CN113632642A - 一种水果采摘机械臂 - Google Patents

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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01DHARVESTING; MOWING
    • A01D46/00Picking of fruits, vegetables, hops, or the like; Devices for shaking trees or shrubs
    • A01D46/30Robotic devices for individually picking crops

Abstract

本发明公开了一种水果采摘机械臂,属于农业机械技术领域,包括手持杆、弹性支撑部、筒体、套筒、抓取手指、位移驱动装置和旋转驱动装置,所述弹性支撑部固定在手持杆的一端,所述筒体转动套设在所述手持杆的外侧且于轴向限位,所述套筒转动套设在手持杆外侧,所述抓取手指至少为三组,所述套筒通过连接所述位移驱动装置能够沿手持杆的轴向移动,所述套筒通过连杆带动抓取手指将水果压紧于弹性支撑部,所述旋转驱动装置能够驱动抓取手指、套筒和筒体绕手持杆旋转以采摘水果。本发明装置可以更为灵活地对水果进行采摘,提高水果采摘的效率。

Description

一种水果采摘机械臂
技术领域
本发明属于农业机械技术领域,具体涉及一种水果采摘机械臂。
背景技术
水果采摘领域一直面临着采摘机械化困难的问题,对高空果实的采摘就更加困难。依靠人爬树或者使用梯子采摘高空果实,既不安全,效率又不高。目前水果采摘主要依靠人力采摘和半自动采摘。现有的一些半自动采摘机械有半自动式的抓剪式机械手和抓拉式机械手,仅仅通过蛮力将水果摘下,不仅效率低下,且操作不便,水果损坏率高。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种水果采摘机械臂,可以更为灵活地对水果进行采摘,提高水果采摘的效率。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
本发明一种水果采摘机械臂,包括手持杆、弹性支撑部、筒体、套筒、抓取手指、位移驱动装置和旋转驱动装置,所述弹性支撑部固定在手持杆的一端,所述筒体转动套设在所述手持杆的外侧且于轴向限位,所述套筒转动套设在手持杆外侧,所述抓取手指至少为三组,所述抓取手指的中部通过一连杆与所述套筒铰接,所述抓取手指的内端与筒体铰接,所述套筒通过连接所述位移驱动装置能够沿手持杆的轴向移动,所述套筒通过连杆带动抓取手指将水果压紧于弹性支撑部,所述旋转驱动装置能够驱动抓取手指、套筒和筒体绕手持杆旋转以采摘水果。
进一步,所述位移驱动装置包括拉杆和气缸,所述拉杆的一端与套筒固定连接,另一端连接至气缸,所述气缸固定于所述手持杆。
进一步,所述旋转驱动装置与所述拉杆连接,通过拉杆驱动所述套筒转动。
进一步,所述旋转驱动装置包括第一齿轮、与所述第一齿轮啮合的第二齿轮、驱动第二齿轮转动的电机,所述第一齿轮与所述手持杆转动连接,所述第一齿轮上开设有用于所述拉杆通过的通孔,所述电机固定连接至所述手持杆。
进一步,所述套筒的外壁上固设有三组第一连接座,所述第一连接座和所述连杆一一对应铰接,所述筒体的外壁上固设有三组第二连接座,所述第二连接座与抓取手指一一对应铰接。
进一步,所述套筒与筒体之间于轴向设置有第一弹簧,所述第一弹簧套设在手持杆的外侧,所述弹簧用于将套筒恢复到原始位置。
进一步,所述弹性支撑部包括第二弹簧和弧形支撑板,所述弧形支撑板的凹面朝上,所述弧形支撑板的底部通过第二弹簧连接至手持杆。
进一步,所述弧形支撑板采用橡胶材料制成。
本发明的有益效果在于:
本发明一种水果采摘机械臂,套筒通过连接所述位移驱动装置能够沿手持杆的轴向移动,可以通过抓拉式将水果采摘下,控制方便有效,所述套筒通过连杆带动抓取手指将水果压紧于弹性支撑部,通过弹性支撑部可以适应不同大小水果的抓紧,防止水果脱落。所述旋转驱动装置能够驱动抓取手指、套筒和筒体绕手持杆旋转以采摘水果,因此,可以通过旋转将水果拧下,可以更为灵活地对水果进行采摘,提高水果采摘的效率,防止水果在采摘时损坏。
本发明的其他优点、目标和特征将在随后的说明书中进行阐述,并且在某种程度上对本领域技术人员而言是显而易见的,或者本领域技术人员可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为本发明机械臂的结构示意图;
图2为本发明手持杆与套筒的配合示意图;
图3为本发明机械臂的俯视图;
图4为弹性支撑部的结构示意图;
图5为第一齿轮的结构示意图。
附图中标记如下:手持杆1、弹性支撑部2、第二弹簧21、弧形支撑板22、筒体3、套筒4、抓取手指5、连杆6、拉杆7、气缸8、第一齿轮9、第二齿轮10、电机11、通孔12、第一连接座13、第二连接座14、第一弹簧15。
具体实施方式
如图1~4所示,本发明一种水果采摘机械臂,包括手持杆1、弹性支撑部2、筒体3、套筒4、抓取手指5、位移驱动装置和旋转驱动装置,手持杆1可以通过人工手持,使用方便。所述弹性支撑部2固定在手持杆1的一端,位于该端的手持杆1直径略小于手持一端的直径,筒体3和套筒4均位于同一端,且筒体3靠内,所述筒体3转动套设在所述手持杆1的外侧且于轴向限位,通过凸台等限位即可,相关结构属于现有技术,本领域技术人员应当可以理解。
具体的,所述套筒4也转动套设在手持杆1外侧,但是在轴向是能够移动的,所述抓取手指5为三组,所述抓取手指5的中部通过一连杆6与所述套筒4铰接,所述抓取手指5的内端与筒体3铰接,所述套筒4通过连接所述位移驱动装置能够沿手持杆1的轴向移动,所述套筒4通过连杆6带动抓取手指5将水果压紧于弹性支撑部2,从而方便压紧后采摘,所述旋转驱动装置能够驱动抓取手指5、套筒4和筒体3绕手持杆1旋转以采摘水果。
本发明一种水果采摘机械臂,套筒4通过连接所述位移驱动装置能够沿手持杆1的轴向移动,可以通过抓拉式将水果采摘下,控制方便有效,所述套筒4通过连杆6带动抓取手指5将水果压紧于弹性支撑部2,通过弹性支撑部2可以适应不同大小水果的抓紧,防止水果脱落。所述旋转驱动装置能够驱动抓取手指5、套筒4和筒体3绕手持杆1旋转以采摘水果,因此,可以通过旋转将水果拧下,可以更为灵活地对水果进行采摘,提高水果采摘的效率,防止水果在采摘时损坏。
本实施例中,所述位移驱动装置包括拉杆7和气缸8,拉杆7具有一定的刚度,所述拉杆7的一端与套筒4固定连接,另一端连接至气缸8的输出端,通过气缸8带动沿手持杆1的长度方向移动伸缩,所述气缸8固定于所述手持杆1,整体结构更为紧凑。
本实施例中,所述旋转驱动装置与所述拉杆7连接,通过拉杆7驱动所述套筒4转动。具体的,如图5所示,所述旋转驱动装置包括第一齿轮9、与所述第一齿轮9啮合的第二齿轮10、驱动第二齿轮10转动的电机11,所述第一齿轮9与所述手持杆1转动连接,所述第一齿轮9上开设有用于所述拉杆7通过的通孔12,所述电机11固定连接至所述手持杆1,电机11驱动第二齿轮10转动,第二齿轮10带动第一齿轮9转动,第一齿轮9则通过拉杆7带动套筒4旋转,使得套筒4和抓取手指5一起旋转,达到旋转以采摘水果的目的,整体结构简单紧凑,方便控制。
本实施例中,所述套筒4的外壁上固设有三组第一连接座13,所述第一连接座13和所述连杆6一一对应铰接,所述筒体3的外壁上固设有三组第二连接座14,所述第二连接座14与抓取手指5一一对应铰接。
本实施例中,所述套筒4与筒体3之间于轴向设置有第一弹簧15,所述第一弹簧15套设在手持杆1的外侧,所述弹簧用于将套筒4恢复到原始位置,可以方便自动化反复对树上的水果进行采摘。
本实施例中,所述弹性支撑部2包括第二弹簧21和弧形支撑板22,所述弧形支撑板22的凹面朝上,所述弧形支撑板22的底部通过第二弹簧21连接至手持杆1。所述弧形支撑板22采用橡胶材料制成,可以用于对水果进行弹性的支撑,能适应不同大小的水果,还能保护水果表面不受破坏。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种水果采摘机械臂,其特征在于:包括手持杆、弹性支撑部、筒体、套筒、抓取手指、位移驱动装置和旋转驱动装置,所述弹性支撑部固定在手持杆的一端,所述筒体转动套设在所述手持杆的外侧且于轴向限位,所述套筒转动套设在手持杆外侧,所述抓取手指至少为三组,所述抓取手指的中部通过一连杆与所述套筒铰接,所述抓取手指的内端与筒体铰接,所述套筒通过连接所述位移驱动装置能够沿手持杆的轴向移动,所述套筒通过连杆带动抓取手指将水果压紧于弹性支撑部,所述旋转驱动装置能够驱动抓取手指、套筒和筒体绕手持杆旋转以采摘水果。
2.根据权利要求1所述的水果采摘机械臂,其特征在于:所述位移驱动装置包括拉杆和气缸,所述拉杆的一端与套筒固定连接,另一端连接至气缸,所述气缸固定于所述手持杆。
3.根据权利要求2所述的水果采摘机械臂,其特征在于:所述旋转驱动装置与所述拉杆连接,通过拉杆驱动所述套筒转动。
4.根据权利要求3所述的水果采摘机械臂,其特征在于:所述旋转驱动装置包括第一齿轮、与所述第一齿轮啮合的第二齿轮、驱动第二齿轮转动的电机,所述第一齿轮与所述手持杆转动连接,所述第一齿轮上开设有用于所述拉杆通过的通孔,所述电机固定连接至所述手持杆。
5.根据权利要求1所述的水果采摘机械臂,其特征在于:所述套筒的外壁上固设有三组第一连接座,所述第一连接座和所述连杆一一对应铰接,所述筒体的外壁上固设有三组第二连接座,所述第二连接座与抓取手指一一对应铰接。
6.根据权利要求1所述的水果采摘机械臂,其特征在于:所述套筒与筒体之间于轴向设置有第一弹簧,所述第一弹簧套设在手持杆的外侧,所述弹簧用于将套筒恢复到原始位置。
7.根据权利要求1所述的水果采摘机械臂,其特征在于:所述弹性支撑部包括第二弹簧和弧形支撑板,所述弧形支撑板的凹面朝上,所述弧形支撑板的底部通过第二弹簧连接至手持杆。
8.根据权利要求7所述的水果采摘机械臂,其特征在于:所述弧形支撑板采用橡胶材料制成。
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