[實用新型]采摘機器人伸縮式機械手

有效

• 申請號: 201220677024.7
• 申請日: 2012-12-11
• 公開（公告）號: CN203245878U
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 劉繼展;劉煒;李冉
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B25J9/06
• 分類號: B25J9/06;B25J17/02;A01D46/30
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域????

本實用新型涉及農業裝備領域，特別涉及一種采摘機器人伸縮式機械手。

背景技術?????

對空間分布生長的各類果蔬進行采摘機器人作業時，需要由機械手將末端執行器以合適的姿態送至接近目標果實的采摘作業位置，而果實分布范圍大，果實姿態各異，冠層空間內枝葉形成復雜的障礙，對機械手的工作空間、可操作度、避障能力和姿態多樣性都提出了很高要求；市場現有機械手基本為全轉動關節結構，其工作空間、可操作度、避障能力和姿態多樣性均無法有效滿足果蔬采摘作業的需要，因而很多國內外自主開發的采摘機器人機械手，加入了若干直動關節（梁喜鳳,王永維.?番茄收獲機械手奇異性分析與處理.?農業工程學報，2006,22（1）：85-88；M.Monta,?N.Kondo,?YShibano.?Agricultural?Robot?in?Grape?Production?System.?IEEE?Internatlonal?Conference?on?Robotlcs?and?Automation,?1995:?2504-2509;?Seiichi?Arima,?Naoshi?Kondo,Hiroshi?Nakamura.?Development?of?Robotic?System?for?Cucumber?Harvesting[J].?JARQ,?1996,?30:?233-238;?T.?A.?Pool,?R.?C.?Harrell.?An?End-effector?for?Robotic?Removal?of?Citrus?from?the?Tree.?American?Society?of?Agricultural?Engineers,?1991,?34(2):?373-378.），其直動關節一般采用氣缸傳動或螺桿傳動等形式，氣缸或螺桿長度必須保證所需直動行程，大大增加了機械手的尺寸和占用空間，安裝和使用不變，關節運動范圍受限，機械手干涉可能大大增加。

發明內容??

為了克服現有果蔬采摘機器人機械手的不足，本實用新型提供一種采摘機器人伸縮式PRRRPR型機械手，滿足采摘機器人作業的要求。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：一種采摘機器人伸縮式PRRRPR型機械手，其特征在于：所述機械手由腕扭桿、腕扭動關節、腕擺桿、腕擺動關節、腕伸桿、腕伸縮關節、小臂、肘關節、大臂、肩關節、肩部、體轉關節、上體，體伸縮關節和基座所組成；腕扭桿通過腕扭動關節與腕擺桿聯接，腕擺桿通過腕擺動關節與腕伸桿聯接，腕伸桿通過腕伸縮關節與小臂聯接，小臂通過肘關節與大臂聯接，大臂通過肩關節與肩部聯接，肩部通過體轉關節與上體聯接，上體通過體伸縮關節與基座聯接。?

腕伸縮關節和體伸縮關節具有相同的組成結構，包括直動伸縮套筒、中間傳動套筒、基座套筒、外驅動套筒；外驅動套筒套于基座套筒的外側，基座套筒套于中間傳動套筒的外側，中間傳動套筒套于直動伸縮套筒的外側；外驅動套筒內側的3條豎直安裝導槽經基座套筒外側的3個凸塊滑動插入，安裝后中間傳動套筒外側的3個中間傳動套筒滑銷分別穿過3條基座套筒曲線通槽并插入外驅動套筒的3條豎直驅動導槽中，直動伸縮套筒外側的3個直動伸縮套筒滑銷分別穿過3條中間傳動套筒曲線通槽并插入基座套筒的3條豎直導槽中，由電機經齒輪與外壁輪齒的傳動帶動外驅動套筒轉動，由外驅動套筒內側的3條豎直驅動導槽撥動中間傳動套筒外側的3個中間傳動套筒滑銷使其沿3條基座套筒曲線通槽滑動，從而帶動中間傳動套筒轉動的同時向外伸出；進而由3條中間傳動套筒曲線通槽撥動3個直動伸縮套筒滑銷使其沿3條中間傳動套筒曲線通槽滑動，從而帶動直動伸縮套筒向外伸出。?

本實用新型的有益效果是，伸縮式PRRRPR結構有效保證了果蔬采摘的工作空間、可操作度、避障能力和姿態多樣性要求，其腕伸縮關節和體伸縮關節可實現套筒長度數倍的直線伸縮運動，大大減小直動關節的空間占用和與機械手各部分的干涉可能。?

附圖說明???

圖1為采摘機器人伸縮式PRRRPR型機械手結構示意圖；

圖2為采摘機器人伸縮式PRRRPR型機械手運動簡圖；

圖3為伸縮臂結構示意圖；

圖4為筒式伸縮臂直動伸縮套筒結構示意；

圖5為筒式伸縮臂中間傳動套筒結構示意圖；

圖6為筒式伸縮臂基座套筒結構示意圖；

圖7為筒式伸縮臂外驅動套筒結構示意圖；