适用于林果采摘的平衡机械臂制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于林果采摘的平衡机械臂，包括：可伸缩机械臂和自平衡伸缩机构；可伸缩机械臂包括：伸缩臂、传动连杆组、曲柄、偏心轮连杆和第一电机；传动连杆组滑动连接至伸缩臂；传动连杆组的一端连接用于抓取树枝的机械手；传动连杆组的另一端连接至偏心轮连杆的一端；偏心轮连杆的另一端固定有连杆销；曲柄上形成有用于安装连杆销的安装孔；第一电机驱动曲柄转动从而带动传动连杆组往复运动；自平衡伸缩机构包括：伸缩臂套筒、双旋向异导程丝杠、机械臂配重、第二电机和伸缩导力杆；伸缩臂相对于伸缩臂套筒滑动。适用于林果采摘的平衡机械臂能在调节臂长时实现自平衡，机械臂伸长时不易倾倒。

【技术实现步骤摘要】
适用于林果采摘的平衡机械臂
本专利技术涉及一种适用于林果采摘的平衡机械臂。
技术介绍
传统的人工采摘方式效率低下，不能在短时间内达到最佳的采摘效果，而像樱桃，枣子等在树木上分步高低不同且密集的果实采摘尤为困难。传统的针对此种果实采摘的设备为大型液压采摘装备，然而此种采摘装备由于动力太强，一定程度上对树木本身造成损伤，且价格高昂。传统的小型的伸缩机械臂不能够实现自平衡，在机械臂伸长后容易发生倾倒。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术提供了一种在机械臂伸长后不易发生倾倒的适用于林果采摘的平衡机械臂。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种适用于林果采摘的平衡机械臂，包括：可伸缩机械臂和自平衡伸缩机构；可伸缩机械臂包括：伸缩臂、传动连杆组、曲柄、偏心轮连杆和第一电机；传动连杆组滑动连接至伸缩臂；传动连杆组的一端连接用于抓取树枝的机械手；传动连杆组的另一端连接至偏心轮连杆的一端；偏心轮连杆的另一端固定有连杆销；曲柄上形成有用于安装连杆销的安装孔；第一电机驱动曲柄转动从而带动传动连杆组往复运动；自平衡伸缩机构包括：伸缩臂套筒、双旋向异导程丝杠、机械臂配重、第二电机和伸缩导力杆；伸缩臂相对于伸缩臂套筒滑动；伸缩导力杆固定至伸缩臂；双旋向双异导程丝杠包括第一丝杠段和第二丝杠段；第一丝杠段的螺纹旋向与第二丝杠段的螺纹旋向相反；第一丝杠段的导程大于第二丝杠段的导程；伸缩导力杆与第一丝杠段通过螺纹配合；机械臂配重与第二丝杠段通过螺纹配合；第二电机驱动双旋向异导程丝杠转动带动伸缩导力杆和机械臂配重向相反的方向运动。进一步地，适用于林果采摘的平衡机械臂还包括：供用户调节伸缩臂套筒的位置的多自由度操纵机构；多自由度操纵机构包括：旋转自由度控制件、俯仰自由度控制件、左右旋转自由度控制件和升降连接件；伸缩臂套筒固定至旋转自由度控制件；旋转自由度控制件设有供用户握持的把手；旋转自由度控制件绕第一直线转动连接至俯仰自由度控制件；俯仰自由度控制件绕第二直线转动连接至左右旋转自由度控制件；左右旋转自由度控制件绕第三直线转动连接至升降连接件；第一直线、第二直线和第三直线相互垂直。进一步地，多自由度操纵机构包括：电动推杆；电动推杆推动升降连接件升降运动。进一步地，多自由度操纵机构还包括：机械臂支座；机械臂支座导向升降连接件升降运动。进一步地，机械臂配重形成有导向机械臂配重相对于旋转自由度控制件滑动的配重滑槽；自平衡伸缩机构还包括：限位螺栓；限位螺栓固定至旋转自由度控制件并深入至配重滑槽内。进一步地，旋转自由度控制件的设有两个把手；两个把手位于旋转自由度控制件的两侧。进一步地，曲柄上形成有多个用于调节传动连杆组往复行程的安装孔。进一步地，伸缩臂相对于伸缩臂套筒滑动的方向平行于传动连杆组相对于伸缩臂滑动的方向。进一步地，第一电机固定至伸缩臂。进一步地，伸缩臂相对于伸缩臂套筒滑动的方向平行于旋转自由度控制件相对于俯仰自由度控制件转动的转动轴线。本专利技术的有益之处在于提供的适用于林果采摘的平衡机械臂能够实现重量的自平衡，机械臂伸长后不易发生倾倒。通过可伸缩机械臂实现以振动的方式采摘果实。适用于林果采摘的平衡机械臂通过多自由度操纵机构实现自由转动，可根据实际情况对任意位置的果实进行采摘。附图说明图1是本专利技术的一种适用于林果采摘的机械手和适用于林果采摘的平衡机械臂的装配图；图2是图1中的适用于林果采摘的机械手的示意图；图3是图1中的适用于林果采摘的机械手的爆炸图；图4是图1中的适用于林果采摘的机械手的齿条推杆的示意图；图5是图1中的适用于林果采摘的平衡机械臂的示意图；图6是图1中的适用于林果采摘的平衡机械臂的另一视角的示意图；图7是图1中的适用于林果采摘的平衡机械臂的局部爆炸图；图8是图1中的适用于林果采摘的平衡机械臂的机械臂配重的示意图；图9是图1中的适用于林果采摘的平衡机械臂的把手；图10是图1中的适用于林果采摘的平衡机械臂的双旋向异导程丝杠的示意图。适用于林果采摘的机械手100，自动顶紧机构10，齿条推杆11，配合齿111，顶块12，橡胶块13，套筒14，导向槽141，自适应开合锁紧机构20，左机械爪21，左滚轮组211，右机械爪22，右滚轮组221，机械爪复位弹簧23，左上连杆24，左中连杆25，左下连杆26，右上连杆27，右中连杆28，右下连杆29，左上滑块30，左中滑块31，左下滑块32，右上滑块33，右中滑块34，右下滑块35，锁紧齿36，左销轴37，右销轴38，手动开合机构40，连接件41，拉绳42，滑轮43；适用于林果采摘的平衡机械臂200，可伸缩机械臂50，伸缩臂51，传动连杆组52，曲柄53，安装孔54，偏心轮连杆55，连杆销56，第一电机57，第一电机座58，自平衡伸缩机构60，伸缩臂套筒61，双旋向异导程丝杠62，第一丝杠段63，第二丝杠段64，机械臂配重65，第二电机67，伸缩导力杆68，限位螺栓69，多自由度操纵机构70，旋转自由度控制件71，俯仰自由度控制件72，左右旋转自由度控制件73，升降连接件74，把手75，电动推杆76，机械臂支座77，第一固定板78，第二固定板79。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。如图1至图10所示，一种适用于林果采摘的机械手100，包括：自动顶紧机构10、自适应开合锁紧机构20和手动开合机构40。自适应开合锁紧机构20能够自动将树枝夹持住，并自动锁紧。自动顶紧机构10在自适应开合锁紧机构20夹持住树枝时，将树枝顶紧。手动开合机构40供用户手动打开自适应开合锁紧机构20，以及在需要松开树枝时手动将自适应开合锁紧机构20打开。自动顶紧机构10包括：齿条推杆11、套筒14、推杆弹簧。齿条推杆11相对于套筒14滑动。推杆弹簧连接齿条推杆11和套筒14。齿条推杆11的一端设有用于顶紧树枝的顶块12。作为一种优选的实施方式，套筒14形成有导向齿条推杆11运动的导向槽141。推杆弹簧位于导向槽141内。推杆弹簧的两端分别接触导向槽141的槽底和齿条推杆11。具体而言，当适用于林果采摘的机械手100处于自由状态时，由于推杆弹簧受到齿条推杆11和导向槽141槽底的挤压，所以一直对齿条推杆11施加驱使其沿导向槽141滑动的推力。自适应开合锁紧机构20包括：左机械爪21、右机械爪22、机械爪复位弹簧23、左上连杆24、左中连杆25、左下连杆26、右上连杆27、右中连杆28、右下连杆29、左上滑块30、左中滑块31、左下滑块32、右上滑块33、右中滑块34和右下滑块35。左机械爪21和右机械爪22转动连接至齿条推杆11。左上滑块30、左中滑块31、左下滑块32、右上滑块33、右中滑块34和右下滑块35滑动连接至套筒14。左上滑块30、左下滑块32、右上滑块33和右下滑块35相对于套筒14滑动的方向平行于齿条推杆11相对于套筒14滑动的方向。左中滑块31和右中滑块34相对于套筒14滑动的方向垂直于齿条推杆11相对于套筒14滑动的方向。左上连杆24连接左机械爪21和左上滑块30。左中连杆25连接左上滑块30和左中滑块31。左下连杆26连接左中滑块31和左下滑块32。右上连杆27连接右机械爪22和右上滑块33。右中连杆28连接右上滑块33和右中滑块34。右下连杆29连接右中滑块3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于林果采摘的平衡机械臂，其特征在于，包括：可伸缩机械臂和自平衡伸缩机构；所述可伸缩机械臂包括：伸缩臂、传动连杆组、曲柄、偏心轮连杆和第一电机；所述传动连杆组滑动连接至所述伸缩臂；所述传动连杆组的一端连接用于抓取树枝的机械手；所述传动连杆组的另一端连接至所述偏心轮连杆的一端；所述偏心轮连杆的另一端固定有连杆销；所述曲柄上形成有用于安装所述连杆销的安装孔；所述第一电机驱动所述曲柄转动从而带动所述传动连杆组往复运动；所述自平衡伸缩机构包括：伸缩臂套筒、双旋向异导程丝杠、机械臂配重、第二电机和伸缩导力杆；所述伸缩臂相对于所述伸缩臂套筒滑动；所述伸缩导力杆固定至所述伸缩臂；所述双旋向双异导程丝杠包括第一丝杠段和第二丝杠段；所述第一丝杠段的螺纹旋向与所述第二丝杠段的螺纹旋向相反；所述第一丝杠段的导程大于所述第二丝杠段的导程；所述伸缩导力杆与所述第一丝杠段通过螺纹配合；所述机械臂配重与所述第二丝杠段通过螺纹配合；所述第二电机驱动所述双旋向异导程丝杠转动带动所述伸缩导力杆和所述机械臂配重向相反的方向运动。

【技术特征摘要】
1.一种适用于林果采摘的平衡机械臂，其特征在于，包括：可伸缩机械臂和自平衡伸缩机构；所述可伸缩机械臂包括：伸缩臂、传动连杆组、曲柄、偏心轮连杆和第一电机；所述传动连杆组滑动连接至所述伸缩臂；所述传动连杆组的一端连接用于抓取树枝的机械手；所述传动连杆组的另一端连接至所述偏心轮连杆的一端；所述偏心轮连杆的另一端固定有连杆销；所述曲柄上形成有用于安装所述连杆销的安装孔；所述第一电机驱动所述曲柄转动从而带动所述传动连杆组往复运动；所述自平衡伸缩机构包括：伸缩臂套筒、双旋向异导程丝杠、机械臂配重、第二电机和伸缩导力杆；所述伸缩臂相对于所述伸缩臂套筒滑动；所述伸缩导力杆固定至所述伸缩臂；所述双旋向双异导程丝杠包括第一丝杠段和第二丝杠段；所述第一丝杠段的螺纹旋向与所述第二丝杠段的螺纹旋向相反；所述第一丝杠段的导程大于所述第二丝杠段的导程；所述伸缩导力杆与所述第一丝杠段通过螺纹配合；所述机械臂配重与所述第二丝杠段通过螺纹配合；所述第二电机驱动所述双旋向异导程丝杠转动带动所述伸缩导力杆和所述机械臂配重向相反的方向运动。2.根据权利要求1所述的适用于林果采摘的平衡机械臂，其特征在于，所述适用于林果采摘的平衡机械臂还包括：供用户调节所述伸缩臂套筒的位置的多自由度操纵机构；所述多自由度操纵机构包括：旋转自由度控制件、俯仰自由度控制件、左右旋转自由度控制件和升降连接件；所述伸缩臂套筒固定至所述旋转自由度控制件；所述旋转自由度控制件设有供用户握持的把手；所述旋转自由度控制件绕第一直线转动连接至所述俯仰自由度控制件；所述俯仰自由度控制件绕第二直线转动连接至所述左...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文锋，陈清扬，吴昊，常鹤轩，姜方舟，陈林思奇，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42