[发明专利]果蔬采摘机械手

说明书

一种果蔬采摘机械手，包括抓取装置、切割装置、外壳；机械手由若干个机械爪组成，每根机械爪上带有刀片，当果蔬被机械手内壳中时，果蔬的树枝会随果蔬被送入两根机械爪的缝隙中，每相邻两根机械爪由弹簧连接，当机械手在内壳外旋转时，弹簧不受力，当机械手在内壳里旋转时机械爪与内壳表面的相互逐渐靠近的轨道接触，机械爪都向里靠拢，爪上的刀片会接触闭合并完成切割树枝的动作；所述机械手采用创新的抓取、切割方式，采摘果蔬的速度可以得到显著提高，且可以确保切断树枝来延长果蔬的保鲜时间，降低果农保存果蔬的成本，减少人工劳动。

技术领域

本发明涉及一种果蔬采摘机械手，属于机械技术领域。

背景技术

目前，大多数水果采摘都是采用定位水果枝条后用刀片旋转切割树枝的方式。然而这种切割方式在切割如果蔬类的水果时，由于果蔬的枝条硬度适中韧性较好，大多数情况下快速旋转的刀片会将果蔬枝条弹开，无法完成对枝条的剪切。此外，还有少量水果采摘装置采用定位好水果枝条后，机械手用剪刀状的刀片来剪断枝条，这种方法在刀片力度足够时可以剪断果蔬的枝条，但是缺点在于无法连续切割，每减一个果蔬就必须定位一次，然后机械手再伸出，剪切完毕，机械手缩回，效率十分低下，而且成本高。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术不足，提供一种果蔬采摘机械手。

所述果蔬采摘机械手包括抓取装置、切割装置、电机、外壳；

所述抓取装置包括机械手、主轴、轴连接部件、向心推力球轴承、轴盖、直齿圆柱齿轮组；机械手由七根机械爪组成，轴连接部件安装在主轴上，机械爪通过铰链与轴连接部件连接，两者可完成一定小角度的转动，向心推力球轴承安装于主轴，搭配端盖用于固定机械手位置，直齿圆柱齿轮组通过键与主轴连接。电机带动直齿圆柱齿轮组转动进而带动主轴转动时，机械手跟随主轴一起转动，继而与在转动空间的果蔬发生接触，机械手转动将果蔬推入到末端执行器中。

所述切割装置包括刀片、弹簧、机械爪、轨道、导杆组；刀片通过螺栓安装在机械爪表面上，机械爪共有七根并都连接在一根弹簧上，通过弹簧的伸缩实现机械爪的一定角度转动，轨道的位置在末端执行器内腔表面上，轨道共有七条且七条轨道随着长度的延伸向中间靠拢，导杆组安装在机械爪上。果蔬进入末端执行器后，果蔬枝条进入，七根机械爪上的导杆组与七根轨道逐渐接触，机械爪受轨道约束作用压缩弹簧继而都向中间靠拢，此时每两根机械爪上的刀片接触闭合，将果蔬的枝条切割；

所述电机包括减速机构和输出轴；电机安装在末端执行器表面；电机的输出轴通过键与直齿圆柱齿轮组连接；

所述外壳由数块经加工过的板料拼接而成；外壳放置在末端执行器中心；外壳上开有孔，用于放置主轴。

本发明的效果是：可以连续有效地剪切果蔬枝条，既节约了时间，又降低了成本。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图中：1-外壳，2-电机，3-抓取装置，4-切割装置；

图2a是抓取装置部分结构的主视图；图2b是抓取装置的轴测图；图2c是抓取装置的主视图；

图中：5-轴连接部件，6-机械手，7-主轴，8-向心推力球轴承，9-轴盖，10-直齿圆柱齿轮组；

图3a是剪切装置的轴测图；图3b是剪切装置的部分放大图；

图中：11-弹簧，12-轨道，13-刀片，14-机械爪，15-导杆组；

图4a、4b、4c、4d、4e为果蔬采摘过程示意；图中：G为果蔬。

实施方式

参照附图，对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

如图1所示，抓取装置3和切割装置4、电动机2都安装在外壳1上。如图2a所示，电动机通过直齿圆柱齿轮组10驱动主轴7旋转，主轴7上装有轴盖9以及向心推力球轴承8，主轴7与机械手6通过轴连接部件5连接，主轴7旋转时带动机械手6转动，对果蔬完成抓取动作。如图3a、3b、图4c、4d所示，果蔬枝条进入机械爪14的3-4之间间隙后，在旋转过程中，机械爪14上的导杆组15会与轨道12接触，机械爪14受轨道12挤压向中心靠拢，此时机械爪14上的刀片13相互重叠，完成对枝条的剪切动作，剪切完成后，导杆组15脱离轨道 ，机械爪14被连接的弹簧11撑开进而回到初始的位置，果蔬则由下方掉入收集装置。