[发明专利]适用于夹持类球形水果的末端执行器

说明书

本发明公开了一种适用于夹持类球形水果的末端执行器，包括执行本体、安装于执行本体上的执行组件以及驱动执行组件实现抓取动作的驱动组件；所述执行组件包括转动配合于执行本体上呈摆臂结构的一对向下延伸并左右设置的下夹指以及连接于执行本体上一对向下延伸并左右设置的上夹指，所述上夹指位于下夹指前侧并位于下夹指从后向前投影形成的夹持区域内并与上夹指合围成用于在水果周向形成夹持的空间；本发明一对上夹指和一对下夹之间合围成夹持空间，下夹指配合上夹指对水果形成周向夹持动作，提高夹持的稳定性，并从周向对水果进行夹持，使得夹持力均匀分散于水周四周，避免应力集中导致的水果机械损伤。

技术领域

本发明设计农机技术领域，特别涉及一种适用于夹持类球形水果的末端执行器。

背景技术

我国是水果产业大国，但是由于缺乏水果收获后的处理技术，我国果品产业目前面临的劣势是水果产业机械自动化程度低，缺乏统一的加工处理流程，水果品质不高。水果抓取机械手可广泛应用于水果产业链中的水果在线检测及分拣领域，可以提高水果分拣效率，降低劳动力，对推动我国水果产业机械化的发展有着积极的意义。

现在国内外对水果采摘机器人末端执行器的研发较少，而且制作成本较高，对环境的适应能力有限。另外，果肉脆弱柔软的特点对采摘机器人末端执行器的研发提出更高的要求。因此，开发和设计水果采摘机器人末端执行器对实现水果采摘作业的机械化、自动化和智能化以及改善农业生产环境、促进我国农业科技进步和加速农业现代化进程有着重大意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种适用于夹持类球形水果的末端执行器，其可适应不同大小的水果夹持，通过上夹指、下夹指以及辅助夹指形成有效的夹持空间，提供了可靠的夹持性能并避免水果的机械损伤。

本发明的适用于夹持类球形水果的末端执行器，包括执行本体、安装于执行本体上的执行组件以及驱动执行组件实现抓取动作的驱动组件；

所述执行组件包括转动配合于执行本体上呈摆臂结构的一对向下延伸并左右设置的下夹指以及连接于执行本体上一对向下延伸并左右设置的上夹指，一对所述下夹指通过驱动组件驱动形成相对摆动实现相互靠近的夹持动作或相互远离的张开动作，所述上夹指位于下夹指前侧并位于下夹指从后向前投影形成的夹持区域内并与上夹指合围成用于在水果周向形成夹持的空间。

进一步，所述上夹指呈柱状结构并以其自身中轴线转动配合于执行本体上并可被驱动组件驱动转动，所述上夹指径向截面呈沿螺旋线半径逐渐变大的封闭结构。

进一步，末端执行器还包括辅助夹指，所述辅助夹指通过竖向滑动副连接于执行本体上并可被驱动组件驱动滑动，所述辅助夹指位于上夹指和下夹指合围的夹持空间内并用于抵在水果上方。

进一步，所述驱动组件包括用于提供动力的驱动装置以及与驱动装置驱动配合并将动力传递至上夹指、下夹指以及辅助夹指使得三者同步运行的传递组件。

进一步，传递组件包括分别与两个下夹指传动配合的两个传动齿轮Ⅰ、分别与两个传动齿轮Ⅰ啮合的两个传动齿轮Ⅱ以及与两个传动齿轮Ⅱ啮合的齿条，所述辅助夹指固定连接于齿条底部，所述传动齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅰ同轴设置并传动配合，所述锥齿轮Ⅰ与锥齿轮Ⅱ啮合，所述锥齿轮Ⅱ与上夹指传动配合。

进一步，两个所述上夹指下端向内弯曲相互靠近。

进一步，所述辅助夹指为用于抵在水果顶部的弹性件。

进一步，所述辅助夹指包括呈n形的夹持本体，所述夹持本体两竖向侧壁向外弯折形成弹性夹持部。

进一步，所述上夹指以及下夹指上设置有用于限制二者扭矩的扭矩限制装置。

进一步，所述执行本体为内有安装腔的壳状结构，驱动组件安装于执行本体的安装腔内，所述执行本体顶部设置有用于与机械臂连接的连接座。

本发明的有益效果：