[發(fā)明專利]一種抓取近圓形堅果的機(jī)械手結(jié)構(gòu)及機(jī)械手的應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110474459.5
• 申請日: 2021-04-29
• 公開（公告）號: CN113103221B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鮑秀蘭;王國程;高興哲;馮汛;戴鵬;元野;何俊逸
• 申請（專利權(quán)）人: 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B25J9/12
• 分類號: B25J9/12;B25J15/10;A23N5/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務(wù)所(普通合伙) 42001
• 代理人: 王敏鋒

本發(fā)明公開了一種抓取近圓形堅果的機(jī)械手結(jié)構(gòu)，包括基臺、一副第一機(jī)械臂、兩副第二機(jī)械臂、絲桿電機(jī)、多個圓環(huán)形托盤，可抓取近圓形的堅果，適應(yīng)于堅果不同形狀的精準(zhǔn)抓取與穩(wěn)定，并能使被抓取的堅果繞其長軸或短軸翻滾調(diào)整堅果的方位，便于之后的堅果破殼加工流程，使破殼組件能對準(zhǔn)堅果的薄弱表面，本發(fā)明還增加了輔助機(jī)械手即第一機(jī)械臂，在破殼堅果時穩(wěn)定堅果的位置，兩個第二機(jī)械臂的上端機(jī)械臂和下端機(jī)械臂，及基臺電機(jī)都由電機(jī)直接驅(qū)動不借助諸多傳動元件，易控制，回轉(zhuǎn)運動少且運轉(zhuǎn)穩(wěn)定。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及近圓形堅果加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種抓取近圓形堅果的機(jī)械手結(jié)構(gòu)及機(jī)械手的應(yīng)用。

背景技術(shù)：

堅果因良好味道和較高營養(yǎng)價值深受現(xiàn)代人喜愛。目前堅果加工存在破殼后果仁完整性低問題，而在破殼前后如何精準(zhǔn)抓取堅果是提高果實完整程度的關(guān)鍵性問題，但堅果果殼形式多樣不易抓取，需要一種多自由度機(jī)械手進(jìn)行抓取。

已存抓取機(jī)械手技術(shù)主要是以線繩加彈簧驅(qū)動機(jī)械手外擴(kuò)和合攏，如專利號CN112478172A的尼龍線帶動，彈簧累積勢能和釋放使機(jī)械手外擴(kuò)合攏；伸縮氣缸/液壓缸推動或帶回滑塊進(jìn)而使機(jī)械爪外擴(kuò)和和合攏，如專利號CN112374139A的氣缸推動氣動手指進(jìn)而推動滑塊或限位塊使機(jī)械爪外擴(kuò)合攏；利用吸盤通過氣壓改變抓取物體和釋放物體，如專利號CN212553849U使用吸盤吸取，抓盤輔佐的方式進(jìn)行物體的穩(wěn)定抓取；利用導(dǎo)軌或滑槽提高機(jī)械手運動范圍以抓取不同形狀物體；利用齒輪齒條、蝸桿等傳動機(jī)構(gòu)調(diào)動機(jī)械手抓的開合；以及利用電磁鐵等針對所需工業(yè)材料進(jìn)行工業(yè)物件抓取的機(jī)械手爪；利用氣壓、電力混合驅(qū)動從而實現(xiàn)不同角度，不同夾持范圍工件的抓取機(jī)械爪；仿人型機(jī)械手抓取，如專利號CN207656716U實現(xiàn)的以三根類人手指形狀的新型抓取機(jī)械手機(jī)構(gòu)。

然而線繩、氣缸、液壓缸技術(shù)雖然較為普遍，但是對待近圓形堅果以及之后的加工破殼，線繩存在壓力小且控制不穩(wěn)，氣缸、液壓缸整體所需結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜以及組成裝置結(jié)構(gòu)龐大并且多自由度控制較難的問題；吸盤則存在會改變近圓形堅果的位置改變?nèi)缧D(zhuǎn)或存在橫向位移，這將會為之后的加工帶來不便的問題；導(dǎo)軌、齒輪齒條等傳動機(jī)構(gòu)、氣壓電力操控等存在自由度不易增加并且體型較大的問題，這些問題不利于提升堅果破殼后的整仁率。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的目的在于：針對上述問題，本發(fā)明的主要目的是提供一種抓取近圓形堅果的機(jī)械手結(jié)構(gòu)，可抓取近圓形的堅果，適應(yīng)于堅果不同形狀的精準(zhǔn)抓取與穩(wěn)定，并能使被抓取的堅果繞其長軸或短軸翻滾調(diào)整堅果的方位，便于之后的堅果破殼加工流程，使破殼組件能對準(zhǔn)堅果的薄弱表面，本發(fā)明還增加了輔助機(jī)械手即第一機(jī)械臂，在破殼堅果時穩(wěn)定堅果的位置。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：一種抓取近圓形堅果的機(jī)械手結(jié)構(gòu)，包括基臺、一副第一機(jī)械臂、兩副第二機(jī)械臂、絲桿電機(jī)、多個圓環(huán)形托盤，其特征在于，

所述基臺的上端面設(shè)有兩個間隔布置的基臺電機(jī)，各基臺電機(jī)的輸出軸各連接一個基連桿，使基連桿能繞基臺電機(jī)的輸出軸平行于基臺的上端面旋轉(zhuǎn)，所述絲桿電機(jī)垂直于基臺的上端面布置在兩基臺電機(jī)之間的中點，絲桿電機(jī)的絲桿朝上并且絲桿電機(jī)底部與形成在基臺電機(jī)上端面的安裝孔固定連接，絲桿上設(shè)有與其螺紋配合的滑塊，基臺的上端面還豎立有導(dǎo)向桿與固定在滑塊外周的套筒滑動連接，套筒內(nèi)周設(shè)有與導(dǎo)向桿配合的凹槽，套筒內(nèi)周與滑塊連接固定，滑塊背向基臺的一面安裝有托盤電機(jī)，托盤電機(jī)的輸出軸朝上并與托架的底部中央連接固定，托架背向托盤電機(jī)的一側(cè)呈U形，多個圓環(huán)形托盤按直徑由大到小依次從高到低可拆卸的安裝在托架U形側(cè)，各托盤同心布置且平行于基臺的上端面，堅果能卡嵌在多個圓環(huán)形托盤的內(nèi)周并隨托盤電機(jī)的輸出軸旋轉(zhuǎn)，及在絲桿轉(zhuǎn)動時隨滑塊沿導(dǎo)向桿滑行而上下升降；

各基連桿遠(yuǎn)離基臺電機(jī)的輸出軸的一端與彎折平面內(nèi)的第二機(jī)械臂的下端固定連接，彎折平面為隨所述基連桿旋轉(zhuǎn)并垂直于基臺上端面的平面，所述第二機(jī)械臂的下端垂直于基臺的上端面，所述第一機(jī)械臂的下端垂直安裝在基臺的上端面上，第一機(jī)械臂的下端與所述中點的連線為垂直于兩個基臺電機(jī)的連線的中垂線；