[發明專利]一種水果抓取機械手及其抓取方法

在審

• 申請號: 201811635775.0
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109484702A
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 張聰;秦曉陽
• 申請（專利權）人: 廣東水利電力職業技術學院（廣東省水利電力技工學校）
• 主分類號: B65B35/16
• 分類號: B65B35/16;B65B9/00;B65B25/04
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 謝靜娜

本發明公開一種水果抓取機械手及其抓取方法，機械手包括柔性夾爪、剛性夾爪和開合驅動機構，柔性夾爪和剛性夾爪分別與開合驅動機構連接，柔性夾爪與剛性夾爪之間形成水果夾持空間；柔性夾爪包括爪架和彈力弦，爪架朝向剛性夾爪的一側分布有若干根彈力弦。其抓取方法是水果抓取機械手移動至待抓取的水果上方后，開合驅動機構帶動柔性夾爪和剛性夾爪向兩側張開，水果進入水果夾持空間后，開合驅動機構帶動柔性夾爪和剛性夾爪收攏，利用柔性夾爪上彈力弦的彈力柔性夾持水果。本發明可實現柔性夾持，能有效適應水果外形和外徑大小的變化，應用范圍較廣。

技術領域

本發明涉及水果包裝技術領域，特別涉及一種可實現柔性夾持、適應水果外形和外徑大小的變化的水果抓取機械手及其抓取方法。

背景技術

在水果自動包裝生產線中，應用工業機器人技術日漸廣泛，但目前主要是用于包裝后的碼垛搬運等工作，比較少用于包裝工序中的入盒裝箱工序。特別是對于一些精品包裝，如水果吸塑托盤包裝，目前基本還是采用人工逐個裝填的方法，普通的機械手難以適應。

水果不同于工業產品，即使通過分級后其外形尺寸也有差異，若采用普通的夾持式機械手抓取，為避免夾傷水果則需要在工作過程中頻繁調節夾緊力度，從而造成效率低下。因此，目前大多數用于水果的機械手均采用真空吸取式，通過真空吸頭直接吸附水果表面，提取移位。但是，這種真空吸取式機械手只能用于表面平滑且堅韌的水果，對于表皮有絨毛或褶紋的水果則難以適應，特別是對于表皮柔軟柔嫩的水果，還極易造成吸取位置表皮的淤傷，其應用具有很大的局限性。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種水果抓取機械手，該機械手可實現柔性夾持，能自適應水果外形和外徑大小的變化，應該范圍較廣。

本發明的另一目的在于提供上述水果抓取機械手的抓取方法。

本發明的技術方案為：一種水果抓取機械手，包括柔性夾爪、剛性夾爪和開合驅動機構，柔性夾爪和剛性夾爪分別與開合驅動機構連接，柔性夾爪與剛性夾爪之間形成水果夾持空間；柔性夾爪包括爪架和彈力弦，爪架朝向剛性夾爪的一側分布有若干根彈力弦。利用彈力弦的彈力作用實現對水果的柔性夾持和自適應水果外形，一方面可適應不同水果的大小變化，另一方面可實現機械手的快速高效動作，在設定的范圍內無需要實時調節夾緊力，也不會夾傷水果表面。

所述柔性夾爪中，爪架的上部為帶有第一銷孔的第一扇形板，爪架的下部為弓形結構，各彈力弦呈縱向安裝于弓形結構上。

所述彈力弦至少有兩根，采用圓形橡膠條制造，彈力弦兩端分別固定有圓柱金屬夾頭。

所述弓形結構中設有上橫桿和下橫桿，上橫桿和下橫桿中分別加工至少兩個定間距的圓柱階梯通孔，各圓柱階梯通孔還向外延伸有側開槽，彈力弦上的圓柱金屬夾頭對應卡嵌于圓柱階梯通孔中。其中，上橫桿和下橫桿中，圓柱階梯通孔靠近彈力弦中部的一端比遠離彈力弦中部的一端內徑小，從而能緊固彈力弦。

裝配彈力弦時，首先拉長彈力弦，使圓形橡膠條從側開槽卡入，進入到圓柱階梯通孔時放松彈力弦，使彈力弦兩端的圓柱金屬夾頭分別嵌入上橫桿和下橫桿的圓柱階梯通孔內，即可緊固彈力弦，彈力弦逐根操作裝配即可。

所述柔性夾爪中的爪架為一體式結構，剛性夾爪也為一體式結構。

所述剛性夾爪的上部為帶有第二銷孔的第二扇形板，剛性夾爪的下部為弧形狀的彎爪。

所述剛性夾爪中，彎爪至少有兩個，各彎爪相平行設置。

所述開合驅動機構包括基座、第一氣缸、第一支座、第二氣缸和第二支座，第一氣缸和第二氣缸分別安裝于基座的兩側，基座底部設有第一支座和第二支座，第一氣缸的活塞桿末端和第一支座下端分別與柔性夾爪的上部鉸接，第二氣缸的活塞桿末端和第二支座下端分別與剛性夾爪的上部鉸接。