CN205668275U - 一种气力机械组合式采摘手爪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型设计了一种气力机械组合式采摘手爪，涉及农业智能装备技术领域，其主要特征在于：手爪固定部分、吸引采摘部分、果梗聚拢部分和果梗切断部分；手爪固定架采用“┏”型结构；推杆气缸通过推杆连接吸盘和两个手指，推杆气缸伸出时，吸盘先吸住果实，两个手指张开；当推杆气缸缩回时，吸盘吸住果实退回，两个手指闭合抓住果实；拢枝气缸通过拢枝推杆连接两个拢枝指，两个拢枝指约中间部位，分别固定在两个手指的中间折弯处，两个拢枝指在拢枝气缸的推动下，可以张开闭合，将散漫的果枝聚拢在两个手指中心区域；切刀气缸的前端连接切刀固定架，切刀固定架上固定切刀电机，切刀电机通过切刀带传动组带动齿形圆盘切刀转动，切断果梗。
Description
技术领域
本发明涉及农业智能装备技术领域，特别涉及能自动采摘的一种气力机械组合式采摘手爪。
背景技术
水果是我国农村经济的重要产业之一，水果的收获是选择性的，需要人工选择成熟的果实，再进行收获，劳动强度大，作业成本高。随着劳动力的快速转移，劳动力成本的快速提高，急需机械化采收。
采摘手爪是采摘机器人的关键部件，国内外针对不同的果实进行了多种设计。但如何快速采摘和剪切果梗，是问题的关键。本发明人，的“一种菠萝采摘机械手爪(ZL 20092 0246396.2)”、“采摘手爪(ZL 2011 2 0260392.7)”和“一种拧断式采摘手爪机构机器采摘方法(ZL 2010 1 0211723.)”，都是采用机械式的，结构复杂，作业速度慢。
本发明将机械结构与气力有机结合，提高机构紧凑性和作业速度，加快采摘机器人在生产实践中快速推广和使用。
通过对国内外专利文献、期刊杂志及其他公开发表的文献(如互联网)进行检索，本发明在国内外未见报道，我们也未公开发表涉及本发明内容的文章，本发明在国内外公众未知。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是：如何设计一种气力和机械相组合的采摘手爪，如何实现果实的吸引和抓住，如何实现与相邻果实的分离；如何实现散漫果枝的聚拢；如何实现果梗的有支撑切断；如何提高作业效率，减轻劳动强度。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种气力机械组合式采摘手爪，其包括：手爪固定部分、吸引采摘部分、果梗聚拢部分和果梗切断部分；
所述手爪固定部分：手爪固定架(1)采用“┏”型结构，上层用于固定吸引采摘部分、果梗聚拢部分和果梗切断部分，侧边与机械手部分固定。
所述吸引采摘部分：推杆气缸(2)通过气缸固定板(21)固定在手爪固定架(1)上，推杆气缸(2)的前端，与推杆(3)的左端连接，推杆(3)的中间部位有一孔，推动销(4)插在两个手指(6)的手指滑槽(14)和固定板滑槽(15)内，两个手指(6)的中间折弯处分别通过绕动销(8)固定在手爪固定架(1)上，两个手指(6)在推杆(3)的推动下，可以以绕动销(8)为中心，进行张开闭合。推杆(3)的右端一固定吸盘(5)，吸盘(5)吸住果实，且与相邻果实分离。
所述果梗聚拢部分：拢枝气缸(16)通过气缸固定板(21)固定在手爪固定架(1)上，且在推杆气缸(2)的正上方；拢枝气缸(16)的前端连接拢枝推杆(17)，拢枝推杆(17)的前端通过拢枝销(18)连接两个拢枝指(20)，两个拢枝指(20)的中间部位，分别通过拢枝指销(19)固定在两个手指(6)的中间折弯处，使两个拢枝指(20)在拢枝气缸(16)的推动下，分别可以以拢枝销(18)为中心，进行张开闭合，将散漫的果枝聚拢在两个手指(6)的中心区域。
所述果梗切断部分：切刀气缸(9)通过切刀气缸固定架(7)，固定在手爪固定架(1)上，且在推杆气缸(2)中心线的侧边，切刀气缸(9)的前端连接切刀固定架(13)，切刀固定架(13)上固定切刀电机(10)，切刀电机(10)上连接切刀带传动组(11)的左端， 切刀带传动组(11)的右端通过切刀固定轴(22)固定在切刀固定架(13)上，切刀固定轴(22)的顶端固定齿形圆盘切刀(12)。
(三)有益效果
本发明的一种气力机械组合式采摘手爪，具有以下有益效果：(1)采用气力和机械相组合，提高作业速度和作业效率；(2)采用推杆气缸驱动推杆，推杆连接手指和吸盘，实现推杆气缸推动推杆前进，吸盘先吸住，果实手指张开；推杆气缸缩回时，推杆后退，吸盘带动果实后缩，与相邻果实分离，手指闭合抓住果实；(3)采用聚拢气缸驱动拢枝指，将散漫的果枝聚拢到手指中心区域，便于果梗的切削；同时拢枝指与齿形圆盘切刀，也形成有支撑切割，便于快速切断果梗；(4)采用切刀气缸直接将切削部分送到手指中间区域，同时采用齿形圆盘切刀，扩大切削范围，更有利于切削随机分布的果梗。
附图说明
附图1本发明的主视图
附图2本发明的俯视图
附图3本发明的手指图
附图4本发明的手爪固定架
图中：1.手爪固定架 2.推杆气缸 3.推杆 4.推动销 5.吸盘 6.手指 7.切刀气缸固定架 8.绕动销 9.切刀气缸 10.切刀电机 11.切刀带传动组 12.齿形圆盘切刀 13.切刀固定架14.手指滑槽 15.固定板滑槽 16.拢枝气缸 17.拢枝推杆 18.拢枝销 19.拢枝指销 20.拢枝指 21.气缸固定板 22.切刀固定 轴
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
本发明基于如下一种构思：(1)采用气力和机械相组合，提高作业速度和作业效率；(2)采用推杆气缸驱动推杆，推杆连接手指和吸盘，实现推杆气缸推动推杆前进，吸盘先吸住，果实手指张开；推杆气缸缩回时，推杆后退，吸盘带动果实后缩，与相邻果实分离，手指闭合抓住果实；(3)采用聚拢气缸驱动拢枝指，将散漫的果枝聚拢到手指中心区域，便于果梗的切削；同时拢枝指与齿形圆盘切刀，也形成有支撑切割，便于快速切断果梗；(4)采用切刀气缸直接将切削部分送到手指中间区域，同时采用齿形圆盘切刀，扩大切削范围，更有利于切削随机分布的果梗。
本机构包括三个部分：手爪固定部分、吸引采摘部分、果梗聚拢部分和果梗切断部分。
手爪固定部分包括：手爪固定架1采用“┏”型结构，上层用于固定采摘部分、果梗聚拢部分和果梗切断部分，侧边与机械手部分固定。
吸引采摘部分包括：推杆气缸2通过气缸固定板21固定在手爪固定架1上，推杆气缸2的前端，与推杆3的左端连接，推杆3的中间部位有一孔，推动销4从上面插在两个手指6的手指滑槽14和固定板滑槽15内，手指6的中间折弯处通过绕动销8固定在手爪固定架1上，两个手指6在推杆3的推动下，分别可以以绕动销8为中心，进行张开闭合。推杆3的右端固定吸盘5，吸盘5吸住果实，与相邻果实分离。
果梗聚拢部分包括：拢枝气缸16通过气缸固定板21固定在手爪固定架1上，且在推杆气缸2的正上方；拢枝气缸16的前端连接拢枝推杆 17，拢枝推杆17的前端通过拢枝销18连接两个拢枝指20，两个拢枝指20的中间部位，分别通过拢枝指销19固定在两个手指6的中间折弯处，使两个拢枝指20在拢枝气缸16的推动下，分别可以以拢枝销18为中心，进行张开闭合，将散漫的果枝聚拢在两个手指6的中心区域。
果梗切断部分包括：切刀气缸9通过切刀气缸固定架7，固定在手爪固定架1上，且在推杆气缸2中心线的侧边，切刀气缸9的前端连接切刀固定架13，切刀固定架13上固定切刀电机10，切刀电机10上固定切刀带传动组11的左端，切刀带传动组11的右端通过切刀固定轴22固定在切刀固定架13上，切刀固定轴22的顶端固定齿形圆盘切刀12。
本发明整体的工作过程如下：机械手(另一结构，在此不叙述)将手爪送到果实处，推杆气缸2伸出，驱动推杆3前进，驱动连个手指6张开；同时推杆前端的吸盘5前行，吸盘5吸住果实。
推杆气缸2缩回，吸盘5与果实一起回退，两个手指6闭合；同时拢枝气缸16伸出，两个拢枝指20张开，拢枝气缸16缩回，两个拢枝指20闭合，将果枝聚拢在两个手指6中心区域；切刀气缸9伸出，切刀电机10转动，切刀带传动组11转动，带动切刀固定轴22和齿形圆盘切刀12旋转，以两个拢枝指20为支撑，切断果梗，完成采摘。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (1)
1.一种气力机械组合式采摘手爪，其特征在于，包括：手爪固定部分、吸引采摘部分、果梗聚拢部分和果梗切断部分；
所述手爪固定部分：手爪固定架(1)采用“┏”型结构，上层用于固定吸引采摘部分、果梗聚拢部分和果梗切断部分，侧边与机械手部分固定；
所述吸引采摘部分：推杆气缸(2)通过气缸固定板(21)固定在手爪固定架(1)上，推杆气缸(2)的前端，与推杆(3)的左端连接，推杆(3)的中间部位有一孔，推动销(4)插在两个手指(6)的手指滑槽(14)和固定板滑槽(15)内，两个手指(6)的中间折弯处分别通过绕动销(8)固定在手爪固定架(1)上，两个手指(6)在推杆(3)的推动下，可以以绕动销(8)为中心，进行张开闭合,推杆(3)的右端一固定吸盘(5)，吸盘(5)吸住果实，且与相邻果实分离；
所述果梗聚拢部分：拢枝气缸(16)通过气缸固定板(21)固定在手爪固定架(1)上，且在推杆气缸(2)的正上方；拢枝气缸(16)的前端连接拢枝推杆(17)，拢枝推杆(17)的前端通过拢枝销(18)连接两个拢枝指(20)，两个拢枝指(20)的中间部位，分别通过拢枝指销(19)固定在两个手指(6)的中间折弯处，使两个拢枝指(20)在拢枝气缸(16)的推动下，分别可以以拢枝销(18)为中心，进行张开闭合，将散漫的果枝聚拢在两个手指(6)的中心区域；
所述果梗切断部分：切刀气缸(9)通过切刀气缸固定架(7)，固定在手爪固定架(1)上，且在推杆气缸(2)中心线的侧边，切刀气缸(9)的前端连接切刀固定架(13)，切刀固定架(13)上固定切刀电机(10)，切刀电机(10)上连接切刀带传动组(11)的左端， 切刀带传动组(11)的右端通过切刀固定轴(22)固定在切刀固定架(13)上，切刀固定轴(22)的顶端固定齿形圆盘切刀(12)。
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