CN210819610U - 一种负压采摘机械爪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种负压采摘机械爪，其特征在于，包括机械爪，所述机械爪的手掌上设置有三根手指，所述手指通过相对应的舵机与所述手掌连接，所述手指的指尖部均设置有气动吸盘，所述气动吸盘通过气管与微型气泵的吸气口相连接。本实用新型质量轻，成本较低，易于控制，稳定性好，适合无损采摘作业。

Description

一种负压采摘机械爪

技术领域

本实用新型属于农业机器人装备技术领域，具体涉及一种负压采摘机械爪。

背景技术

随着科技的发展，农业机械智能化程度不断提高，果蔬采摘机器人的使用越来越广泛。果蔬采摘机械爪是果蔬采摘机器人的重要组成部分，但现实采摘环境非常复杂，在机械爪自由度较少的情况下难以实现较好的采摘效果。而且果蔬的形状及生长状况复杂多变，自由度少的采摘机械爪抓取不灵活，容易损伤果实。此外，现有的采摘机械爪，通常采用直接抓取目标果实的方法，容易损伤目标旁边的果实，抓取效率也不高。

实用新型内容

本实用新型设计了一种负压采摘机械爪，旨在实现果蔬的无损采摘，提高采摘作业的效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下方案：

一种负压采摘机械爪，包括机械爪，所述机械爪的手掌上设置有三根手指，所述手指通过相对应的舵机与所述手掌连接，所述手指的指尖部均设置有气动吸盘，所述气动吸盘通过气管与微型气泵的吸气口相连接。

进一步，所述三根手指周向均布在所述手掌上；所述手指的根部设置有一对连接板与相应舵机连接，所述手指的指尖部设置有安装孔以安装相应气动吸盘。

进一步，所述手掌的背面设置有连接凸台以与机械臂连接，所述手掌的周边延伸出三个安装凸台，所述安装凸台正面设置有凹槽结构以安装相应舵机。

进一步，所述手掌是中心对称结构，所述手掌的正面还设置有凹槽结构。

进一步，所述气动吸盘后部的连接杆与所述手指上的安装孔过盈配合，所述连接杆上位于手指指尖两侧的部位还设置有限位板和紧固板；所述连接杆是中空结构，且其尾部的通气孔通过气管与微型气泵的吸气口连通。

进一步，所述气动吸盘通过微型气泵、电磁继电器与主控器连接。

进一步，所述舵机是双轴舵机。

进一步，所述舵机通过舵机控制器与主控器连接。

进一步，所述手掌和手指均采用PLA材料。

工作时，当符合果实采摘要求时，所述主控器发送高电平给所述电磁继电器进而开启微型气泵，使所述气动吸盘产生吸力；通过所述主控器发送指令给所述舵机控制器，使一个手指的气动吸盘与果实接触，利用机械臂将果实向侧方吸拉，当到达合适位置后，所述主控器控制所述舵机实施机械爪的抓取动作，使得至少两个吸盘成功吸附果实；当果实到达收集区域后，所述主控器发送低电平给所述电磁继电器进而关闭微型气泵，使所述气动吸盘丧失吸力，继而控制所述舵机使机械爪张开，使得果实落入收集装置内。

该负压采摘机械爪具有以下有益效果：

（1）本实用新型中，三个手指上均装有气动吸盘，抓取时可以从三个角度吸附果实，大大提高了机械爪抓取的稳定性，进而提高了采摘作业的效率。

（2）本实用新型中，手指的负压系统不仅易于控制，而且对目标果实的采摘也提供了充分的保护作用，有利于无损化采摘。

（3）本实用新型体积小，作业时可以先吸持目标果实到障碍物较少的地方，减少抓取过程中对其他果实的损伤。

（4）本实用新型中，手掌和手指部分采用PLA材料，质量较轻，成本较低，经济性好。

附图说明

图1：本实用新型实施方式中负压采摘机械爪的结构示意图；

图2：本实用新型实施方式中手掌的结构示意图；

图3：本实用新型实施方式中单根手指的结构示意图；

图4：本实用新型实施方式中气动吸盘的结构示意图；

图5：本实用新型实施方式中负压采摘机械爪的工作示意图。

附图标记说明：

1—机械爪；11—手掌；12—舵机；13—手指；131—连接板；132—安装孔；2—微型气泵；3—电磁继电器；4—主控器；5—舵机控制器；6—气动吸盘；61—通气孔。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步说明：

图1至图5示出了本实用新型一种负压采摘机械爪的具体实施方式。图1是本实施方式中负压采摘机械爪的结构示意图；图2是本实施方式中手掌的结构示意图；图3是本实施方式中单根手指的结构示意图；图4是本实施方式中气动吸盘的结构示意图；图5是本实施方式中负压采摘机械爪的工作示意图。

如图1所示，本实施方式中的负压采摘机械爪，包括机械爪1，机械爪1的手掌11上设置有三根手指13，手指13通过相对应的舵机12与手掌11连接形成转动副，手指13的指尖部均设置有气动吸盘6，气动吸盘6通过气管与微型气泵2的吸气口相连接。

优选地，三根手指13周向均布在手掌11上；手指13的根部设置有一对连接板131与相应舵机12连接形成转动副，连接板131通过螺栓与舵机12的舵盘相连，手指13的指尖部设置有安装孔132以安装相应气动吸盘6，如图1和图3所示。

优选地，手掌11的背面设置有连接凸台以与机械臂连接，手掌11的周边延伸出三个安装凸台，安装凸台正面设置有凹槽结构以安装相应舵机12，如图1和图2所示。

优选地，手掌11是中心对称结构，手掌11的正面还设置有凹槽结构，如图2所示。

优选地，气动吸盘6后部的连接杆与手指13上的安装孔132过盈配合，所述连接杆上位于手指指尖两侧的部位还设置有限位板和紧固板；所述连接杆是中空结构，且其尾部的通气孔61通过气管与微型气泵2的吸气口连通，如图1和图4所示。

优选地，气动吸盘6通过微型气泵2、电磁继电器3与主控器4连接，如图5所示。

本实施例中，舵机12是双轴舵机。舵机12通过舵机控制器5与主控器4连接，如图1和图5所示。

本实施例中，手掌11和手指13均采用PLA材料。

工作时，如图5所示，当符合果实采摘要求时，主控器4发送高电平给电磁继电器3进而开启微型气泵2，使气动吸盘6产生吸力；通过主控器4发送指令给舵机控制器5，控制一个手指13使气动吸盘6与果实接触，利用机械臂将果实向侧方吸拉，当到达合适位置后，主控器4控制舵机12实施机械爪1的抓取动作，使机械爪1上至少两个气动吸盘6成功吸附果实；当果实到达收集区域后，主控器4发送低电平给所述电磁继电器3进而关闭微型气泵2，使气动吸盘6丧失吸力，继而控制舵机12使机械爪张开，使得果实落入收集装置内。

本实用新型中，三个手指上均装有气动吸盘，抓取时可以从三个角度吸附果实，大大提高抓取稳定性；该负压采摘机械爪体积小，作业时可以先吸持目标果实到障碍物较少的地方，减少抓取过程中对其他果实的损伤；负压系统不仅易于控制，而且对目标果实的采摘也提供了充分的保护作用，有利于无损化采摘；而且手掌和手指部分采用PLA材料，质量较轻，成本较低，经济性好。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性的描述，显然本实用新型的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种负压采摘机械爪，其特征在于，包括机械爪，所述机械爪的手掌上设置有三根手指，所述手指通过相对应的舵机与所述手掌连接，所述手指的指尖部均设置有气动吸盘，所述气动吸盘通过气管与微型气泵的吸气口相连接。

2.根据权利要求1所述的负压采摘机械爪，其特征在于，所述三根手指周向均布在所述手掌上；所述手指的根部设置有一对连接板与相应舵机连接，所述手指的指尖部设置有安装孔以安装相应气动吸盘。

3.根据权利要求1或2所述的负压采摘机械爪，其特征在于，所述手掌的背面设置有连接凸台以与机械臂连接，所述手掌的周边延伸出三个安装凸台，所述安装凸台正面设置有凹槽结构以安装相应舵机。

4.根据权利要求3所述的负压采摘机械爪，其特征在于，所述手掌是中心对称结构。

5.根据权利要求3所述的负压采摘机械爪，其特征在于，所述手掌的正面还设置有凹槽结构。

6.根据权利要求1、2、4或5所述的负压采摘机械爪，其特征在于，所述气动吸盘后部的连接杆与所述手指上的安装孔过盈配合，所述连接杆上位于手指指尖两侧的部位还设置有限位板和紧固板；所述连接杆是中空结构，且其尾部的通气孔通过气管与微型气泵的吸气口连通。

7.根据权利要求6所述的负压采摘机械爪，其特征在于，所述气动吸盘通过微型气泵、电磁继电器与主控器连接。

8.根据权利要求1、2、4、5或7所述的负压采摘机械爪，其特征在于，所述舵机通过舵机控制器与主控器连接。

9.根据权利要求8所述的负压采摘机械爪，其特征在于，所述舵机是双轴舵机。

10.根据权利要求1、2、4、5、7或9所述的负压采摘机械爪，其特征在于，所述手掌和手指均采用PLA材料。

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