[实用新型]苹果采摘机器人手部结构

说明书

本实用新型提出一种苹果采摘机器人手部结构，包括支撑法兰和支撑杆，支撑法兰与支撑杆连接，所述的支撑杆与固定环连接，固定环上设有活动的抓取手指和剪切手指，抓取手指与伸缩机构I活动连接，剪切手指与伸缩机构II活动连接。本实用新型的有益效果：同时包括抓取机构和剪切机构，在完成抓取的同时能够实现对水果的剪切；抓取机构和剪切机构相互独立，分别采用独立的气缸驱动，避免两者之间相互影响，同时有利于对水果的拖拽作业；包括自适应组件，提高机械手对水果大小的适应程度。

技术领域

本实用新型涉及机械装置，特别是指具有自适应功能的一种气压驱机器人手部结构。

背景技术

近些年来，由于机器人技术的迅速发展，机器人在工业、农业、医疗、军事等领域获得广泛应用。农业机器人的应用可以提高劳动生产率、改善劳动条件、解决劳动力不足等问题。采摘机器人作为农业机器人的一种类型，主要用于采摘番茄、苹果、柑桔等，具有很大的发展潜力。

国外对果园采摘机械研究始于上世纪40年代，以美国、英国为首的国家较早开展此方面的研究。至60年代，采摘机械由单一的定冲程推摇机发展到惯性式振摇机、撞击式机械等多种类型的采摘机械。美国佛罗里达大学的甜橙采摘机器人采用两个相对独立的机器人，第一个机器人负责寻找和发现甜橙的位置，并计算最有效率的采摘路径，将信息和数据传至第二个机器人，第二个机器人负责摘取果实。

我国从20世纪70年代开始研究果园采摘机械，先后研制出机械振动式山楂采果机、气囊式采果器和手持电动采果器。80年代后，开始研究和制造切割型采摘器。2007年新疆机械研究院研制了我国第一台多功能果园作业机，即LG-1型多功能果园作业机，这是一种集采摘、修剪、运输等功能的自走式作业机。此后有更多的采摘机器人研制，推动农业发展。

目前的采摘机械手对水果的抓取和果梗的剪切存在较多问题，如公布号为CN107926281A，名称为一种气动式苹果采摘装置的专利申请文件，和公告号为CN203840780U，名称为一种水果采摘工具的专利文件，其只包括水果的抓取机构，在抓取完成后，不能将果梗剪切，而公布号为CN108174690A，名称为一种水果采摘器的专利文件，其虽然在抓取爪上设有刀刃，在抓取完成后能对果梗剪切，但是如果水果过大，抓取爪无法合拢，无法完成刀刃的合并剪切，同时现有的采摘机械手大都没有对水果的自适应功能，在抓取较小的水果时，其容易从机械手的空隙之间掉落。

总而言之，苹果采摘机器手存在果实的识别率和采摘率不高、损伤率和制造成本较高等问题。而气压驱动的苹果夹持机械手具有体积小，可靠性高，成本低，绿色环保等优点，被广泛应用于水果抓取作业。因此针对上述情况设计一种提高机械手的柔性、灵巧性和通用性，提高采摘成功率，降低果实损伤率，具有自适应功能的机械手，具有十分重要的学术与实践意义。

实用新型内容

本实用新型提出一种苹果采摘机器人手部结构，解决了现有水果采摘机械手采摘效果不佳的问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种苹果采摘机器人手部结构，包括支撑法兰和支撑杆，支撑法兰与支撑杆连接，所述的支撑杆与固定环连接，固定环上设有活动的抓取手指和剪切手指，抓取手指与伸缩机构I活动连接，剪切手指与伸缩机构II活动连接。

所述的伸缩机构II套设在支撑杆上，伸缩机构II与支撑法兰连接。

所述的伸缩机构II包括连接杆II、活动环II、连接件II和气缸II，剪切手指与连接杆II活动连接，连接杆II与活动环II活动连接，活动环II套设在支撑杆上，活动环II与连接件II活动连接，连接件II与气缸II连接，气缸II与支撑法兰连接。

所述的活动环II与导向杆II连接，导向杆II与支撑法兰滑动配合。

所述的支撑杆与自适应组件连接。