一种适用于高空水果采摘杆的柔性爪制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于高空水果采摘杆的柔性爪，包括支撑盘、空心轴、支撑限位架、连杆、拉杆、中心移动块和至少两个夹爪，支撑盘通过旋转运动副安装在空心轴上，所述支撑限位架固定安装在支撑盘四周，每个支撑限位架顶部均设有水平滑槽和弧形滑槽，夹爪通过轴安装在支撑限位架顶部的水平滑槽内，连杆上端与夹爪铰接相连，连杆中部通过轴安装在对应水平滑槽下方的弧形滑槽内，连杆下端与中心移动块铰接相连，中心移动块与拉杆顶部固定相连，通过拉杆可拉动中心移动块上下运动，进而通过连杆使得每个夹爪向心靠拢实现夹爪夹紧功能。本发明专利技术对果树夹紧和扭转两个动作机构完全独立，大大提高了果树采摘效率，保证了水果采摘的质量。

A Flexible Claw for High-altitude Fruit Picking Rod

The invention discloses a flexible claw suitable for high-altitude fruit picking rod, which comprises a support plate, a hollow shaft, a support limit frame, a connecting rod, a pull rod, a central moving block and at least two clamps. The support plate is installed on the hollow shaft through a rotating motion pair. The support limit frame is fixed around the support plate, and the top of each support limit frame is provided with a horizontal chute and an arc chute. The claw is installed in the horizontal chute at the top of the support limit frame through the shaft, and the upper end of the connecting rod is articulated with the claw. The middle part of the connecting rod is installed in the arc chute below the corresponding horizontal chute through the shaft. The lower end of the connecting rod is articulated with the central moving block, and the central moving block is fixed with the top of the tie rod. Through the tie rod, the central moving block can move up and down. The gripper closes to the center to realize the clamping function of the gripper. The invention is completely independent of the two action mechanisms of clamping and twisting fruit trees, greatly improves the picking efficiency of fruit trees and guarantees the quality of fruit picking.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于高空水果采摘杆的柔性爪
本专利技术属于农林领域，涉及一种水果采摘设备，具体涉及一种适用于高空水果采摘杆的柔性爪，是一种基于连杆滑块平驱机构和棘轮棘爪结构的便捷性水果采摘柔性爪。
技术介绍
近年来，我国人民生活水平日益提升，人们越发追求健康的生活方式，因而各类水果需求量越来越大，由此带来了一系列问题：水果采摘难，特别是不能通过手直接摘到的水果，如苹果、梨等树枝高处的水果。采摘十分不便，耗费大量的人力物力，给各个水果种植户带来许多麻烦。对于国内一些种植苹果的散户来说，国内外全自动化机械采摘机器价格贵、体型大，并不适用。相比较而言，采摘杆操作简单，成本低，便于控制，对国内的水果散户来说更加实用。但目前市场上采摘杆抓取头却存在一些问题：连贯性差、无法进行连续作业；难以适应部分较难掰下来的果实，适应面窄。
技术实现思路
本专利技术旨在针对上述现有技术的不足，开发一种适用于高空水果采摘杆的柔性爪。本专利技术针对于不同类型水果需不同采摘方式的状况，开发一种可更换式的水果采摘柔性爪。传统的水果高空采摘杆采摘水果方式单一，适用面窄；而此柔性爪具有可更换性，可与高空水果采摘杆配合使用，采摘方式灵活性高，更适合应用于中国水果采摘市场。同时，本专利技术采用连杆滑块平驱机构，开发一种夹紧平移运动，达到将水果平稳夹紧的目的。因传统采摘头爪子的运动为平面运动，在抓紧苹果时有将水果向外推出的分力，这样就为抓取添加了不确定因素。而此专利技术爪子的运动为直线平移，能有效平稳地将水果抓紧，优越性更足。另外，考虑到不同水果的采摘难度不同，本专利技术采用棘轮棘爪结构，通过发条盒的旋转，带动采摘头旋转。利用旋转的惯性采摘水果，从而适应难掰下来的水果。相比较传统只能靠抓取采摘水果的采摘爪，适应面更广。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种适用于高空水果采摘杆的柔性爪，其特征在于：包括支撑盘、空心轴、支撑限位架、连杆、拉杆、中心移动块和至少两个夹爪，所述支撑盘通过旋转运动副安装在空心轴上，并通过旋转运动驱动装置驱动使得所述支撑盘能绕空心轴旋转，所述支撑限位架固定安装在支撑盘四周，且与夹爪数量向对应，每个支撑限位架上均设有水平滑槽和对应的弧形滑槽，所述夹爪通过轴安装在相应支撑限位架顶部的水平滑槽内，使得所述夹爪可以沿着水平滑槽做相对于支撑盘的向心运动，所述连杆上端与夹爪铰接相连，连杆中部通过轴安装在对应水平滑槽下方的弧形滑槽内，连杆下端与中心移动块铰接相连，所述中心移动块设于支撑盘中心处，并与拉杆顶部固定相连，所述拉杆自由的从空心轴内穿过延伸到空心轴下方，通过拉杆可拉动中心移动块上下运动，进而通过连杆使得每个夹爪向心靠拢或者相背张开，从而实现夹爪开合功能。作为改进，所述支撑限位架通过支撑杆固定安装在支撑盘上，所述支撑杆上套设有能够自由上下运动的杆套，所述中心移动块通过连接件与杆套固定相连，所述杆套上设有与连杆下端相连的铰接点。作为改进，所述夹爪有三个，三个夹爪呈正三角形分布在支撑盘上，所述中心移动块为三角形板，其每一个角均与一个对应夹爪下方的杆套相连。作为改进，每个支撑限位架均包括成对的两个限位块，每个限位块上部设置一个水平滑槽，下部设置一个弧形滑槽，每个限位块均通过一个支撑杆固定在支撑盘上，每个夹爪均通过轴安装在其左右两侧的限位块的水平滑槽内，增加夹爪运动的稳定性。作为改进，所述旋转运动驱动装置包括棘轮、棘爪、发条盒、定滑轮和拉绳，所述发条盒通过轴承安装在空心轴上，发条盒内的卷簧中心端与空心轴固定相连，卷簧的外端与发条盒的盒壁固定相连，所述棘轮设于发条盒与支撑盘之间的空心轴上，并与发条盒固定相连，所述棘爪安装在支撑盘底部并与棘轮啮合，所述定滑轮安装在发条盒下方的空心轴上，所述拉绳一端在发条盒上缠绕若干圈，另一端绕过定滑轮后延伸到空心轴下方，通过拉动拉绳即可在发条盒与棘轮棘爪的配合下使得支撑盘相对于空心轴持续单向转动。作为改进，所述支撑盘下方设有圆盘底座，所述圆盘底座通过法兰与空心轴下端相连。作为改进，所述圆盘底座四周设有一圈锁块，该圈锁块共同组成了限制支撑盘旋转的环形轨道。作为改进，所述圆盘底座一侧设有弧形缺口，所述圆盘底座在该弧形缺口处设有用于安装网兜的环形支架。作为改进，所述支撑盘上中心处设有对准弧形缺口的溜槽，当夹爪夹紧果树旋转一周后，通过溜槽将果实导向到网兜内。作为改进，所述夹爪内表面设有软质防滑橡胶，所述溜槽采用软质缓冲材料制成。本专利技术相比现有技术具有以下优点：高空水果采摘杆更加适合国内大多数果农，本专利技术可以与高空水果采摘杆配合使用，且可根据水果类型的变化进行更换，实现绝大多数的高空水果采摘；本专利技术采用的采摘头向心模块实现了夹爪的平移运动能有效平稳地将水果抓紧；本专利技术采用的棘轮棘爪结构与发条盒连接，实现采摘头的旋转运动，利用旋转惯性采摘水果，顺利采摘难采摘水果，本专利技术对果树的夹紧和扭转掰断两个动作完全独立，互不干扰，可以大大提高操作效率。附图说明图1是本专利技术柔性爪的整体示意图；图2是采摘头向心模块示意图；图3是本专利技术采摘头向心模块原理示意图；图4为本专利技术单个支撑限位架结构示意图；图5是采摘头旋转模块示意图；图6是空心轴安装示意图；图7是棘轮棘爪部分安装示意图；图8是圆盘底座结构示意图；图9是限位槽示意图；图10是本专利技术限位块结构示意图。图中：Ⅰ-采摘头向心模块，Ⅱ-采摘头旋转模块，1-夹爪，2-限位块，3-夹爪铆钉，4-连杆，5-中心移动块，6-中心移动块铆钉，7-拉杆，8-空心轴，9-球头螺母，10-连接槽型套，11-杆套，12-支撑杆，13-连杆上部铆钉，14-连杆中部铆钉，15-连杆下部铆钉，16-固定钩，17-辅助杆，18-果实，19-法兰，20-螺钉，21-锁块墙，22-锁块，23-弹簧螺钉，24-棘爪，25-棘轮，26-支撑盘，27-棘爪小螺钉，28-棘爪弹簧，29-钢丝绳，30-定滑轮支架一，31-螺栓，32-定滑轮支架二，33-螺钉，34-上部定滑轮，35-棘爪母铆钉，36-棘爪小铆钉，37-棘爪子螺钉，38-固定杆，39-盒盖，40-卡扣，41-盒体，42-圆盘底座，43-固定铆钉，44-环形支架，45-溜槽，46-水平滑槽，47-弧形滑槽，48-下部定滑轮，A-圆心。具体实施方式下面对本专利技术的实施例作详细说明，本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例，本实施例以三个夹爪1为例说明。如图1至图9所示，本专利技术的柔性爪包括：采摘头向心模块Ⅰ、支撑盘26和采摘头旋转模块Ⅱ，采摘头向心模块Ⅰ安装在支撑盘26上，所述采摘头旋转模块Ⅱ用于驱动支撑盘26进行旋转从而达到扭断果实18根本的目的。如图2所示，本专利技术的采摘头向心模块Ⅰ包括：空心轴8、支撑限位架、连杆4、拉杆7、中心移动块5和三个夹爪1，所述支撑盘26通过旋转运动副安装在空心轴8上，并通过旋转运动驱动装置驱动使得所述支撑盘26能绕空心轴8旋转，所述支撑限位架固定安装在支撑盘26四周，且与夹爪1数量向对应，每个支撑限位架上均设有水平滑槽46，所述水平滑槽46下方设有一个弧形滑槽47，并且弧形滑槽47的圆心与水平滑槽46同高，所述夹爪1通过轴(即夹爪铆钉3)安装在相应支撑限位架顶部的水平滑槽46内，使得所述夹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于高空水果采摘杆的柔性爪，其特征在于：包括支撑盘、空心轴、支撑限位架、连杆、拉杆、中心移动块和至少两个夹爪，所述支撑盘通过旋转运动副安装在空心轴上，并通过旋转运动驱动装置驱动使得所述支撑盘能绕空心轴旋转，所述支撑限位架固定安装在支撑盘四周，且与夹爪数量向对应，每个支撑限位架上均设有水平滑槽和对应的弧形滑槽，所述夹爪通过轴安装在相应支撑限位架顶部的水平滑槽内，使得所述夹爪可以沿着水平滑槽做相对于支撑盘的向心运动，所述连杆上端与夹爪铰接相连，连杆中部通过轴安装在对应水平滑槽下方的弧形滑槽内，连杆下端与中心移动块铰接相连，所述中心移动块设于支撑盘中心处，并与拉杆顶部固定相连，所述拉杆自由的从空心轴内穿过延伸到空心轴下方，通过拉杆可拉动中心移动块上下运动，进而通过连杆使得每个夹爪向心靠拢或者相背张开，从而实现夹爪开合功能。

【技术特征摘要】
1.一种适用于高空水果采摘杆的柔性爪，其特征在于：包括支撑盘、空心轴、支撑限位架、连杆、拉杆、中心移动块和至少两个夹爪，所述支撑盘通过旋转运动副安装在空心轴上，并通过旋转运动驱动装置驱动使得所述支撑盘能绕空心轴旋转，所述支撑限位架固定安装在支撑盘四周，且与夹爪数量向对应，每个支撑限位架上均设有水平滑槽和对应的弧形滑槽，所述夹爪通过轴安装在相应支撑限位架顶部的水平滑槽内，使得所述夹爪可以沿着水平滑槽做相对于支撑盘的向心运动，所述连杆上端与夹爪铰接相连，连杆中部通过轴安装在对应水平滑槽下方的弧形滑槽内，连杆下端与中心移动块铰接相连，所述中心移动块设于支撑盘中心处，并与拉杆顶部固定相连，所述拉杆自由的从空心轴内穿过延伸到空心轴下方，通过拉杆可拉动中心移动块上下运动，进而通过连杆使得每个夹爪向心靠拢或者相背张开，从而实现夹爪开合功能。2.如权利要求1所述的柔性爪，其特征在于：所述支撑限位架通过支撑杆固定安装在支撑盘上，所述支撑杆上套设有能够自由上下运动的杆套，所述中心移动块通过连接件与杆套固定相连，所述杆套上设有与连杆下端相连的铰接点。3.如权利要求2所述的柔性爪，其特征在于：所述夹爪有三个，三个夹爪呈正三角形分布在支撑盘上，所述中心移动块为三角形板，其每一个角均与一个对应夹爪下方的杆套相连。4.如权利要求2所述的柔性爪，其特征在于：每个支撑限位架均包括成对的两个限位块，每个限位块上部设置一个水平滑槽，下部设置一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴飞，郑叶，徐硕，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42