[发明专利]一种水果抓取机械手及其抓取方法

说明书

本发明公开一种水果抓取机械手及其抓取方法，机械手包括柔性夹爪、刚性夹爪和开合驱动机构，柔性夹爪和刚性夹爪分别与开合驱动机构连接，柔性夹爪与刚性夹爪之间形成水果夹持空间；柔性夹爪包括爪架和弹力弦，爪架朝向刚性夹爪的一侧分布有若干根弹力弦。其抓取方法是水果抓取机械手移动至待抓取的水果上方后，开合驱动机构带动柔性夹爪和刚性夹爪向两侧张开，水果进入水果夹持空间后，开合驱动机构带动柔性夹爪和刚性夹爪收拢，利用柔性夹爪上弹力弦的弹力柔性夹持水果。本发明可实现柔性夹持，能有效适应水果外形和外径大小的变化，应用范围较广。

技术领域

本发明涉及水果包装技术领域，特别涉及一种可实现柔性夹持、适应水果外形和外径大小的变化的水果抓取机械手及其抓取方法。

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，提供一种水果抓取机械手，该机械手可实现柔性夹持，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上述水果抓取机械手的抓取方法。

本发明的技术方案为：一种水果抓取机械手，包括柔性夹爪、刚性夹爪和开合驱动机构，柔性夹爪和刚性夹爪分别与开合驱动机构连接，柔性夹爪与刚性夹爪之间形成水果夹持空间；柔性夹爪包括爪架和弹力弦，爪架朝向刚性夹爪的一侧分布有若干根弹力弦。利用弹力弦的弹力作用实现对水果的柔性夹持和自适应水果外形，一方面可适应不同水果的大小变化，另一方面可实现机械手的快速高效动作，在设定的范围内无需要实时调节夹紧力，也不会夹伤水果表面。

所述柔性夹爪中，爪架的上部为带有第一销孔的第一扇形板，爪架的下部为弓形结构，各弹力弦呈纵向安装于弓形结构上。

所述弹力弦至少有两根，采用圆形橡胶条制造，弹力弦两端分别固定有圆柱金属夹头。

所述弓形结构中设有上横杆和下横杆，上横杆和下横杆中分别加工至少两个定间距的圆柱阶梯通孔，各圆柱阶梯通孔还向外延伸有侧开槽，弹力弦上的圆柱金属夹头对应卡嵌于圆柱阶梯通孔中。其中，上横杆和下横杆中，圆柱阶梯通孔靠近弹力弦中部的一端比远离弹力弦中部的一端内径小，从而能紧固弹力弦。

装配弹力弦时，首先拉长弹力弦，使圆形橡胶条从侧开槽卡入，进入到圆柱阶梯通孔时放松弹力弦，使弹力弦两端的圆柱金属夹头分别嵌入上横杆和下横杆的圆柱阶梯通孔内，即可紧固弹力弦，弹力弦逐根操作装配即可。

所述柔性夹爪中的爪架为一体式结构，刚性夹爪也为一体式结构。

所述刚性夹爪的上部为带有第二销孔的第二扇形板，刚性夹爪的下部为弧形状的弯爪。

所述刚性夹爪中，弯爪至少有两个，各弯爪相平行设置。

所述开合驱动机构包括基座、第一气缸、第一支座、第二气缸和第二支座，第一气缸和第二气缸分别安装于基座的两侧，基座底部设有第一支座和第二支座，第一气缸的活塞杆末端和第一支座下端分别与柔性夹爪的上部铰接，第二气缸的活塞杆末端和第二支座下端分别与刚性夹爪的上部铰接。