快速欠驱动吸附性采摘机械手的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种快速欠驱动吸附性采摘机械手，包括支座、吸盘皮肤、传动机构、驱动机构和三个结构相同的手指机构，三个所述手指机构均匀分布铰接在所述支座上，所述手指机构由依次铰接的前关节、中关节、末关节构成，所述前关节、所述中关节和所述末关节的内侧面上均设有所述吸盘皮肤，所述传动机构连接在所述前关节、所述中关节和所述末关节的外侧面上，所述传动机构与所述驱动机构连接。本机械手具有抓取速度快，抓取可靠性高的性能。
【专利说明】快速欠驱动吸附性采摘机械手
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及机械手【技术领域】，尤其是一种快速欠驱动吸附性采摘机械手。
【背景技术】
[0002]我国近几年来水果、蔬菜等经济作物的种植面积迅猛增加，但是果蔬采摘作业是果蔬生产中最费时、最费力的一个环节。由此开发一种低成本，效率高能够代替人工作业的果蔬采摘机械手成为亟待解决的问题。目前国外对采摘机械手的研究以后转入欠驱动式手指，欠驱动手指具有简化控制、减轻重量、降低成本等优点，但现有的采摘机械手末端执行器抓取用时还较长，抓取破损率有待提高。
实用新型内容
[0003]本实用新型针对现有技术的不足，提出一种快速欠驱动吸附性采摘机械手，结构巧妙，使用方便。
[0004]为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案:一种快速欠驱动吸附性采摘机械手，包括支座、吸盘皮肤、传动机构、驱动机构和三个结构相同的手指机构，三个所述手指机构均匀分布铰接在所述支座上，所述手指机构由依次铰接的前关节、中关节、末关节构成，所述前关节、所述中关节和所述末关节的内侧面上均设有所述吸盘皮肤，所述传动机构连接在所述前关节、所述中关节和所述末关节的外侧面上，所述传动机构与所述驱动机构连接。
[0005]进一步地，所述前关节的一端与所述支座铰接固定，所述中关节的一端与所述前关节的另一端铰接，所述末关节的一端与所述中关节的另一端铰接；所述末关节的外侧铰接在末端连杆的一端，末端连杆的另一端与三角块的一端铰接，三角块的另一端和前关节与中关节的铰接处同时铰接，三角块的第三端铰接在前端连杆的一端上，前端连杆的另一端与传动杆铰接，传动杆的中间段处的铰接孔和前关节与支座的铰接处铰接，传动杆的另一端与传动柱铰接；传动柱与所述驱动机构连接。
[0006]进一步地，所述驱动机构由电磁铁、压杆、复位弹簧构成，复位弹簧套设在所述传动柱上，所述传动柱穿过所述支座，其端头上的滑动轴套在压杆上的滑动槽内；电磁铁固定在支座底部，其活动末端的滑动轴套在压杆的滑动槽内；所述压杆的一端铰接固定在支座底部上。
[0007]进一步地，在末关节与中关节的外侧面上固定有拉伸性能的末端弹簧，三角块与前关节外侧面的中间位置固定有拉伸性能的前端弹簧。
[0008]进一步地，所述吸盘皮肤由橡胶材质的皮肤基层和橡胶材质的小吸盘组成。
[0009]进一步地，所述皮肤基层的里侧为粘贴面，粘贴在手指机构上，皮肤基层的外侧均匀分布有多个呈碗状凸起的所述小吸盘。
[0010]与现有技术相比，本实用新型具有以下优点:
[0011](I)本实用新型涉及的这种快速欠驱动吸附性采摘机械手，与现有的采摘机械手相比结构简单，以一个驱动的欠驱动机械结构为主体；其抓取速度快，用一个推拉电磁铁作为动力源，响应时间短。
[0012](2)本实用新型为涉及的快速欠驱动吸附性采摘机械手，不工作时为闭合状态，即在机械手在抓取到果实后的移动过程中，其电磁铁不需要继续供电，节省了一定的能量。
[0013](3)本实用新型为涉及的快速欠驱动吸附性采摘机械手，抓取过程中吸盘皮肤与果实接触，皮肤上的突起吸盘可以使果实抓取更可靠，同时还能缓冲手指闭合的作用力，使抓取效果更好。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本实用新型主视结构示意图。
[0015]图2为本实用新型俯视结构示意图。
[0016]图3为本实用新型右视结构示意图。
[0017]图4为本实用新型仰视结构示意图。
[0018]附图中:I末关节，2末端连杆，3末端弹簧，4三角块，5中关节，6前端弹簧，7前端连杆，8前关节，9吸盘皮肤，10传动杆，11压杆，12传动柱，13电磁铁，14支座，15复位弹簧，16固定柱。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。
[0020]如图1、2、3和4所示的一种快速欠驱动吸附性采摘机械手，包括三个结构相同的手指机构、吸盘皮肤、传动机构、支座、驱动部分；每个手指机构有三个关节，分别是前关节
8、中关节5、末关节I ;三个手指机构铰接在支座14上，且互成角度为120度，每个手指机构上都粘贴吸盘皮肤9，这样可以保证在抓持力较小的情况下，也能起到较好的抓取效果，同样对果实的抓取起到一定缓冲作用，降低果实受损率。
[0021]所述的单个手指机构的构成如下:前关节8右下端与支座14铰接固定，依次地中关节5右下端与前关节8右上端铰接，末关节I右端与中关节5右上端铰接。末端连杆2与手指末关节I的左端铰接，末端连杆2的另一端与三角块4左端铰接，三角块4的右端又和前关节8与中关节5的铰接处同时铰接，三角块4的下端与前端连杆7铰接。前端连杆7的另一端与传动杆10铰接，传动杆10的中间段处的铰接孔和手指前关节8与支座14的铰接处铰接，传动杆10的另一端与传动柱12铰接。其中在末关节I左端与中关节5中间位置固定有拉伸性能的末端弹簧3，三角块4的下端与前关节8的中间位置固定有拉伸性能的ill端弹黃6,通过如端弹黃6和末端弹黃3可以调节抓取力的大小。
[0022]如图1所示，在传动柱12上套有复位弹簧15，电磁铁13固定于支座14的下端，压杆11 一端与固定柱16铰接，传动柱12下端的滑动轴套在压杆11上的滑动槽内，电磁铁13推拉柱末端的滑动轴套在压杆11的滑动槽内。
[0023]快速欠驱动吸附性采摘机械手，在不工作情况下处于闭合状态，当机械手运动到目标物附近时，电磁铁13得电吸合，拉动压杆11运动，传动柱12被压杆11压下，此时带动传动杆10逆时针旋转，传动杆10带动各个手指张开。此时，机械手继续靠近目标物，然后电磁铁13失电，复位弹簧15复位，传动柱12复位，同时带动传动杆10顺时针旋转，传动杆10带动机械手闭合，完成一次抓取。
[0024]本快速欠驱动吸附性采摘机械手，是一套用于对球形、长条形果蔬采摘的欠驱动机械手，整个机械手以一个电磁铁为驱动，且以抓取速度快，抓取可靠性高为目的进行设计的。
[0025]其中，吸盘皮肤9由橡胶材质的皮肤基层和橡胶材质的小吸盘组成。皮肤基层的里侧为粘贴面，粘贴在机械手指上，皮肤基层的外侧均匀分布有多个呈碗状凸起的小吸盘。机械手抓取果实过程中，吸附皮肤9的小吸盘对目标物起一定缓冲保护作用，降低了果实的破损率，同时可增强机械手的抓取能力。
【权利要求】
1.一种快速欠驱动吸附性采摘机械手，其特征在于:包括支座、吸盘皮肤、传动机构、驱动机构和三个结构相同的手指机构，三个所述手指机构均匀分布铰接在所述支座上，所述手指机构由依次铰接的前关节、中关节、末关节构成，所述前关节、所述中关节和所述末关节的内侧面上均设有所述吸盘皮肤，所述传动机构连接在所述前关节、所述中关节和所述末关节的外侧面上，所述传动机构与所述驱动机构连接。
2.如权利要求1所述快速欠驱动吸附性采摘机械手，其特征在于:所述前关节的一端与所述支座铰接固定，所述中关节的一端与所述前关节的另一端铰接，所述末关节的一端与所述中关节的另一端铰接；所述末关节的外侧铰接在末端连杆的一端，末端连杆的另一端与三角块的一端铰接，三角块的另一端和前关节与中关节的铰接处同时铰接，三角块的第三端铰接在前端连杆的一端上，前端连杆的另一端与传动杆铰接，传动杆的中间段处的铰接孔和前关节与支座的铰接处铰接，传动杆的另一端与传动柱铰接；传动柱与所述驱动机构连接。
3.如权利要求2所述快速欠驱动吸附性采摘机械手，其特征在于:所述驱动机构由电磁铁、压杆、复位弹簧构成，复位弹簧套设在所述传动柱上，所述传动柱穿过所述支座，其端头上的滑动轴套在压杆上的滑动槽内；电磁铁固定在支座底部，其活动末端的滑动轴套在压杆的滑动槽内；所述压杆的一端铰接固定在支座底部上。
4.如权利要求1所述快速欠驱动吸附性采摘机械手，其特征在于:在末关节与中关节的外侧面上固定有拉伸性能的末端弹簧，三角块与前关节外侧面的中间位置固定有拉伸性能的如端弹黃。
5.如权利要求1所述快速欠驱动吸附性采摘机械手，其特征在于:所述吸盘皮肤由橡胶材质的皮肤基层和橡胶材质的小吸盘组成。
6.如权利要求5所述快速欠驱动吸附性采摘机械手，其特征在于:所述皮肤基层的里侧为粘贴面，粘贴在手指机构上，皮肤基层的外侧均匀分布有多个呈碗状凸起的所述小吸盘。
【文档编号】B25J15/10GK203752160SQ201420136132
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年3月25日 优先权日:2014年3月25日
【发明者】贺志洋, 黄晓鹏, 万芳新, 吴劲锋, 同长虹, 张克平, 杨传家, 杨卉 申请人:甘肃农业大学