CN203752160U - 快速欠驱动吸附性采摘机械手 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种快速欠驱动吸附性采摘机械手,包括支座、吸盘皮肤、传动机构、驱动机构和三个结构相同的手指机构,三个所述手指机构均匀分布铰接在所述支座上,所述手指机构由依次铰接的前关节、中关节、末关节构成,所述前关节、所述中关节和所述末关节的内侧面上均设有所述吸盘皮肤,所述传动机构连接在所述前关节、所述中关节和所述末关节的外侧面上,所述传动机构与所述驱动机构连接。本机械手具有抓取速度快,抓取可靠性高的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及机械手技术领域,尤其是一种快速欠驱动吸附性采摘机械手。
背景技术
我国近几年来水果、蔬菜等经济作物的种植面积迅猛增加,但是果蔬采摘作业是果蔬生产中最费时、最费力的一个环节。由此开发一种低成本,效率高能够代替人工作业的果蔬采摘机械手成为亟待解决的问题。目前国外对采摘机械手的研究以后转入欠驱动式手指,欠驱动手指具有简化控制、减轻重量、降低成本等优点,但现有的采摘机械手末端执行器抓取用时还较长,抓取破损率有待提高。
实用新型内容
本实用新型针对现有技术的不足,提出一种快速欠驱动吸附性采摘机械手,结构巧妙,使用方便。
为了实现上述实用新型目的,本实用新型提供以下技术方案:一种快速欠驱动吸附性采摘机械手,包括支座、吸盘皮肤、传动机构、驱动机构和三个结构相同的手指机构,三个所述手指机构均匀分布铰接在所述支座上,所述手指机构由依次铰接的前关节、中关节、末关节构成,所述前关节、所述中关节和所述末关节的内侧面上均设有所述吸盘皮肤,所述传动机构连接在所述前关节、所述中关节和所述末关节的外侧面上,所述传动机构与所述驱动机构连接。
进一步地,所述前关节的一端与所述支座铰接固定,所述中关节的一端与所述前关节的另一端铰接,所述末关节的一端与所述中关节的另一端铰接;所述末关节的外侧铰接在末端连杆的一端,末端连杆的另一端与三角块的一端铰接,三角块的另一端和前关节与中关节的铰接处同时铰接,三角块的第三端铰接在前端连杆的一端上,前端连杆的另一端与传动杆铰接,传动杆的中间段处的铰接孔和前关节与支座的铰接处铰接,传动杆的另一端与传动柱铰接;传动柱与所述驱动机构连接。
进一步地,所述驱动机构由电磁铁、压杆、复位弹簧构成,复位弹簧套设在所述传动柱上,所述传动柱穿过所述支座,其端头上的滑动轴套在压杆上的滑动槽内;电磁铁固定在支座底部,其活动末端的滑动轴套在压杆的滑动槽内;所述压杆的一端铰接固定在支座底部上。
进一步地,在末关节与中关节的外侧面上固定有拉伸性能的末端弹簧,三角块与前关节外侧面的中间位置固定有拉伸性能的前端弹簧。
进一步地,所述吸盘皮肤由橡胶材质的皮肤基层和橡胶材质的小吸盘组成。
进一步地,所述皮肤基层的里侧为粘贴面,粘贴在手指机构上,皮肤基层的外侧均匀分布有多个呈碗状凸起的所述小吸盘。
与现有技术相比,本实用新型具有以下优点:
(1)本实用新型涉及的这种快速欠驱动吸附性采摘机械手,与现有的采摘机械手相比结构简单,以一个驱动的欠驱动机械结构为主体;其抓取速度快,用一个推拉电磁铁作为动力源,响应时间短。
(2)本实用新型为涉及的快速欠驱动吸附性采摘机械手,不工作时为闭合状态,即在机械手在抓取到果实后的移动过程中,其电磁铁不需要继续供电,节省了一定的能量。
(3)本实用新型为涉及的快速欠驱动吸附性采摘机械手,抓取过程中吸盘皮肤与果实接触,皮肤上的突起吸盘可以使果实抓取更可靠,同时还能缓冲手指闭合的作用力,使抓取效果更好。
附图说明
图1为本实用新型主视结构示意图。
图2为本实用新型俯视结构示意图。
图3为本实用新型右视结构示意图。
图4为本实用新型仰视结构示意图。
附图中:1末关节,2末端连杆,3末端弹簧,4三角块,5中关节,6前端弹簧,7前端连杆,8前关节,9吸盘皮肤,10传动杆,11压杆,12传动柱,13电磁铁,14支座,15复位弹簧,16固定柱。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细描述,本部分的描述仅是示范性和解释性,不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
如图1、2、3和4所示的一种快速欠驱动吸附性采摘机械手,包括三个结构相同的手指机构、吸盘皮肤、传动机构、支座、驱动部分;每个手指机构有三个关节,分别是前关节8、中关节5、末关节1;三个手指机构铰接在支座14上,且互成角度为120度,每个手指机构上都粘贴吸盘皮肤9,这样可以保证在抓持力较小的情况下,也能起到较好的抓取效果,同样对果实的抓取起到一定缓冲作用,降低果实受损率。
所述的单个手指机构的构成如下:前关节8右下端与支座14铰接固定,依次地中关节5右下端与前关节8右上端铰接,末关节1右端与中关节5右上端铰接。末端连杆2与手指末关节1的左端铰接,末端连杆2的另一端与三角块4左端铰接,三角块4的右端又和前关节8与中关节5的铰接处同时铰接,三角块4的下端与前端连杆7铰接。前端连杆7的另一端与传动杆10铰接,传动杆10的中间段处的铰接孔和手指前关节8与支座14的铰接处铰接,传动杆10的另一端与传动柱12铰接。其中在末关节1左端与中关节5中间位置固定有拉伸性能的末端弹簧3,三角块4的下端与前关节8的中间位置固定有拉伸性能的前端弹簧6,通过前端弹簧6和末端弹簧3可以调节抓取力的大小。
如图1所示,在传动柱12上套有复位弹簧15,电磁铁13固定于支座14的下端,压杆11一端与固定柱16铰接,传动柱12下端的滑动轴套在压杆11上的滑动槽内,电磁铁13推拉柱末端的滑动轴套在压杆11的滑动槽内。
快速欠驱动吸附性采摘机械手,在不工作情况下处于闭合状态,当机械手运动到目标物附近时,电磁铁13得电吸合,拉动压杆11运动,传动柱12被压杆11压下,此时带动传动杆10逆时针旋转,传动杆10带动各个手指张开。此时,机械手继续靠近目标物,然后电磁铁13失电,复位弹簧15复位,传动柱12复位,同时带动传动杆10顺时针旋转,传动杆10带动机械手闭合,完成一次抓取。
本快速欠驱动吸附性采摘机械手,是一套用于对球形、长条形果蔬采摘的欠驱动机械手,整个机械手以一个电磁铁为驱动,且以抓取速度快,抓取可靠性高为目的进行设计的。
其中,吸盘皮肤9由橡胶材质的皮肤基层和橡胶材质的小吸盘组成。皮肤基层的里侧为粘贴面,粘贴在机械手指上,皮肤基层的外侧均匀分布有多个呈碗状凸起的小吸盘。机械手抓取果实过程中,吸附皮肤9的小吸盘对目标物起一定缓冲保护作用,降低了果实的破损率,同时可增强机械手的抓取能力。
Claims (6)
1.一种快速欠驱动吸附性采摘机械手,其特征在于:包括支座、吸盘皮肤、传动机构、驱动机构和三个结构相同的手指机构,三个所述手指机构均匀分布铰接在所述支座上,所述手指机构由依次铰接的前关节、中关节、末关节构成,所述前关节、所述中关节和所述末关节的内侧面上均设有所述吸盘皮肤,所述传动机构连接在所述前关节、所述中关节和所述末关节的外侧面上,所述传动机构与所述驱动机构连接。
2.如权利要求1所述快速欠驱动吸附性采摘机械手,其特征在于:所述前关节的一端与所述支座铰接固定,所述中关节的一端与所述前关节的另一端铰接,所述末关节的一端与所述中关节的另一端铰接;所述末关节的外侧铰接在末端连杆的一端,末端连杆的另一端与三角块的一端铰接,三角块的另一端和前关节与中关节的铰接处同时铰接,三角块的第三端铰接在前端连杆的一端上,前端连杆的另一端与传动杆铰接,传动杆的中间段处的铰接孔和前关节与支座的铰接处铰接,传动杆的另一端与传动柱铰接;传动柱与所述驱动机构连接。
3.如权利要求2所述快速欠驱动吸附性采摘机械手,其特征在于:所述驱动机构由电磁铁、压杆、复位弹簧构成,复位弹簧套设在所述传动柱上,所述传动柱穿过所述支座,其端头上的滑动轴套在压杆上的滑动槽内;电磁铁固定在支座底部,其活动末端的滑动轴套在压杆的滑动槽内;所述压杆的一端铰接固定在支座底部上。
4.如权利要求1所述快速欠驱动吸附性采摘机械手,其特征在于:在末关节与中关节的外侧面上固定有拉伸性能的末端弹簧,三角块与前关节外侧面的中间位置固定有拉伸性能的前端弹簧。
5.如权利要求1所述快速欠驱动吸附性采摘机械手,其特征在于:所述吸盘皮肤由橡胶材质的皮肤基层和橡胶材质的小吸盘组成。
6.如权利要求5所述快速欠驱动吸附性采摘机械手,其特征在于:所述皮肤基层的里侧为粘贴面,粘贴在手指机构上,皮肤基层的外侧均匀分布有多个呈碗状凸起的所述小吸盘。
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