CN219981586U - 一种末端执行器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及采摘机械技术领域，具体提供一种末端执行器，包括通过转动连接的动刀与定刀、用于推动动刀的气缸、以及夹紧装置；动刀与定刀配做，定刀与气缸支架固定连接，气缸通过气缸推杆与动刀连接，通过拉动动刀的一端使动刀转动，通过动刀的转动实现动刀与定刀的闭合和张开；动刀与定刀的底部均设置有柔性的夹紧装置，动刀与定刀闭合过程中，夹紧装置用于夹紧剪切物。本实用新型可以适配与各种采摘机器人，将其安装在任意机械臂上作为末端执行器，不会对机械臂造成重量负担，并且能够在剪切果茎的同时夹紧装置夹紧果实或者果茎，避免果实直接掉落造成伤害，此外，本实用新型的采摘效率高，降低了人工成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及采摘机械技术领域，具体提供一种适用于水果采摘机械的末端执行器。
背景技术
目前，根据水果的种类不同应运而生了各种水果采摘机器人，但是在采收方面并没有很大的突破，仍存在较多缺点，末端执行器设计较为单一，不能实现采摘和收集一体化，经常会在采摘或者装袋过程中损伤水果，这极大限制了应用范围，无法高效且可靠地实现机器人自主作业。在现有的机械采摘过程中，切断果茎后，果子直接掉落，极易造成果实损伤，即便存在承接网兜，果实之间也容易发生磕碰，降低果实存放时间。
因此，亟需一种可以集采摘和收集为一体、采摘效率高的水果采摘机械的末端执行器。
实用新型内容
本实用新型为解决上述问题，提供了一种末端执行器，该末端执行器工作可靠、作业效率高、不伤果、适应性强、可以集采摘和收集为一体。
本实用新型提供的末端执行器，包括：通过转动连接的动刀与定刀、用于推动动刀的气缸；
动刀与定刀配做，定刀与气缸支架固定连接，气缸通过气缸推杆与动刀连接，通过拉动动刀的一端使动刀转动，通过动刀的转动实现动刀与定刀的闭合和张开；
动刀与定刀的底部均设置有柔性的夹紧装置，动刀与定刀闭合过程中，夹紧装置用于夹紧剪切物。
优选的，动刀和定刀的刀刃具有相同的弧度。
优选的，动刀和定刀通过转轴连接，动刀贴合在定刀的上表面。
优选的，气缸推杆与气缸推杆连接件的一端连接，气缸推杆连接件的另一端与连杆的一端连接，连杆的另一端与动刀的一端连接，连杆拉动动刀的该端，动刀绕所述转轴转动，实现动刀向定刀的闭合或张开。
优选的，连杆与动刀连接的一端向下凸出一段，该段在定刀上开设的轨道内运动，用于对连杆进行限位。
优选的，还包括用于与外部机械连接的末端连接架，定刀与剪刀连接架连接，并通过剪刀连接架与气缸支架固定连接，气缸支架与末端连接架固定连接。
优选的，夹紧装置的形状与对应的动刀、定刀的形状相同。
优选的，夹紧装置为橡胶材质。
优选的，与动刀、定刀连接的夹紧装置的两部分的夹合面上分布有颗粒状凸起，用于增大摩擦力，避免剪切完成后，剪切物滑落。
与现有技术相比，本实用新型能够取得如下有益效果：
本实用新型可以适配与各种采摘机器人，将其安装在任意机械臂上作为末端执行器，不会对机械臂造成重量负担，并且能够在剪切果茎的同时夹紧装置夹紧果实或者果茎，避免果实直接掉落造成伤害。
本实用新型由气缸与气缸推杆组成的结构推动动刀闭合，使动刀和定刀闭合，力度较大，利于剪断较粗的茎杆，使其的应用范围得到进一步提高，可以用于各种茎类植物的采摘。
附图说明
图1是根据本实用新型实施例提供的末端执行器的轴侧图；
图2是根据本实用新型实施例提供的末端执行器的正视图；
图3是根据本实用新型实施例提供的末端执行器的侧视图。
其中的附图标记包括：
剪刀连接架1、定刀2、动刀3、连杆4、气缸推杆连接件5、夹紧装置6、气缸推杆7、气缸8、气缸支架9、末端连接架10。
具体实施方式
在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在下面的描述中，相同的模块使用相同的附图标记表示。在相同的附图标记的情况下，它们的名称和功能也相同。因此，将不重复其详细描述。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，而不构成对本实用新型的限制。
图1示出了根据本实用新型实施例提供的末端执行器的轴侧结构。
图2示出了根据本实用新型实施例提供的末端执行器的正视结构。
图3示出了根据本实用新型实施例提供的末端执行器的侧视结构。
如图1、2和3所示，本实用新型实施例提供的末端执行器，包括：剪刀连接架1、定刀2、动刀3、连杆4、气缸推杆连接件5、夹紧装置6、气缸推杆7、气缸8、气缸支架9和末端连接架10，其中：
定刀2和动刀3配做，两者的刀刃具有相同的弧度，定刀2和动刀3通过刀刃闭合切割果茎，动刀3贴合在定刀2的上表面，在剪断果茎的同时防止果实向下滑落造成损失。定刀2的非切割端被固定在剪刀连接架1上，剪刀连接架1固定在气缸支架9的底部，气缸支架9与末端连接架10连接，末端连接架10用于与外部机械连接，如各种果实采摘机的机械臂，在末端执行器切割果茎的过程中，定刀2是相对固定、不进行转动的。定刀2上还开设有对连杆4起限位作用的轨道，轨道可采用圆弧形轨道或者较大的孔洞。
动刀3是切割果茎过程中的主动机构，其呈现为L形，一端为带有刀刃的切割端，另一端为控制动刀3向定刀2的闭合或张开的驱动端，动刀3在L形的拐点处开设有一个通孔，在定刀2的对应位置上也开有一个同尺寸的通孔或者较小直径的轴。当定刀2的对应位置上也开的是通孔时，通过一个转轴或者螺栓将定刀2与动刀3进行转动连接，保证动刀3可以绕转轴或者螺栓实现对定刀2的相对转动。当定刀2的对应位置上为较小直径的轴时，直接将定刀2上的通孔套在该轴上，即可实现动刀3对定刀2的相对转动。动刀3的驱动端的末端开有一个通孔，连杆4通过该通孔与动刀3连接，并且连杆4穿过该通孔向下凸出一段，该段在定刀2上开设的轨道或孔洞内运动，用于对连杆4的运动进行限位，连杆4的另一端与气缸推杆连接件5的一端连接，气缸推杆连接件5的另一端与气缸推杆7连接，气缸8通过气管和电磁阀吸入或排出空气，通过气压实现气缸推杆7的缩进与伸出，气缸8属于现有原件，具体工作原理和内部结构在此不作赘述。气缸8的外围有一圈气缸支架9。
本实用新型实施例提供的末端执行器还有柔性的夹紧装置6，夹紧装置6分为两部分，分别设置在定刀2和动刀3的底部，夹紧装置6的两部分的形状分别与对应的定刀2、动刀3的形状相同，夹紧装置6为橡胶材质，当定刀2和动刀3的刀刃切断果茎过程中，夹紧装置6的两部分会将果实或者果茎夹紧，由于采用橡胶材质，所以夹紧装置6不会对果实造成损伤，夹紧后即可将果实缓速放置在指定位置，避免了果实磕碰。作为一种优选的实施例，夹紧装置6的两部分的夹合面上分布有颗粒状凸起，用于增大摩擦力，避免剪切完成后，果实滑落，增大摩擦力可以保证较大重量的果实不会滑落，夹合面是指夹紧装置6的两部分的内侧面，即在定刀2和动刀3闭合时，相互贴合的两个面。
基于上述结构，下述简述末端执行器的工作过程：
定刀2和动刀3张开过程中，气缸8内充入气体，气缸8推动气缸推杆7和气缸推杆连接件5向前运动，气缸推杆连接件5将推力传递给连杆4，连杆4始终在定刀上的轨道上运动，连杆4向前推动动刀3，动刀3绕轴逆时针转动，实现动刀3相对于定刀2张开。
定刀2和动刀3闭合过程中，气缸8内排出充入气体，气缸8拉动气缸推杆7和气缸推杆连接件5向后运动，气缸推杆连接件5将拉力传递给连杆4，连杆4始终在定刀上的轨道上运动，连杆4向后拉动动刀3，动刀3绕轴顺时针转动，实现动刀3相对于定刀2闭合。
已依据本实用新型进行了实物生产制造，末端执行器的整体长度为237mm，定刀2和动刀3的刀刃长度为71mm，定刀2和动刀3末端的最大张开距离为45mm，末端连接架10的长度为70mm。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制。本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种末端执行器，其特征在于，包括：通过转动连接的动刀与定刀、用于推动动刀的气缸；
动刀与定刀配做，定刀与气缸支架固定连接，气缸通过气缸推杆与动刀连接，通过拉动动刀的一端使动刀转动，通过动刀的转动实现动刀与定刀的闭合和张开；
动刀与定刀的底部均设置有柔性的夹紧装置，动刀与定刀闭合过程中，夹紧装置用于夹紧剪切物。
2.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，动刀和定刀的刀刃具有相同的弧度。
3.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，动刀和定刀通过转轴连接，动刀贴合在定刀的上表面。
4.如权利要求3所述的末端执行器，其特征在于，气缸推杆与气缸推杆连接件的一端连接，气缸推杆连接件的另一端与连杆的一端连接，连杆的另一端与动刀的一端连接，连杆拉动动刀的该端，动刀绕所述转轴转动，实现动刀向定刀的闭合或张开。
5.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，连杆与动刀连接的一端向下凸出一段，该段在定刀上开设的轨道内运动，用于对连杆进行限位。
6.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，还包括用于与外部机械连接的末端连接架，定刀与剪刀连接架连接，并通过剪刀连接架与气缸支架固定连接，气缸支架与末端连接架固定连接。
7.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，夹紧装置的形状与对应的动刀、定刀的形状相同。
8.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，夹紧装置为橡胶材质。
9.如权利要求1所述的末端执行器，其特征在于，与动刀、定刀连接的夹紧装置的两部分的夹合面上分布有颗粒状凸起，用于增大摩擦力，避免剪切完成后，剪切物滑落。
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