[實用新型]花卉采摘機械手的末端執(zhí)行器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420833415.2
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN204426019U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷紅梅;王迪;李小霞;汪木蘭
• 申請（專利權(quán)）人: 淮安信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: A01D46/00
• 分類號: A01D46/00
• 代理公司: 淮安市科翔專利商標(biāo)事務(wù)所 32110
• 代理人: 韓曉斌

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及機械手，具體涉及一種花卉采摘機器手的末端執(zhí)行器。

背景技術(shù)

隨著花卉養(yǎng)殖用途的不斷推廣，人們對于花卉的需求的不斷提高，花卉已經(jīng)成為人們提高生活質(zhì)量，改善生活環(huán)境的一個重要用品。以玫瑰為例，采摘的玫瑰可以用在高級香水、醫(yī)藥、食品、化妝品、香精、香料、及工藝品。如玫瑰精油、玫瑰浸膏、玫瑰糖、玫瑰干花、玫瑰花茶等已經(jīng)成為習(xí)以為常的生活用品。而目前國內(nèi)很多地區(qū)由于氣候條件的限制，環(huán)境的約束以及玫瑰制作流程較為緩慢等問題，滿足不了市場的需求。花卉采摘收獲也是其中一個不可規(guī)避的環(huán)節(jié)。目前，花卉采摘主要還是采用人工勞作，每到花卉收獲時節(jié)，都有大批農(nóng)業(yè)勞動者加班加點、不分晝夜的搶抓時間，勞動強度大，效率低，且不可避免的存在花卉擠損的問題，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于：設(shè)計一種花卉采摘機械手的末端執(zhí)行器，設(shè)計花卉抓取、剪切、包納構(gòu)件，采用氣動驅(qū)動控制實現(xiàn)張合，實現(xiàn)多方向位置變換，提高工作效率，具有良好的市場前景。

本實用新型的技術(shù)解決方案是：該機械手包括底座上連接的一號關(guān)節(jié)臂、?二號關(guān)節(jié)臂和末端執(zhí)行器，其特征是：所述末端執(zhí)行器包括切割刀片、球形薄型槽爪、扇形齒輪、法蘭、氣缸和十字萬向節(jié)，氣缸的底部連接十字萬向節(jié)，十字萬向節(jié)連接二號關(guān)節(jié)臂，氣缸的頂部連接法蘭，氣缸的活塞桿穿過法蘭，活塞桿上設(shè)齒條，法蘭內(nèi)經(jīng)圓柱銷對稱連接兩個球形薄型槽爪和兩個扇形齒輪，扇形齒輪嚙合活塞桿的齒條，球形薄型槽爪的前端的置刀槽內(nèi)安裝切割刀片。

其中，在二號關(guān)節(jié)臂上安置固定存儲槽，存儲槽的落入口位置在末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)半徑上，存儲槽的落入口處安裝逆止閥。

其中，在存儲槽中放置重量傳感器。

本實用新型的優(yōu)點是：

1、設(shè)計抓取切割球形薄型槽爪，在氣缸與法蘭的協(xié)作下通過齒條狀活塞桿與扇形齒輪的嚙合進(jìn)行張合，閉合時槽爪包納被采摘花卉，其邊緣的圓弧形切割刀片實現(xiàn)對花梗的切割動作。

2、采用十字萬向節(jié)實現(xiàn)末端執(zhí)行器與機械臂的連接，在直流力矩電機的驅(qū)動下末端執(zhí)行器轉(zhuǎn)動至機械臂末端花卉存儲槽位置，松開薄型槽爪花卉落入存儲槽內(nèi)，末端執(zhí)行器返回至垂直向下位置繼續(xù)工作，靈活度好，活動范圍大，實現(xiàn)末端執(zhí)行器至存儲槽的180°無障礙旋轉(zhuǎn)。

3、在二號關(guān)節(jié)臂上設(shè)計固定逆止閥的存儲槽，存儲槽的落入口位置在末端執(zhí)行器的旋轉(zhuǎn)半徑上，末端執(zhí)行器可圍繞萬向節(jié)將花卉旋轉(zhuǎn)至存儲槽落入口處實現(xiàn)花卉收納；關(guān)節(jié)臂工作位置向上時，逆止閥處張開狀態(tài)，花卉順利落入存儲槽；關(guān)節(jié)臂工作位置向下時，逆止閥自動關(guān)閉，以免花卉在重力作用下掉落。

4、在二號關(guān)節(jié)臂的存儲槽內(nèi)安裝重量傳感器，實時記錄被采摘花卉重量，以便及時回收花卉清空存儲槽，記錄收獲成果。

5、切割刀片為圓弧形涂層硬質(zhì)合金刀具，通過螺栓夾裝在置刀槽中，更換刀片方便。

6、末端執(zhí)行器選用直流力矩電機驅(qū)動，反應(yīng)速度快，轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速波動小，機械特性與調(diào)節(jié)線性度好。

7、末端執(zhí)行器準(zhǔn)確抓取被采摘花卉，有效切割收納，實時獲取采摘重量，省去二次稱重，效力的機械手實現(xiàn)200—1400mm范圍內(nèi)的花卉采摘，工作效率高，降低勞動強度與花卉折損率。

附圖說明

圖1為末端執(zhí)行器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為花卉采摘機械手簡化示意圖。

圖3為末端執(zhí)行器花卉收納示意圖。

圖中：1切割刀片，2球形薄型槽型爪，3扇形齒輪，4齒條，5圓柱銷，6法蘭，7氣缸，8十字萬向，9存儲槽，10逆止閥，11重量傳感器，12一號關(guān)節(jié)臂，13二號關(guān)節(jié)臂，14底座，15末端執(zhí)行器。

具體實施方式

如圖1-3所示，該機械手包括底座14上連接的一號關(guān)節(jié)臂12、?二號關(guān)節(jié)臂13和末端執(zhí)行器15，其特征是：所述末端執(zhí)行器15包括切割刀片1、球形薄型槽爪2、扇形齒輪3、法蘭6、氣缸7和十字萬向節(jié)8，氣缸7的底部連接十字萬向節(jié)8，十字萬向節(jié)8連接二號關(guān)節(jié)臂13，氣缸7的頂部連接法蘭6，氣缸7的活塞桿穿過法蘭6，活塞桿上設(shè)齒條，法蘭6內(nèi)經(jīng)圓柱銷5對稱連接兩個球形薄型槽爪2和兩個扇形齒輪3，扇形齒輪3嚙合活塞桿的齒條，球形薄型槽爪2的前端的置刀槽內(nèi)安裝切割刀片1。

其中，在二號關(guān)節(jié)臂13上安置固定存儲槽9，存儲槽9的落入口位置在末端執(zhí)行器15的旋轉(zhuǎn)半徑上，存儲槽9的落入口處安裝逆止閥10。

其中，在存儲槽9中放置重量傳感器11。

機械手工作過程如下：首先，發(fā)出啟動指令驅(qū)動直流力矩電機，在直流力矩電機的帶動下機械手開始動作至花卉上方，末端執(zhí)行器15向下進(jìn)給至花處定位完成，末端執(zhí)行器開始動作讓槽型爪2張開進(jìn)行花卉抓取并閉合切割花卉；隨后，末端執(zhí)行器15旋轉(zhuǎn)270°至存儲槽位置，張開槽型爪2實現(xiàn)花卉轉(zhuǎn)移與存儲，置于存儲槽9內(nèi)的重量傳感器11實時記錄花卉重量，至此，末端執(zhí)行器一次完整動作完成。