[发明专利]水果自动包装设备用的机械手抓取装置及方法

说明书

本发明公开一种水果自动包装设备用的机械手抓取装置及方法，其装置包括安装座、至少一个抓取机械手、升降气缸和谐波减速器，谐波减速器安装于安装座下方、升降气缸顶部与谐波减速器底部连接，升降气缸底部与抓取机械手连接；升降气缸带动抓取机械手进行上下移动，谐波减速器带动抓取机械手进行转动。其方法是利用谐波减速器调整抓取机械手的角度，利用升降气缸带动抓取机械手上升或下降，利用错位气缸带动抓取机械手进行前后移动，利用移位气缸带动抓取机械手进行左右移动，最后使水果排列状态与包装盒上的包装位置相适应。本发明可实现一次多果的柔性夹持，能自适应水果外形和外径大小的变化，应该范围较广。

技术领域

本发明涉及水果包装技术领域，特别涉及一种水果自动包装设备用的机械手抓取装置及方法。

背景技术

在水果自动包装生产线中，应用工业机器人技术日渐广泛，但目前主要是用于包装后的码垛搬运等工作，比较少用于包装工序中的入盒装箱工序。特别是对于一些精品包装，如水果吸塑托盘包装，目前基本还是采用人工逐个装填的方法，普通的机械手难以适应。

水果不同于工业产品，即使通过分级后其外形尺寸也有差异，若采用普通的夹持式机械手抓取，为避免夹伤水果则需要在工作过程中频繁调节夹紧力度，从而造成效率低下。因此，目前大多数用于水果的机械手均采用真空吸取式，通过真空吸头直接吸附水果表面，提取移位。但是，这种真空吸取式机械手只能用于表面平滑且坚韧的水果，对于表皮有绒毛或褶纹的水果则难以适应，特别是对于表皮柔软柔嫩的水果，还极易造成吸取位置表皮的淤伤，其应用具有很大的局限性。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种水果自动包装设备用的机械手抓取装置，该抓取装置可实现一次多果的柔性夹持，能自适应水果外形和外径大小的变化，应该范围较广。

本发明的另一目的在于提供一种通过上述装置实现的水果自动包装设备用的机械手抓取方法。

本发明的技术方案为：一种水果自动包装设备用的机械手抓取装置，包括安装座、至少一个抓取机械手、升降气缸和谐波减速器，谐波减速器安装于安装座下方、升降气缸顶部与谐波减速器底部连接，升降气缸底部与抓取机械手连接；升降气缸带动抓取机械手进行上下移动，谐波减速器带动抓取机械手进行转动。其中，安装座作为整个机械手抓取装置的主体基座，其顶部外接机器人手臂，其底部用于安装组成机械手抓取装置的各部件。

所述机械手抓取装置还设有外置的CCD摄像机。CCD摄像机可直接安装于水果自动包装设备上机架上，位于水果输送通道上方。升降气缸、谐波减速器和CCD摄像机共同外接水果自动包装设备的控制系统，通过CCD摄像机拍摄水果在水果输送机上的放置状态后，由控制系统分析计算抓取机械手需要转动的角度以及水果从CCD摄像机处运行至抓取机械手处所需的时间后，再分别向谐波减速器和升降气缸发出指令，控制抓取机械手完成一系列动作。

所述抓取机械手有多个，每个抓取机械手上配置一个升降气缸和一个谐波减速器；

安装座底部设有导轨，每个谐波减速器上设有一个上轨座和一个下轨座，各上轨座的上部分别与导轨相配合，每个上轨座的下部与一个下轨座相配合；

各下轨座的底部分别设有第一销轴和错位气缸，错位气缸的活塞杆末端与第一销轴一端固定连接，第一销轴的另一端与下轨座固定连接；其中，错位气缸可通过安装支座固定安装于上轨座底部，第一销轴与下轨座相垂直设置，错位气缸的活塞动作时，通过第一销轴推动或拉动下轨座相对于上轨座进行滑动，从而控制各个抓取机械手的前后位置，可使水果所处的前后位置与包装盒上的包装位置相适应；