[发明专利]球形果蔬采摘末端执行器

说明书

技术领域

本发明涉及采摘机器人技术领域，特别涉及一种球形果蔬采摘末端执行器。

背景技术

果蔬采摘是果蔬生产中最费时费力的环节，因此利用采摘机器人代替传统的人力采摘有利于提高采摘效率，降低劳动强度和成本。末端执行器安装于机械手臂前端，是果蔬采摘机器人实现果蔬采摘的重要部件。目前国内外采摘机器人的末端执行器采摘果蔬时，通常有两种方式：一种是末端执行器抓住果蔬后，采用拉、拧果柄的方式，这种方式容易使果蔬受到损伤；另一种是末端执行器抓住果蔬后，用传感器检测果柄位置后用激光、刀片等辅助工具切割果柄，这种方式需要额外的激光装置或驱动刀片的动力装置。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种球形果蔬采摘末端执行器，利用一个电机，同时驱动抓取机构和切断机构，完成果蔬抓取和果柄切断两个任务。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：球形果蔬采摘末端执行器，由机架、驱动传动机构、导套机构、切断机构、抓取机构组成；机架由上机座、下机座、机座侧板组成；驱动传动机构由电机、联轴器、传动轴、上套筒、下套筒、绞盘(两个，分别对应切断机构和抓取机构)、绳(两根，分别对应切断机构和抓取机构)组成，将电机的转动转换为绳的平移运动；导套机构由导套、弹簧组成，弹簧提供预加力，导套用于弹簧在受绳的拉力时平移的导向；切断机构采用类似剪刀的结构；抓取机构由手爪安装板、手爪拉杆、手爪连接杆、弧形手指组成。

本发明还有其它一些特征：

1.所述的球形果蔬采摘末端执行器，利用一个电机，能够同时实现末端执行器的果蔬抓取和果柄的切断。

2.所述的切断机构和抓取机构，采用绳驱动的驱动方式。

附图说明

图1为本发明的主视图；

图2为本发明的左视图；

图3为本发明的三维图；

图4、图5为本发明的切断机构示意图；

图6为本发明的抓取机构示意图。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-电机；2-电机座；3-联轴器；4-上套筒；5-绞盘；6-下套筒；7-导套座；8-导套；9-剪刀拉杆；10-剪刀安装板；11-剪刀固定轴；12-手爪拉杆；13-手爪安装板；14-弹簧；15-绳；16-传动轴；17-轴承座；18-轴承；19-下机座；20-上机座；21-机座侧板；22-手爪连接杆；23-剪刀连接杆；24-弧形手指；25-剪刀刀片。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步描述。

如图1-6所示，本发明实施例由机架、驱动传动机构、导套机构、切断机构、抓取机构组成。

机架由上机座20、下机座19、机座侧板21(两个)通过螺钉连接而成。

驱动传动机构由安装在机座2上的电机1、联轴器3、传动轴16、上套筒4、下套筒6、绞盘5(两个，分别对应切断机构和抓取机构)、绳15(两根，分别对应切断机构和抓取机构)、轴承座17(由两个半轴承座构成)、轴承18组成，将电机1的转动转换为绳15的平移运动。

导套机构由安装在导套座7上的导套8、弹簧14组成，弹簧14提供预加力，导套8用于弹簧14在受绳的拉力时平移的导向。导套机构有两套，分别用于切断机构和抓取机构。

切断机构采用连杆组成的类似剪刀结构，由剪刀拉杆9、剪刀连接杆23(两个)、剪刀刀片25(两个)、剪刀固定轴11组成。剪刀拉杆9和剪刀连接杆23之间、剪刀连接杆23和剪刀刀片25之间均采用铰链连接。剪刀拉杆9和绳15相连，剪刀刀片25通过剪刀固定轴11固定在剪刀安装板10上。剪刀刀片25能够绕剪刀固定轴11转动。切断机构的示意图见图4和图5，当电机1正转时，驱动绳15克服弹簧14的作用力带动剪刀拉杆9向左运动，剪刀刀片25为闭合状态；反之，当电机1反转时，绳15被松开，在弹簧14的作用下，剪刀拉杆9向右运动，剪刀刀片25为张开状态。

抓取机构由手爪安装板13、手爪拉杆12、手爪连接杆22、弧形手指24组成。手爪连接杆22和手爪安装板13、弧形手指24之间均采用铰链连接。抓取机构的示意图见图6，当电机1正转时，驱动绳15克服弹簧14的作用力带动手爪拉杆12向左运动，弧形手指24为闭合状态；反之，当电机1反转时，绳15被松开，在弹簧14的作用下，手爪拉杆12向右运动，弧形手指24为张开状态。

本发明的工作原理如下：

1.抓取操作