本发明专利技术公开了一种复合式水果采收末端执行器，该末端执行器包括中空的柔性手指支撑架、柔性手指、升降滑块、动力环、动力源和旋转驱动机构，多个柔性手指通过对应的连接件限位连接在柔性手指支撑架的顶部、且同时多个柔性手指通过对应的连接件与固定在动力环上的升降滑块连接，动力环套置在柔性手指支撑架的上部圆筒外且固定在柔性手指支撑架上的动力源能够驱动动力环沿柔性手指支撑架的轴向升降，动力环上升能够带动柔性手指相互靠近闭合以抓取水果、或者下降带动柔性手指相互远离张开以放开水果；柔性手指支撑架的底部法兰盘设置在旋转驱动机构的输出端以驱动柔性手指支撑架旋转拧掉水果。本发明专利技术的末端执行器的采摘效率高、适用性强且精度高。适用性强且精度高。适用性强且精度高。
【技术实现步骤摘要】
一种复合式水果采收末端执行器
[0001]本专利技术涉及水果采收设备
，具体地说是一种集气吸和旋拧为一体的复合式水果采收末端执行器。
技术介绍
[0002]现有水果采摘按照水果分离的方式主要有两种，一种是剪切的方式，另一种是通过“拽”，“拧”方式。对于剪切这种采摘方式来说对识别的精度要求较高，容易对采摘的对象造成损伤，比较适合果柄较为明显的果实采摘。对于“拽”，“拧”方式的采摘方法，识别精度要求不是很高，但是这种采摘方式有要求有较高的自由度，采摘效率较低。同时在材料上末端执行器有刚性与柔性的，刚性材料对水果的损伤较大，现大多数的末端执行器材料上都采用柔性材料来减小采摘过程对水果的损伤。现有的采摘机器人大多采摘与收集过程是分离的，影响采摘的效率。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种集气吸和旋拧为一体的复合式水果采收末端执行器。
[0004]本专利技术的目的是通过以下技术方案解决的：一种复合式水果采收末端执行器，其特征在于：该末端执行器包括中空的柔性手指支撑架、柔性手指、升降滑块、动力环、动力源和旋转驱动机构，多个柔性手指通过对应的连接件限位连接在柔性手指支撑架的顶部构成转动连接副、且同时多个柔性手指通过对应的连接件与固定在动力环上的升降滑块连接并构成能够升降的转动连接副，动力环套置在柔性手指支撑架的上部圆筒外且固定在柔性手指支撑架上的动力源能够驱动动力环沿柔性手指支撑架的轴向升降，动力环上升能够带动柔性手指相互靠近闭合以抓取水果、或者下降带动柔性手指相互远离张开以放开水果；柔性手指支撑架的底部法兰盘固定设置在旋转驱动机构的输出端，旋转驱动机构能够驱动柔性手指支撑架旋转以拧掉柔性手指抓取的水果。
[0005]所述柔性手指的内侧壁上开有负压孔，负压孔通过柔性手指横梁上的负压通道与柔性手指的外侧壁上连接的气管相连接。
[0006]所述柔性手指支撑架的顶部设有多个连接座，任一连接座通过相应的连接件与对应连杆Ⅲ的下端转动连接、连杆Ⅲ的上端从相应连杆Ⅳ的内部穿出并通过相应的连接件与对应连杆Ⅱ的下端转动连接，带有滑槽的连杆Ⅱ的上端通过相应的连接件与对应柔性手指的下端内侧转动连接，该柔性手指的下端外侧通过相应的连接件与对应连杆Ⅰ的上端转动连接、连杆Ⅰ的下端通过相应的连接件与对应连杆Ⅳ的上端转动连接且连杆Ⅰ和对应连杆Ⅳ的连接件位于相应连杆Ⅱ的滑槽内，连杆Ⅳ的下端通过相应的连接件与对应的升降滑块转动连接；所述的动力环上升时，动力环推动升降滑块向上运动，任一连杆Ⅳ基于升降滑块的动作以升降滑块为圆心向上转动、且连杆Ⅳ的上端在连杆Ⅱ的滑槽内转动带动连杆Ⅰ以连
杆Ⅰ和对应连杆Ⅳ的连接件为圆心向上转动，连杆Ⅲ基于连杆Ⅳ的动作以柔性手指支撑架上的连接件为圆心向上转动、且连杆Ⅲ带动连杆Ⅱ以连杆Ⅱ和连杆Ⅲ的连接件为圆心向下转动，连杆Ⅰ的上端带动柔性手指的下端外侧上升且连杆Ⅱ的上端带动柔性手指的下端内侧相对下端外侧下降使得柔性手指向内转动，多个柔性手指同时向内转动完成水果夹持动作。
[0007]所述连杆Ⅲ的中部通过相应的连接件与对应的连杆Ⅳ转动连接。
[0008]所述的连接件为销轴和开口销的组合。
[0009]所述柔性手指支撑架上的连接座的单侧或两侧设置有用于安装滑轨的通孔，升降滑块套置在滑轨上、使得升降滑块能够沿滑轨的设置方向滑动。
[0010]所述的动力源设置在柔性手指支撑架中部向外延伸的支脚外壁上，且动力源的输出端与动力环的外伸支脚通过十字圆柱螺钉固定连接。
[0011]所述的旋转驱动机构安装在中空的固定架上，该旋转驱动机构包括电机和动力传递机构，其中电机安装在固定架下端的法兰盘上，动力传递机构中的主动传递件设置在电机的输出端、被动传递件套置在固定架的筒体上且能够相对固定架的筒体旋转，柔性手指支撑架的底部法兰盘固定设置在被动传递件的顶部。
[0012]所述的动力传递机构包括作为主动传递件的齿轮和作为被动传递件的外齿式回转支承轴承，齿轮固定设置在电机的输出端且外齿式回转支承轴承套置在固定架的筒体上；所述的动力传递机构包括作为主动传递件的主动摩擦轮和作为被动传递件的被动摩擦轮，主动摩擦轮固定设置在电机的输出端且被动摩擦轮套置在固定架的筒体上。
[0013]所述固定架的筒体下沿连接有承接已采收水果的输送管道，在输送管道上的滤网处设置有真空泵、以使得输送管道构成负压管道。
[0014]本专利技术相比现有技术有如下优点：本专利技术的复合式水果采收末端执行器能够升降抓取水果和旋转拧摘水果，且采摘下来的水果在柔性手指松开水果的同时，即被负压吸入通向果箱的输送管道，该执行器将水果的收集与采摘一体，提高了采摘工作的效率。
[0015]本专利技术的柔性手指指肚中的负压孔通过与其连通的气管一起建立负压后，与输送管道中的负压气流一起对果实姿态的调整作用更强，能够较为准确的使得果实的尾端朝向输送管道方向，使得通过旋转拧下果实时的旋转轴线与果柄近似同轴，降低了视觉识别系统对果实位置与姿态的识别精度要求，减少了因采摘动作对相邻果实、果枝的扰动造成的对视觉识别系统的干扰；从果柄至果实尾端的果实轴线与多个手指包络面轴线/多个手指的旋转轴线/输送管道轴线近似同轴，能够提高采摘的成功率。
[0016]本专利技术的复合式水果采收末端执行器的柔性手指能够降低采摘过程对水果的损伤，高姿态适应性，对于不同姿态水果的都有较好的采摘适应性；通用性强，对于如苹果般的水果都可实现采摘。
附图说明
[0017]附图1为本专利技术的复合式水果采收末端执行器的立体结构示意图；附图2为本专利技术的复合式水果采收末端执行器的平面结构示意图之一；附图3为本专利技术的复合式水果采收末端执行器的保护壳内部结构示意图；
附图4为本专利技术的复合式水果采收末端执行器的动力环的结构示意图；附图5为本专利技术的复合式水果采收末端执行器的柔性手指支撑架的结构示意图；附图6为本专利技术的复合式水果采收末端执行器与输送管道连接时的结构示意图；附图7为本专利技术的复合式水果采收末端执行器的平面结构示意图之二其中：1—柔性手指；2—气管；3—连杆Ⅰ；4—连杆Ⅱ；5—连杆Ⅲ；6—连杆Ⅳ；7—升降滑块；8—动力环；9—动力源；10—保护壳；11—固定架；12—电机；13—十字圆柱螺钉；14—滑轨；15—柔性手指支撑架；16—销轴；17—开口销；18—外齿式回转支承轴承；19—齿轮；20—主动摩擦轮；21—被动摩擦轮；22—输送管道；23—滤网；24—负压孔。
具体实施方式
[0018]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步的说明。
[0019]如图1
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7所示：一种复合式水果采收末端执行器，该末端执行器包括中空的柔性手指支撑架15、柔性手指1、升降滑块7、动力环8、动力源9和旋转驱动机构，多个柔性手指1通过对应的连接件限位连接在柔性手指支撑架15的顶部并构成转动连接副、且同时多个柔性手指1通过对应的连接件与固定在动力环8上的升降滑块7连接并构成能够升降的转动连接副，动力环8套置在柔性手指支撑本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合式水果采收末端执行器，其特征在于：该末端执行器包括中空的柔性手指支撑架（15）、柔性手指（1）、升降滑块（7）、动力环（8）、动力源（9）和旋转驱动机构，多个柔性手指（1）通过对应的连接件限位连接在柔性手指支撑架（15）的顶部构成转动连接副、且同时多个柔性手指（1）通过对应的连接件与固定在动力环（8）上的升降滑块（7）连接并构成能够升降的转动连接副，动力环（8）套置在柔性手指支撑架（15）的上部圆筒外且固定在柔性手指支撑架（15）上的动力源（9）能够驱动动力环（8）沿柔性手指支撑架（15）的轴向升降，动力环（8）上升能够带动柔性手指（1）相互靠近闭合以抓取水果、或者下降带动柔性手指（1）相互远离张开以放开水果；柔性手指支撑架（15）的底部法兰盘固定设置在旋转驱动机构的输出端，旋转驱动机构能够驱动柔性手指支撑架（15）旋转以拧掉柔性手指（1）抓取的水果。2.根据权利要求1所述的复合式水果采收末端执行器，其特征在于：所述柔性手指（1）的内侧壁上开有负压孔（24），负压孔（24）通过柔性手指（1）横梁上的负压通道与柔性手指（1）的外侧壁上连接的气管（2）相连接。3.根据权利要求1所述的复合式水果采收末端执行器，其特征在于：所述柔性手指支撑架（15）的顶部设有多个连接座，任一连接座通过相应的连接件与对应连杆Ⅲ（5）的下端转动连接、连杆Ⅲ（5）的上端从相应连杆Ⅳ（6）的内部穿出并通过相应的连接件与对应连杆Ⅱ（4）的下端转动连接，带有滑槽的连杆Ⅱ（4）的上端通过相应的连接件与对应柔性手指（1）的下端内侧转动连接，该柔性手指（1）的下端外侧通过相应的连接件与对应连杆Ⅰ（3）的上端转动连接、连杆Ⅰ（3）的下端通过相应的连接件与对应连杆Ⅳ（6）的上端转动连接且连杆Ⅰ（3）和对应连杆Ⅳ（6）的连接件位于相应连杆Ⅱ（4）的滑槽内，连杆Ⅳ（6）的下端通过相应的连接件与对应的升降滑块（7）转动连接；所述的动力环（8）上升时，动力环（8）推动升降滑块（7）向上运动，任一连杆Ⅳ（6）基于升降滑块（7）的动作以升降滑块（7）为圆心向上转动、且连杆Ⅳ（6）的上端在连杆Ⅱ（4）的滑槽内转动带动连杆Ⅰ（3）以连杆Ⅰ（3）和对应连杆Ⅳ（6）的连接件为圆心向上转动，连杆Ⅲ（5）基于连杆Ⅳ（6）的动作以柔性手指支撑架（15）上的连接件为圆心向上转动、且连杆Ⅲ（5）带动连杆Ⅱ（4）以连杆Ⅱ（4）和连杆Ⅲ（5）...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈青，郭自良，殷程凯，胡皓若，王金鹏，郭健，蔡云飞，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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