CN220087990U - 一种果蔬采摘机械爪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种果蔬采摘机械爪，包括基座、驱动装置、传动组件和手指组件，所述基座采用形状中心对称结构，驱动装置包括电机以及与电机输出端连接的丝杆，所述传动组件包括升降座、连杆和支杆，升降座中部开有与丝杆螺纹配合的螺纹孔，电机工作带动升降座在丝杆上升降；侧面沿圆周均匀设置有铰接座，铰接座与连杆一端铰接；连杆的另一端与支杆的中部的铰接，支杆一端铰接在基座的上，另一端与手指组件连接，电机工作带动升降座升降，进而带动手指组件抓取。本实用新型采用一个驱动装置模块控制三个手指，减少驱动器数量和自身重量，并提高抓取效率。

Description

一种果蔬采摘机械爪

技术领域

本实用新型属于比赛用机器人领域，具体涉及一种果蔬采摘机械爪。

背景技术

采摘机器人项目是农业机器人模块的重要组成部分，也是中国机器人大赛的子项目。然而在现有的比赛中，采摘机器人的末端执行器部分机构大多使用全驱动结构，每一个手指均需要一个舵机控制其运动，驱动复杂而且使末端执行器的体积和重量都比较大，后续装到机械臂上其他关节电机也会随之受到影响。

经过观察分析，机器人进行采摘作业时三个手指存在协同效应，进行果蔬抓取时，各手指张开及闭合的角度相等，其位置始终相对中心轴对称。因此可通过一些机构将三个机械手指进行耦合，将其转变为欠驱动系统从而减少驱动器的数量，进而减轻末端执行器的重量。针对现有竞赛中存在的抓取不平稳、抓取效率低、末端执行器体积重量大等问题，设计一款欠驱动型果蔬采摘机械爪，以提高抓取效率及平稳性。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种果蔬采摘机械爪，该机械爪采用一个驱动装置模块控制三个手指，减少驱动器数量和自身重量，并提高抓取效率。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种果蔬采摘机械爪，包括基座、驱动装置、传动组件和手指组件，所述基座采用形状中心对称结构，基座中心开有通孔，驱动装置包括电机以及与电机输出端连接的丝杆，电机固定在底座的一侧面上，丝杆穿过通孔；所述传动组件包括升降座、连杆和支杆，升降座中部开有与丝杆螺纹配合的螺纹孔，电机工作带动升降座在丝杆上升降；侧面沿圆周均匀设置有铰接座，铰接座与连杆一端铰接；连杆的另一端与支杆的中部的铰接，支杆一端铰接在基座的上，另一端与手指组件连接，三个支杆沿圆周均匀设置在基座表面；所述手指组件包括固定座、支撑座和夹持件，固定座与支杆连接，支撑座安装在固定座上，夹持件安装在支撑座上；电机工作带动升降座升降，进而带动手指组件抓取。

进一步地，所述基座上安装有视觉检测装置，所述视觉检测装置包括底座、以及安装在底座上的摄像头，底座通过支撑杆安装在底座的远离丝杠电机的侧面的中央。

进一步地，所述每个手指组件的连接有两个支杆，两个支杆平行。

本实用新型成本较低，操作简便，抓取平稳，有利于提高工作过程的稳定性以及工作效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型基座带驱动装置结构示意图。

图3为本实用新型传动组件结构示意图。

图4为本实用新型手指组件结构示意图。

图5为本实用新型使用状态示意图。

图6为本实用新型另一种使用状态示意图。

图中标记：10、基座；11、通孔；20、驱动装置；21、电机；22、丝杆；30、视觉检测装置；31、底座；32、相机；33、支撑杆；40、传动组件；41、升降座；42、连杆；43、支杆；50、手指组件；51、固定座；52、支撑座；53、夹持件。

具体实施方式

如图1所示，本实施例提供的一种果蔬采摘机械爪包括基座10、驱动装置20、视觉检测装置30、传动组件40和手指组件50，所述基座10采用3D打印一体成型，其形状为类圆形的中心对称结构，基座10中心开有通孔11，如图2所示，驱动装置20包括电机21以及与电机21输出端连接的丝杆22，电机21固定在底座31的一侧面上，丝杆22穿过通孔11，通过电机21工作带动丝杆22转动。

所述视觉检测装置30包括底座31、以及安装在底座31上的摄像头，底座31通过支撑杆33安装在基座10的远离丝杠电机21的侧面的中部，底座31的底面上安装有与丝杆22的开放端连接的轴承，丝杆22转动的时候可避免器晃动，用于起到固定丝杆22的作用；摄像头与控制器连接，可作为机器人的眼睛使用。

如图3所示，所述传动组件40包括升降座41、连杆42和支杆43，升降座41中部开有与丝杆22螺纹配合的螺纹孔，电机21工作带动升降座41在丝杆22上滑动。所述升降座41的侧面沿圆周均匀设置有铰接座，铰接座与连杆42一端铰接；连杆42的另一端与支杆43的中部铰接，支杆43一端铰接在基座10的上，另一端与手指组件50连接，三个支杆43沿圆周均匀设置在基座10表面，为加强手指组件50的稳定性，每个手指组件50的连接有两个支杆43，两个支杆43平行；电机21工作，带动升降座41升降，通过连杆42带动支杆43向中心靠拢或者远离，实现手指组件50的抓取。

为防止支杆43在抓取过程中受力不均，所述升降座41上设有导向轴，导向轴的两端分别固定在底座31和基座10上，通过导向轴减少升降座41的横向力。

如图4所示，所述手指组件50包括固定座51、支撑座52和夹持件53，固定座51与支杆43连接，支撑座52安装在固定座51上，夹持件53安装在支撑座52上，夹持件53为C形结构，且开口朝向基座10中心，夹持件53的内侧面设有增加摩擦力的防滑垫或者齿状结构。

本实施例为采摘机器人的末端执行器部分，如图5和6所示，适用于类圆的果蔬抓取，满足竞赛要求，针对采摘竞赛中使用的传统机械爪进行优化改进，以减少驱动器数量和自身重量，并提高抓取效率；成本较低，操作简便，抓取平稳，有利于提高工作过程的稳定性以及工作效率。

以上所述仅是本实用新型优选的实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何基于本实用新型所提供的技术方案和实用新型构思进行的改造和替换都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims (3)

1.一种果蔬采摘机械爪，其特征在于：包括基座(10)、驱动装置(20)、传动组件(40)和手指组件(50)，所述基座(10)采用形状中心对称结构，基座(10)中心开有通孔(11)，驱动装置(20)包括电机(21)以及与电机(21)输出端连接的丝杆(22)，电机(21)固定在底座(31)的一侧面上，丝杆(22)穿过通孔(11)；所述传动组件(40)包括升降座(41)、连杆(42)和支杆(43)，升降座(41)中部开有与丝杆(22)螺纹配合的螺纹孔，电机(21)工作带动升降座(41)在丝杆(22)上升降；侧面沿圆周均匀设置有铰接座，铰接座与连杆(42)一端铰接；连杆(42)的另一端与支杆(43)的中部的铰接，支杆(43)一端铰接在基座(10)的上，另一端与手指组件(50)连接，三个支杆(43)沿圆周均匀设置在基座(10)表面；所述手指组件(50)包括固定座(51)、支撑座(52)和夹持件(53)，固定座(51)与支杆(43)连接，支撑座(52)安装在固定座(51)上，夹持件(53)安装在支撑座(52)上；电机(21)工作带动升降座(41)升降，进而带动手指组件(50)抓取。

2.根据权利要求1所述的一种果蔬采摘机械爪，其特征在于：所述基座(10)上安装有视觉检测装置，所述视觉检测装置包括底座(31)、以及安装在底座(31)上的摄像头，底座(31)通过支撑杆(33)安装在底座(31)的远离丝杠电机(21)的侧面的中央。

3.根据权利要求1所述的一种果蔬采摘机械爪，其特征在于：所述每个手指组件(50)的连接有两个支杆(43)，两个支杆(43)平行。