CN210124110U - 一种采摘机器人果梗末端采摘手臂 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种采摘机器人果梗末端采摘手臂，其中，夹紧气缸固定在第一连接板上端面右侧，第一、第二夹爪分别固定在两气爪上，夹紧气缸上端面还固定有用于检测两夹爪间果梗的位置传感器。L形支架长段端部固定在第一连接板上端面上，且L形支架位于夹紧气缸左侧。气动剪刀固定座固定在L形支架短段上端面上，气动剪刀水平设置，气动剪刀尾部固定在气动剪刀固定座上，气动剪刀的剪钳位于两夹爪上方中间位置。两夹爪夹住果梗，气动剪刀剪断果梗。第一连接板左端与第二连接板右端固定连接，第二连接板左端连接采摘机器人肘活动关节。本实用新型结构简单，制造成本低，易于操作，适用性强，抓取位置改为果梗，不损坏果实的同时也不易脱落。

Description

一种采摘机器人果梗末端采摘手臂

技术领域

本实用新型涉及农业机器人领域，涉及一种采摘机器人果梗末端采摘手臂。

背景技术

近些年，随着农业自动化收获技术以及机器人技术的发展，伴生出了各式各样的果实采摘机器人，采摘手臂作为采摘机器人的关键部件自然备受关注。然而，现有的机器人采摘手臂还存在较多问题，表现在：(1)通用性差，采摘手臂都是对某一特定的果蔬作针对性的开发，不具有普遍适用性；(2)通过爪手直接抓住果实，很容易抓伤或抓烂果实；(3)现有的采摘手臂基本都是采用两相对的爪手，基于不能抓坏果实考虑，而抓取时又难以调整至适合的松紧度，这样就很容易导致果实非正常脱落；(4)抓取、剪切装置的驱动单元多采用油缸驱动，成本高、耗能高、质量重、动作慢。

发明内容

本实用新型提出一种适用性强的、专用于有梗果实采摘的机器人采摘手臂。

本实用新型采用的技术方案是：

一种采摘机器人果梗末端采摘手臂，包括第一连接板、第二连接板、L形支架、夹紧气缸、用于夹住果梗的第一夹爪和第二夹爪、用于剪断果梗的气动剪刀、以及气动剪刀固定座；

所述夹紧气缸固定在所述第一连接板上端面右侧，所述夹紧气缸上的两气爪朝右，所述第一夹爪固定在前侧的气爪上，所述第二夹爪固定在后侧的气爪上；所述夹紧气缸上端面还固定有用于检测两夹爪间果梗的位置传感器；

所述L形支架长段端部固定在所述第一连接板上端面上，且所述L形支架位于所述夹紧气缸左侧；所述L形支架短段朝右，且所述L形支架短段位于所述夹紧气缸上方；

所述气动剪刀固定座固定在所述L形支架短段上端面上，所述气动剪刀水平设置，所述气动剪刀尾部固定在所述气动剪刀固定座上；所述气动剪刀的剪钳位于所述两夹爪上方；

所述第一连接板左端与所述第二连接板右端固定连接，所述第二连接板左端连接采摘机器人肘活动关节。

进一步地，所述第一夹爪和所述第二夹爪均呈L形，所述第一夹爪短段端部向左作90°弯折，构成第一弯折部；所述第一弯折部开有连接用螺孔，并与前侧的气爪螺纹连接，所述第一夹爪长段位于所述第一弯折部上方；

所述第二夹爪短段端部向左作90°弯折构成第二弯折部；所述第二弯折部也开有连接螺孔，并与后侧的气爪螺纹连接，所述第二夹爪与所述第一夹爪正相对；

所述第一夹爪长段与所述第二夹爪相对的端面末端设有第一凸块，所述第二夹爪长段与所述第一凸块相对应的位置设有第二凸块，所述第一凸块和所述第二凸块用于相互配合夹住果梗，所述气动剪刀的剪钳位于两凸块上方中间位置。

进一步地，所述第一凸块和所述第二凸块相对的端面上均开有锯齿形槽，且两凸块上的锯齿形槽可相互契合。

进一步地，所述气动剪刀固定座呈“凸”形，其左、右端各开有一竖直向的贯通螺孔，所述L形支架的短段对应开有贯通螺孔，所述气动剪刀固定座通过螺栓固定连接在所述L形支架的短段上端面上。

进一步地，所述第二连接板右端开有与所述第一连接板左端部匹配的插接槽，所述第一连接板左端插在所述第二连接板右端的插接槽中，并通过螺栓固定在所述第二连接板上。

进一步地，所述夹紧气缸上端面中间位置沿着长度方向开有两道嵌接槽，所述两道嵌接槽相互平行；所述位置传感器的数量为两个，两位置传感器分别嵌接在所述两嵌接槽上。

进一步地，所述夹紧气缸的型号为MHZ2-20DN。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的采摘手臂结构简单，适用性强，对于有梗水果，均可采用该采摘手臂进行采摘。并且，本实用新型一改传统直接抓取果实的方式，通过两卡爪抓住果梗，因而可以使用较紧的抓力，毋需考虑抓烂、抓伤果实的问题，果实不会轻易脱落。两卡爪上的锯齿形槽使得抓取牢固度得到进一步保证。此外，本实用新型采用气压驱动，相对于油缸驱动，成本低，耗能低，元器件重量轻，无污染，动作迅速。

附图说明

图1为本实用新型的果梗末端采摘手臂的结构示意图；

图2为夹紧气缸和两夹爪的结构示意图；

图3为气动剪刀的结构示意图；

图4为气动剪刀固定座的结构示意图；

附图标记：1-气动剪刀，2-气动剪刀固定座，3-L形支架，4-第二连接板，5-第一连接板，6-位置传感器，7-夹紧气缸，8-第一夹爪，9-第二夹爪。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施方式对本实用新型的果梗末端采摘手臂作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，采摘手臂包括气动剪刀1、气动剪刀固定座2、L形支架3、第二连接板4、第一连接板5、位置传感器6、夹紧气缸7、第一夹爪8和第二夹爪9。

夹紧气缸7设置在第一连接板5上端面右侧，夹紧气缸7上的两气爪朝右，第一连接板5与夹紧气缸7对应的位置开贯通有螺孔，螺钉穿过第一连接板5将夹紧气缸7固定在第一连接板5上。

第一夹爪8和第二夹爪9均呈L形，第一夹爪8短段端部向左作90°弯折，构成第一弯折部。第一弯折部上开有连接用螺孔，并与前侧的气爪螺纹连接，第一夹爪8长段位于第一弯折部上方。第二夹爪9短段端部向左作90°弯折构成第二弯折部，第二弯折部也开有连接螺孔，并与后侧的气爪螺纹连接，第一夹爪8和第二夹爪9正相对。第一夹爪8长段与第二夹爪9相对的端面末端设有第一凸块，第二夹爪9长段与第一凸块相对应的位置设有第二凸块，第一凸块和第二凸块用于相互配合夹住果梗。本实施例中，第一凸块和第二凸块相对的端面上还分别开有锯齿形槽，两气爪带动第一夹爪8和第二夹爪9相向移动，两凸块上的锯齿形槽可相互契合。

夹紧气缸7上端面中间位置沿着长度方向还开有两道嵌接槽，两道嵌接槽相互平行。位置传感器6的数量为两个，两位置传感器6分别嵌接在两嵌接槽内，用于检测第一夹爪8和第二夹爪9间是否有果梗。本实施例中，夹紧气缸7的型号为MHZ2-20DN(亚德客公司生产)。

L形支架3的长段端部开有螺孔，第一连接板5上位于夹紧气缸7左侧的位置开有与L形支架3长段端部对应的螺孔，L形支架3的长段端部通过螺钉固定连接在第一连接板5上端面上，L形支架3的短段朝向右侧，夹紧气缸7位于L形支架3的短段下方。

如图4所示，气动剪刀固定座2呈“凸”形，气动剪刀固定座2左、右端各开有一竖直向的螺孔，L形支架3的短段对应开有连接用贯通螺孔，气动剪刀固定座2通过螺栓固定连接在L形支架3的短段上端面上。

气动剪刀1的结构如图3所示，其尾部设有连接用螺孔，气动剪刀固定座2凸起的位置开有横向贯通的通孔。参见图1，气动剪刀1通过单头螺柱固定在气动剪刀固定座2的右端面上，气动剪刀1与两夹爪间留有间隙，并且，气动剪刀1前部的剪钳位于第一凸块和第二凸块上方中间位置。

第一连接板5左端开有4个通孔，第二连接板4右端开有与第一连接板5左端部匹配的插接槽，并且第二连接板4右端开有与第一连接板5左端4个通孔匹配的连接通孔。第一连接板5左端插接在第二连接板4右端的插接槽中，并通过螺栓固定在第二连接板4上，L形支架3位于第二连接板4右侧。此外，第二连接板4左端还预留有与采摘机器人肘活动关节连接用的通孔。

需要指出，气动剪刀1、夹紧气缸7和两位置传感器6还分别与采摘机器人上的控制单元通过导线相连。气动剪刀1和夹紧气缸7所需气源亦由采摘机器人携带提供。

本实用新型的果梗末端采摘手臂的采摘过程为：

移动采摘手臂，使果梗位于第一凸块和第二凸块之间，位置传感器6感测到果梗在第一夹爪8和第二夹爪9之间，并反馈至采摘机器人的控制单元。控制单元控制两夹爪夹住果梗，并控制气动剪刀1剪断果梗，随后，采摘机器人移动采摘手臂至设定位置，控制单元控制两夹爪松开果梗，果实落下。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种采摘机器人果梗末端采摘手臂，其特征在于，包括第一连接板(5)、第二连接板(4)、L形支架(3)、夹紧气缸(7)、用于夹住果梗的第一夹爪(8)和第二夹爪(9)、用于剪断果梗的气动剪刀(1)、以及气动剪刀固定座(2)；

夹紧气缸(7)固定在第一连接板(5)上端面右侧，夹紧气缸(7)上的两气爪朝右，第一夹爪(8)固定在前侧的气爪上，第二夹爪(9)固定在后侧的气爪上；夹紧气缸(7)上端面还固定有用于检测两夹爪间果梗的位置传感器(6)；

L形支架(3)长段端部固定在第一连接板(5)上端面上，且L形支架(3)位于夹紧气缸(7)左侧；L形支架(3)短段朝右，且L形支架(3)短段位于夹紧气缸(7)上方；

气动剪刀固定座(2)固定在L形支架(3)短段上端面上，气动剪刀(1)水平设置，气动剪刀(1)尾部固定在气动剪刀固定座(2)上，气动剪刀(1)的剪钳位于所述两夹爪上方；

第一连接板(5)左端与第二连接板(4)右端固定连接，第二连接板(4)左端连接采摘机器人肘活动关节。

2.根据权利要求1所述的采摘机器人果梗末端采摘手臂，其特征在于，第一夹爪(8)和第二夹爪(9)均呈L形，第一夹爪(8)短段端部向左作90°弯折，构成第一弯折部；所述第一弯折部开有连接用螺孔，并与前侧的气爪螺纹连接，第一夹爪(8)长段位于所述第一弯折部上方；

第二夹爪(9)短段端部向左作90°弯折，构成第二弯折部；所述第二弯折部也开有连接螺孔，并与后侧的气爪螺纹连接，第二夹爪(9)与第一夹爪(8)正相对；

第一夹爪(8)长段与第二夹爪(9)相对的端面末端设有第一凸块，第二夹爪(9)长段与所述第一凸块相对应的位置设有第二凸块，所述第一凸块和所述第二凸块用于相互配合夹住果梗，气动剪刀(1)的剪钳位于两凸块上方中间位置。

3.根据权利要求2所述的采摘机器人果梗末端采摘手臂，其特征在于，所述第一凸块和所述第二凸块相对的端面上均开有锯齿形槽，且两凸块上的锯齿形槽可相互契合。

4.根据权利要求1所述的采摘机器人果梗末端采摘手臂，其特征在于，气动剪刀固定座(2)呈“凸”形，其左、右端各开有一竖直向的贯通螺孔，L形支架(3)的短段对应开有贯通螺孔，气动剪刀固定座(2)通过螺栓固定连接在L形支架(3)的短段上端面上。

5.根据权利要求1所述的采摘机器人果梗末端采摘手臂，其特征在于，第二连接板(4)右端开有与第一连接板(5)左端部匹配的插接槽，第一连接板(5)左端插在第二连接板(4)右端的插接槽中，并通过螺栓固定在第二连接板(4)上。

6.根据权利要求1所述的采摘机器人果梗末端采摘手臂，其特征在于，夹紧气缸(7)上端面中间位置沿着长度方向开有两道嵌接槽，所述两道嵌接槽相互平行；位置传感器(6)的数量为两个，两位置传感器(6)分别嵌接在所述两嵌接槽上。

7.根据权利要求1所述的采摘机器人果梗末端采摘手臂，其特征在于，夹紧气缸(7)的型号为MHZ2-20DN。

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