[實用新型]一種無夾持水果采摘機械手

有效

• 申請號: 201721347168.5
• 申請日: 2017-10-19
• 公開（公告）號: CN207284266U
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 劉燕德;王觀田;王均剛;楊士男
• 申請（專利權）人: 華東交通大學
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及水果采摘機器人領域，尤其涉及一種采摘機械執行末端。

背景技術：

我國是世界第一大水果生產國和世界第一大水果消費國，水果種植業的迅速發展提升了果園機械的市場需求。

采摘作業所用勞動力占整個生產過程所用勞動力的33%一50%，采摘作業比較復雜，季節性很強，若使用人工采摘，不僅效率低、勞動量大，而且容易造成果實的損傷。使用采摘機械不僅提高采摘效率，而且降低了損傷率，節省了人工成本，提高了果農的經濟效益。因此，提高采摘作業機械化程度有重要的意義。隨著農業從業者的減少及老齡化趨勢不斷加大，采摘機械的開發利用具有巨大的經濟效益和廣闊的市場前景。

缺乏有效的采摘器械而造成的采摘效率低下也是一個重要原因。所以需要一種高效的采摘工具改善目前的狀況。

發明內容：

所述采摘機械手包括：直流驅動電機；由圓錐齒輪減速器減速，主傳動齒形帶輪，同步帶及從傳動齒形帶輪傳動的傳動裝置；由齒形切片，旋轉齒形嘴組成的取果切梗裝置，由臨時儲果倉，艙門，彈簧合頁，電控鎖組成的臨時儲果裝置。機械手外部上表殼，下表殼包裹住傳動機構。

所述采摘機械手取果與切梗的動力由一個直流驅動電機提供。直流電機可調速，能夠滿足取果與切梗不同作業模式的運動要求。使得執行末端控制簡單，操作靈活。

所述采摘機械手傳動裝置由齒輪傳動和同步帶傳動組成。如圖2所示，齒輪箱體通過螺栓連接將箱體與下表殼2固定，箱體上留有安裝傳動軸的軸孔，傳動軸與軸孔間隙配合，軸上的齒輪10通過與軸上的鍵配合實現周向固定，通過軸肩實現軸向固定，電機的輸出軸插入到齒輪減速箱的輸入軸的內軸孔中，通過鍵配合周向固定。齒輪減速箱的輸出軸末端與主傳動齒形帶輪14通過焊接固定連接，從傳動齒形帶輪15安裝在位于末端執行器的末端的取果切梗裝置，如圖5所示，從傳動齒形帶輪15安裝在長銷柱上，通過焊接固定。傳動裝置的輸出軸與取果切梗裝置的長銷柱位于同一水平面，長銷柱位于執行器的末端。齒輪減速器的輸入軸與驅動電機的輸出軸連接，動力直接到達減速器，通過錐齒輪傳動，將動力的傳輸方向改變，同時將旋轉速度減小，再通過圓柱直齒齒輪減速，使旋轉轉速到達一個合適的大小。齒輪減速器可將電機輸出的較大轉速降低到合適的大小，同時可以增加輸出的轉矩，為執行末端提供滿足要求大小的轉矩。減速器的輸出軸上安裝主傳動齒形帶輪，齒形帶輪通過同步帶將動力傳送至從傳動齒形帶輪，主、從傳動齒形帶輪尺寸規格相同，在傳動過程中不變速，只有動力傳輸的作用。同步帶傳動能夠實現較遠距離的動力傳輸作用，能夠實現機械手結構布局的要求，使得整體美觀，同時還能傳輸動力。在下表殼兩邊安裝銷柱，銷柱可在下表殼上繞著自己的軸線轉動。銷柱的一端與旋轉齒形嘴的旋轉中心固定連接，銷柱的另一端與從傳動齒形帶輪連接，動力傳至從傳動齒形帶輪時，從傳動齒形帶輪轉動，銷柱隨帶輪的轉動而轉動，與銷柱固定連接的旋轉齒形嘴也隨著轉動，即可完成收果動作，當旋轉齒形嘴與齒形切片閉合時，便完成切梗動作，另一邊的銷柱只一端與旋轉齒形嘴固定連接。銷柱連接著動力輸出端與直接執行端，是動力傳輸鏈中最后一環，其承受最大扭矩。

所述取果切梗裝置由齒形切片4，旋轉齒形嘴5，長銷柱17，短銷柱18組成，參閱圖2，銷柱通過軸肩與末端執行器上下表殼軸向固定，上下表殼的軸孔與銷柱間隙配合，實現周向固定。齒形刀片4焊接在上表殼1上，與旋轉齒形嘴配合5。旋轉齒形嘴5的旋轉中心兩端與銷柱通過螺栓連接固定。取果切梗裝置通過皮帶與傳動裝置連通，傳動裝置位于執行器的前端，通過皮帶傳動將動力傳輸到執行器末端。

所述采摘機械手旋轉齒形嘴一端為鋸齒形，所用材料為橡膠，具有彈性的橡膠材料在撈取果實時可有效保護果實及枝葉。齒形切片也為鋸齒形，且與旋轉齒形嘴閉合，所用材料為硬度較高的不銹鋼材料，在與旋轉齒形嘴閉合的過程中，可有力地切斷果梗。旋轉齒形嘴的尺寸通過合理的設計，使其一次采摘過程中只能包裹一個果實，加上其柔軟的材質，在保護目標采摘果實的同時，也能在保護相鄰果實中起到至關重要的作用。