快速欠驅動吸附性採摘機械手的製作方法
2023-08-05 20:12:26
快速欠驅動吸附性採摘機械手的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種快速欠驅動吸附性採摘機械手，包括支座、吸盤皮膚、傳動機構、驅動機構和三個結構相同的手指機構，三個所述手指機構均勻分布鉸接在所述支座上，所述手指機構由依次鉸接的前關節、中關節、末關節構成，所述前關節、所述中關節和所述末關節的內側面上均設有所述吸盤皮膚，所述傳動機構連接在所述前關節、所述中關節和所述末關節的外側面上，所述傳動機構與所述驅動機構連接。本機械手具有抓取速度快，抓取可靠性高的性能。
【專利說明】快速欠驅動吸附性採摘機械手
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械手【技術領域】，尤其是一種快速欠驅動吸附性採摘機械手。
【背景技術】
[0002]我國近幾年來水果、蔬菜等經濟作物的種植面積迅猛增加，但是果蔬採摘作業是果蔬生產中最費時、最費力的一個環節。由此開發一種低成本，效率高能夠代替人工作業的果蔬採摘機械手成為亟待解決的問題。目前國外對採摘機械手的研究以後轉入欠驅動式手指，欠驅動手指具有簡化控制、減輕重量、降低成本等優點，但現有的採摘機械手末端執行器抓取用時還較長，抓取破損率有待提高。
實用新型內容
[0003]本實用新型針對現有技術的不足，提出一種快速欠驅動吸附性採摘機械手，結構巧妙，使用方便。
[0004]為了實現上述實用新型目的，本實用新型提供以下技術方案:一種快速欠驅動吸附性採摘機械手，包括支座、吸盤皮膚、傳動機構、驅動機構和三個結構相同的手指機構，三個所述手指機構均勻分布鉸接在所述支座上，所述手指機構由依次鉸接的前關節、中關節、末關節構成，所述前關節、所述中關節和所述末關節的內側面上均設有所述吸盤皮膚，所述傳動機構連接在所述前關節、所述中關節和所述末關節的外側面上，所述傳動機構與所述驅動機構連接。
[0005]進一步地，所述前關節的一端與所述支座鉸接固定，所述中關節的一端與所述前關節的另一端鉸接，所述末關節的一端與所述中關節的另一端鉸接；所述末關節的外側鉸接在末端連杆的一端，末端連杆的另一端與三角塊的一端鉸接，三角塊的另一端和前關節與中關節的鉸接處同時鉸接，三角塊的第三端鉸接在前端連杆的一端上，前端連杆的另一端與傳動杆鉸接，傳動杆的中間段處的鉸接孔和前關節與支座的鉸接處鉸接，傳動杆的另一端與傳動柱鉸接；傳動柱與所述驅動機構連接。
[0006]進一步地，所述驅動機構由電磁鐵、壓杆、復位彈簧構成，復位彈簧套設在所述傳動柱上，所述傳動柱穿過所述支座，其端頭上的滑動軸套在壓杆上的滑動槽內；電磁鐵固定在支座底部，其活動末端的滑動軸套在壓杆的滑動槽內；所述壓杆的一端鉸接固定在支座底部上。
[0007]進一步地，在末關節與中關節的外側面上固定有拉伸性能的末端彈簧，三角塊與前關節外側面的中間位置固定有拉伸性能的前端彈簧。
[0008]進一步地，所述吸盤皮膚由橡膠材質的皮膚基層和橡膠材質的小吸盤組成。
[0009]進一步地，所述皮膚基層的裡側為粘貼面，粘貼在手指機構上，皮膚基層的外側均勻分布有多個呈碗狀凸起的所述小吸盤。
[0010]與現有技術相比，本實用新型具有以下優點:
[0011](I)本實用新型涉及的這種快速欠驅動吸附性採摘機械手，與現有的採摘機械手相比結構簡單，以一個驅動的欠驅動機械結構為主體；其抓取速度快，用一個推拉電磁鐵作為動力源，響應時間短。
[0012](2)本實用新型為涉及的快速欠驅動吸附性採摘機械手，不工作時為閉合狀態，即在機械手在抓取到果實後的移動過程中，其電磁鐵不需要繼續供電，節省了一定的能量。
[0013](3)本實用新型為涉及的快速欠驅動吸附性採摘機械手，抓取過程中吸盤皮膚與果實接觸，皮膚上的突起吸盤可以使果實抓取更可靠，同時還能緩衝手指閉合的作用力，使抓取效果更好。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型主視結構示意圖。
[0015]圖2為本實用新型俯視結構示意圖。
[0016]圖3為本實用新型右視結構示意圖。
[0017]圖4為本實用新型仰視結構示意圖。
[0018]附圖中:I末關節，2末端連杆，3末端彈簧，4三角塊，5中關節，6前端彈簧，7前端連杆，8前關節，9吸盤皮膚，10傳動杆，11壓杆，12傳動柱，13電磁鐵，14支座，15復位彈簧，16固定柱。
【具體實施方式】
[0019]下面結合附圖對本實用新型進行詳細描述，本部分的描述僅是示範性和解釋性，不應對本實用新型的保護範圍有任何的限制作用。
[0020]如圖1、2、3和4所示的一種快速欠驅動吸附性採摘機械手，包括三個結構相同的手指機構、吸盤皮膚、傳動機構、支座、驅動部分；每個手指機構有三個關節，分別是前關節
8、中關節5、末關節I ;三個手指機構鉸接在支座14上，且互成角度為120度，每個手指機構上都粘貼吸盤皮膚9，這樣可以保證在抓持力較小的情況下，也能起到較好的抓取效果，同樣對果實的抓取起到一定緩衝作用，降低果實受損率。
[0021]所述的單個手指機構的構成如下:前關節8右下端與支座14鉸接固定，依次地中關節5右下端與前關節8右上端鉸接，末關節I右端與中關節5右上端鉸接。末端連杆2與手指末關節I的左端鉸接，末端連杆2的另一端與三角塊4左端鉸接，三角塊4的右端又和前關節8與中關節5的鉸接處同時鉸接，三角塊4的下端與前端連杆7鉸接。前端連杆7的另一端與傳動杆10鉸接，傳動杆10的中間段處的鉸接孔和手指前關節8與支座14的鉸接處鉸接，傳動杆10的另一端與傳動柱12鉸接。其中在末關節I左端與中關節5中間位置固定有拉伸性能的末端彈簧3，三角塊4的下端與前關節8的中間位置固定有拉伸性能的ill端彈黃6,通過如端彈黃6和末端彈黃3可以調節抓取力的大小。
[0022]如圖1所示，在傳動柱12上套有復位彈簧15，電磁鐵13固定於支座14的下端，壓杆11 一端與固定柱16鉸接，傳動柱12下端的滑動軸套在壓杆11上的滑動槽內，電磁鐵13推拉柱末端的滑動軸套在壓杆11的滑動槽內。
[0023]快速欠驅動吸附性採摘機械手，在不工作情況下處於閉合狀態，當機械手運動到目標物附近時，電磁鐵13得電吸合，拉動壓杆11運動，傳動柱12被壓杆11壓下，此時帶動傳動杆10逆時針旋轉，傳動杆10帶動各個手指張開。此時，機械手繼續靠近目標物，然後電磁鐵13失電，復位彈簧15復位，傳動柱12復位，同時帶動傳動杆10順時針旋轉，傳動杆10帶動機械手閉合，完成一次抓取。
[0024]本快速欠驅動吸附性採摘機械手，是一套用於對球形、長條形果蔬採摘的欠驅動機械手，整個機械手以一個電磁鐵為驅動，且以抓取速度快，抓取可靠性高為目的進行設計的。
[0025]其中，吸盤皮膚9由橡膠材質的皮膚基層和橡膠材質的小吸盤組成。皮膚基層的裡側為粘貼面，粘貼在機械手指上，皮膚基層的外側均勻分布有多個呈碗狀凸起的小吸盤。機械手抓取果實過程中，吸附皮膚9的小吸盤對目標物起一定緩衝保護作用，降低了果實的破損率，同時可增強機械手的抓取能力。
【權利要求】
1.一種快速欠驅動吸附性採摘機械手，其特徵在於:包括支座、吸盤皮膚、傳動機構、驅動機構和三個結構相同的手指機構，三個所述手指機構均勻分布鉸接在所述支座上，所述手指機構由依次鉸接的前關節、中關節、末關節構成，所述前關節、所述中關節和所述末關節的內側面上均設有所述吸盤皮膚，所述傳動機構連接在所述前關節、所述中關節和所述末關節的外側面上，所述傳動機構與所述驅動機構連接。
2.如權利要求1所述快速欠驅動吸附性採摘機械手，其特徵在於:所述前關節的一端與所述支座鉸接固定，所述中關節的一端與所述前關節的另一端鉸接，所述末關節的一端與所述中關節的另一端鉸接；所述末關節的外側鉸接在末端連杆的一端，末端連杆的另一端與三角塊的一端鉸接，三角塊的另一端和前關節與中關節的鉸接處同時鉸接，三角塊的第三端鉸接在前端連杆的一端上，前端連杆的另一端與傳動杆鉸接，傳動杆的中間段處的鉸接孔和前關節與支座的鉸接處鉸接，傳動杆的另一端與傳動柱鉸接；傳動柱與所述驅動機構連接。
3.如權利要求2所述快速欠驅動吸附性採摘機械手，其特徵在於:所述驅動機構由電磁鐵、壓杆、復位彈簧構成，復位彈簧套設在所述傳動柱上，所述傳動柱穿過所述支座，其端頭上的滑動軸套在壓杆上的滑動槽內；電磁鐵固定在支座底部，其活動末端的滑動軸套在壓杆的滑動槽內；所述壓杆的一端鉸接固定在支座底部上。
4.如權利要求1所述快速欠驅動吸附性採摘機械手，其特徵在於:在末關節與中關節的外側面上固定有拉伸性能的末端彈簧，三角塊與前關節外側面的中間位置固定有拉伸性能的如端彈黃。
5.如權利要求1所述快速欠驅動吸附性採摘機械手，其特徵在於:所述吸盤皮膚由橡膠材質的皮膚基層和橡膠材質的小吸盤組成。
6.如權利要求5所述快速欠驅動吸附性採摘機械手，其特徵在於:所述皮膚基層的裡側為粘貼面，粘貼在手指機構上，皮膚基層的外側均勻分布有多個呈碗狀凸起的所述小吸盤。
【文檔編號】B25J15/10GK203752160SQ201420136132
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年3月25日 優先權日:2014年3月25日
【發明者】賀志洋, 黃曉鵬, 萬芳新, 吳勁鋒, 同長虹, 張克平, 楊傳家, 楊卉 申請人:甘肅農業大學