[發(fā)明專利]一種模塊化蛇形機械手

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010625720.2
• 申請日: 2020-07-02
• 公開（公告）號: CN111590621A
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李長勇;李貴賓;謝佳偉;張品;李惠鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 新疆大學(xué)
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/12;B25J9/00;B25J9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種模塊化蛇形機械手，涉及果蔬收獲設(shè)備，主要包括機械手單體、軟體套、電機控制線；機械手單體主要包括控制桿單元、上底板、下底板、中心桿、底板支撐球、限制件；中心桿與底板支撐球形成一個球副，中心桿與下底板固定，且中心桿的軸線與下底板垂直；控制單元的兩端各含一個球副，可使精確控制上、下底板的法線間的夾角；控制單元中的電機與控制桿經(jīng)焊接固定，且電機的軸線與控制桿的軸線相平行，可以減少機械手單體的徑向尺寸；限制件一段與下底板固定，另一端通過銷四與控制桿單元相連，可防止控制桿單元繞著自身的軸線轉(zhuǎn)動。本發(fā)明徑向尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單，增強了對不同的品種的果樹的適應(yīng)性，可在果蔬植株的枝干間運動。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種果蔬收獲設(shè)備，特別是涉及用于采摘機器人上的一種模塊化蛇形機械手。

背景技術(shù)

農(nóng)作物收獲是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，機械手作為采摘機器人的核心部件之一，其性能的優(yōu)劣將直接影響果蔬的采摘效率。目前常見的采摘機器人的機械手多以二指和三指機械手，用以完成采摘過程。其主要的問題是：

（1）由于果蔬的大小不一，因此在設(shè)計是多以果蔬的最大尺寸進行設(shè)計，這樣會使得機械手較大，不方便其在枝蔓間運動；

（2）由于不同果蔬的形狀和大小不統(tǒng)一，因此機械手只能采摘機形狀和大小相近的品種，而采摘形狀和大小相異的品種時只能重新設(shè)計機械手，這就使得機械手通用性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述常見的機械手尺寸相對較大和不能適用形狀和大小相異的果蔬，而提出一種結(jié)構(gòu)簡單、尺寸相對較小的模塊化蛇形機械手，可實現(xiàn)形狀相異且大小相差不是非常大的異種果蔬采摘。

本發(fā)明所解決的技術(shù)問題是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的。

一種模塊化蛇形機械手，包括機械手單體（1）、軟體套（2）、電機控制線（3）、螺栓組一（4）、螺栓組二（5），其特征在于：所述的機械手單體（1）包括控制桿單元（7）、上底板（6）、中心桿（9）、下底板（10）、限制件（11）、底板支撐件（12）、銷一（13）；所述的控制桿單元（7）包括電機（8）、控制桿支撐件（14）、銷二（15）、螺桿（16）、齒輪箱（17）、主動齒輪（18）、從動齒輪（20）、齒輪箱蓋（19）、導(dǎo)向板（21）、控制桿（24）、銷三（25）、銷四（27）。本發(fā)明的控制桿單元（7）的電機（8）的軸線與控制桿（24）的軸線相平行，有效減小機械手單體（1）的徑向尺寸，從而有效減少機械手的徑向尺寸；控制桿單元（7）的兩端各有一個球副，可使上、下底板（6）、（10）的法線產(chǎn)生一定的夾角，從而更好控制機械手抓取目標物體。

為此目的：

所述的控制桿支撐件（14）通過銷二（15）與螺桿（16）連接，控制桿支撐件（14）與螺桿（16）在Ⅲ處形成球副；所述的電機（8）與控制桿（24）經(jīng)焊接的方式使其兩者固定，且兩者的與齒輪距離較近的一端的端面處于同一面內(nèi)，并且電機（8）的軸線與控制桿（24）的軸線相平行；齒輪箱（17）通過焊接的方式與電機（8）和控制桿（24）固定，齒輪箱（17）內(nèi)部包含一對齒輪分別是主、從動齒輪（18）、（20），主、從動齒輪（18）、（20）的轉(zhuǎn)速比為2：1；主動齒輪（18）的中心孔是一個方孔，與電機（8）輸出軸的方軸相配合傳遞電機（8）的輸出動力；從動齒輪（20）的中心孔為螺紋孔，可以螺桿（16）相配合；齒輪箱蓋（19）通過焊接的方式與齒輪箱（17）固定；導(dǎo)向板（21）通過焊接的方式與螺桿（16）固定，并且可以沿著控制桿（24）內(nèi)孔壁的槽進行軸向運動和阻止螺桿（16）與控制桿（24）發(fā)生相對轉(zhuǎn)動；控制桿（24）通過銷三（25）與控制桿支撐件（14）相連接，并且在Ⅴ處組成一個球副，銷四（27）通過焊接的方式與控制桿（24）固定；

所述的中心桿（9）通過螺栓組一（4）與下底板（10）固定；所述的底板支撐件（12）通過螺栓組一（4）與上底板（6）固定，底板支撐件（12）通過銷一（13）與中心桿（9）連接，底板支撐件（12）與中心桿（9）在Ⅱ處形成球副；