CN113678642B - 可调式苹果抓取机械手 - Google Patents

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Abstract

可调式苹果抓取机械手，用于方便对苹果的采摘，并避免苹果的磕碰损伤。它包括：圆筒形的夹持筒，在夹持筒的内壁上固定有若干沿周向均匀设置的耳板；夹持板，所述夹持板设置在夹持筒内侧且夹持板与耳板铰接连接，在朝向夹持筒轴线的夹持板的侧壁上固定有柔性的垫块；驱动单元，所述驱动单元设置在夹持筒上端的外侧，在驱动单元的作用下驱使夹持板在竖直面内的摆动；输送管，所述输送管与夹持筒的下端连接。本发明在使用时不会与果树树枝之间发生钩、挂现象，进而可以准确的移动至待采摘苹果下方，输送管与夹持筒连接处呈弯管，可以减缓苹果落在输送管上后与输送管之间的撞击力，进一步减缓对苹果的损伤。

Description

可调式苹果抓取机械手
技术领域
本发明涉及苹果采摘技术领域，具体地说是一种可调式苹果抓取机械手。
背景技术
现有技术中，苹果的采摘一般是人工徒手采摘。虽有关于苹果采摘机械的研究，但由于苹果大小不一，采摘机械对苹果的夹持力过大时容易造成苹果的损伤。且将苹果从果树上采摘下来后，苹果的输送过程中苹果与采摘机械之间的碰撞，也容易造成苹果的磕碰损伤。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可调式苹果抓取机械手，用于方便对苹果的采摘，并避免苹果的磕碰损伤。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：可调式苹果抓取机械手，其特征在于，它包括：
圆筒形的夹持筒，在夹持筒的内壁上固定有若干沿周向均匀设置的耳板；
夹持板，所述夹持板设置在夹持筒内侧且夹持板与耳板铰接连接，在朝向夹持筒轴线的夹持板的侧壁上固定有柔性的垫块；
驱动单元，所述驱动单元设置在夹持筒上端的外侧，在驱动单元的作用下驱使夹持板在竖直面内的摆动；
输送管，所述输送管与夹持筒的下端连接。
进一步地，自上而下垫块厚度逐渐增大。
进一步地，驱动单元包括固定在夹持筒上端且置于夹持筒外侧的安装环、滑动设置在安装环顶部的若干活动块、设置在活动块与对应的夹持板之间的连接杆、驱使活动块沿安装环径向移动的驱动机构。
进一步地，在安装环顶部设有若干滑槽，滑槽沿安装环径向布置；在活动块底部设有与滑槽配合的滑块。
进一步地，在活动块的第一端设有缺口，在夹持板侧壁设有支耳，连接杆的第一端与支耳铰接，连接杆第二端置于缺口内且与活动块铰接。
进一步地，所述驱动机构包括转动安装在安装环上端的驱动环、固定在安装环外壁上的电机、固定在电机输出端的齿轮、设置在驱动环上的驱动槽，驱动槽上各点至驱动环轴线的距离不等，在活动块顶部设有驱动杆，驱动杆置于驱动槽内，齿轮与驱动环内壁上的齿啮合，驱动环旋转时驱动槽内壁挤压驱动杆进而使得活动块移动。
进一步地，所述驱动环设置在安装环上端的外侧，在驱动环内壁设有圆环形的定位环，在安装环外壁设有环槽，定位环置于环槽内实现驱动环与安装环的转动连接。
进一步地，所述输送管为胶管，且与夹持筒连接处的输送管处于弯曲状态。
进一步地，在夹持筒内壁设有四块突台，耳板固定在突台上。
本发明的有益效果是：本发明提供的可调式苹果抓取机械手，在使用时不会与果树树枝之间发生钩、挂现象，进而可以准确的移动至待采摘苹果下方，且果树树枝对本发明干涉较小。采摘时通过夹持板夹持住苹果后，随着夹持板的摆动，可以轻松实现苹果与树枝的分离；夹持板上柔性的垫块与苹果接触，且垫块与苹果之间接触面积大，依靠对苹果的挤压实现苹果与树枝的分离，不会对苹果造成损伤。被夹持板挤落得苹果在自重下落在输送管内，并沿输送管滚动实现回收。输送管与夹持筒连接处呈弯管，可以减缓苹果落在输送管上后与输送管之间的撞击力，进一步减缓对苹果的损伤。
附图说明
图1为本发明的俯视示意图；
图2为本发明的剖视图；
图3为夹持苹果的示意图；
图4为苹果脱离夹持板的示意图；
图5为活动块与驱动环的装配示意图；
图6为活动块的侧视图；
图7为本发明的正视图；
图8为安装环的俯视图；
图中：1夹持筒，11突台，12耳板，2夹持板，21垫块，22夹持面，23凹槽，24支耳，3驱动环，31定位环，32驱动槽，4安装环，41滑槽，42环槽，5活动块，51驱动杆，52滑块，53缺口，54连接杆，6输送管，7苹果，8电机，81齿轮。
具体实施方式
如图1至图8所示，本发明主要包括夹持筒1、夹持板2和驱动单元，下面结合附图对本发明进行详细描述。
如图1、图2所示，夹持筒1为本发明的基础部件，夹持筒为圆筒形的金属件，夹持筒上、下两端均敞口。在夹持筒中部的内壁上固定有四块突台11，四块突台沿周向均匀设置。在每一突台上安装固定有耳板12，耳板沿夹持筒径向设置，且耳板置于夹持筒内侧，耳板的第一端与朝向夹持筒轴线的突台端面接触，耳板的第二端朝向夹持筒轴线。
在夹持筒的内腔中设有四块夹持板2，四块夹持板沿周向均匀设置。夹持板的横截面为矩形，在朝向夹持筒内壁的夹持板侧壁内设有凹槽23，耳板的第二端伸入凹槽内，耳板与夹持板之间铰接连接，夹持板可以在竖直面内摆动，在朝向夹持筒轴线的夹持板侧壁上粘接固定有垫块21，垫块可以为橡胶件、海绵件等有弹性、质地柔软的材质制成，朝向夹持筒轴线的垫块侧壁为夹持面22。沿长度方向，垫块上各点厚薄不一，且自上而下厚度逐渐增大，当夹持板处于竖直状态时，夹持面处于倾斜状态，且夹持面的下端靠近夹持筒轴线。这样，夹持板处于竖直状态时，四个垫块的夹持面围成一个上端大、下端小的锥形结构。夹持板的作用是对苹果进行托举、采摘，如图3所示，使用时，首先将夹持筒置于苹果下方，然后驱使夹持筒上移，使得苹果与垫块接触。然后，如图4所示，驱使夹持板逆时针摆动，此时夹持板向下方推动苹果，进而使得苹果从苹果枝上分离下来，随着夹持板对苹果夹持力的消失，苹果在自重下下落。
为实现对夹持板摆动的驱动，在夹持筒外侧设有驱动单元，如图2所示，驱动单元包括安装环4和驱动机构，安装环4为圆环形结构，安装环固定在夹持筒的中上部，且安装环与夹持筒外壁接触固定。安装环侧壁的横截面为“L”形结构，安装环可以看作上下两个圆环的组合，且上部圆环的外径大于下部圆环的外径。如图8所示，在安装环的顶部设有四个滑槽41，四个滑槽沿周向均匀设置，滑槽的横截面为倒置的“T”字形结构。
在安装环的顶部滑动安装有活动块5，如图6所示，活动块5为长方体形结构，在活动块第一端的顶部固定有驱动杆51，在活动块的底部固定有滑块52，滑块的横截面形状与滑槽的截面形状相同，滑块滑动安装在滑槽内。因此，活动块可在安装环的顶部沿径向往复移动。如图5所示，在活动块的第二端设有缺口53，在每一夹持板上端的侧壁上固定有支耳24，活动块设置有四块，四个支耳与四个活动块一一对应，且在对应的支耳与活动块之间设有连接杆54，连接杆的第一端与支耳铰接，连接杆的第二端置于缺口内且与活动块铰接连接。活动块相对安装环沿径向移动且靠近夹持筒轴线时，可以驱使夹持板逆时针摆动；活动块相对安装环沿径向移动且远离夹持筒轴线时，可以驱使夹持板顺时针摆动。
为驱动活动块相对安装环的移动，在安装环外侧设有驱动机构，如图2、图5所示，驱动机构包括设置在安装环外侧的驱动环3、固定在安装环外壁上的电机8、固定在电机输出端的齿轮81，安装环3整体为圆环形结构，安装环包括上下两个圆环，安装环上部的圆环内径小于安装环下部的圆环内径。在安装环下部圆环的内壁上固定有圆环形的定位环31，在安装环上部的圆柱形侧壁上设有环槽42，定位环活动设置在环槽内。定位环的设置，一方面实现安装环与驱动环之间的相对转动连接，另一方面实现安装环与驱动环之间沿轴向的相对固定。齿轮置于驱动环下部圆环与安装环之间的环形区域内，且齿轮与驱动环下部圆环的内壁啮合，相应的在驱动环下部圆环的内壁设有齿。如图5所示，在驱动环上部圆环的底部设有四个在同一圆周上均匀设置的驱动槽32，驱动槽的布置方向，使得驱动槽上各点至驱动环中心的距离不等。驱动环上部的圆环置于安装环的上方，且驱动杆伸入驱动槽内。驱动机构的电机工作，使得齿轮旋转时，带动驱动环相对安装环的旋转。安装环旋转时，可以驱使驱动杆沿驱动槽的移动，由于驱动槽上各点至驱动环中心的距离不等，因此可以驱使活动块沿径向的移动，进而通过连接杆带动夹持板的摆动。夹持板可以为四块，还可以为三块、五块、六块等数量。
在夹持筒的下部设有输送管6，输送管为胶管，输送管与夹持筒连接处弯曲，输送管的上端套在夹持筒下端且输送管与夹持筒相对固定。苹果在夹持板的作用下与果树树枝分离后，可以进入输送管内，然后经输送管滚落至收集箱内。
本发明整体呈筒状结构，在使用时不会与果树树枝之间发生钩、挂现象，进而可以准确的移动至待采摘苹果下方，且果树树枝对本发明干涉较小。采摘时通过夹持板夹持住苹果后，随着夹持板的摆动，可以轻松实现苹果与树枝的分离；夹持板上柔性的垫块与苹果接触，且垫块与苹果之间接触面积大，依靠对苹果的挤压实现苹果与树枝的分离，不会对苹果造成损伤。被夹持板挤落得苹果在自重下落在输送管内，并沿输送管滚动实现回收。输送管与夹持筒连接处呈弯管，可以减缓苹果落在输送管上后与输送管之间的撞击力，进一步减缓对苹果的损伤。

Claims (7)

1.可调式苹果抓取机械手，其特征在于，它包括：
圆筒形的夹持筒，在夹持筒的内壁上固定有若干沿周向均匀设置的耳板；
夹持板，所述夹持板设置在夹持筒内侧且夹持板与耳板铰接连接，在朝向夹持筒轴线的夹持板的侧壁上固定有柔性的垫块；
驱动单元，所述驱动单元设置在夹持筒上端的外侧，在驱动单元的作用下驱使夹持板在竖直面内的摆动；驱动单元包括固定在夹持筒上端且置于夹持筒外侧的安装环、滑动设置在安装环顶部的若干活动块、设置在活动块与对应的夹持板之间的连接杆、驱使活动块沿安装环径向移动的驱动机构；所述驱动机构包括转动安装在安装环上端的驱动环、固定在安装环外壁上的电机、固定在电机输出端的齿轮、设置在驱动环上的驱动槽，驱动槽上各点至驱动环轴线的距离不等，在活动块顶部设有驱动杆，驱动杆置于驱动槽内，齿轮与驱动环内壁上的齿啮合，驱动环旋转时驱动槽内壁挤压驱动杆进而使得活动块移动；
输送管，所述输送管与夹持筒的下端连接。
2.根据权利要求1所述的可调式苹果抓取机械手，其特征在于，自上而下垫块厚度逐渐增大。
3.根据权利要求1所述的可调式苹果抓取机械手，其特征在于，在安装环顶部设有若干滑槽，滑槽沿安装环径向布置；在活动块底部设有与滑槽配合的滑块。
4.根据权利要求1所述的可调式苹果抓取机械手，其特征在于，在活动块的第一端设有缺口，在夹持板侧壁设有支耳，连接杆的第一端与支耳铰接，连接杆第二端置于缺口内且与活动块铰接。
5.根据权利要求1所述的可调式苹果抓取机械手，其特征在于，所述驱动环设置在安装环上端的外侧，在驱动环内壁设有圆环形的定位环，在安装环外壁设有环槽，定位环置于环槽内实现驱动环与安装环的转动连接。
6.根据权利要求1所述的可调式苹果抓取机械手，其特征在于，所述输送管为胶管，且与夹持筒连接处的输送管处于弯曲状态。
7.根据权利要求1所述的可调式苹果抓取机械手，其特征在于，在夹持筒内壁设有四块突台，耳板固定在突台上。
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