CN219165182U - 水果采摘机械手及水果采摘机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水果采摘机械手及水果采摘机器人，涉及水果采摘设备技术领域。该水果采摘机械手包括基座以及安装于基座上的多个夹持爪，多个夹持爪沿周向布置且能够向心转动以夹取所需采摘的水果，夹持爪上安装有柔性吸盘，夹持爪通过柔性吸盘夹持所需采摘的水果。基于本实用新型的技术方案，能适用于不同规格的水果采摘作业，扩展采摘机器人使用范围，且由于夹持爪通过柔性吸盘夹持所需采摘的水果，从而有效防止夹伤水果。

Description

水果采摘机械手及水果采摘机器人

技术领域

本实用新型涉及水果采摘设备技术领域，尤其涉及一种水果采摘机械手及水果采摘机器人。

背景技术

水果种植业的迅速发展提升了果园机械的市场需求。采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33％～50％，目前我国的水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主。采摘作业比较复杂，季节性较强，若使用人工采摘，不仅效率低、劳动量大，而且容易造成果实损伤。

目前在我国已自主研制了智能苹果采摘机器人，现有的智能苹果采摘机器人在实际操作使用过程中发现具有以下技术缺陷：即现有的采摘机器人的机械手采摘水果和收集水果的方式比较单一，不能通用于其他体积不同的水果，导致采摘机器人的使用范围偏窄；而且现有的机械手采用两指式夹取，为保证稳定夹持，容易夹伤水果的表面。

实用新型内容

针对上述现有技术中的问题，本申请提出了一种水果采摘机械手及水果采摘机器人，以实现采摘不同体积的水果，扩展采摘机器人使用范围，且有效防止夹伤水果。

本实用新型的一方面提供一种水果采摘机械手，所述水果采摘机械手包括基座以及安装于所述基座上的多个夹持爪，多个所述夹持爪沿周向布置且能够向心转动以夹取所需采摘的水果，所述夹持爪上安装有柔性吸盘，所述夹持爪通过所述柔性吸盘夹持所需采摘的水果。

作为上述技术方案的进一步改进：

上述的水果采摘机械手，进一步地，所述柔性吸盘可转动安装于所述夹持爪的尾端，且通过第一舵机控制所述柔性吸盘相对于所述夹持爪的转动角度。

上述的水果采摘机械手，进一步地，所述夹持爪包括第一指节和第二指节，所述第一指节可转动安装于所述基座上并通过第二舵机控制所述第一指节相对于所述基座的转动角度，所述第二指节可转动安装于所述第一指节上并通过第三舵机控制所述第二指节相对于所述第一指节的转动角度，所述柔性吸盘安装于所述第二指节上。

上述的水果采摘机械手，进一步地，所述基座上还安装有视觉传感机构，所述视觉传感机构位于多个所述夹持爪之间的位置，所述视觉传感机构用于采集所需采摘的水果的位置信息。

上述的水果采摘机械手，进一步地，所述柔性吸盘为橡胶吸盘。

上述的水果采摘机械手，进一步地，所述柔性吸盘可拆卸安装于所述夹持爪上。

本实用新型的另一方面提供一种水果采摘机器人，所述水果采摘机器人包括如上述的水果采摘机械手。

上述技术特征可以各种适合的方式组合或由等效的技术特征来替代，只要能够达到本实用新型的目的。

本实用新型提供的一种水果采摘机械手及水果采摘机器人，与现有技术相比，至少具备有以下有益效果：当需要使用该水果采摘机械手采摘水果时，首先控制多个夹持爪相对转动张开，之后靠近所需采摘的水果，使所需采摘的水果处于多个夹持爪之间，最后控制多个夹持爪向心转动以夹取所需采摘的水果，夹持爪通过柔性吸盘夹持所需采摘的水果。该水果采摘机械手能适用于不同规格的水果采摘作业，扩展采摘机器人使用范围，且由于夹持爪通过柔性吸盘夹持所需采摘的水果，从而有效防止该水果采摘机械手夹伤水果。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

在下文中将基于实施例并参考附图来对本实用新型进行更详细的描述。其中：

图1显示了本实用新型实施例提供的水果采摘机械手的结构示意图。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。

附图标记：

100-水果采摘机械手，110-基座，120-夹持爪，121-第一指节，122-第二指节，130-柔性吸盘，140-第一舵机，150-第二舵机，160-第三舵机，170-视觉传感机构。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

本实用新型实施例提供了一种水果采摘机械手100，以实现采摘不同体积的水果，扩展采摘机器人使用范围，且有效防止夹伤水果。

请参阅图1，本实用新型实施例提供的水果采摘机械手100，该水果采摘机械手100包括基座110以及安装于基座110上的多个夹持爪120，多个夹持爪120沿周向布置且能够向心转动以夹取所需采摘的水果，夹持爪120上安装有柔性吸盘130，夹持爪120通过柔性吸盘130夹持所需采摘的水果。

当需要使用本实用新型实施例提供的水果采摘机械手100采摘水果时，首先控制多个夹持爪120相对转动张开，之后靠近所需采摘的水果，使所需采摘的水果处于多个夹持爪120之间，最后控制多个夹持爪120向心转动以夹取所需采摘的水果，夹持爪120通过柔性吸盘130夹持所需采摘的水果。

本实用新型实施例提供的水果采摘机械手100能适用于不同规格的水果采摘作业，扩展采摘机器人使用范围，且由于夹持爪120通过柔性吸盘130夹持所需采摘的水果，从而有效防止本实用新型实施例提供的水果采摘机械手100夹伤水果。

本实用新型实施例提供的水果采摘机械手100，进一步地，请参阅图1，柔性吸盘130可转动安装于夹持爪120的尾端，且通过第一舵机140控制柔性吸盘130相对于夹持爪120的转动角度。由于夹取不同大小的水果，会导致柔性吸盘130与水果表面的接触面积不同，因此，根据水果大小的不同，通过第一舵机140控制柔性吸盘130相对于夹持爪120的转动角度，以增大柔性吸盘130与水果表面的接触面积，提高本实用新型实施例提供的水果采摘机械手100对水果的夹持力与稳定性。

在本实施例中，柔性吸盘130为橡胶吸盘，柔性吸盘130可拆卸安装于夹持爪120上。设计3种不同样式和大小的橡胶吸盘，可以用来抓取不同种类大小的水果，增加了该水果采摘机械手100的适用性，而选择橡胶的材质软硬适中，既能保证抓取过程的稳定性，也能保证在夹取过程中不会损伤水果表面，以此更好地进行水果采摘。橡胶弹性模量为0.0078GPa，泊松比为0.47。

本实用新型实施例提供的水果采摘机械手100，具体地，请参阅图1，夹持爪120包括第一指节121和第二指节122，第一指节121可转动安装于基座110上并通过第二舵机150控制第一指节121相对于基座110的转动角度，第二指节122可转动安装于第一指节121上并通过第三舵机160控制第二指节122相对于第一指节121的转动角度，柔性吸盘130安装于第二指节122上。多关节的设计保证了机械手对不同大小形状水果的稳定抓取。

本实用新型实施例提供的水果采摘机械手100，进一步地，请参阅图1，基座110上还安装有视觉传感机构170，视觉传感机构170位于多个夹持爪120之间的位置，视觉传感机构170用于采集所需采摘的水果的位置信息。优选的，视觉传感机构170为摄像头，该摄像头可通过视觉采集所要采摘水果的位置信息，从而控制手指的舵机旋转不同角度，完成对水果的抓取，该摄像头的设置使机械手能更好的完成不同角度距离、不同种类大小水果的采摘任务，增强了该机械手的适用性。

本实用新型实施例还提出一种水果采摘机器人，该水果采摘机器人具有上述任一实施例提供的水果采摘机械手100。该水果采摘机械手100的具体结构参照上述实施例，由于本水果采摘机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本实用新型，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本实用新型的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。

Claims (7)

1.一种水果采摘机械手，其特征在于，所述水果采摘机械手包括基座以及安装于所述基座上的多个夹持爪，多个所述夹持爪沿周向布置且能够向心转动以夹取所需采摘的水果，所述夹持爪上安装有柔性吸盘，所述夹持爪通过所述柔性吸盘夹持所需采摘的水果。

2.根据权利要求1所述的水果采摘机械手，其特征在于，所述柔性吸盘可转动安装于所述夹持爪的尾端，且通过第一舵机控制所述柔性吸盘相对于所述夹持爪的转动角度。

3.根据权利要求1所述的水果采摘机械手，其特征在于，所述夹持爪包括第一指节和第二指节，所述第一指节可转动安装于所述基座上并通过第二舵机控制所述第一指节相对于所述基座的转动角度，所述第二指节可转动安装于所述第一指节上并通过第三舵机控制所述第二指节相对于所述第一指节的转动角度，所述柔性吸盘安装于所述第二指节上。

4.根据权利要求1所述的水果采摘机械手，其特征在于，所述基座上还安装有视觉传感机构，所述视觉传感机构位于多个所述夹持爪之间的位置，所述视觉传感机构用于采集所需采摘的水果的位置信息。

5.根据权利要求1所述的水果采摘机械手，其特征在于，所述柔性吸盘为橡胶吸盘。

6.根据权利要求1所述的水果采摘机械手，其特征在于，所述柔性吸盘可拆卸安装于所述夹持爪上。

7.一种水果采摘机器人，其特征在于，所述水果采摘机器人包括如权利要求1至6任一项所述的水果采摘机械手。

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