一种吸抓协同水果采摘弹性机械手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种吸抓协同水果采摘弹性机械手，包括机械爪、移动管、气缸、采集管；所述采集管空套在移动管外，气缸的一端与采集管固定连接，气缸的另一端与移动管固定连接，所述机械爪包括内侧骨、外侧柔性杆件等，内侧骨和外侧柔性杆件通过三组相互套合的粗、细管相连，粗、细管之间安装弹簧，内侧骨的下端铰接在移动管的上沿上，外侧柔性杆件的下端安装在采集管上。本实用新型专利技术利用铰链、柔性杆件和刚性杆件的巧妙组合，通过小型气缸的伸缩，实现了吸抓协同水果采摘机械手的张开与合拢，可以采摘各种不同大小的水果；巧妙的利用了弹簧的弹性，使吸抓协同水果采摘机械手手指可根据水果外形进行合理变形，从而实现对各类形状不规则水果的抓取。

An elastic manipulator for suction and fruit harvesting

The utility model discloses an elastic manipulator for fruit picking, which comprises a mechanical claw, a moving pipe, a cylinder and a collecting pipe; the empty sleeve of the collecting pipe is outside the moving pipe, one end of the cylinder is fixed with the collecting pipe, the other end of the cylinder is fixed with the moving pipe, and the mechanical claw comprises an inner bone and an outer flexible rod. The inner bone and the outer flexible rod are connected by three sets of interlocking thick and thin tubes. Springs are installed between the thick and thin tubes. The lower end of the inner bone is articulated on the upper edge of the moving tube, and the lower end of the outer flexible rod is installed on the collecting tube. The utility model utilizes the ingenious combination of hinges, flexible rods and rigid rods, realizes the opening and closing of the suction-grabbing cooperative fruit picking manipulator through the expansion and contraction of the small cylinder, and can pick fruits of different sizes; ingeniously utilizes the elasticity of the spring, so that the fingers of the suction-grabbing cooperative fruit picking manipulator can be based on. The shape of fruit is reasonably deformed, so that all kinds of irregular fruits can be grabbed.

【技术实现步骤摘要】
一种吸抓协同水果采摘弹性机械手
本技术涉及水果采摘辅助设备中采摘机械手设计
，尤其是可采摘各类不同大小、外形不规则水果的吸抓协同水果采摘弹性机械手。
技术介绍
水果采摘机械手是辅助人工采摘水果、提高工作效率的一种辅助性工具。随着社会经济的快速发展，水果的大量生产和投放市场，丰富了人民的膳食品种，提高了人民的生活质量。而我国大多地区在水果采摘上依然主要靠人工，因此具有合理结构、提高采摘效率并能保证水果质量的水果采摘机械手成为了一种首要工具。当前市场上水果采摘机械手种类繁多，有些增加了图像识别功能，提高了功能性。但就采摘机械手抓取方式来讲，目前市场上主要有抓取式水果采摘机械手和刀剪式水果采摘机械手两种，具体如下。(1)抓取式水果采摘机械手。申请号为201510401026.1的专利技术专利是一种刚柔混合结构的欠驱动机械手，是一个抓取式水果采摘机械手，其采摘方式通过向手指充气使得手指鼓起从而将果实抓取；主要功能是柔性的机械手手指与果实接触为柔性，避免了因采摘带来的果实损伤，提高了采摘下来的果实质量。但是该机械手的柔性手指容易损坏，且采摘方式单一。申请号为201710532483.3的专利技术专利是一种抓取式水果采摘机械手，其机械手由三个刚性手爪组成，并在机械手下方安装了托碗，可托住采下的水果，防止水果掉落地面损坏；机械手配备了套管，通过调节管体长度来采摘不同高度的水果。但是该专利技术的手爪在采摘时易对水果造成损伤，且无法采摘多种外形不规则的水果。(2)刀剪式水果采摘机械手。申请号为201110190707.X的专利技术专利为一种剪式水果采摘机械手，机械手上方安装了刀头，采摘时机械手先将水果抓住，再用刀头将果柄剪下，代替了人工，提高了采摘效率；该机械手还安装了了一个水果兜，可使采下的水果落入兜里，防止水果掉落地面损坏；但是该专利技术在剪水果果柄时易对水果造成损伤。申请号为200620058186.7的专利技术专利为一种剪式水果采摘机械手，该专利技术在机械手手柄上端安装了剪刀，可将水果剪下，提高了采摘效率；机械手安装了漏斗形的尼龙袋，可使剪下的水果落入袋中，保证了水果的质量。但该专利技术在采摘时也容易对水果造成损伤，且采摘方式单一。基于这样现状，专利技术了吸抓协同水果采摘机械手，该专利技术采摘方式多样，能最大程度保证水果的质量，并大大提高了采摘效率。
技术实现思路
本技术针对现有技术的不足，提供了一种吸抓协同水果采摘弹性机械手，利用铰链、柔性杆件和刚性杆件的巧妙组合，通过气缸的伸缩，实现了吸抓协同水果采摘机械手的张开与合拢，可以采摘各种不同大小的水果；巧妙的利用了弹簧的弹性，使吸抓协同水果采摘机械手手指可根据水果外形进行合理变形，从而实现了对各类形状不规则水果的抓取；并可通过向采集管吸气的方式将水果快速吸下，不仅使采摘方式多样化，还大大提高了采摘效率。为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案如下：一种吸抓协同水果采摘弹性机械手，包括机械爪、移动管、气缸、采集管；所述采集管空套在移动管外，气缸的一端与采集管固定连接，气缸的另一端与移动管固定连接，所述机械爪包括内侧骨、外侧柔性杆件、刚性杆件、第一粗管、第二粗管、第三粗管、第一细管、第二细管、第三细管，所述内侧骨由依次铰接的长关节、第一内侧关节、第二内侧关节以及内侧连接关节组成，铰接轴依次为a、b和c；刚性杆件的一端与长关节的中部固连，刚性杆件的另一端与外侧柔性杆件的一端铰接，第一粗管、第二粗管和第三粗管依次固连在外侧柔性杆件的中部，第一粗管滑动套设在第一细管外，且第一粗管和第一细管之间具有弹性体，第一细管的外端与铰接轴a铰接，第二粗管滑动套设在第二细管外，且第二粗管和第二细管之间具有弹性体，第二细管的外端与铰接轴b铰接，第三粗管滑动套设在第三细管外，且第三粗管和第三细管之间具有弹性体，第三细管的外端与铰接轴c铰接，内侧连接关节的下端铰接在移动管的上沿上，所述采集管的外壁上沿处外延伸有至少三个铰接座，外侧柔性杆件的下端安装在铰接座上。进一步的，所述弹性体为弹簧。进一步的，所述第一粗管、第二粗管和第三粗管结构尺寸相同，所述第一细管、第二细管和第三细管结构尺寸相同。进一步的，所述铰接座的数量为三个。进一步的，所述移动管的上沿向外延伸有支撑臂，所述气缸的另一端与支撑臂固定连接。进一步的，所述支撑臂的数量至少有两个，且沿移动管的圆周方向均匀分布。进一步的，所述气缸的伸缩方向和采集管的轴线相互平行。本技术的有益效果：现有的水果采摘机械手在辅助人工采摘过程中无法保证水果的质量，易对水果造成损伤，且采摘方式单一，无法较好的提高采摘效率。本技术避免采用复杂的或特殊的装置，而是利用铰链、柔性杆件和刚性杆件的巧妙组合，通过小型气缸的伸缩，实现了吸抓协同水果采摘机械手的张开与合拢，可以采摘各种不同大小的水果；巧妙的利用了弹簧的弹性，使吸抓协同水果采摘机械手手指可根据水果外形进行合理变形，从而实现了对各类形状不规则水果的抓取；并可通过向采集管吸气的方式将水果快速吸下，不仅使采摘方式多样化，还大大提高了采摘效率。本技术操作简单，轻便实用。附图说明图1是本技术水果采摘弹性机械手示意图；图2是本技术不采水果时弹性手指示意图；图3是本技术吸水果时弹性手指示意图；图4是本技术抓水果时弹性手指示意图；图5是本技术吸水果时的示意图；图6是本技术抓水果时的示意图；图中：移动管1、气缸2、采集管3、外侧柔性杆件4、刚性杆件5、第一粗管6、第二粗管7、第三粗管8、第一细管9、第二细管10、第三细管11、长关节12、第一内侧关节13、第二内侧关节14、内侧连接关节15、铰接座16、支撑臂17。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。如图1-4所示，本技术提供一种吸抓协同水果采摘弹性机械手，包括机械爪、移动管1、气缸2、采集管3；所述采集管3空套在移动管1外，气缸2的一端与采集管3固定连接，气缸2的另一端与移动管1固定连接，所述机械爪包括内侧骨、外侧柔性杆件4、刚性杆件5、第一粗管6、第二粗管7、第三粗管8、第一细管9、第二细管10、第三细管11，所述内侧骨由依次铰接的长关节12、第一内侧关节13、第二内侧关节14以及内侧连接关节15组成，铰接轴依次为a、b和c；刚性杆件5的一端与长关节12的中部固连，刚性杆件5的另一端与外侧柔性杆件4的一端铰接，第一粗管6、第二粗管7和第三粗管8依次固连在外侧柔性杆件4的中部，第一粗管6滑动套设在第一细管9外，且第一粗管6和第一细管9之间具有弹性体，第一细管9的外端与铰接轴a铰接，第二粗管7滑动套设在第二细管10外，且第二粗管7和第二细管10之间具有弹性体，第二细管10的外端与铰接轴b铰接，第三粗管8滑动套设在第三细管11外，且第三粗管8和第三细管11之间具有弹性体，第三细管11的外端与铰接轴c铰接，内侧连接关节15的下端铰接在移动管1的上沿上，所述采集管3的外壁上沿处外延伸有三个铰接座16，外侧柔性杆件4的下端安装在铰接座16上。进一步的，所述弹性体为弹簧。进一步的，所述第一粗管6、第二粗管7和第三粗管8结构尺寸相同，所述第一细管9、第二细管10和第三细管11结构尺寸相同。进一步的，所述移动管1的上沿向外延伸有支撑臂17，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种吸抓协同水果采摘弹性机械手，其特征在于，包括机械爪、移动管、气缸、采集管；所述采集管空套在移动管外，气缸的一端与采集管固定连接，气缸的另一端与移动管固定连接，所述机械爪包括内侧骨、外侧柔性杆件、刚性杆件、第一粗管、第二粗管、第三粗管、第一细管、第二细管、第三细管，所述内侧骨由依次铰接的长关节、第一内侧关节、第二内侧关节以及内侧连接关节组成，铰接轴依次为a、b和c；刚性杆件的一端与长关节的中部固连，刚性杆件的另一端与外侧柔性杆件的一端铰接，第一粗管、第二粗管和第三粗管依次固连在外侧柔性杆件的中部，第一粗管滑动套设在第一细管外，且第一粗管和第一细管之间具有弹性体，第一细管的外端与铰接轴a铰接，第二粗管滑动套设在第二细管外，且第二粗管和第二细管之间具有弹性体，第二细管的外端与铰接轴b铰接，第三粗管滑动套设在第三细管外，且第三粗管和第三细管之间具有弹性体，第三细管的外端与铰接轴c铰接，内侧连接关节的下端铰接在移动管的上沿上，所述采集管的外壁上沿处外延伸有至少三个铰接座，外侧柔性杆件的下端安装在铰接座上。

【技术特征摘要】
1.一种吸抓协同水果采摘弹性机械手，其特征在于，包括机械爪、移动管、气缸、采集管；所述采集管空套在移动管外，气缸的一端与采集管固定连接，气缸的另一端与移动管固定连接，所述机械爪包括内侧骨、外侧柔性杆件、刚性杆件、第一粗管、第二粗管、第三粗管、第一细管、第二细管、第三细管，所述内侧骨由依次铰接的长关节、第一内侧关节、第二内侧关节以及内侧连接关节组成，铰接轴依次为a、b和c；刚性杆件的一端与长关节的中部固连，刚性杆件的另一端与外侧柔性杆件的一端铰接，第一粗管、第二粗管和第三粗管依次固连在外侧柔性杆件的中部，第一粗管滑动套设在第一细管外，且第一粗管和第一细管之间具有弹性体，第一细管的外端与铰接轴a铰接，第二粗管滑动套设在第二细管外，且第二粗管和第二细管之间具有弹性体，第二细管的外端与铰接轴b铰接，第三粗管滑动套设在第三细管外，且第三粗管和第三细管之间具有弹性体，第三细管的外端与铰接轴c铰接，内侧连接关节的下端...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏奔锋，刘武，钟嘉琪，徐高欢，阚杰，俞晓锋，沈浩宇，赵伟，
申请(专利权)人：浙江水利水电学院，
类型：新型
国别省市：浙江,33