CN115349650B - 一种基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器，包括机架、刀具和自适应调节机构；所述自适应调节机构包括套筒、滑动杆和用于驱动所述滑动杆竖向运动的升降机构；所述套筒的圆周面上设置有多组连杆机构，每组连杆机构中的第一连杆、第二连杆、第三连杆以及套筒之间构成平行四连杆机构；所述滑动杆与所述第一连杆之间设有第四连杆；所述第四连杆的两端分别铰接在所述滑动杆的顶端和所述第一连杆的中部；所述刀具包括主动刀具和从动刀具；所述从动刀具与相邻两组主动刀具之间也构成平行四连杆机构。本发明的可变径式香蕉落梳末端执行器能够有效解决刀具扩张行程短、装置动作完后初始化时间长，消耗人力资源、落梳效率低的问题。

Description

一种基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器
技术领域
本发明涉及香蕉去轴落梳的领域，具体涉及一种基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器。
背景技术
目前，国内外绝大数的机械落梳装置虽然可以完成香蕉的落梳工作，但是落梳效率低而且同样需要消耗人力资源，部分装置存在去轴落梳自适应性差的问题，比如扩张行程短，装置动作完后初始化时间长等问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器，所述可变径式香蕉落梳末端执行器能够有效解决刀具扩张行程短，装置动作完后初始化时间长，消耗人力资源、落梳效率低的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
一种基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器，包括机架、设置在机架上的刀具以及用于驱动所述刀具扩张或收缩的自适应调节机构，其中，
所述机架与机械手末端连接；
所述自适应调节机构包括套筒、设置在套筒上的滑动杆以及用于驱动所述滑动杆竖向运动的升降机构，其中，所述套筒的圆周面上设置有多组连杆机构，其中，多组连杆机构沿着所述套筒的圆周方向等角度排列；每组连杆机构包括第一连杆、第二连杆以及第三连杆，其中，所述第一连杆和所述第二连杆平行且上下设置，所述第一连杆和所述第二连杆的一端均分别与所述套筒铰接，另一端均分别与所述第三连杆铰接；所述第三连杆上设置有用于安装刀具的安装槽；所述滑动杆与所述第一连杆之间设置有第四连杆，其中，所述第四连杆的一端与所述滑动杆的顶端铰接，另一端与所述第一连杆的中部铰接；
所述刀具包括主动刀具和从动刀具，其中，所述主动刀具和所述从动刀具均为多组，所述从动刀具位于相邻两组主动刀具之间；其中，所述主动刀具包括主动刀架以及设置在所述主动刀架上的主动刀片，其中，所述主动刀架和所述主动刀片均为V型；所述主动刀架安装在所述第三连杆的安装槽内；所述从动刀具包括从动刀架以及设置在所述从动刀架上的从动刀片，其中，所述从动刀架的两侧均通过第五连杆和第六连杆与所述主动刀架连接，其中，所述第五连杆和所述第六连杆平行且上下设置，该第五连杆和所述第六连杆的一端均分别与所述从动刀架铰接，另一端均分别与所述主动刀架铰接。
优选的，所述从动刀架上还设置有副刀片，其中，所述副刀片安装在所述从动刀架上且位于所述从动刀片的下方；该副刀片的两端分别朝着两侧的主动刀架延伸；两端的主动刀架上还设置有用于容纳所述副刀片的容纳槽。
优选的，所述升降机构包括升降气缸，所述升降气缸安装在所述机架上，该升降气缸的活塞杆与所述滑动杆连接。
优选的，所述机架包括支架以及设置在支架上的法兰盘，其中，所述升降气缸安装在所述支架上，所述支架与所述机械手连接；所述法兰盘与所述支架之间通过多根支撑杆连接，多根支撑杆圆周排布，每根支撑杆的上端与所述法兰盘连接，下端与所述支架连接。
优选的，所述连杆机构与六组，对应的，所述主动刀具也为六组，所述从动刀具为五组。
优选的，所述套筒安装在所述法兰盘上，所述法兰盘与所述套筒之间通过螺钉连接。
优选的，所述刀具为弧形，且弧度为180度。
本发明与现有技术相比具有以下的有益效果：
本发明通过多组连杆机构和刀具(其内的第五连杆和第六连杆)的组合方式，通过多组连杆机构的外扩来增大刀具整体径向扩张行程，同时刀具中的平行四连杆机构(主动刀架、从动刀架、第五连杆和第六连杆构成)的外扩保证了环形包络结构的切割，实现完整插切香蕉梳柄的动作，通过利用升降机构拉动滑动杆向向上运动使得处于扩展状态的刀具迅速闭合收紧，减少刀具复原时间，同时搭载在机械手上通过视觉摄像机的视觉识别定位，可实现对香蕉落梳的自动化，减少人力资源的浪费。
附图说明
图1为本发明的基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器的立体结构示意图。
图2为自适应调节机构处于扩张状态的立体结构示意图。
图3为自适应调节机构处于收缩状态的立体结构示意图。
图4为刀具处于扩张状态的立体结构示意图。
图5为刀具处于收缩状态的立体结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
参见图1-图5，本发明的基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器包括机架、设置在机架上的刀具以及用于驱动所述刀具扩张或收缩的自适应调节机构。
参见图1-图5，所述机架包括支架1以及设置在支架1上的法兰盘4，其中，所述升降气缸2安装在所述支架1上，所述支架1与所述机械手连接；所述法兰盘4与所述支架1之间通过多根支撑杆3连接，多根支撑杆3圆周排布，每根支撑杆3的上端与所述法兰盘4连接，下端与所述支架1连接；所述套筒6安装在所述法兰盘4上，所述法兰盘4与所述套筒6之间通过螺钉连接。
参见图1-图5，所述自适应调节机构包括套筒6、设置在套筒6上的滑动杆7以及用于驱动所述滑动杆7竖向运动的升降机构，其中，所述套筒6的圆周面上设置有多组连杆机构5，其中，多组连杆机构5沿着所述套筒6的圆周方向等角度排列；每组连杆机构5包括第一连杆501、第二连杆502以及第三连杆503，其中，所述第一连杆501和所述第二连杆502平行且上下设置，所述第一连杆501和所述第二连杆502的一端均分别与所述套筒6铰接，另一端均分别与所述第三连杆503铰接；所述第三连杆503上设置有用于安装刀具的安装槽504；所述滑动杆7与所述第一连杆501之间设置有第四连杆505，其中，所述第四连杆505的一端与所述滑动杆7的顶端铰接，另一端与所述第一连杆501的中部铰接。
通过上述设置，当需要控制所述刀具扩张时，所述升降机构带动所述滑动杆7向下运动，由于所述第一连杆501、第二连杆502、第三连杆503与套筒6之间构成平行四连杆机构，因此所述滑动杆7向下运动的同时带动平行四连杆机构中的第一连杆501向下摆动，使得所述第二连杆502随之向下摆动，第三连杆503也随之向下运动，使得所述第三连杆503与所述滑动杆7的轴线之间的间距增大，从而使得所述刀具(配合刀具的结构)向外扩张。当需要控制所述刀具收缩时，所述升降机构带动所述滑动杆7向上运动，所述滑动杆7向上运动的同时带动平行四连杆机构中的第一连杆501向上摆动，使得所述第二连杆502随之向上摆动，第三连杆503也随之向上运动，使得所述第三连杆503与所述滑动杆7的轴线之间的间距减小，从而使得所述刀具向内收缩。
参见图1-图5，所述刀具包括主动刀具和从动刀具，其中，所述主动刀具和所述从动刀具均为多组，所述从动刀具位于相邻两组主动刀具之间；其中，所述主动刀具包括主动刀架8以及设置在所述主动刀架8上的主动刀片10，其中，所述主动刀架8和所述主动刀片10均为V型；所述主动刀架8安装在所述第三连杆503的安装槽504内；所述从动刀具包括从动刀架9以及设置在所述从动刀架9上的从动刀片11，其中，所述从动刀架9的两侧均通过第五连杆13和第六连杆14与所述主动刀架8连接，其中，所述第五连杆13和所述第六连杆14平行且上下设置，该第五连杆13和所述第六连杆14的一端均分别与所述从动刀架9铰接，另一端均分别与所述主动刀架8铰接。
通过上述设置：由于所述从动刀架9及其两侧的从动刀架9之间通过第五连杆13和第六连杆14构成两个平行四连杆机构，其中，所述从动刀架9与每个主动刀架8之间均可通过第五连杆13和第六连杆14构成一个平行四连杆机构；当所述滑动杆7向下运动时，所述第三连杆503带动所述主动刀架8以及所述主动刀架8上的主动刀片10向下运动，由于所述主动刀具安装在所述第三连杆503中，所述滑动杆7向下运动的时候所述第三连杆503与所述滑动杆7之间的间距增大，因此所述第五连杆13和所述第六连杆14摆动会使得所述从动刀架9向上伸出，以此来增大所述从动刀架9和所述主动刀架8之间的间距，使得所述刀具的半径增大；当所述滑动杆7向上运动时，所述第三连杆503带动所述主动刀架8以及所述主动刀架8上的主动刀片10向上运动，由于所述主动刀具安装在所述第三连杆503中，所述滑动杆7向上运动的时候所述第三连杆503与所述滑动杆7之间的间距减小，因此所述第五连杆13和所述第六连杆14摆动会使得所述从动刀架9向向下缩回，以此来减小所述从动刀架9和所述主动刀架8之间的间距，使得所述刀具的半径减小。
另外，所述主动刀架8和所述从动刀架9上均设置有凹槽，可用于收纳所述第五连杆13和所述第六连杆14。
参见图1-图5，所述从动刀架9上还设置有副刀片12，其中，所述副刀片12安装在所述从动刀架9上且位于所述从动刀片11的下方；该副刀片12的两端分别朝着两侧的主动刀架8延伸；两端的主动刀架8上还设置有用于容纳所述副刀片12的容纳槽。通过设置上述的副刀片12，可以在刀具扩张时，对位于所述主动刀具和所述从动刀具之间的区域进行切割；而当刀具收缩时，所述副刀片12收缩回所述主动刀具的容纳槽内。
参见图1-图5，所述升降机构包括升降气缸2，所述升降气缸2安装在所述机架上，该升降气缸2的活塞杆与所述滑动杆7连接，用于驱动所述滑动杆7运动。
参见图1-图5，所述连杆机构5与六组，且六组连杆机构5中每两组连杆机构5之间的夹角为30度；对应的，所述主动刀具也为六组，所述从动刀具为五组；所述刀具为弧形，且弧度为180度。
参见图1-图5，本发明的基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器的工作原理是：
本发明的基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器安装在机械手上。
工作时，机械手可通过视觉识别系统识别了梳柄位姿、大小；
(1)、当发现梳柄较大时，所述升降机构带动所述滑动杆7向下运动，由于所述第一连杆501、第二连杆502、第三连杆503与套筒6之间构成平行四连杆机构，因此所述滑动杆7向下运动的同时带动平行四连杆机构中的第一连杆501向下摆动，使得所述第二连杆502随之向下摆动，第三连杆503也随之向下运动，使得所述第三连杆503与所述滑动杆7的轴线之间的间距增大，从而使得所述刀具(配合刀具的结构)向外扩张。由于所述从动刀架9及其两侧的从动刀架9之间通过第五连杆13和第六连杆14构成两个平行四连杆机构，其中，所述从动刀架9与每个主动刀架8之间均可通过第五连杆13和第六连杆14构成一个平行四连杆机构；当所述滑动杆7向下运动时，所述第三连杆503带动所述主动刀架8以及所述主动刀架8上的主动刀片10向下运动，由于所述主动刀具安装在所述第三连杆503中，所述滑动杆7向下运动的时候所述第三连杆503与所述滑动杆7之间的间距增大，因此所述第五连杆13和所述第六连杆14摆动会使得所述从动刀架9向上伸出，以此来增大所述从动刀架9和所述主动刀架8之间的间距，使得所述刀具的半径增大；
(2)、当发现梳柄较小时，所述升降机构带动所述滑动杆7向上运动，所述滑动杆7向上运动的同时带动平行四连杆机构中的第一连杆501向上摆动，使得所述第二连杆502随之向上摆动，第三连杆503也随之向上运动，使得所述第三连杆503与所述滑动杆7的轴线之间的间距减小，从而使得所述刀具(配合刀具的结构)向内收缩。当所述滑动杆7向上运动时，所述第三连杆503带动所述主动刀架8以及所述主动刀架8上的主动刀片10向上运动，由于所述主动刀具安装在所述第三连杆503中，所述滑动杆7向上运动的时候所述第三连杆503与所述滑动杆7之间的间距减小，因此所述第五连杆13和所述第六连杆14摆动会使得所述从动刀架9向向下缩回，以此来减小所述从动刀架9和所述主动刀架8之间的间距，使得所述刀具的半径减小。
确定好梳柄位姿和大小后，最终机械手带动本发明的基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器动作，从而实现蕉梳的插切，插切过后，所述自适应调节机构再次带动所述刀具收缩。
本发明通过多组连杆机构5和刀具的组合方式，通过多组连杆机构5的外扩即可增大刀具整体径向扩张行程，同时刀具中的平行四连杆机构的外扩保证了环形包络结构的切割，实现完整插切香蕉梳柄的动作，通过利用升降机构拉动滑动杆7使得处于扩展状态的刀具迅速闭合收紧，减少刀具复原时间，同时搭载在机械手上通过视觉摄像机的视觉识别定位，可实现对香蕉落梳的自动化，减少人力资源的浪费。
上述为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器，其特征在于，包括机架、设置在机架上的刀具以及用于驱动所述刀具扩张或收缩的自适应调节机构，其中，
所述机架与机械手末端连接；
所述自适应调节机构包括套筒、设置在套筒上的滑动杆以及用于驱动所述滑动杆竖向运动的升降机构，其中，所述套筒的圆周面上设置有多组连杆机构，其中，多组连杆机构沿着所述套筒的圆周方向等角度排列；每组连杆机构包括第一连杆、第二连杆以及第三连杆，其中，所述第一连杆和所述第二连杆平行且上下设置，所述第一连杆和所述第二连杆的一端均分别与所述套筒铰接，另一端均分别与所述第三连杆铰接；所述第三连杆上设置有用于安装刀具的安装槽；所述滑动杆与所述第一连杆之间设置有第四连杆，其中，所述第四连杆的一端与所述滑动杆的顶端铰接，另一端与所述第一连杆的中部铰接；
所述刀具包括主动刀具和从动刀具，其中，所述主动刀具和所述从动刀具均为多组，所述从动刀具位于相邻两组主动刀具之间；其中，所述主动刀具包括主动刀架以及设置在所述主动刀架上的主动刀片，其中，所述主动刀架和所述主动刀片均为V型；所述主动刀架安装在所述第三连杆的安装槽内；所述从动刀具包括从动刀架以及设置在所述从动刀架上的从动刀片，其中，所述从动刀架的两侧均通过第五连杆和第六连杆与所述主动刀架连接，其中，所述第五连杆和所述第六连杆平行且上下设置，该第五连杆和第六连杆的一端均分别与所述从动刀架铰接，另一端均分别与所述主动刀架铰接。
2.根据权利要求1所述的基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器，其特征在于，所述从动刀架上还设置有副刀片，其中，所述副刀片安装在所述从动刀架上且位于所述从动刀片的下方；该副刀片的两端分别朝着两侧的主动刀架延伸；两端的主动刀架上还设置有用于容纳所述副刀片的容纳槽。
3.根据权利要求1所述的基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器，其特征在于，所述升降机构包括升降气缸，所述升降气缸安装在所述机架上，该升降气缸的活塞杆与所述滑动杆连接。
4.根据权利要求3所述的基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器，其特征在于，所述机架包括支架以及设置在支架上的法兰盘，其中，所述升降气缸安装在所述支架上，所述支架与所述机械手连接；所述法兰盘与所述支架之间通过多根支撑杆连接，多根支撑杆圆周排布，每根支撑杆的上端与所述法兰盘连接，下端与所述支架连接。
5.根据权利要求1所述的基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器，其特征在于，所述连杆机构与六组，对应的，所述主动刀具也为六组，所述从动刀具为五组。
6.根据权利要求4所述的基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器，其特征在于，所述套筒安装在所述法兰盘上，所述法兰盘与所述套筒之间通过螺钉连接。
7.根据权利要求1所述的基于机械手的可变径式香蕉落梳末端执行器，其特征在于，所述刀具为弧形，且弧度为180度。
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