的一侧。夹片3夹取种植杯时，左右两个夹片3接近种有蔬菜的种植杯，空气喷嘴61向外吹气，吹开夹片3前进方向上的菜叶，避免菜叶被左右夹片3戳伤，保证采收品质。

具体的，气管接头63固定在气缸推动块11上，空气管62穿过滑动拉杆12和气缸推动块11之间的空间。将空气管62限定在滑动拉杆12和气缸推动块11之间的空间内，避免在不断的工作过程中，空气管62发生缠绕现象，保证夹取装置的稳定工作，且使得整个夹取装置的结构更加的简洁。

水平夹片32包括相连接的连接片321和夹取片322，连接片321的一端与竖直拉动片31的底端连接，连接片321的另一端与夹取片322连接，连接片321朝向外侧倾斜。连接片321向外倾斜使得两个相对的夹取片322的前方有一个更大的进口，更方便对种植杯的夹取。具体的，连接片321、夹取片322和竖直拉动片31为一体结构。

本实施例中，夹取固定板5中部的侧边上凸出固定有的气缸固定凸台51，转动气缸1固定在气缸固定凸台51上，夹取固定板5的底边上凸出固定有夹爪固定凸台52，气动夹爪2固定在夹爪固定凸台52上。气缸固定凸台51和夹爪固定凸台52对转动气缸1和气动夹爪2在夹取固定板5上的安装位置起到一定的定位效果。

如图4，一种蔬菜采收机器人，包括多个上述的蔬菜采收夹取装置8和夹取机械臂7，所述夹取机械臂7的输出端上固定有滑轨71，多个夹取装置8滑动设置在滑轨7上，蔬菜采收夹取装置8滑动设置便于调节间距，夹取机械臂7为六轴机械臂。

本发明的动作过程：

1、作业人员将种植板放置于种植板输送线上，种植板被输送至端部，

2、夹取机械臂7启动，其输出端上夹取装置的气动夹爪2处于张开状态贴近种植板，穿过蔬菜的菜叶，并接近种植板上的种植杯(蔬菜种植于种植杯上)直到夹取位置，同时空气喷嘴61喷气，避免碰伤夹片3菜叶；

3、气动夹爪2闭合，气动夹爪2的夹片3夹紧种植杯；

4、气动夹爪2的夹片3以拉动转轴4为转轴，转动气缸1的输出轴收缩，使得夹片3倾斜向上转动倾斜角度α，使被夹紧的蔬菜跟后排的蔬菜分离，倾斜角度α可以为10°、21°或25°倾斜角度α与带动通槽311的长度相关联，本实施方式中，设置为倾斜角度α为21°。

5、夹取机械臂7继续动作，沿着夹爪倾斜角度的法向方向取出种植杯和蔬菜。

本发明中，转动气缸1通过拉动夹片3绕拉动转轴4转动，从而使得夹片3夹紧种植杯以一定的倾斜角与种植板相分离，相比于垂直分离的生硬拉出，蔬菜和种植杯以一定倾斜角进行分离，使得相邻蔬菜叶片通过一定角度进行分离，能够避免因相邻蔬菜叶片相互碰撞、拉扯而发生的折断现象，有效的提高了蔬菜的采收品质，避免了浪费。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。

尽管已经对上述各实施例进行了描述，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改，所以以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蔬菜采收夹取装置，其特征在于，包括转动气缸、气动夹爪和一对夹片，所述夹片包括水平夹片和竖直拉动片，所述水平夹片的一端与竖直拉动片的底端连接，所述竖直拉动片与水平夹片的连接处设有拉动转轴，所述夹片通过拉动转轴与气动夹爪的输出端枢接，所述转动气缸的输出轴与竖直拉动片的顶端连接，所述转动气缸带动夹片以拉动转轴为旋转中心进行转动。

2.如权利要求1所述的蔬菜采收夹取装置，其特征在于，还包括喷气组件，所述喷气组件包括空气喷嘴、空气管和气管接头，所述空气喷嘴通过空气管与气管接头连通，所述空气喷嘴位于两个夹片之间，所述空气喷朝向远离气动夹爪的一侧。

3.如权利要求2所述的蔬菜采收夹取装置，其特征在于，所述竖直拉动片的顶端开设有带动通槽，所述带动通槽沿竖直方向延伸设置，所述转动气缸的输出轴上固定有水平设置滑动拉杆，所述滑动拉杆的两端分别穿过两个夹片的带动通槽，所述转动气缸通过滑动拉杆带动夹片以拉动转轴为旋转中心进行转动。

4.如权利要求3所述的蔬菜采收夹取装置，其特征在于，所述转动气缸的输出轴上固定有气缸推动块，所述气缸推动块远离转动气缸的侧面上固定相对设置的两个拉杆固定板，所述拉杆固定板上设有固定孔，所述滑动拉杆的两端分别依次穿过固定孔和竖直拉动片的带动通槽，所述滑动拉杆通过固定孔与拉杆固定板相固定。

5.如权利要求4所述的蔬菜采收夹取装置，其特征在于，所述气管接头固定在气缸推动块上，所述空气管穿过滑动拉杆和气缸推动块之间的空间。

6.如权利要求3所述的蔬菜采收夹取装置，其特征在于，所述带动通槽为腰型孔。

7.如权利要求1所述的蔬菜采收夹取装置，其特征在于，所述水平夹片包括相连接的连接片和夹取片，所述连接片的一端与竖直拉动片的底端连接，连接片的另一端与夹取片连接，所述连接片朝向外侧倾斜。

8.如权利要求1所述的蔬菜采收夹取装置，其特征在于，还包括夹取固定板，所述夹取固定板竖直设置，所述转动气缸和气动夹爪固定在夹取固定板的同一侧面上，所述转动气缸位于气动夹爪的上方。

9.如权利要求8所述的蔬菜采收夹取装置，其特征在于，所述夹取固定板中部的侧边上凸出固定有气缸固定凸台，所述转动气缸固定在气缸固定凸台上，所述夹取固定板的底边上凸出固定有夹爪固定凸台，所述气动夹爪固定在夹爪固定凸台上。

10.如权利要求1所述的蔬菜组合采收机构，其特征在于，所述夹片以拉动转轴为旋转中心进行转动，使得其与水平面具有倾斜夹角α，所述倾斜夹角α的范围为10°-25°。

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