CN208402529U - 一种末端执行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种末端执行器，末端执行器包括多个硅胶爪指，硅胶爪指上设置切割刀片，切割刀片的切割方向为末端执行器的自转方向，硅胶爪指通过短连接件连接移动推盘，移动推盘的移动驱使短连接件带动硅胶爪指张开或抓合，硅胶爪指通过长连接件连接固定底盘。本实用新型通过在硅胶爪指上设置切割刀片，巧妙地利用了末端执行器的自转即机械手的旋转自由度实现被采摘物与连接物的分离，而且该设计属于非夹持类，能够有效的防止水果的损伤。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种末端执行器。
背景技术
作为采摘机器人的执行装置，末端执行器安装在机械手的末端，其功能类似于人手，是直接与目标物体接触的部件。而采摘机器人末端执行器要达到采摘果实的目的，必须实现两大关键动作: 获取果实和果实与植株分离，即首先通过抓 取、吸入、勾取等一定方式获取果实，再通过扭断、剪切等不同方法将果实与果梗分离。根据获取果实的方式，可分为非夹持类和夹持类两大流派。
有些采摘末端执行器为直接强硬得摘取果实，这样虽然抓取可靠但容易造成植被的损伤和果实受损。有些末端执行器夹持果梗，可以防止果实受损但像番茄等果实与梗之间连接力较弱的果蔬却不适用，抓取不可靠。现有末端执行器多数采用扭断、折断、拉断等果梗分离方式，效率低下且对果梗的结实程度有要求，并需要夹持住水果，容易造成水果损伤。
末端执行器的设计应根据不同果蔬果实的特点，以提高采摘的成功率并减小对果实的损伤为主要目标，其动作原理形式各异。为了安全与高效地完成采摘动作，末端执行器还可能加入吸盘、推杆等附加机构以及各类传感器以完成准确采摘并减小损伤，由于不同果实的形状、特性不同，现有末端执行器的设计均为针对某一特定果实而设计，而果蔬采摘季节性强，这就造成了设备的通用性差，农业生产成本过大。
发明内容
本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供末端执行器，通过在硅胶爪指上设置切割刀片，巧妙地利用了末端执行器的自转即机械手的旋转自由度实现被采摘物与连接物的分离，而且该设计属于非夹持类，能够有效的防止水果的损伤。
为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：末端执行器包括多个硅胶爪指，硅胶爪指上设置切割刀片，切割刀片的切割方向为末端执行器的自转方向，硅胶爪指通过短连接件连接移动推盘，移动推盘的移动驱使短连接件带动硅胶爪指张开或抓合，硅胶爪指通过长连接件连接固定底盘。
进一步地，移动推盘上设置多个推手，推手穿过固定底盘与短连接件连接。
进一步地，短连接件与移动推盘铰接，短连接件与硅胶爪指铰接；长连接件与固定底盘铰接，长连接件与硅胶爪指铰接。
进一步地，短连接件比长连接件靠近固定底盘的中轴。
进一步地，硅胶爪指与固定底盘之间的空间为被采摘物的容纳空间。
进一步地，容纳空间的边缘设置硅胶。
进一步地，固定底盘上设置压力继电器。
进一步地，移动推盘由电动缸的推杆驱动。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：通过在硅胶爪指上设置切割刀片，巧妙地利用了末端执行器的自转即机械手的旋转自由度实现被采摘物与连接物的分离，合理的利用了机械手的旋转自由度，使机构简单化、经济性实用性强；以收容式进行摘取，且内置缓冲硅胶，使对水果的损伤达到最小化；引入电动缸使结构更合理化和简单化；机构结构简单，依水果大小来定制不同型号的末端执行器，而电动缸等无需更换，实用性强；该设计属于非夹持类，能够有效的防止水果的损伤，且保留了夹持类的稳定可靠，设计结构安全性高，机构的简单使得拆装方便，且拆装时无需更换拆卸电动缸，使其经济型实用性强，成本低便于批量生产，有良好的市场前景。
附图说明
图1为本实用新型实施例的末端执行器的整体结构示意图；
图2为本实用新型实施例的固定底盘的结构示意图，图（a）为俯视图，图（b）为剖面图；
图3为本实用新型实施例的末端执行器装到机械手的示意图。
图中：1-切割刀片，2-硅胶爪指，3-短连接件，4-长连接件，5-固定底盘，6-移动推盘，7-电动缸。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
末端执行器包括多个硅胶爪指，硅胶爪指上设置切割刀片，切割刀片的切割方向为末端执行器的自转方向，硅胶爪指通过短连接件连接移动推盘，移动推盘的移动驱使短连接件带动硅胶爪指张开或抓合，硅胶爪指通过长连接件连接固定底盘。
进一步地，移动推盘上设置多个推手，推手穿过固定底盘与短连接件连接。
进一步地，短连接件与移动推盘铰接，短连接件与硅胶爪指铰接；长连接件与固定底盘铰接，长连接件与硅胶爪指铰接。
进一步地，短连接件比长连接件靠近固定底盘的中轴。
进一步地，硅胶爪指与固定底盘之间的空间为被采摘物的容纳空间。
进一步地，容纳空间的边缘设置硅胶。
进一步地，固定底盘上设置压力继电器。
进一步地，移动推盘由电动缸的推杆驱动。
末端执行器的工作方法如下，硅胶爪指与固定底盘之间的空间为被采摘物的容纳空间，被采摘物进入容纳空间，固定底盘受压，移动推盘移动，驱使短连接件带动硅胶爪指抓合，装有该末端执行器的机械手旋转，利用切割刀片切割，摘下被采摘物。
进一步地，驱动移动推盘反向移动，短连接件带动硅胶爪指张开，取出或倒出容纳空间的被采摘物。
如图2所示，中间容纳空间为特定水果的最大直径，四周皆由硅胶保护，水果不通过夹紧来抓取，而是可以在由硅胶环绕的空间内做小幅度的晃动。夹取都会或多或少的伤害水果，而空间封闭再加上内部缓冲设计，可以完整而有效的实现抓取。
一般末端执行器由电机或者舵机来驱动，而电机和舵机在机构简便的情况下只能实现两个对立方向的夹紧而做不到全方位夹紧。即便实现也要通过复杂的机械传动，华而不实。
一般末端执行器的果梗分离需要另外的装置进行，而本机构合理的利用了机械手的旋转自由度来实现切割，使得机构更简单。对于不同的水果也只需使水果容纳空间大小不同即可，利用率高，拆装简便，且造价便宜。
硅胶保护可替换为其他软性缓冲材料，硅胶爪指为五个，五爪式可根据需求而增减。
在这个机构中硅胶爪指2通过短连接件3与可移动推盘6相连接和长连接件4与固定底盘5相连接。电动缸7上的推杆固定于可移动推盘6上，从而通过电动缸7来驱动可移动推盘6的移动，可移动推盘6的移动通过短连接件3使得硅胶爪指2实现抓合。
由图可见可移动推盘6上的五根推手通过固定底盘5上的均匀分布孔而伸缩。中部空间为水果的容纳空间，边缘由硅胶组成可以达到保护水果的效果。而底部安装有压力继电器，当底部受压时，及水果已经进入容纳空间，此时硅胶抓指2合并，如图3所示机械手的旋转自由度带动末端执行器旋转，从而有效的利用刀片切割果梗，使得水果成功摘下。
机械手的旋转自由度带动末端执行器旋转，从而有效的利用刀片切割果梗，使得水果成功摘下。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，凡依本实用新型申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。
Claims (8)
1.一种末端执行器，其特征在于：包括多个硅胶爪指，硅胶爪指上设置切割刀片，切割刀片的切割方向为末端执行器的自转方向，硅胶爪指通过短连接件连接移动推盘，移动推盘的移动驱使短连接件带动硅胶爪指张开或抓合，硅胶爪指通过长连接件连接固定底盘。
2.根据权利要求1所述的末端执行器，其特征在于：移动推盘上设置多个推手，推手穿过固定底盘与短连接件连接。
3.根据权利要求1或2所述的末端执行器，其特征在于：短连接件与移动推盘铰接，短连接件与硅胶爪指铰接；长连接件与固定底盘铰接，长连接件与硅胶爪指铰接。
4.根据权利要求3所述的末端执行器，其特征在于：短连接件比长连接件靠近固定底盘的中轴。
5.根据权利要求1或2或4所述的末端执行器，其特征在于：硅胶爪指与固定底盘之间的空间为被采摘物的容纳空间。
6.根据权利要求5所述的末端执行器，其特征在于：容纳空间的边缘设置硅胶。
7.根据权利要求1或2或4或6所述的末端执行器，其特征在于：固定底盘上设置压力继电器。
8.根据权利要求1或2或4或6所述的末端执行器，其特征在于：移动推盘由电动缸的推杆驱动。
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| CN201820835499.1U CN208402529U (zh) | 2018-05-31 | 2018-05-31 | 一种末端执行器 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108718708A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-11-02 | 福建工程学院 | 一种末端执行器及其工作方法 |
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