CN212265845U

CN212265845U - 一种欠驱动死禽类捡拾机械手

Info

Publication number: CN212265845U
Application number: CN202020908528.XU
Authority: CN
Inventors: 霍晓静; 李丽华; 胡子康; 王文娣; 唐娟; 王辉; 姜来
Original assignee: Heibei Agricultural University
Current assignee: Heibei Agricultural University
Priority date: 2020-05-26
Filing date: 2020-05-26
Publication date: 2021-01-01
Anticipated expiration: 2030-05-26

Abstract

本实用新型提供了一种欠驱动死禽类捡拾机械手，包括自下而上依次设置的腕部、手掌部、手指部，所述手掌部通过电机固定座固定在所述腕部，电机的上方设置电机固定板，所述电机固定板上方通过支撑杆与手掌固定连接；所述电机固定板与所述手掌之间设有传动组件，所述传动组件中心部设有内螺纹，所述电机的输出端设有传动螺杆，所述传动螺杆的外侧设有外螺纹，所述传动螺杆的外螺纹与所述内螺纹配合，将所述电机的转动转化为传动螺杆的直线运动；所述传动组件的端部固定连接有滑块，所述滑块上开有滑块孔，所述滑块孔与所述支撑杆配合，实现滑块沿所述支撑杆的上滑动，所述滑块与所述手指部连接，实现机械手抓取动作。

Description

一种欠驱动死禽类捡拾机械手

技术领域

本实用新型涉及禽类业设备领域，尤其涉及一种欠驱动死禽类捡拾机械手。

背景技术

禽类养殖是我国改革开放以来发展速度最快的饲养业。在目前的肉鸡鸡场中，环境温度、风量控制，禽蛋、禽粪处理，食物和水的供给都已完成自动控制，但是对于养鸡场中的死鸡，却不能做到自动监测和处理。并且死鸡长时间留在鸡舍中，对于防疫也极为不利。若是使用人工巡查死鸡，不仅人工费高昂，而且工作极其繁琐：巡查工人必须长时间观察每个禽舍的情况，发现死鸡，再人力对其捡拾、运送。再加上鸡舍内部存在的大量有害气体，尘埃颗粒对巡查工人的身体健康也会带来极大影响。而死鸡捡拾机器人可以不受鸡舍环境的影响，能为肉鸡养殖场省去人工费，降低长期成本，提高经济效益。

死鸡捡拾机器人的末端执行器作为机器人与被操作物直接进行接触的关键部件之一，其性能好坏不仅能决定机器人在工作时的效率，也能决定投资成本的多少，所以末端执行器的设计至关重要。死鸡捡拾机器人末端执行器的设计能解决自动化捡拾死鸡的捡拾问题，不仅能满足现实需求，也能促进自动化养殖肉鸡产业的发展，具有极大的意义。

现有的欠驱动机械手不具备适应被抓物体的外形的特点，缺少足够的抓取能力和精准度。

所以，如何提供一种设计合理，具有较强的抓取力和精准的欠驱动死禽类捡拾机械手是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种欠驱动死禽类捡拾机械手，解决现有技术中存在的问题，具体方案如下：

一种欠驱动死禽类捡拾机械手，包括自下而上依次设置的腕部、手掌部、手指部，

所述手掌部通过电机固定座固定在所述腕部，电机的上方设置电机固定板，所述电机固定板上方通过支撑杆与手掌固定连接；

所述电机固定板与所述手掌之间设有传动组件，所述传动组件中心部设有内螺纹，所述电机的输出端设有传动螺杆，所述传动螺杆的外侧设有外螺纹，所述传动螺杆的外螺纹与所述内螺纹配合，将所述电机的转动转化为传动螺杆的直线运动；

所述传动组件的端部固定连接有滑块，所述滑块上开有滑块孔，所述滑块孔与所述支撑杆配合，实现滑块沿所述支撑杆的上滑动，

所述滑块与所述手指部连接，实现机械手抓取动作。

具体的，所述手指部自下而上依次包括下指节、中指节以及上指节，

所述下指节包括下指节前板、下指节后板，所述下指节前板的下部铰接在所述手掌的侧面，所述下指节后板的下部与所述下指节前板的下部之间通过转动滑杆连接，所述转动滑杆与所述滑块的滑块臂连接；

所述中指节包括中指节前板以及中指节后板，所述中指节前板的下部、所述中指节后板的下部、所述下指节前板的上部以及所述下指节后板的上部通过连接三角连接；

所述上指节连接在所述中指节前板以及所述中指节后板的上部。

具体的，所述连接三角包括第一连接面第二连接面以及连接支撑，所述第一连接面以及所述第二连接面通过连接销孔分别与下指节前板和中指节前板以及下指节后板和中指节后板连接。

具体的，所述下指节以及所述中指节的上侧夹角处均设有限位弹簧。

具体的，所述腕部包括舵机固定座，以及舵机，所述电机固定座固定在所述舵机的上方，所述舵机固定座与机械横臂连接。

具体的，所述传动组件呈十字型，所述手指部设有四组，且两两相对设置。

具体的，所述相对设置的两个手指部的上指节一侧安装有压力传感器，另一侧安装有温度传感器，所述手掌部设有接近开关。

具体的，所述压力传感器以及所述温度传感器为薄膜传感器。

本实用新型提供的欠驱动死禽类捡拾机械手装置，具有以下有益效果：1、抓取装置采用了单个电机控制，采用合理的传动方式，实现了机械手的抓取动作，降低了加工成本。2、设置了薄膜温度传感器检测禽类体温，提高了捡拾的安全性，避免捡拾误操作对活的禽类带来的伤害。3、机械手主体部分采用碳纤维材料来减轻整体装置的重量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的死禽类捡拾机机械手结构示意图。

图2为手掌部和手腕部安装状态示意图。

图3为图2中A处放大示意图。

图4为图2中去除手掌后的结构示意图。

图5为图4中B处放大示意图。

图6为机械手侧视示意图。

图7为与图1相反角度立体结构示意图。

图8为连接三角连接状态示意图。

图9为连接三角结构示意图。

图中：10、舵机固定座 11、舵机 20、电机固定座 21、电机 210、传动螺杆 22、电机固定板 220、支撑杆 23、传动组件 230、内螺纹 24、滑块 240、滑块孔 241、滑块臂 25、转动滑杆 26、手掌 30、下指节 301、下指节前板 302、下指节后板 31、中指节 311、中指节前板 312 中指节后板 313、连接三角 314、第一连接面 315、第二连接面 316、连接支撑317、连接销孔 32、上指节 40、压力传感器 41、温度传感器 50、接近开关 60、限位弹簧。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型提供的死禽类捡拾机机械手结构示意图，图2为手掌部和手腕部安装状态示意图，图3为图2中A处放大示意图，图4为图2中去除手掌后的结构示意图，图5为图4中B处放大示意图，图6为机械手侧视示意图，图7为与图1相反角度立体结构示意图，图8为连接三角连在接状态示意图，图9为连接三角结构示意图，参照图1-9所示，本实用新型请求保护一种欠驱动死禽类捡拾机械手，包括自下而上依次设置的腕部、手掌部、手指部。

所述手掌部通过电机固定座20固定在所述腕部，电机21的上方设置电机固定板22，所述电机固定板22上方通过支撑杆220与手掌26固定连接；

所述电机固定板22与所述手掌26之间设有传动组件23，所述传动组件23中心部设有内螺纹230，所述电机21的输出端设有传动螺杆210，所述传动螺杆210的外侧设有外螺纹，所述传动螺杆210的外螺纹与所述内螺纹230配合，将所述电机21的转动转化为传动螺杆210的直线运动；

所述传动组件23的端部固定连接有滑块24，所述滑块24上开有滑块孔240，所述滑块孔240与所述支撑杆220配合，实现滑块24沿所述支撑杆220的上滑动，

所述滑块24与所述手指部连接，实现机械手抓取动作。

具体的，所述手指部自下而上依次包括下指节30、中指节31以及上指节32，

所述下指节30包括下指节前板301、下指节后板302，所述下指节前板301的下部铰接在所述手掌26的侧面，所述下指节后板302的下部与所述下指节前板301的下部之间通过转动滑杆25连接，所述转动滑杆25与所述滑块24的滑块臂241连接；

所述中指节31包括中指节前板311以及中指节后板312，所述中指节前板311的下部、所述中指节后板312的下部、所述下指节前板301的上部以及所述下指节后板302的上部通过连接三角313连接；

所述上指节32连接在所述中指节前板311以及所述中指节后板312的上部。

具体的，所述连接三角313包括第一连接面314第二连接面315以及连接支撑316，所述第一连接面314以及所述第二连接面315通过连接销孔317分别与下指节前板301和中指节前板311以及下指节后板302和中指节后板312连接。

具体的，所述下指节30以及所述中指节31的上侧夹角处均设有限位弹簧60。

具体的，所述腕部包括舵机固定座10，以及舵机11，所述电机固定座20固定在所述舵机11的上方，所述舵机固定座10与机械横臂（未图示）连接。

具体的，所述传动组件23呈十字型，所述手指部设有四组，且两两相对设置。所述手指部也可以设有六组，且每一侧设置三个，即三三相对设置，来适应个头较小的死禽类的抓取。

具体的，所述相对设置的两个手指部的上指节32一侧安装有压力传感器40，另一侧安装有温度传感器41，所述手掌部设有接近开关50。

具体的，所述压力传感器40以及所述温度传感器41为薄膜传感器。

本装置通过舵机固定座10安装在圆柱坐标系机械横臂横轴（未图示）上，机器人工作时，首先，配套的机器视觉检测系统将死禽类的位置坐标发送到控制器，控制器控制机械臂横轴伸入养殖场所内（此养殖场所可以是露天也可以是在养殖笼内），再控制机器人移动平台移动，将机械手带到指定的死禽类坐标位置。

未抓取时，机械手与机械横臂轴（未图示）之间的夹角为180⁰，当机械手到达指定坐标位置后，舵机11转动90⁰，此时手掌部向下，机械手与机械横臂轴夹角变为90⁰，然后机械臂横轴带动机械手开始向下运动，同时接近开关50开始检测机械手端部与死禽类的距离，当达到合适的位置时，电机21转动转化成为传动组件23的上下位移，从而带动滑块24的上下移动，当下指节前板301接触到死禽类后，下指节前板301的运动会停止，而此时转动滑杆25的动作并没有停止，使得连接三角313和下指节前板301的夹角继续变大，当达到一定压力的时候，拉伸限位弹簧60，实现中指节31相对于下指节30的弯曲。同理，当中指节前板311接触到死禽类后中指节前板311的运动也会停止，在限位弹簧60的作用下实现上指节32相对于中指节31的弯曲。

在抓取到死禽类后，安装在上指节32上的薄膜压力传感器40，检测加持力度，将数据信息反馈至控制器，由控制器来控制加持力至合适的范围，完成加持力调节后，安装在上指节32上的薄膜温度传感器41检测所加持禽类的温度，判定是否为死禽类，防止误抓活禽类。当判定为死禽类后，机械臂带动机械手整体上升，同时舵机11回转90⁰，使机械手与机械臂横轴直接的夹角回复到初始状态的180⁰，然后机械臂横轴带动机械手和死禽类离开场地，完成抓取过程。

本装置尤其适用死禽类捡拾，比如肉鸡厂，蛋鸡厂，以及鹌鹑养殖等，主体部分采用的材料为碳纤维材料，使机械爪的整体重量减轻，强度加大，灵活性增强。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims

1.一种欠驱动死禽类捡拾机械手，包括自下而上依次设置的腕部、手掌部、手指部，其特征在于：

所述手掌部通过电机固定座（20）固定在所述腕部，电机（21）的上方设置电机固定板（22），所述电机固定板（22）上方通过支撑杆（220）与手掌（26）固定连接；

所述电机固定板（22）与所述手掌（26）之间设有传动组件（23），所述传动组件（23）中心部设有内螺纹（230），所述电机（21）的输出端设有传动螺杆（210），所述传动螺杆（210）的外侧设有外螺纹，所述传动螺杆（210）的外螺纹与所述内螺纹（230）配合，将所述电机（21）的转动转化为传动螺杆（210）的直线运动；

所述传动组件（23）的端部固定连接有滑块（24），所述滑块（24）上开有滑块孔（240），所述滑块孔（240）与所述支撑杆（220）配合，实现滑块（24）沿所述支撑杆（220）的上滑动，

所述滑块（24）与所述手指部连接，实现机械手抓取动作。

2.根据权利要求1所述的一种欠驱动死禽类捡拾机械手，其特征在于：所述手指部自下而上依次包括下指节（30）、中指节（31）以及上指节（32），

所述下指节（30）包括下指节前板（301）、下指节后板（302），所述下指节前板（301）的下部铰接在所述手掌（26）的侧面，所述下指节后板（302）的下部与所述下指节前板（301）的下部之间通过转动滑杆（25）连接，所述转动滑杆（25）与所述滑块（24）的滑块臂（241）连接；

所述中指节（31）包括中指节前板（311）以及中指节后板（312），所述中指节前板（311）的下部、所述中指节后板（312）的下部、所述下指节前板（301）的上部以及所述下指节后板（302）的上部通过连接三角（313）连接；

所述上指节（32）连接在所述中指节前板（311）以及所述中指节后板（312）的上部。

3.根据权利要求2所述的一种欠驱动死禽类捡拾机械手，其特征在于：所述连接三角（313）包括第一连接面（314）第二连接面（315）以及连接支撑（316），所述第一连接面（314）以及所述第二连接面（315）通过连接销孔（317）分别与下指节前板（301）和中指节前板（311）以及下指节后板（302）和中指节后板（312）连接。

4.根据权利要求3所述的一种欠驱动死禽类捡拾机械手，其特征在于：所述下指节（30）以及所述中指节（31）的上侧夹角处均设有限位弹簧（60）。

5.根据权利要求4所述的一种欠驱动死禽类捡拾机械手，其特征在于：所述腕部包括舵机固定座（10），以及舵机（11），所述电机固定座（20）固定在所述舵机（11）的上方，所述舵机固定座（10）与机械横臂横轴连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种欠驱动死禽类捡拾机械手，其特征在于：所述传动组件（23）呈十字型，所述手指部设有四组，且两两相对设置。

7.根据权利要求6所述的一种欠驱动死禽类捡拾机械手，其特征在于：所述相对设置的两个手指部的上指节（32）一侧安装有压力传感器（40），另一侧安装有温度传感器（41），所述手掌部设有接近开关（50）。

8.根据权利要求7所述的一种欠驱动死禽类捡拾机械手，其特征在于：所述压力传感器（40）以及所述温度传感器（41）为薄膜传感器。

9.根据权利要求8所述的一种欠驱动死禽类捡拾机械手，其特征在于：适用于禽类中的死禽捡拾。

10.根据权利要求9所述的一种欠驱动死禽类捡拾机械手，其特征在于：所述腕部、所述手掌部以及所述手指部主体部分采用碳纤维材质。