[發明專利]一種自適應的多連桿式三爪采摘機械手

有效

• 申請號: 202010881073.1
• 申請日: 2020-08-27
• 公開（公告）號: CN111958625B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 鮑晟;賀一民;馬書根;袁建軍;賈文川
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;B25J15/02;A01D46/30
• 代理公司: 北京雙收知識產權代理有限公司 11241
• 代理人: 趙天真

1.一種自適應的多連桿式三爪采摘機械手，其特征在于：包括外殼（1）以及位于外殼（1）內腔中的抓取機構（2）、剪切機構（3）、驅動機構Ⅰ（4）和驅動機構Ⅱ（5）；

所述抓取機構（2）由弧形球體結構（21）和三組沿外殼（1）的軸線圓周等間距均勻分布的連桿夾爪機構（22）組成，所述弧形球體結構（21）裝在外殼（1）的內腔中，球形凹面朝前，并與外殼（1）同軸線，所述連桿夾爪機構（22）裝在弧形球體結構（21）與外殼（1）之間；

所述弧形球體結構（21）為連桿夾爪機構（22）提供弧線滑動約束，所述外殼（1）為連桿夾爪機構（22）提供直線滑動約束和固定點旋轉約束，所述驅動機構Ⅰ（4）裝在外殼（1）的內腔中，用于驅使三組連桿夾爪機構（22）沿外殼（1）的徑向方向同時向內或者向外運動，從而根據果實的形狀和大小進行適應性抓取；

所述剪切機構（3）有三組，且均沿外殼（1）的軸線圓周等間距均勻分布，三組所述剪切機構（3）分別裝在三組連桿夾爪機構（22）上，從而在抓取機構（2）抓取果實后，通過驅動機構Ⅱ（5）的驅使，用于對果實的果柄進行剪切，所述驅動機構Ⅱ（5）裝在外殼（1）的內腔中；

三組所述連桿夾爪機構（22）均由連桿Ⅰ（22-1）、連桿Ⅱ（22-2）、連桿Ⅲ（22-3）、連桿Ⅳ（22-4）、滑塊（22-6）、連桿Ⅴ（22-5）、前弧形爪片（22-7）和后弧形爪片（22-8）組成；

所述前弧形爪片（22-7）和后弧形爪片（22-8）的凹面均朝前，所述連桿Ⅰ（22-1）的后端與驅動機構Ⅰ（4）鉸接，所述連桿Ⅰ（22-1）的前端、連桿Ⅱ（22-2）的外端、連桿Ⅲ（22-3）的外端和連桿Ⅳ（22-4）的后端同時鉸接，所述弧形球體結構（21）的后側凸面中心位置處固定安裝有一個固定塊（21-1），每個所述連桿夾爪機構（22）中連桿Ⅱ（22-2）的內端均與固定塊（21-1）鉸接，所述連桿Ⅲ（22-3）的內端穿過弧形球體結構（21）上開設的徑向行程孔（21-2）后與后弧形爪片（22-8）的內端鉸接，每個所述連桿夾爪機構（22）中后弧形爪片（22-8）后側的凸面均貼合在弧形球體結構（21）前側的球形凹面內，所述后弧形爪片（22-8）的外端與前弧形爪片（22-7）的后端鉸接，前弧形爪片（22-7）的前端與連桿Ⅴ（22-5）的內端鉸接，所述連桿Ⅴ（22-5）的外端、連桿Ⅳ（22-4）的前端同時與滑塊（22-6）鉸接，所述滑塊（22-6）裝在外殼（1）側壁上開設的軸向行程孔（11-1）內，從而使滑塊（22-6）沿外殼（1）的軸線方向滑動；

三組所述剪切機構（3）均由刀桿（3-1）和外凸的弧形連桿（3-5）組成，所述刀桿（3-1）貼合在連桿Ⅴ（22-5）的前側壁上，刀桿（3-1）的內端設有剪切刀片（3-2），刀桿（3-1）的外端裝有導向塊（3-4），所述連桿Ⅴ（22-5）沿自身長度方向開設有供導向塊（3-4）沿外殼（1）的徑向滑動的導向槽（3-3），所述弧形連桿（3-5）的前端與導向塊（3-4）鉸接，弧形連桿（3-5）的后端與驅動機構Ⅱ（5）鉸接。

2.根據權利要求1所述的一種自適應的多連桿式三爪采摘機械手，其特征在于：所述驅動機構Ⅰ（4）包括滾珠絲杠Ⅰ（41）和絲桿螺母Ⅰ（42），所述滾珠絲杠Ⅰ（41）通過軸承和軸承座Ⅰ（43）安裝在外殼（1）的內腔中，并與外殼（1）同軸線，所述絲桿螺母Ⅰ（42）套設在滾珠絲杠Ⅰ（41）上，所述連桿Ⅰ（22-1）的后端與絲桿螺母Ⅰ（42）的外壁鉸接。

3.根據權利要求2所述的一種自適應的多連桿式三爪采摘機械手，其特征在于：所述驅動機構Ⅱ（5）包括滾珠絲杠Ⅱ（51）和絲桿螺母Ⅱ（52），所述滾珠絲杠Ⅱ（51）通過軸承和軸承座Ⅱ（53）安裝在外殼（1）的內腔中，并與外殼（1）同軸線，所述絲桿螺母Ⅱ（52）套設在滾珠絲杠Ⅱ（51）上，所述弧形連桿（3-5）的后端與絲桿螺母Ⅱ（52）的外壁鉸接。

4.根據權利要求3所述的一種自適應的多連桿式三爪采摘機械手，其特征在于：所述滾珠絲杠Ⅰ（41）與滾珠絲杠Ⅱ（51）之間裝有聯軸器（6），所述滾珠絲杠Ⅰ（41）與滾珠絲杠Ⅱ（51）的螺旋線方向相反，螺距不同。