可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手制造技术

本实用新型专利技术公开了一种可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手，包括支撑部分、采摘部分和输送部分；采摘部分包括牵引装置和夹持采摘装置，所述的牵引装置设置在支撑部分的中部位置，所述的夹持采摘装置设置在支撑部分的顶部，所述的牵引装置通过钢丝绳控制夹持采摘装置在保证不损伤苹果的情况下夹持苹果，并剪切果柄；输送部分包括滑动输送装置和输送锁止装置，所述的滑动输送装置设置在夹持采摘装置的下方，且在控制装置控制下沿着所述的支撑装置上下滑动，所述的输送锁止装置在滑动输送装置到达指定位置时，对滑动输送装置进行锁紧。

【技术实现步骤摘要】
可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手
本技术涉及水果采摘，特别是涉及一种可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手及方法。
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，如中国专利201510986070.3公开了一种篓筐剪式水果采摘装置，通过前端的剪刀将苹果剪下，通过剪刀下方的一个较大的篓筐一次性采集多个水果，篓筐采集满之后杆放下进行收集，该设备缺点在于随篓筐内所采摘水果数量的增加，采摘人的负担加重，收集过程过于笨拙、效率低；中国专利201710393028.X公开了一种采摘收集一体式的采摘装置，通过上侧采摘筒中的刀片将水果割下，然后通过输送筒使水果滑至底部，此设备缺点在于设备的采摘灵活度低，采摘角度有限，滑落收集的过程中易损伤水果；中国专利201720326685.8公开了一种水果采摘机器人，此设备通过采摘手和行走小车进行采摘和收集，此设备的缺点在于行走小车对工作场景要求高，适应场所有限，且该装置的造价颇高，不适合推广。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术了一种可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手，该机构可实现苹果的采摘、输送一体化，可保证采摘苹果的质量，大大提高果农的水果采摘效率。一种可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手，包括支撑部分、采摘部分和输送部分；所述采摘部分包括牵引装置和夹持采摘装置，所述的牵引装置设置在支撑部分的中部位置，所述的夹持采摘装置设置在支撑部分的顶部，所述的牵引装置通过钢丝绳控制夹持采摘装置在保证不损伤苹果的情况下夹持苹果，并剪切果柄；所述的输送部分包括滑动输送装置和输送锁止装置，所述的滑动输送装置设置在夹持采摘装置的下方，且在控制装置控制下沿着所述的支撑装置上下滑动，所述的输送锁止装置在滑动输送装置到达指定位置时，对滑动输送装置进行锁紧。进一步的，所述支撑部分包括腰带和组合杆，所述的组合杆安装在所述的腰带上。进一步的，所述的组合杆包括辅助杆、主杆和伸长杆，所述的辅助杆与主杆之间连接有所述的牵引装置，所述的辅助杆下端固定连接一个挂钩，挂钩与安装在腰带上的钩环相配合，所述的主杆外侧设有所述的输送锁止装置，所述的主杆顶部设有调距锁扣装置。进一步的，所述调距锁扣装置包括伸长杆锁扣主体和伸长杆锁扣簧片；伸长杆锁扣簧片插在伸长杆锁扣主体对应的槽中；所述的伸长杆上设有三级凹槽，与调距锁扣装置配合，当伸长杆锁扣簧片嵌入凹槽中时伸长杆固定，当锁扣从凹槽中弹出时可调节伸长杆伸出长度，所述伸长杆顶部装有所述的夹持采摘装置。进一步的，所述的牵引装置可调节当伸长杆伸长或缩短时第一钢绳的伸长或缩短，该装置包括外壳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。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；当杆需要伸长或缩短时，转动调节握把，调整棘爪状态，从而控制缠绕在线筒上的第一钢绳的长短。进一步的，所述的夹持采摘装置包括夹持机构和剪切机构，通过采摘手支架与伸长杆连接；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，上夹板为支撑主体，左、右下夹板各自通过一个转轴安装在上夹板两侧支架的孔中；左、右下夹板位于上夹板的下方；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，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。所述的输送部分包括滑动输送装置和输送锁止装置。进一步的，所述滑动输送装置包括：网兜，滑架，半扣和弹簧；所述的网兜与滑架固连，滑架与半扣配合，半扣套装在组合杆上，成对的半扣通过弹簧提供的拉力夹在组合杆上；在组合杆中间部分装有输送锁止装置，网兜滑至输送锁止装置处之后，半扣卡在锁止装置中停止滑动；网兜的回位通过一组钢丝绳组件实现其回位。进一步的，所述的锁止装置包括支架、按板、顶杆锁止轴、锁止杆、连杆和顶杆；所述的支架固定在组合杆上，所述的顶杆套上复位弹簧后穿过支架上方开设的孔；锁止杆和顶杆通过成对连杆与所述支架相连，用于锁止顶杆；所述的按板连接顶杆锁止轴，顶杆锁止轴上套装复位弹簧穿过支架上方开设的槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手，其特征在于，包括支撑部分、采摘部分和输送部分；所述采摘部分包括牵引装置和夹持采摘装置，所述的牵引装置设置在支撑部分的中部位置，所述的夹持采摘装置设置在支撑部分的顶部，所述的牵引装置通过钢丝绳控制夹持采摘装置在保证不损伤苹果的情况下夹持苹果，并剪切果柄；所述的输送部分包括滑动输送装置和输送锁止装置，所述的滑动输送装置设置在夹持采摘装置的下方，且在控制装置控制下沿着所述的支撑部分上下滑动，所述的输送锁止装置在滑动输送装置到达指定位置时，对滑动输送装置进行锁紧。

【技术特征摘要】
1.一种可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手，其特征在于，包括支撑部分、采摘部分和输送部分；所述采摘部分包括牵引装置和夹持采摘装置，所述的牵引装置设置在支撑部分的中部位置，所述的夹持采摘装置设置在支撑部分的顶部，所述的牵引装置通过钢丝绳控制夹持采摘装置在保证不损伤苹果的情况下夹持苹果，并剪切果柄；所述的输送部分包括滑动输送装置和输送锁止装置，所述的滑动输送装置设置在夹持采摘装置的下方，且在控制装置控制下沿着所述的支撑部分上下滑动，所述的输送锁止装置在滑动输送装置到达指定位置时，对滑动输送装置进行锁紧。2.如权利要求1所述的可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手，其特征在于，所述支撑部分包括腰带和组合杆，所述的组合杆安装在所述的腰带上；所述的组合杆包括辅助杆、主杆和伸长杆，所述的辅助杆与主杆之间连接有所述的牵引装置，所述的辅助杆下端固定连接一个挂钩，挂钩与安装在腰带上的钩环相配合，所述的主杆外侧设有所述的输送锁止装置，所述的主杆顶部设有调距锁扣装置。3.如权利要求2所述的可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手，其特征在于，所述调距锁扣装置包括伸长杆锁扣主体和伸长杆锁扣簧片；伸长杆锁扣簧片插在伸长杆锁扣主体对应的槽中；所述的伸长杆上设有三级凹槽，与调距锁扣装置配合，当伸长杆锁扣簧片嵌入凹槽中时伸长杆固定，当锁扣从凹槽中弹出时可调节伸长杆伸出长度，所述伸长杆顶部装有所述的夹持采摘装置。4.如权利要求1所述的可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手，其特征在于，所述牵引装置包括外壳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，可以绕安装在壳体内的轴转动；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内部的槽里做往复直线运动。5.如权利要求4所述的可伸缩、定力矩、自运输式苹果高效采摘机械手，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；当杆需要伸长或缩短时，转动调节握把，调整棘爪状态，从而控制缠绕在线筒上的第一钢绳的长短。6.如权利要求1所述的可伸缩、定力矩、...

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