球形果蔬采摘末端執(zhí)行器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種用于球形果蔬采摘的末端執(zhí)行器，屬于采摘機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明由機(jī)架、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)套機(jī)構(gòu)、切斷機(jī)構(gòu)、抓取機(jī)構(gòu)組成。機(jī)架由上機(jī)座、下機(jī)座、機(jī)座側(cè)板組成。驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)、聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸、上套筒、下套筒、絞盤、繩組成，將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為繩的平移運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)套機(jī)構(gòu)由導(dǎo)套、彈簧組成，彈簧提供預(yù)加力，導(dǎo)套用于彈簧在受繩的拉力時(shí)平移的導(dǎo)向。切斷機(jī)構(gòu)采用類似剪刀的結(jié)構(gòu)。抓取機(jī)構(gòu)由手爪安裝板、手爪拉桿、手爪連接桿、弧形手指組成。本發(fā)明利用一個(gè)電機(jī)，采用繩傳動(dòng)的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)球形果蔬采摘作業(yè)中的果蔬抓取和果柄切斷兩個(gè)任務(wù)。
【專利說(shuō)明】球形果蔬采摘末端執(zhí)行器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采摘機(jī)器人【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種球形果蔬采摘末端執(zhí)行器。

【背景技術(shù)】
[0002]果蔬采摘是果蔬生產(chǎn)中最費(fèi)時(shí)費(fèi)力的環(huán)節(jié)，因此利用采摘機(jī)器人代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人力采摘有利于提高采摘效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和成本。末端執(zhí)行器安裝于機(jī)械手臂前端，是果蔬采摘機(jī)器人實(shí)現(xiàn)果蔬采摘的重要部件。目前國(guó)內(nèi)外采摘機(jī)器人的末端執(zhí)行器采摘果蔬時(shí)，通常有兩種方式:一種是末端執(zhí)行器抓住果蔬后，采用拉、擰果柄的方式，這種方式容易使果蔬受到損傷；另一種是末端執(zhí)行器抓住果蔬后，用傳感器檢測(cè)果柄位置后用激光、刀片等輔助工具切割果柄，這種方式需要額外的激光裝置或驅(qū)動(dòng)刀片的動(dòng)力裝置。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種球形果蔬采摘末端執(zhí)行器，利用一個(gè)電機(jī)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)構(gòu)和切斷機(jī)構(gòu)，完成果蔬抓取和果柄切斷兩個(gè)任務(wù)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:球形果蔬采摘末端執(zhí)行器，由機(jī)架、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)套機(jī)構(gòu)、切斷機(jī)構(gòu)、抓取機(jī)構(gòu)組成；機(jī)架由上機(jī)座、下機(jī)座、機(jī)座側(cè)板組成；驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)、聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸、上套筒、下套筒、絞盤(兩個(gè)，分別對(duì)應(yīng)切斷機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu))、繩(兩根，分別對(duì)應(yīng)切斷機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu))組成，將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為繩的平移運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)套機(jī)構(gòu)由導(dǎo)套、彈簧組成，彈簧提供預(yù)加力，導(dǎo)套用于彈簧在受繩的拉力時(shí)平移的導(dǎo)向；切斷機(jī)構(gòu)采用類似剪刀的結(jié)構(gòu)；抓取機(jī)構(gòu)由手爪安裝板、手爪拉桿、手爪連接桿、弧形手指組成。
[0005]本發(fā)明還有其它一些特征:
[0006]1.所述的球形果蔬采摘末端執(zhí)行器，利用一個(gè)電機(jī)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的果蔬抓取和果柄的切斷。
[0007]2.所述的切斷機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu)，采用繩驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1為本發(fā)明的主視圖；
[0009]圖2為本發(fā)明的左視圖；
[0010]圖3為本發(fā)明的三維圖；
[0011]圖4、圖5為本發(fā)明的切斷機(jī)構(gòu)示意圖；
[0012]圖6為本發(fā)明的抓取機(jī)構(gòu)示意圖。
[0013]結(jié)合附圖，本發(fā)明實(shí)施例中附圖標(biāo)記如下:
[0014]1-電機(jī)；2_電機(jī)座；3_聯(lián)軸器；4_上套筒；5_絞盤；6_下套筒；7_導(dǎo)套座；8_導(dǎo)套；9_剪刀拉桿；10-剪刀安裝板；11-剪刀固定軸；12_手爪拉桿；13_手爪安裝板；14_彈簧；15_繩；16_傳動(dòng)軸；17_軸承座；18_軸承；19_下機(jī)座；20_上機(jī)座；21_機(jī)座側(cè)板；22-手爪連接桿；23-剪刀連接桿；24_弧形手指；25_剪刀刀片。

【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述。
[0016]如圖1-6所示，本發(fā)明實(shí)施例由機(jī)架、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)套機(jī)構(gòu)、切斷機(jī)構(gòu)、抓取機(jī)構(gòu)組成。
[0017]機(jī)架由上機(jī)座20、下機(jī)座19、機(jī)座側(cè)板21 (兩個(gè))通過(guò)螺釘連接而成。
[0018]驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由安裝在機(jī)座2上的電機(jī)1、聯(lián)軸器3、傳動(dòng)軸16、上套筒4、下套筒6、絞盤5 (兩個(gè)，分別對(duì)應(yīng)切斷機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu))、繩15 (兩根，分別對(duì)應(yīng)切斷機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu))、軸承座17 (由兩個(gè)半軸承座構(gòu)成)、軸承18組成，將電機(jī)I的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為繩15的平移運(yùn)動(dòng)。
[0019]導(dǎo)套機(jī)構(gòu)由安裝在導(dǎo)套座7上的導(dǎo)套8、彈簧14組成，彈簧14提供預(yù)加力，導(dǎo)套8用于彈簧14在受繩的拉力時(shí)平移的導(dǎo)向。導(dǎo)套機(jī)構(gòu)有兩套，分別用于切斷機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu)。
[0020]切斷機(jī)構(gòu)采用連桿組成的類似剪刀結(jié)構(gòu)，由剪刀拉桿9、剪刀連接桿23 (兩個(gè))、剪刀刀片25 (兩個(gè))、剪刀固定軸11組成。剪刀拉桿9和剪刀連接桿23之間、剪刀連接桿23和剪刀刀片25之間均采用鉸鏈連接。剪刀拉桿9和繩15相連，剪刀刀片25通過(guò)剪刀固定軸11固定在剪刀安裝板10上。剪刀刀片25能夠繞剪刀固定軸11轉(zhuǎn)動(dòng)。切斷機(jī)構(gòu)的示意圖見圖4和圖5，當(dāng)電機(jī)I正轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)繩15克服彈簧14的作用力帶動(dòng)剪刀拉桿9向左運(yùn)動(dòng)，剪刀刀片25為閉合狀態(tài)；反之，當(dāng)電機(jī)I反轉(zhuǎn)時(shí)，繩15被松開，在彈簧14的作用下，剪刀拉桿9向右運(yùn)動(dòng)，剪刀刀片25為張開狀態(tài)。
[0021]抓取機(jī)構(gòu)由手爪安裝板13、手爪拉桿12、手爪連接桿22、弧形手指24組成。手爪連接桿22和手爪安裝板13、弧形手指24之間均采用鉸鏈連接。抓取機(jī)構(gòu)的示意圖見圖6，當(dāng)電機(jī)I正轉(zhuǎn)時(shí)，驅(qū)動(dòng)繩15克服彈簧14的作用力帶動(dòng)手爪拉桿12向左運(yùn)動(dòng)，弧形手指24為閉合狀態(tài)；反之，當(dāng)電機(jī)I反轉(zhuǎn)時(shí)，繩15被松開，在彈簧14的作用下，手爪拉桿12向右運(yùn)動(dòng)，弧形手指24為張開狀態(tài)。
[0022]本發(fā)明的工作原理如下:
[0023]1.抓取操作
[0024]電機(jī)I正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)安裝在傳動(dòng)軸16上的絞盤5正轉(zhuǎn)，拉動(dòng)繩15克服彈簧14作用力向左運(yùn)動(dòng)，抓取機(jī)構(gòu)和切斷機(jī)構(gòu)同時(shí)執(zhí)行抓取和切斷動(dòng)作。
[0025]2.松開操作
[0026]電機(jī)I反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)安裝在傳動(dòng)軸16上的絞盤5反轉(zhuǎn)，繩15被放松，在彈簧14作用力拉動(dòng)下向右運(yùn)動(dòng)，抓取機(jī)構(gòu)和切斷機(jī)構(gòu)同時(shí)執(zhí)行松開動(dòng)作。
[0027]本發(fā)明所提出的用于球形果蔬采摘的末端執(zhí)行器，采用一個(gè)電機(jī)和繩驅(qū)動(dòng)的方式，同時(shí)驅(qū)動(dòng)切斷機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的果蔬抓取和果柄的切斷。
【權(quán)利要求】
1.一種球形果蔬采摘末端執(zhí)行器，其特征是:由機(jī)架、驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、導(dǎo)套機(jī)構(gòu)、切斷機(jī)構(gòu)、抓取機(jī)構(gòu)組成；機(jī)架由上機(jī)座、下機(jī)座、機(jī)座側(cè)板組成；驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)由電機(jī)、聯(lián)軸器、傳動(dòng)軸、上套筒、下套筒、絞盤(兩個(gè)，分別對(duì)應(yīng)切斷機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu))、繩(兩根，分別對(duì)應(yīng)切斷機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu))組成，將電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為繩的平移運(yùn)動(dòng)；導(dǎo)套機(jī)構(gòu)由導(dǎo)套、彈簧組成，彈簧提供預(yù)加力，導(dǎo)套用于彈簧在受繩的拉力時(shí)平移的導(dǎo)向；切斷機(jī)構(gòu)采用類似剪刀的結(jié)構(gòu)；抓取機(jī)構(gòu)由手爪安裝板、手爪拉桿、手爪連接桿、弧形手指組成。
2.如權(quán)利要求1所述的球形果蔬采摘末端執(zhí)行器，其特征在于，利用一個(gè)電機(jī)，能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)末端執(zhí)行器的果蔬抓取和果柄的切斷。
3.如權(quán)利要求1所述的球形果蔬采摘末端執(zhí)行器，其特征在于，所述的切斷機(jī)構(gòu)和抓取機(jī)構(gòu)，采用繩驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)方式。
【文檔編號(hào)】A01D46/00GK104365278SQ201410608505
【公開日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】路敦民, 向敏, 劉逸思, 張文棟, 王秀麗 申請(qǐng)人:北京林業(yè)大學(xué)