定力矩苹果采摘机械手制造技术

本发明专利技术公开了一种定力矩苹果采摘机械手，它解决了现有技术中采摘夹持力度过大易对苹果造成损伤的问题，具有苹果精准定位、保证苹果品质的有益效果，其方案如下：右手握住握把，抬起采摘机械手向待采摘苹果靠近，使果柄进入上端的“V”形槽中，待苹果定位后，向后拉动握把，第一钢索带动绕线筒转动，采摘机械手将苹果夹紧并保持一定力矩。继续拉动握把，剪刀切断果柄；保持握把拉近状态，将杆部向后抬起，使采摘机械手脱离树体，松开握把，机械手各部分归位，苹果从采摘机械手中下滑。

Fixed moment apple picking manipulator

The invention discloses a fixed-moment apple picking manipulator, which solves the problem that the apple is easily damaged by excessive picking and clamping force in the prior art, has the beneficial effect of Apple precise positioning and guaranteeing apple quality, and the scheme is as follows: holding the handle in the right hand, lifting the picking manipulator to wait for the apple to be picked, so as to make it close to the apple. The handle enters the \V\ shaped groove at the upper end. After the apple is positioned, the grip is pulled back. The first cable drives the winding barrel to rotate. The picking manipulator clamps the apple and maintains a certain torque. Continue to pull the grip, scissors cut the handle; keep the grip close to the state, the pole back up, so that the picking manipulator out of the tree, loosen the grip, the manipulator parts back, apple from the picking manipulator sliding.

【技术实现步骤摘要】
定力矩苹果采摘机械手
本专利技术涉及水果采摘，特别是涉及一种定力矩苹果采摘机械手。
技术介绍
我国是世界第一大水果生产国，也是世界第一大水果消费国。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，季节性很强，不仅效率低、劳动量大，而且容易造成果实的损伤，同时人手不够不能及时采摘还会导致经济上的损失。因此提高采摘作业机械化程度有重要的意义。在水果采摘过程中，高空的果实采摘是果农们采摘时的棘手问题。大多数果农采用一些自制小工具或者扶梯来进行采摘，但这种采摘方式的采摘难度大、效率低，同时这种工作方式的安全性较低，果农有摔伤的可能。随着科技的发展，目前市场上的水果采摘装置、工具已有多种,采摘手的形式也不尽相同，如中国专利201711104689.2公开了一种苹果采摘装置，该设备的机械手通过旋转电机进行驱动刀片和整体运动，此设备的缺点在于供电及电路传输部分大大增加了工作人员的负重，且装置稳定性差，易损坏，维修费用高；中国专利201620443463.X公开了一种可伸缩苹果采摘装置，通过连续的剪叉机构实现杆的伸缩，此设备的缺点在于过长的连续剪叉机构强度降低，伸缩困难，并且每次采摘后收缩剪叉才能收集，操作繁琐，效率低；中国专利201620172113.4公开了一种手持式苹果采摘机械手，通过锯齿形刀片直接将苹果割下，此设备的缺点在于锯齿形刀片在采摘过程中易损伤苹果，设备没有苹果定位装置，摘下的苹果果柄长短不一，需要二次加工。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，专利技术了一种定力矩苹果采摘机械手，该机械手可实现苹果的精确定位及采摘，大大提高果农的水果采摘效率。本专利技术采用的技术方案如下：一种定力矩苹果采摘机械手，包括牵引装置和夹持采摘装置；所述的牵引装置和夹持采摘装置安装在一个伸缩杆上；所述的牵引装置包括外壳I、握把、第一钢绳、复位盘簧和双向棘轮装置；所述的握把内装有复位盘簧，可以绕安装在外壳I内的轴转动；所述的握把通过第一钢绳与双向棘轮装置相连，通过转动握把，双向棘轮装置由第一钢绳带动在外壳I内部的槽里做往复直线运动；所述的夹持采摘装置包括夹持机构和剪切机构,所述的夹持机构包括上夹板、左下夹板、右下夹板、单向定力矩机构和定力矩机构，所述的剪切装置包括剪刀、拉簧和上夹板的内侧连接第一钢绳，所述的上夹板安装在一个支撑架上，左、右下夹板各自通过一个转轴安装在支撑架两侧的孔中；所述左下夹板、右下夹板安装在上夹板的下方，左下夹板、右下夹板通过第二钢绳与定力矩机构连接，第二钢绳一端笃定在定力矩机构的外圈上，另一端穿过挡板中心孔后分为两股，分别固定在左、右下夹板的内侧，定力矩机构内圈与线筒固连；线筒内装有线筒复位盘簧，并与所述的单向定力矩机构固连；线筒的后侧设有拉线定位轴，该拉线定位轴中间开孔并与左、右支板连接，第一钢绳从该拉线定位轴中间孔通过；剪刀与上夹板通过轴连接，可绕轴转动，刀柄前侧安装拉簧，后侧与第一钢绳连接。进一步的，所述双向棘轮装置包括外壳II、调节握把、滑扣、调节齿轮、滑动棘爪齿轮、弹簧、棘轮、棘爪、线筒和复位盘簧；滑扣套在外壳II突出部分，调节握把与滑扣相配合，滑扣为调节握把旋转提供支点；调节齿轮上的拉杆通过销子与调节握把相连接；滑动棘爪齿轮与调节齿轮相啮合，并与棘爪固连；调节齿轮和滑动棘爪齿轮之间有连杆连接，使调节齿轮可以带动滑动棘轮齿轮沿轴线方向运动；调节齿轮的轴与棘爪上均套有弹簧，使棘爪上和调节齿轮撤去外力后可以复位；所述的棘轮与线筒固连在同一跟轴上，线筒内装有复位盘簧。进一步的，左、右支板与线筒轴两端连接，并在后侧设有后护板。进一步的，所述定力矩机构包括内圈、外圈及力矩调节组；在所述内圈侧面排布有一圈半球形凹槽，所述的外圈与下夹板通过第二钢绳连接，内圈安装在所述外圈内，且内圈与外圈在非工作状态通过力矩调节装置相对固定。进一步的，所述的力矩调节装置包括锁止小球、定力矩调节螺栓与定力矩弹簧，通过调节定力矩调节螺栓来控制定力矩弹簧的型变量，定力矩弹簧的一端与定力矩调节螺栓接触，另一端压在所述的锁止小球上，所述的锁止小球与所述的半球形凹槽配合，从而控制下夹板夹持苹果的最大夹持力。进一步的，所述的单向定力矩机构包括棘轮、棘爪、弹簧、调节螺母及棘爪支架；所述的棘轮与线筒固连，棘爪穿过弹簧，安装在所述棘爪支架内，后端与调节螺母配合；所述的棘爪支架可绕轴向上方转动，下方被右支板上的凸块抵住。转动握把和向外伸长杆组长度时，第一钢绳都会对夹持采摘机械手线筒产生一个向下的拉力，如果不加以区分，会使伸长杆组时带动线筒转动，影响采摘效果。因为伸长杆组的拉力小于转动握把产生的拉力，加入单向定力矩机构后，调节弹簧的预紧力，使伸长杆组时的拉力不足以带动棘轮顶开棘爪，线筒不会转动，当转动握把时，钢绳的拉力足以带动棘轮顶开棘爪，使夹持采摘机械手完成工作；松开握把时，线筒和棘轮回转，棘爪可以向上转动，不会对回转产生阻碍。进一步的，在所述上夹板的上方设有一个盖体，盖体和上夹持板上均设有V型夹持口。进一步的，所述的左、右下夹板相对于上夹板的中心线左右对称设置。为了克服现有技术的不足，本专利技术还提供了一种实现水果高效剪切及自动运输的方法，包括以下步骤：右手握住握把，抬起采摘机械手向待采摘苹果靠近，使果柄进入上端的“V”形槽中，待苹果定位后，向后拉动握把，第一钢索带动绕线筒转动，采摘机械手将苹果夹紧并保持一定力矩。继续拉动握把，剪刀切断果柄；保持握把拉近状态，将杆部向后抬起，使采摘机械手脱离树体，松开握把，机械手各部分归位，苹果从采摘机械手中下滑。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：其一:保护性高。上支板与下底板可准确找到合适的果柄剪切位置，保护了水果不受伤害。其二，操作简单，整个过程人手只需拉动一次杠杆牵引握把，省去了大量复杂的采摘动作，方便快捷。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为采摘部分示意图1；图2为采摘部分示意图2；图3为牵引装置结构图；图4为牵引装置示意图；图5为夹持采摘机械手装置结构图；图6为夹持采摘机械手装置俯视图；图7为Ⅱ—5双向棘轮机构结构图；图8为Ⅱ—5双向棘轮机构示意图1；图9为Ⅱ—5双向棘轮机构示意图2；图10为Ⅱ—9单向定力矩机构结构图；图11为Ⅱ—9单向定力矩机构装配示意图；图12为Ⅱ—18定力矩机构结构图；图13为Ⅱ—18定力矩机构示意图；图14为夹持采摘机械手装置示意图；图15为夹持采摘机械手装置侧视图；图16为夹持采摘机械手装置夹持系统轴测图；图17为夹持采摘机械手装置夹持系统俯视图；其中：Ⅱ—采摘部分：(1)牵引装置：Ⅱ—1牵引装置外壳Ⅱ—2握把复位盘簧Ⅱ—3握把转轴Ⅱ—4牵引装置盖板Ⅱ—5双向棘轮机构Ⅱ—6握把(2)夹持采摘装置：Ⅱ—7机械手前挡板Ⅱ—8机械手右支架Ⅱ—9单向定力矩机构Ⅱ—10机械手线筒转轴Ⅱ—11机械手底板Ⅱ—12机械手后挡板Ⅱ—13滑架上拉装置扣盖Ⅱ—14滑架上拉装置线筒Ⅱ—15滑架上拉装置盘簧Ⅱ—16机械手连接架Ⅱ—17机械手拉线定位轴Ⅱ—18定力矩机构Ⅱ—19本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种定力矩苹果采摘机械手，其特征在于，包括牵引装置和夹持采摘装置；所述的牵引装置和夹持采摘装置安装在一个伸缩杆上；所述的牵引装置包括外壳I、握把、第一钢绳、复位盘簧和双向棘轮装置；所述的握把内装有复位盘簧，握把能绕安装在外壳I内的轴转动；所述的握把通过第一钢绳与双向棘轮装置相连，通过转动握把，双向棘轮装置由第一钢绳带动在外壳I内部的槽里做往复直线运动；所述的夹持采摘装置包括夹持机构和剪切机构；所述的夹持机构包括上夹板、左下夹板、右下夹板、单向定力矩机构和定力矩机构，所述的剪切装置包括剪刀和拉簧；所述的上夹板安装在一个支撑架上，左、右下夹板各自通过一个转轴安装在支撑架两侧的孔中；所述左下夹板、右下夹板安装在上夹板的下方，左下夹板、右下夹板通过第二钢绳与定力矩机构连接，第二钢绳一端笃定在定力矩机构的外圈上，另一端穿过挡板中心孔后分为两股，分别固定在左、右下夹板的内侧，定力矩机构内圈与线筒固连；线筒内装有线筒复位盘簧，并与所述的单向定力矩机构固连；线筒的后侧设有拉线定位轴，该拉线定位轴中间开孔并与左、右支板连接，第一钢绳从该拉线定位轴中间孔通过；剪刀与上夹板通过轴连接，可绕轴转动，刀柄前侧安装拉簧，后侧与第一钢绳连接。...

【技术特征摘要】
1.一种定力矩苹果采摘机械手，其特征在于，包括牵引装置和夹持采摘装置；所述的牵引装置和夹持采摘装置安装在一个伸缩杆上；所述的牵引装置包括外壳I、握把、第一钢绳、复位盘簧和双向棘轮装置；所述的握把内装有复位盘簧，握把能绕安装在外壳I内的轴转动；所述的握把通过第一钢绳与双向棘轮装置相连，通过转动握把，双向棘轮装置由第一钢绳带动在外壳I内部的槽里做往复直线运动；所述的夹持采摘装置包括夹持机构和剪切机构；所述的夹持机构包括上夹板、左下夹板、右下夹板、单向定力矩机构和定力矩机构，所述的剪切装置包括剪刀和拉簧；所述的上夹板安装在一个支撑架上，左、右下夹板各自通过一个转轴安装在支撑架两侧的孔中；所述左下夹板、右下夹板安装在上夹板的下方，左下夹板、右下夹板通过第二钢绳与定力矩机构连接，第二钢绳一端笃定在定力矩机构的外圈上，另一端穿过挡板中心孔后分为两股，分别固定在左、右下夹板的内侧，定力矩机构内圈与线筒固连；线筒内装有线筒复位盘簧，并与所述的单向定力矩机构固连；线筒的后侧设有拉线定位轴，该拉线定位轴中间开孔并与左、右支板连接，第一钢绳从该拉线定位轴中间孔通过；剪刀与上夹板通过轴连接，可绕轴转动，刀柄前侧安装拉簧，后侧与第一钢绳连接。2.如权利要求1所述的定力矩苹果采摘机械手，其特征在于，所述双向棘轮装置包括外壳II、调节握把、滑扣、调节齿轮、滑动棘爪齿轮、弹簧、棘轮、棘爪、线筒和复位盘簧；滑扣套在外壳II突出部分，调节握把与滑扣相配合，滑扣为调节握把旋转提供支点；调节齿轮上的拉杆通过销子与调节握把相连接；滑动棘爪齿轮与调节齿轮相啮合，并与棘爪...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建军，季鹏鑫，蔡子豪，陈鑫，刘校峰，周瑜阳，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37