一种用于火龙果摘取的三自由度机械爪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种用于火龙果摘取的三自由度机械爪，包括三自由度模组和设置在三自由度模组上由三自由度模组驱动的机械爪，所述的机械爪设置有末端执行器、左剪切手抓和右剪切手抓，末端执行器驱动左剪切手抓和右剪切手抓动作，左剪切手抓和右剪切手抓均设置有剪切板、第二连杆和料斗，料斗设有底板，左剪切手抓和右剪切手抓的两个料斗的底板除相邻一侧外的另外三侧均设置侧挡板，两个料斗的底板在相互远离的一侧均设置第二连杆，第二连杆的顶部均连接设置剪切板，两个剪切板的边沿为剪切刃。该装置可在火龙果采摘过程中的夹持、剪切及输送，无需要增加夹持的压力，剪切方便，剪切后的输送不会滑脱，且在采摘过程中不会造成火龙果夹痕或夹伤。龙果夹痕或夹伤。龙果夹痕或夹伤。

【技术实现步骤摘要】
一种用于火龙果摘取的三自由度机械爪


[0001]本技术涉及火龙果收获机械，确切地说是一种用于火龙果摘取的三自由度机械爪。

技术介绍

[0002]火龙果味道香甜，具有很高的营养价值，它集于水果、花蕾、蔬菜、医药优点于一身，是一种绿色果品和具有必定疗效的保健养分食品。火龙果是我国生产和销售最为广泛的鲜食果品之一，深受消费者喜爱。近年来随着政策的支持和火龙果种植技术不断创新与完善，以及夜间补光催化技术不断推广，火龙果扩种仍将持续。随着国内劳动力短缺，火龙果生产成本上升，这种高成本生产模式将逐渐被机械化取代，但火龙果产区大多集中在相对不富裕地区，规模化、机械化与产业化水平不高。在当下农业劳动力急缺的背景下，实现采摘作业自动化已经成为设施农业发展的迫切需求。
[0003]如授权公告号为CN 217363840 U的技术专利，其公开的一种用于火龙果收获机的机械臂组件，该组件包括连接座，与连接座连接的机械臂，所述的连接座的两侧对称设置一对机械臂，机械臂设有关节及连杆，连杆与连杆之间通过关节连接，关节处设有伺服电机；末端的连杆上设有相邻设置的剪切机构、夹持机构；连接座的中心处设有摄像头。其夹持机构持座板上设有夹持驱动电机，夹持驱动电机通过夹持齿轮组驱动输送爪连杆，输送爪连杆连接设置夹持输送爪，夹持输送爪成对设置；上述现有技术在工作过程中，夹持输送爪对待切割的火龙果进行托举夹持，夹持切割刀切断火龙果根部果茎，完成夹持剪切，剪切后的火龙果底部处由夹持输送爪托举夹持，顶部由咬合的夹持切割刀限位。机械臂工作带动本技术的装置移动，将火龙果输送到收获机的收集仓处，再释放被剪切的火龙果。
[0004]其存在的问题是：设置的夹持输送爪，与被夹持的火龙果接触面积较小，在夹持剪切或输送过程中，火龙果的夹持不稳定，若保持稳定，则往往需要增加夹持压力，而增加夹持压力，又因为由于夹持接触面积较小的原因容易造成火龙果夹痕或夹伤，影响火龙果的采摘效率及效果。

技术实现思路

[0005]本技术要解决的技术问题是提供一种用于火龙果摘取的三自由度机械爪，该装置可在火龙果采摘过程中的夹持、剪切及输送，无需要增加夹持的压力，剪切方便，剪切后的输送不会滑脱，且在采摘过程中不会造成火龙果夹痕或夹伤。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用如下技术手段：
[0007]一种用于火龙果摘取的三自由度机械爪，包括三自由度模组和设置在三自由度模组上由三自由度模组驱动的机械爪，所述的机械爪设置有末端执行器、左剪切手抓和右剪切手抓，末端执行器驱动左剪切手抓和右剪切手抓动作，左剪切手抓和右剪切手抓均设置有剪切板、第二连杆和料斗，料斗设有底板，左剪切手抓和右剪切手抓的两个料斗的底板除相邻一侧外的另外三侧均设置侧挡板，两个料斗的底板在相互远离的一侧均设置第二连
杆，第二连杆的顶部均连接设置剪切板，两个剪切板的边沿为剪切刃。
[0008]采用上述技术方案的本技术，与现有技术相比，其突出的特点是：
[0009]通过设置料斗，两个料斗在剪切前、剪切时剪切后相配合，只需要将待剪切的火龙果利用两个料斗承接、支撑，剪切后的左剪切手抓和右剪切手抓只在火龙果上方起防止脱落的作用，剪切完成后不利用夹持的方式固定输送火龙果，使得采摘的火龙果输送不会滑脱，且在采摘过程中不会造成火龙果夹痕或夹伤。
[0010]剪切板的对切，更利于快速有力的切断火龙果果茎。
[0011]进一步的优选技术方案如下：
[0012]所述的剪切板椭圆弧状，剪切板在左剪切手抓和右剪切手抓相邻一侧面积小，剪切板在与第二连杆相连接的一侧的面积大。
[0013]上述设置便于剪切前将火龙果置于两个料斗内。
[0014]所述的末端执行器设有 第一伺服电机、气缸、螺杆、第一连杆、夹爪、固定杆、凸轮、挡板， 第一伺服电机与挡板螺栓连接，再由齿轮与凸轮进行间隙配合，气缸与凸轮通过螺杆连接，凸轮与固定杆通过螺栓连接，固定杆与第一连杆螺栓连接，夹爪与第一连杆螺栓连接；螺杆与第一连杆联动， 第一伺服电机通过驱动齿轮转动控制整个机械爪的转动；气缸通过控制螺杆的运动，从而对第一连杆实现控制，第一连杆控制夹爪抓取与释放。
[0015]通过上述设置，便于利用 第一伺服电机、气缸分别进行相应的驱动，以更好地完成采摘工作。
[0016]所述的三自由度模组设有左伺服电动缸、右伺服电动缸和中间伺服电动缸，左伺服电动缸、右伺服电动缸平行设置，中间伺服电动缸的两端通过滑动座与左伺服电动缸、右伺服电动缸分别连接，左伺服电动缸、右伺服电动缸驱动中间伺服电动缸沿直线运动；中间伺服电动缸上设有滑动座用于连接设置机械爪。
[0017]通过三自由度模组的设置，本装置可以更稳定的沿直线运动，便于控制。
[0018]所述的左伺服电动缸、右伺服电动缸和中间伺服电动缸的结构相同，均设有 第二伺服电机和丝杠及滑动座， 第二伺服电机驱动丝杠，丝杠与滑动座螺纹配合带动滑动座沿直线运动。
[0019]通过丝杠及滑动座的设置，方便利用伺服电机驱动工作。
附图说明
[0020]图1是本技术的立体图。
[0021]图2是本技术的机械爪的立体图。
[0022]图3是本技术的三自由度模组的立体图。
[0023]图4是本技术的末端执行器的立体图。
[0024]图5是本技术的左剪切手抓的立体图。
[0025]图6是本技术的右伺服电动杠的立体图。
[0026]附图标记说明：1—三自由度模组，2
‑
—机械爪；3—末端执行器，4—左剪切手抓，5—右剪切手抓，6—右伺服电动杠，7—左伺服电动杠，8—中间伺服电动杠，9—第一伺服电机，10—气缸，11—螺杆，12—第一连杆，13—夹爪，14—固定杆，15—凸轮，16—挡板，17—剪切板，18—第二连杆，19—料斗，20—第二伺服电机，21—丝杠。
具体实施方式
[0027]下面结合实施例，进一步说明本技术。
[0028]参见图1可知，本专利技术的一种用于火龙果摘取的三自由度机械爪由三自由度模组和设置在三自由度模组上，由三自由度模组驱动的机械爪组成。
[0029]参见图2可知，本专利技术的机械爪有末端执行器3、左剪切手抓4和右剪切手抓5组成。
[0030]参见图5可知，本专利技术的剪切手抓由剪切板17、第二连杆18和料斗19组成。
[0031]参见图2可知，末端执行器3与左剪切手抓4和右剪切手抓5通过连杆间隙配合，最终由螺母进行固定，实现连接。末端执行器3通过开合的运动来控制左剪切手抓4和右剪切手抓5对火龙果进行抓取、剪切和释放，最终实现对火龙果的收集。
[0032]参见图4可知，机械爪末端执行器由 第一伺服电机9、气缸10、螺杆11、第一连杆12、夹爪13、固定杆14、凸轮15和挡板16组成。参见图4可知， 第一伺服电机9与挡板16螺栓连接，再由齿轮与凸轮15进行间隙配合，气缸10与凸轮1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于火龙果摘取的三自由度机械爪，包括三自由度模组（1）和设置在三自由度模组（1）上由三自由度模组（1）驱动的机械爪（2），其特征在于：所述的机械爪（2）设置有末端执行器（3）、左剪切手抓（4）和右剪切手抓（5），末端执行器（3）驱动左剪切手抓（4）和右剪切手抓（5）动作，左剪切手抓（4）和右剪切手抓（5）均设置有剪切板（17）、第二连杆（18）和料斗（19），料斗（19）设有底板，左剪切手抓（4）和右剪切手抓（5）的两个料斗（19）的底板除相邻一侧外的另外三侧均设置侧挡板，两个料斗（19）的底板在相互远离的一侧均设置第二连杆（18），第二连杆（18）的顶部均连接设置剪切板（17），两个剪切板（17）的边沿为剪切刃。2.根据权利要求1所述的用于火龙果摘取的三自由度机械爪，其特征在于：所述的剪切板（17）椭圆弧状，剪切板（17）在左剪切手抓（4）和右剪切手抓（5）相邻一侧面积小，剪切板（17）在与第二连杆（18）相连接的一侧的面积大。3.根据权利要求1所述的用于火龙果摘取的三自由度机械爪，其特征在于：所述的末端执行器（3）设有 第一伺服电机（9）、气缸（10）、螺杆（11）、第一连杆（12）、夹爪（13）、固定杆（14）、凸轮（15）、挡板（16）， 第一伺服电机（9）与挡板（16）螺栓连接，再由齿轮与凸轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：张协良，潘硕，邱立琦，孙群，姚鹏辉，姜新田，王文硕，岳岩，
申请(专利权)人：聊城大学，
类型：新型
国别省市：