CN207948184U

CN207948184U - 一种用于水果采摘的机械臂

Info

Publication number: CN207948184U
Application number: CN201820279592.9U
Authority: CN
Inventors: 楼建忠; 史继贤; 刘鑫耀; 汪杰; 王柯利; 姚东; 汪泽鑫
Original assignee: Zhejiang Institute of Mechanical and Electrical Engineering Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Institute of Mechanical and Electrical Engineering Co Ltd
Priority date: 2018-02-28
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2018-10-12
Anticipated expiration: 2028-02-28

Abstract

本实用新型公开了一种用于水果采摘的机械臂。当前尚没有一种与爬树机器人配套，且能够适应树上复杂环境的果实采摘机械臂。本实用新型包括第一电动推杆、第二电动推杆、第三电动推杆、第一摘取臂、第二摘取臂、电动手爪、第一舵机和第二舵机。电动手爪包括手爪架、摘取爪、摘取轴、齿轮和摘取电机。手爪架与第二摘取臂固定。两根摘取轴均支承在手爪架上。两根摘取轴上均套置有扭簧，且均支承有齿轮。两个齿轮啮合。两根扭簧的一端与两根摘取轴分别固定，另一端与两个齿轮分别固定。两个摘取爪与两个齿轮分别固定。本实用新型通过电动推杆的伸缩，能够采摘较大范围内的果实，使得爬树机器人无需爬上攀爬难度较大的树冠即可完成果实的采摘。

Description

一种用于水果采摘的机械臂

技术领域

本实用新型属于水果采摘技术领域，具体涉及一种用于水果采摘的机械臂。

背景技术

水果采摘是水果作业的一个重要环节，目前我国水果采摘主要靠手工操作来完成。但是我国水果种植以山地栽培居多，地形复杂多变，有的水果甚至生长在悬崖上，而且由于水果树生长不规则，树枝较脆，手工水果采摘具有一定的危险性，近年来常有因水果采摘出事故的报道。由于水果采摘成熟期较短，农村劳动力老龄化导致采摘人手不足，水果来不及采摘，大大影响了水果的产量以及水果的规模化种植。随着水果需求的不断增加，急需实现水果生产的自动化与专业化，水果自动采摘已成为水果作业的主流发展趋势，开展水果采摘机械化作业的研究显得非常必要。当前，已有很多种能够稳定攀爬果树的爬树机器人，但是，尚没有一种与爬树机器人配套，且能够适应树上复杂环境的果实采摘机械臂。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种用于水果采摘的机械臂。

本实用新型包括第一电动推杆、第二电动推杆、第三电动推杆、第一摘取臂、第二摘取臂、电动手爪、第一舵机和第二舵机。所述第一电动推杆的推出杆与第一舵机固定。第一舵机的输出轴与第二电动推杆的外壳固定。第二电动推杆的推出杆与第三电动推杆的外壳固定。第三电动推杆的推出杆与第一摘取臂的一端固定。第一摘取臂的另一端与第二摘取臂的一端铰接。第二摘取臂由第二舵机驱动。

所述的电动手爪包括手爪架、摘取爪、摘取轴、齿轮和摘取电机。所述的手爪架与第二摘取臂固定。平行设置的两根摘取轴均支承在手爪架上。两根摘取轴上均套置有扭簧，且均支承有齿轮。两个齿轮啮合。两根扭簧的一端与两根摘取轴分别固定，另一端与两个齿轮分别固定。所述的摘取电机固定在手爪架上。摘取电机的输出轴与其中一根摘取轴固定。两个摘取爪与两个齿轮分别固定。两个摘取爪的内侧均设置有橡胶层。

进一步地，所述的摘取爪与对应橡胶层之间设置有压力传感器。

进一步地，所述第一电动推杆的外壳与安装架固定。

进一步地，所述的第一电动推杆及第二电动推杆的推出杆轴线均与第一舵机的输出轴轴线垂直。

进一步地，第二电动推杆的推出杆轴线与第三电动推杆的推出杆轴线垂直。

进一步地，所述的第二舵机与第一摘取臂固定。第二舵机的输出轴与第二摘取臂固定。

本实用新型具有的有益效果是：

1、本实用新型通过电动推杆的伸缩，能够采摘较大范围内的果实，使得爬树机器人无需爬上攀爬难度较大的树冠即可完成果实的采摘。

2、本实用新型能够精确控制抓取果实时的夹紧力，从而在摘下果实的同时，尽可能的保护工件不受损害。

3、本实用新型的爪体内侧设置有橡胶层，能够有效避免划伤工件。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，一种用于水果采摘的机械臂，包括第一电动推杆1、第二电动推杆2、第三电动推杆3、第一摘取臂4、第二摘取臂5、电动手爪6、第一舵机7和第二舵机。第一电动推杆1的外壳与安装架(图中未示出)固定。第一电动推杆1的推出杆与第一舵机7固定。第一舵机7的输出轴与第二电动推杆2的外壳固定。第二电动推杆2的推出杆与第三电动推杆3的外壳固定。第一电动推杆1及第二电动推杆2的推出杆轴线均与第一舵机7的输出轴轴线垂直。第二电动推杆2的推出杆轴线与第三电动推杆3的推出杆轴线垂直。第三电动推杆3的推出杆与第一摘取臂4的一端固定。第一摘取臂4的另一端与第二摘取臂5的一端通过铰接轴铰接。铰接轴与第二摘取臂5固定。第二舵机与第一摘取臂4固定。第二舵机的输出轴与铰接轴固定。

电动手爪6包括手爪架、摘取爪、摘取轴、齿轮和摘取电机。手爪架与第二摘取臂远离第一摘取臂的那端固定。平行设置的两根摘取轴均支承在手爪架上。两根摘取轴上均套置有扭簧，且均支承有齿轮。两个齿轮啮合。两根扭簧的一端与两根摘取轴分别固定，另一端与两个齿轮分别固定。摘取电机固定在手爪架上。摘取电机的输出轴与其中一根摘取轴固定。两个摘取爪与两个齿轮分别固定。两个摘取爪的内侧均设置有压力传感器及橡胶层。压力传感器位于摘取爪与橡胶层之间。橡胶层能够避免摘取爪抓伤果实。摘取电机转动将带动对应在摘取轴转动，从而使得扭簧拉动齿轮转动。当两个摘取爪在与待摘取果实接触后，无法进一步运动，而摘取轴继续转动，从而使扭簧变形，对果实的夹紧力逐渐增大。

该一种用于水果采摘的机械臂的采摘方法具体如下：

步骤一、将安装架固定在爬树机器人上。爬树机器人向上攀爬至预设位置。

步骤二、第一电动推杆1、第二电动推杆2及第三电动推杆3推出或缩回，第一舵机7及第二舵机转动，使得摘取爪环住待采摘的果实。

步骤三、摘取电机转动，两个摘取爪合紧抓住待采摘的果实。两个摘取爪在与待采摘的果实接触后，无法进一步运动，而摘取轴继续转动，从而使扭簧变形，对果实的夹紧力逐渐增大。两个摘取爪上压力传感器检测到的压力达到预设值后，摘取电机停转。

步骤四、第二舵机转动，使得电动手爪6翻转，摘下果实。

Claims

1.一种用于水果采摘的机械臂，包括第一电动推杆、第二电动推杆、第三电动推杆、第一摘取臂、第二摘取臂、电动手爪、第一舵机和第二舵机；其特征在于：所述第一电动推杆的推出杆与第一舵机固定；第一舵机的输出轴与第二电动推杆的外壳固定；第二电动推杆的推出杆与第三电动推杆的外壳固定；第三电动推杆的推出杆与第一摘取臂的一端固定；第一摘取臂的另一端与第二摘取臂的一端铰接；第二摘取臂由第二舵机驱动；

所述的电动手爪包括手爪架、摘取爪、摘取轴、齿轮和摘取电机；所述的手爪架与第二摘取臂固定；平行设置的两根摘取轴均支承在手爪架上；两根摘取轴上均套置有扭簧，且均支承有齿轮；两个齿轮啮合；两根扭簧的一端与两根摘取轴分别固定，另一端与两个齿轮分别固定；所述的摘取电机固定在手爪架上；摘取电机的输出轴与其中一根摘取轴固定；两个摘取爪与两个齿轮分别固定；两个摘取爪的内侧均设置有橡胶层。

2.根据权利要求1所述的一种用于水果采摘的机械臂，其特征在于：所述的摘取爪与对应橡胶层之间设置有压力传感器。

3.根据权利要求1所述的一种用于水果采摘的机械臂，其特征在于：所述第一电动推杆的外壳与安装架固定。

4.根据权利要求1所述的一种用于水果采摘的机械臂，其特征在于：所述的第一电动推杆及第二电动推杆的推出杆轴线均与第一舵机的输出轴轴线垂直。

5.根据权利要求1所述的一种用于水果采摘的机械臂，其特征在于：所述第二电动推杆的推出杆轴线与第三电动推杆的推出杆轴线垂直。

6.根据权利要求1所述的一种用于水果采摘的机械臂，其特征在于：所述的第二舵机与第一摘取臂固定；第二舵机的输出轴与第二摘取臂固定。