一种模拟人体手工摘取茶叶的机械爪驱动结构制造技术

本发明专利技术提供了一种模拟人体手工摘取茶叶的机械爪驱动结构，属于采茶机配套设备技术领域。它解决了现有的市场中并没有专门用于模拟人体手工摘取茶叶的机械爪的问题。本模拟人体手工摘取茶叶的机械爪驱动结构包括相对于支架固定设置的限位块、线性活动设置在限位块上并用于固定爪体的活动板、与驱动电机输出端连接的驱动块以及自锁机构。与现有技术相比，本机械爪驱动结构能够在周期性的转动驱动输入动力的过程中完成对茶叶的夹持、夹牢、松开、扩张功能，并且具备自锁能力，使模拟人手摘取茶叶具有可行性。叶具有可行性。叶具有可行性。

【技术实现步骤摘要】
一种模拟人体手工摘取茶叶的机械爪驱动结构


[0001]本专利技术属于采茶机配套设备
，涉及一种模拟人体手工摘取茶叶的机械爪驱动结构。

技术介绍

[0002]茶叶是茶叶茶芽和茶叶叶片的总称，它源于中国，作为一种天然绿色饮品，在我国有着悠久的文化传统，中国绿茶不仅品种繁多，而且品质优异、造型独特优美，还具有很好的艺术欣赏价值，随着时代发展它越来越受到世界各地人们的垂帘喜爱。
[0003]所以我国对茶叶的种植产业量也是十分巨大，随着时代的发展，采摘茶叶的方式也由纯人工手工操作进步到了现在采用机械来自动化完成。
[0004]工业时代开始，为了提高茶叶采摘的效率并降低人们的劳作强度，人们设计出了剪切式采茶机来对茶叶进行辅助采摘，剪切式采茶机又分为手提式采茶机(例如专利号“CN201921552187.0”、名称为“一种便携式电动采茶机械装置”的中国技术专利)和全自动采茶机(例如专利号为“CN201310057808.9”、名称为“跨行自走乘坐式采茶机及其工作方法”的中国专利技术专利)，它们的核心部件都是横向设置的齿刀，手提式采茶机需要操作员提着采茶部件的支架然后往前步进进行剪切茶叶，全自动采茶机将采茶部件集成在车体上在完成剪切茶叶的同时自动向前步进。
[0005]但是，采用剪切式采茶机摘取得到的茶叶品质和口感依然没有人工手工摘取获得的茶叶好，这是因为茶叶在切断的过程中需要两组刀片对向裁切进行切断，这种方式容易使茶叶的切断断口面呈不平整的毛刺状，随着刀片变钝或是松动后，两个刀片的刀刃之间就容易存在缝隙，缝隙的存在导致茶叶的两侧受到的剪切效益的位置不平，从而加剧茶叶断口面的毛刺程度，最终导致加工出来的茶叶品质的降低。
[0006]因此，采取人工手工摘取的形式仍然还是茶叶摘取中不可缺少的一种途径，特别是对于名贵茶叶而言，为了保存口感，仍然会采取人工摘取的形式，虽然这样会更为费时也更费人力资源，但是名贵茶叶本身售价高昂所以必要的成本也是不可缺少的。
[0007]但是，倘若能够通过机械手的形式来模拟人手，就可以以解放人体劳动力的形式完成模拟手工茶叶摘取的工作。
[0008]这个工作过程大致为：机械手从上方下降到合适位置后，再以合适的力度夹取茶叶，然后在将茶叶向上拔断，接着松开茶叶，最后再通过例如吸力装置来将松开后茶叶吸附收集既可。
[0009]合适的位置和合适的力度可以采用视觉传感器和压力传感器来实现。而核心的关键之一在于机械手的设计，经过研究发现机械手要完成四个动作：下降、夹持、上升、松开，其中下降和上升都可以采用线性驱动结构(例如气缸、液压缸等形式)来直接完成，而夹持和松开功能一般采用两个对称设置的机械爪来完成，机械手在现有技术中属于成熟技术，但是各种领域的机械爪普遍还是采用气缸来实现驱动夹持和松开功能，而气缸的伸缩过程精确度不高，特别是本文需要夹持的物体是茶叶这种植物体，所以用过常规的机械爪来完
成很容易力度控制不当而产生挤压过渡的现象。
[0010]因此，申请人想特别开发一款专门用于夹持茶叶茶茎位置的机械爪，它需要能够完成夹持和松开的功能，并且它的驱动来源要避开采用气缸或液压缸的形式，最好是采用具备转动动力输入的电机及变速器来提供精准精密的夹持运动，并且，因为茶叶芽茎需要持续夹持一段时间以保证具备充裕时间将茶茎拉断后才能松开，所以，当它实现对茶茎夹持以进行拉断的过程中，夹持的动作最好具备自锁能力，以保证夹持过程的稳定性，以避免外界因素产生的干扰。而且因为机械爪的夹持物为细小的茶叶，所以机械爪的体积也会很小，机械爪运动需要由微型电机来完成，微型电机又很难设置成具备正反转能力的数控形式，所以设计的过程最好采用普通的电机既可实现。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是针对现有的市场中并没有专门用于模拟人体手工摘取茶叶的机械爪的问题，而提出的一种模拟人体手工摘取茶叶的机械爪驱动结构。
[0012]本专利技术的驱动结构专门用于模拟人体手工摘取茶叶的机械爪上，这种机械爪在设计的过程中，为了简化动作，两个爪体中的一个固定设置，而另一个爪体可以相对于固定的爪体进行移动，从而实现夹持和松开这两种动作。如果将一个爪体固定在支架上，那么本驱动结构的设计目的就是实现另一个爪体相对于支架的活动运动，并且由驱动电机配合变速器来输入动力。
[0013]本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：
[0014]一种模拟人体手工摘取茶叶的机械爪驱动结构，其特征在于：包括相对于支架固定设置的限位块、线性活动设置在限位块上并用于固定爪体的活动板、与驱动电机输出端连接的驱动块以及自锁机构；
[0015]驱动块上围绕其转动中心偏心设有驱动销，活动板上开设有驱动槽，驱动销位于驱动槽内；
[0016]驱动槽的前后端方向即为活动板在限位块上线性活动的方向，驱动槽的左右端方向与前后端方向同平面垂直，驱动销随着驱动块周转的过程中：驱动槽的左右端宽度足以让驱动销不与其在任何时刻接触，而驱动槽的前后端长度会让驱动销在一个周期内的周转过程中依次产生与驱动槽的前端面接触、不与驱动槽的前后任何端面接触、与驱动槽的后端面接触、再次不与驱动槽的前后任何端面接触四种情形，驱动槽前后端方向即为活动板在限位块上线性活动的方向；
[0017]自锁机构在驱动销与驱动槽的前端面接触结束的一刻起对活动板进行限位锁紧功能，并在驱动销与驱动槽的后端面接触起步的一刻起对活动板进行停止限位锁紧功能。
[0018]在上述的一种模拟人体手工摘取茶叶的机械爪驱动结构中，所述的自锁结构包括开设在活动板侧面的阶梯槽、相对于支架固定设置的固定体、通过限位方杆和限位圆杆与固定体线性滑动连接的卡片；
[0019]阶梯槽包括内槽和外槽，外槽的宽度大于内槽，内槽为在外槽基础上继续开设的槽形，内槽和外槽结合形成阶梯状；
[0020]卡片位于阶梯槽内，卡片的宽度与内槽一致，当卡片嵌入到内槽中后，活动板的内槽就会在卡片的作用下限位而无法移动，形成锁定功效；
[0021]限位圆杆上套设有弹簧，弹簧的两端分别连接在固定体和卡片上，弹簧具有将卡片向阶梯槽内端推动的趋势，当卡片与内槽对齐时在弹簧会将卡片推入到内槽中；
[0022]驱动块的外圈呈三段形，卡片的上端高于活动板，驱动块的外圈在旋转过程中能与卡片接触；
[0023]三段形具体为以下依次对接的形状：第一段为半径为定值的圆弧段，第二段为半径逐渐增大的凸轮弧段，第三段为直线段，驱动块外圈的圆弧段在转动过程中不会对处于内槽中的卡片起到外推作用，驱动块外圈的凸轮弧段会与内槽中的卡片接触并在持续转动的过程中将卡片向外挤压直到卡片移动到外槽中，驱动块外圈的直线段能在与卡片对接上的一瞬间将凸轮弧段对卡片的挤压效益脱开。
[0024]与现有技术相比，本机械爪驱动结构能够在周期性的转动驱动输入动力的过程中完成对茶叶的夹持、夹牢、松开、扩张功能，并且具备自锁能力，使模拟人手摘取茶叶具有可行性。
附图说明
[0025]图1是本驱动结构在活动板处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种模拟人体手工摘取茶叶的机械爪驱动结构，其特征在于：包括相对于支架固定设置的限位块、线性活动设置在限位块上并用于固定爪体的活动板、与驱动电机输出端连接的驱动块以及自锁机构；驱动块上围绕其转动中心偏心设有驱动销，活动板上开设有驱动槽，驱动销位于驱动槽内；驱动槽的前后端方向即为活动板在限位块上线性活动的方向，驱动槽的左右端方向与前后端方向同平面垂直，驱动销随着驱动块周转的过程中：驱动槽的左右端宽度足以让驱动销不与其在任何时刻接触，而驱动槽的前后端长度会让驱动销在一个周期内的周转过程中依次产生与驱动槽的前端面接触、不与驱动槽的前后任何端面接触、与驱动槽的后端面接触、再次不与驱动槽的前后任何端面接触四种情形，驱动槽前后端方向即为活动板在限位块上线性活动的方向；自锁机构在驱动销与驱动槽的前端面接触结束的一刻起对活动板进行限位锁紧功能，并在驱动销与驱动槽的后端面接触起步的一刻起对活动板进行停止限位锁紧功能。2.根据权利要求1所述的一种模拟人体手工摘取茶叶的机械爪驱动结构，其特征在于：所述的自锁结构包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑连有，徐黎婷，
申请(专利权)人：浙江九奇机械有限公司，
类型：发明
国别省市：