專利名稱：一種用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型屬于機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的 末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
[0002]自1983年第一臺(tái)西紅柿采摘機(jī)器人在美國(guó)問(wèn)世以來(lái)，采摘機(jī)器人的研究和開(kāi)發(fā) 得到了快速的發(fā)展.法國(guó)、荷蘭等國(guó)家相繼立項(xiàng)研究了采摘蘋(píng)果、西紅柿、西瓜、葡萄、等智 能機(jī)器人。日本近幾年收獲機(jī)器人的研究方面進(jìn)展很快，目前已近研制出番茄、黃瓜、葡萄、 柑橘等水果和蔬菜采摘機(jī)器人，但技術(shù)還不大成熟，沒(méi)有達(dá)到商業(yè)化。我國(guó)在農(nóng)業(yè)機(jī)器人的 研究領(lǐng)域始于20世紀(jì)90年代中期，上海交通大學(xué)機(jī)器人研究所曹其新、劉成良等人完成了 智能化聯(lián)合收割機(jī)的研制。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)沈明霞和浙江工業(yè)大學(xué)張立斌等人正在進(jìn)行農(nóng)業(yè) 機(jī)器人視覺(jué)方面的研究。2001年張瑞合等利用雙目立體視覺(jué)得方法研究番茄收獲中的精確 定位問(wèn)題。采摘機(jī)器人是未來(lái)智能農(nóng)業(yè)機(jī)械化的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。[0003]現(xiàn)有技術(shù)提供的球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，果實(shí)采 摘效率低下，費(fèi)時(shí)費(fèi)工，經(jīng)濟(jì)效益不明顯。實(shí)用新型內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型提供了一種用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，旨在解決現(xiàn)有 技術(shù)提供的球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，果實(shí)采摘效率低下，費(fèi) 時(shí)費(fèi)工，經(jīng)濟(jì)效益不明顯的問(wèn)題。[0005]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該末 端執(zhí)打機(jī)包括王要由提供動(dòng)力的氣動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制的傳感控制系統(tǒng)組成；[0006]氣動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)通過(guò)帶有螺紋孔的平板連接件將微型氣缸的缸體和支架均安裝在 氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)上，氣缸和支架均可隨氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)；而滑臺(tái)的缸體通過(guò)帶有螺紋 孔的L型連接板件安裝在機(jī)械臂上，可隨機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)；微型氣缸的活塞軸通過(guò)螺母與推桿 連接；氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)可相對(duì)于其缸體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，氣動(dòng)滑臺(tái)的缸體運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑臺(tái)隨缸體一 起做同樣的運(yùn)動(dòng)；微型氣缸運(yùn)動(dòng)就是微型氣缸整體運(yùn)動(dòng)，活塞軸可相對(duì)于缸體運(yùn)動(dòng)；[0007]傳感控制系統(tǒng)包括手指上的壓力傳感器、微型氣缸和氣動(dòng)滑臺(tái)上控制開(kāi)關(guān)，分別 和機(jī)器人控制系統(tǒng)相連，在機(jī)器人控制系統(tǒng)下工作；該末端執(zhí)行器提供了與機(jī)器人機(jī)械臂 連接的接口，接口為帶有螺紋孔的L型連接板件，控制接口為上述傳感器和控制開(kāi)關(guān)。[0008]進(jìn)一步，該末端執(zhí)行機(jī)的氣動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)包括:夾持夾持手指、支架、滑塊、轉(zhuǎn)軸1、 撥叉、推桿、雙作用氣缸、帶有螺紋孔的平板連接件、雙作用氣動(dòng)滑臺(tái)、帶有螺紋孔的L型板 件；[0009]所述碗形夾持手指固定在所述滑塊的上端，所述滑塊的中部卡合在所述支架頂部 的水平滑槽中，所述滑塊的下端與所述撥叉的上端通過(guò)轉(zhuǎn)軸I傳動(dòng)連接，所述撥叉的下端 與所述推桿的上端通過(guò)轉(zhuǎn)軸II傳動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)軸II卡合在所述支架側(cè)面的垂直滑槽中，所述推桿的下端與所述雙作用氣缸的活塞軸通過(guò)螺母固定連接，所述雙作用氣缸的缸體通過(guò)所述帶有螺紋孔的平板連接件安裝在所述氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)上部，所述氣動(dòng)滑臺(tái)的缸體通過(guò)帶有螺紋孔的L型板件與機(jī)械臂固定連接；所述支架的下部通過(guò)帶有螺紋孔的平板連接件與所述氣動(dòng)滑臺(tái)固定連接。進(jìn)一步，所述夾持手指上設(shè)有壓力傳感器。進(jìn)一步，所述夾持手指為碗形，所述夾持手指的內(nèi)部設(shè)置有海綿和橡膠彈性材料。進(jìn)一步，該末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置有兩個(gè)夾持手指、兩個(gè)滑塊、兩個(gè)滑槽、兩個(gè)撥叉、一個(gè)推桿。進(jìn)一步，所述氣缸與氣動(dòng)滑臺(tái)的動(dòng)力可由一個(gè)氣源進(jìn)行提供。進(jìn)一步，所述支架的下部通過(guò)帶有螺紋孔的平板連接件安裝在所述氣動(dòng)滑臺(tái)上。進(jìn)一步，所述推桿通過(guò)螺母與所述氣缸活塞軸傳動(dòng)連接。本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種球狀果實(shí)自動(dòng)采摘方法，其特征在于，當(dāng)機(jī)械臂把該末端執(zhí)行器運(yùn)送到果實(shí)的采摘位置后，由機(jī)器人控制系統(tǒng)向雙作用氣缸的控制開(kāi)關(guān)發(fā)出指令，雙作用氣缸的活塞軸垂直向下作直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)推桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸II沿支架側(cè)面上的垂直滑槽在豎直方向向下做直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)撥叉運(yùn)動(dòng)，撥叉帶動(dòng)滑塊在支架頂部的水平滑槽里從支架左右兩側(cè)分別向支架中心運(yùn)動(dòng)，夾持手指則從兩側(cè)向球狀果實(shí)接近，直至抓住果實(shí)，當(dāng)抓取力達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，夾持手指上的壓力傳感器向機(jī)器人控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，機(jī)器人控制系統(tǒng)向雙作用氣缸的控制開(kāi)關(guān)發(fā)出指令，雙作用氣缸的活塞軸停止向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)機(jī)器人控制系統(tǒng)向雙作用氣動(dòng)滑臺(tái)的控制開(kāi)關(guān)發(fā)出指令，氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)沿機(jī)械臂軸線方向伸縮，帶動(dòng)安裝在滑臺(tái)上部的整個(gè)機(jī)構(gòu)直線往返運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)果實(shí)的采摘；果實(shí)采摘后，機(jī)器人控制系統(tǒng)控制機(jī)械臂帶動(dòng)該末端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)到果實(shí)的放置位置。當(dāng)末端執(zhí)行器到達(dá)果實(shí)放置的位置后，機(jī)器人控制系統(tǒng)向雙作用氣缸的控制開(kāi)關(guān)發(fā)出指令，雙作用氣缸的活塞軸垂直向上作直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)推桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸II沿支架側(cè)面上的垂直滑槽在豎直方向向上做直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)撥叉運(yùn)動(dòng)，撥叉帶動(dòng)滑塊在支架頂部的水平滑槽里從支架中心分別向支架左右兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，夾持手指則向兩側(cè)分開(kāi)，果實(shí)落在放置位置。當(dāng)機(jī)器人手臂把該末端執(zhí)行器運(yùn)送到下一個(gè)果實(shí)的生長(zhǎng)位置時(shí)，上述采摘過(guò)程就重新開(kāi)始。本實(shí)用新型提供的用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了球狀果實(shí)的自動(dòng)抓取，有效地減少人力及物力的投入，提高了球狀果實(shí)采摘的作業(yè)效率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的推廣與應(yīng)用價(jià)值。

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖中支架半剖；圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的局部結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的軸測(cè)圖。圖中:1、夾持手指；2、滑塊；3、水平滑槽；4、撥叉；5、推桿；6、氣缸；7、支架；8、氣動(dòng)滑臺(tái)；9、帶有螺紋孔的L型連接板件；10、轉(zhuǎn)軸I ;11、轉(zhuǎn)軸II ;12、帶有螺紋孔的平板連接件。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定實(shí)用新型。本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該末端執(zhí)行機(jī)包括主要由提供動(dòng)力的氣動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制的傳感控制系統(tǒng)組成氣動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)是機(jī)械部分，其中的微型氣缸和氣動(dòng)滑臺(tái)均可根據(jù)使用要求從現(xiàn)有產(chǎn)品中選擇，本實(shí)用新型中通過(guò)帶有螺紋孔的平板連接件將微型氣缸的缸體和支架均安裝在氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)上，氣缸和支架均可隨氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)；而滑臺(tái)的缸體通過(guò)帶有螺紋孔的L型連接板件安裝在機(jī)械臂上，可隨機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)；微型氣缸的活塞軸通過(guò)螺母與推桿連接。需要說(shuō)明的是:氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)可相對(duì)于其缸體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，即伸縮，氣動(dòng)滑臺(tái)的缸體運(yùn)動(dòng)時(shí)，其滑臺(tái)當(dāng)然隨缸體一起做同樣的運(yùn)動(dòng)。微型氣缸也是一樣，缸體運(yùn)動(dòng)就是微型氣缸整體運(yùn)動(dòng)，但活塞軸可相對(duì)于缸體運(yùn)動(dòng)。至于控制部分，包括手指上的壓力傳感器、微型氣缸和氣動(dòng)滑臺(tái)上控制開(kāi)關(guān)(有些型號(hào)的氣缸和滑臺(tái)自身帶有控制開(kāi)關(guān))，它們分別和機(jī)器人控制系統(tǒng)相連，在機(jī)器人控制系統(tǒng)下工作(機(jī)器人控制系統(tǒng)不屬本實(shí)用新型的內(nèi)容)，本實(shí)用新型就是僅提供用于機(jī)器人采摘的末端執(zhí)行器，不涉及機(jī)械臂和整個(gè)控制系統(tǒng)。但為和機(jī)械臂連接提供了接口，機(jī)械接口為帶有螺紋孔的L型連接板件，控制接口為上述傳感器和控制開(kāi)關(guān)。
以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的應(yīng)用原理作進(jìn)一步描述。圖1示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)。為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。該末端執(zhí)行機(jī)包括主要由提供動(dòng)力的氣動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制的傳感控制系統(tǒng)組成。該末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括:夾持手指1、滑塊2、水平滑槽3、撥叉4、推桿5、氣缸6、帶有螺紋孔的平板連接件12、支架7、氣動(dòng)滑臺(tái)8、帶有螺紋孔的L型連接板件9 ；夾持手指I固定在滑塊2的一端，滑塊2的中部卡合在滑槽3中，滑塊2的另一端與撥叉4的一端傳動(dòng)連接，撥叉4的另一端與推桿5的一端傳動(dòng)連接，推桿5的另一端與氣缸6傳動(dòng)連接，氣缸6通過(guò)帶有螺紋孔的平板連接件12安裝在氣動(dòng)滑臺(tái)8上，氣動(dòng)滑臺(tái)8與帶有螺紋孔的L型連接板件9傳動(dòng)連接；水平滑槽3設(shè)置在支架7的上部，支架7的下部固定在氣動(dòng)滑臺(tái)8上。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，帶有螺紋孔的L型連接板件9還與動(dòng)力機(jī)械臂傳動(dòng)連接。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，滑塊2通過(guò)轉(zhuǎn)軸IlO與撥叉4傳動(dòng)連接。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，撥叉4通過(guò)轉(zhuǎn)軸IIll與推桿5傳動(dòng)連接。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，夾持手指I為碗形，夾持手指I的內(nèi)部設(shè)置有海綿和橡膠彈性材料。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，該末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置有兩個(gè)夾持手指1、兩個(gè)滑塊2、兩個(gè)滑槽3、兩個(gè)撥叉4、一個(gè)推桿5。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，氣缸6與氣動(dòng)滑臺(tái)8的動(dòng)力可由一個(gè)氣源進(jìn)行提供。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，支架7下部通過(guò)帶有螺紋孔的平板連接件12安裝在氣動(dòng)滑臺(tái)8上。在本實(shí)用新型實(shí)施例中，推桿5通過(guò)螺母與氣缸6的活塞軸固定連接。針對(duì)目前國(guó)內(nèi)外已開(kāi)發(fā)的果蔬采摘末端執(zhí)行器存在的不足，結(jié)合采摘果實(shí)的具體實(shí)際，提出了一種果實(shí)要采摘機(jī)器人末端執(zhí)行器其本體結(jié)構(gòu)主要由氣動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制的傳感器與控制開(kāi)關(guān)等組成，即利用已成熟的果實(shí)定位系統(tǒng)在定位果實(shí)后，由機(jī)械臂和該末端執(zhí)行器的夾持機(jī)構(gòu)搭配靠近果實(shí)，然后由氣動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力，傳感控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制，將果實(shí)采下。采摘方案合理有效，對(duì)于采摘其他球狀果實(shí)具有一定的通用性。在該實(shí)用新型中，當(dāng)機(jī)械臂把該末端執(zhí)行器運(yùn)送到果實(shí)的采摘位置后，由機(jī)器人控制系統(tǒng)向雙作用氣缸的控制開(kāi)關(guān)發(fā)出指令，雙作用氣缸的活塞軸垂直向上作直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)推桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸II沿支架側(cè)面上的垂直滑槽在豎直方向向上做直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)撥叉運(yùn)動(dòng)，撥叉帶動(dòng)滑塊在支架頂部的水平滑槽里從支架左右兩側(cè)分別向支架中心運(yùn)動(dòng)，夾持手指則從兩側(cè)向球狀果實(shí)接近，直至抓住果實(shí)，當(dāng)抓取力達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，夾持手指上的壓力傳感器向機(jī)器人控制系統(tǒng)發(fā)出信號(hào)，機(jī)器人控制系統(tǒng)向雙作用氣缸的控制開(kāi)關(guān)發(fā)出指令，雙作用氣缸的活塞軸停止向上運(yùn)動(dòng)，同時(shí)機(jī)器人控制系統(tǒng)向雙作用氣動(dòng)滑臺(tái)的控制開(kāi)關(guān)發(fā)出指令，氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)沿機(jī)械臂軸線方向伸縮，帶動(dòng)安裝在滑臺(tái)上部的整個(gè)機(jī)構(gòu)直線往返運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)果實(shí)的采摘。果實(shí)采摘后，機(jī)器人控制系統(tǒng)控制機(jī)械臂帶動(dòng)該末端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)到果實(shí)的放置位置。當(dāng)末端執(zhí)行器到達(dá)果實(shí)放置的位置后，機(jī)器人控制系統(tǒng)向雙作用氣缸的控制開(kāi)關(guān)發(fā)出指令，雙作用氣缸的活塞軸垂直向下作直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)推桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸II沿支架側(cè)面上的垂直滑槽在豎直方向向下做直線運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)撥叉運(yùn)動(dòng)，撥叉帶動(dòng)滑塊在支架頂部的水平滑槽里從支架中心分別向支架左右兩側(cè)運(yùn)動(dòng)，夾持手指則向兩側(cè)分開(kāi)，果實(shí)落在放置位置。當(dāng)機(jī)器人手臂把該末端執(zhí)行器運(yùn)送到下一個(gè)果實(shí)的生長(zhǎng)位置時(shí)，上述采摘過(guò)程就重新開(kāi)始。如圖1、圖2及圖3所示，該用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由夾持手指
1、滑塊2、滑槽3、撥叉4、支架7、推桿5、氣缸6、氣動(dòng)滑臺(tái)8構(gòu)成，其中夾持手指1、滑塊2、撥叉4、推桿5是裝在支架7上的，推桿5和氣缸6通過(guò)連接件連接，并在氣動(dòng)滑臺(tái)8上設(shè)計(jì)有與動(dòng)力機(jī)械臂的連接傳動(dòng)連接件9，可實(shí)現(xiàn)球狀果實(shí)的自動(dòng)抓取，減少了人力投入，提高了作業(yè)效率。氣缸6帶動(dòng)推桿5做豎直方向直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)銷釘軸11帶動(dòng)撥叉4運(yùn)動(dòng)，撥叉4給滑塊2 —個(gè)力，使滑塊2在滑槽3里做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)從而實(shí)現(xiàn)了球狀果實(shí)的抓，接著氣動(dòng)滑臺(tái)8的伸縮使氣缸6以上的所有機(jī)構(gòu)整體沿著伸縮方向往返運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了球狀果實(shí)的取。兩片為碗形的夾持手指I內(nèi)裝有海綿和橡膠彈性材料，不但可以保護(hù)球狀果實(shí)，還可以自動(dòng)調(diào)節(jié)抓緊力，推桿5、滑塊2的設(shè)置使該末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)緊湊而小巧。氣缸6與氣動(dòng)滑臺(tái)8的動(dòng)力可以由一個(gè)氣源進(jìn)行提供而且動(dòng)力要求不高，兩者分別用推拉連接件與其他元件相連接。本實(shí)用新型實(shí)施例提供的用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，夾持手指I固定在滑塊2上，滑塊2的中部卡合在滑槽3中，滑塊2還通過(guò)轉(zhuǎn)軸10與撥叉4傳動(dòng)連接，撥叉4通過(guò)銷釘軸11與推桿5傳動(dòng)連接，推桿5還與氣缸6傳動(dòng)連接，氣缸6安裝在氣動(dòng)滑臺(tái)8上，氣動(dòng)滑臺(tái)8通過(guò)帶有螺紋孔的L型連接板件9與動(dòng)力機(jī)械臂傳動(dòng)連接，氣缸6與氣動(dòng)滑臺(tái)8的動(dòng)力可由一個(gè)氣源進(jìn)行提供，同時(shí)動(dòng)力要求不高，為碗形夾持手指I的內(nèi)部設(shè)置有海綿和橡膠彈性材料，氣缸6帶動(dòng)推桿5做豎直方向直線運(yùn)動(dòng)，推桿5通過(guò)銷釘軸11帶動(dòng)撥叉4運(yùn)動(dòng)，撥叉4帶動(dòng)滑塊2在滑槽3里做往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了球狀果實(shí)的抓，接著氣動(dòng)滑臺(tái)8的伸縮使氣缸6以上的所有機(jī)構(gòu)整體豎直上下運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了球狀果實(shí)的取，該末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了球狀果實(shí)的自動(dòng)抓取，有效地減少人力及物力的投入，提高了球狀果實(shí)采摘的作業(yè)效率，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)用性強(qiáng)，具有較強(qiáng)的推廣與應(yīng)用價(jià)值。以上僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，該末端執(zhí)行機(jī)包括主要由提供動(dòng)力的氣動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制的傳感控制系統(tǒng)組成； 氣動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)通過(guò)帶有螺紋孔的平板連接件將微型氣缸的缸體和支架均安裝在氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)上，氣缸和支架均可隨氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)運(yùn)動(dòng)；而滑臺(tái)的缸體通過(guò)帶有螺紋孔的L型連接板件安裝在機(jī)械臂上，可隨機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)；微型氣缸的活塞軸通過(guò)螺母與推桿連接；氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)可相對(duì)于其缸體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，氣動(dòng)滑臺(tái)的缸體運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑臺(tái)隨缸體一起做同樣的運(yùn)動(dòng)；微型氣缸運(yùn)動(dòng)就是微型氣缸整體運(yùn)動(dòng)，活塞軸可相對(duì)于缸體運(yùn)動(dòng)； 傳感控制系統(tǒng)包括手指上的壓力傳感器、微型氣缸和氣動(dòng)滑臺(tái)上控制開(kāi)關(guān)，分別和機(jī)器人控制系統(tǒng)相連，在機(jī)器人控制系統(tǒng)下工作；該末端執(zhí)行器提供了與機(jī)器人機(jī)械臂連接的接口，接口為帶有螺紋孔的L型連接板件，控制接口為傳感器和控制開(kāi)關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，該末端執(zhí)行機(jī)的氣動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)包括:夾持夾持手指、支架、滑塊、轉(zhuǎn)軸1、撥叉、推桿、雙作用氣缸、帶有螺紋孔的平板連接件、雙作用氣動(dòng)滑臺(tái)、帶有螺紋孔的L型連接板件； 所述碗形夾持手指固定在所述滑塊的上端，所述滑塊的中部卡合在所述支架頂部的水平滑槽中，所述滑塊的下端與所述撥叉的上端通過(guò)轉(zhuǎn)軸I傳動(dòng)連接，所述撥叉的下端與所述推桿的上端通過(guò)轉(zhuǎn)軸II傳動(dòng)連接，所述轉(zhuǎn)軸II卡合在所述支架側(cè)面的垂直滑槽中，所述推桿的下端與所述雙作用氣缸的活塞軸通過(guò)螺母固定連接，所述雙作用氣缸的缸體通過(guò)所述帶有螺紋孔的平板連接件安裝在所述氣動(dòng)滑臺(tái)的滑臺(tái)上部，所述氣動(dòng)滑臺(tái)的缸體通過(guò)帶有螺紋孔的L型板件與機(jī)械臂固定連接；所述支架的下部通過(guò)帶有螺紋孔的平板連接件與所述氣動(dòng)滑臺(tái)固定連接。
3.如權(quán)利要求2所述的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述夾持手指上設(shè)有壓力傳感器。
4.如權(quán)利要求2所述的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述夾持手指為碗形，所述夾持手指的內(nèi)部設(shè)置有海綿和橡膠彈性材料。
5.如權(quán)利要求2所述的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，該末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)置有兩個(gè)夾持手指、兩個(gè)滑塊、兩個(gè)滑槽、兩個(gè)撥叉、一個(gè)推桿。
6.如權(quán)利要求1所述的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述氣缸與氣動(dòng)滑臺(tái)的動(dòng)力可由一個(gè)氣源進(jìn)行提供。
7.如權(quán)利要求1所述的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述支架的下部通過(guò)帶有螺紋孔的平板連接件安裝在所述氣動(dòng)滑臺(tái)上。
8.如權(quán)利要求1所述的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述推桿與所述氣缸活塞軸固定連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于球狀果實(shí)自動(dòng)采摘器的末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，該末端執(zhí)行器主要由氣動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制的傳感器與控制開(kāi)關(guān)組成。氣動(dòng)夾持機(jī)構(gòu)的碗形夾持手指的內(nèi)部設(shè)置有壓力傳感器及海綿和橡膠彈性材料，雙作用微型氣缸的活塞軸通過(guò)推桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸II沿支架側(cè)面上的垂直滑槽在豎直方向做直線往返運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)撥叉運(yùn)動(dòng)，撥叉帶動(dòng)滑塊在支架頂部的水平滑槽里做往返直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)球狀果實(shí)的抓與放，同時(shí)氣動(dòng)滑臺(tái)沿機(jī)械臂軸線方向的伸縮，可使微型氣缸及其以上的機(jī)構(gòu)整體沿機(jī)械臂方向作直線往返運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)球狀果實(shí)的摘取，該末端器實(shí)現(xiàn)了球狀果實(shí)的自動(dòng)抓取，可提高球狀果實(shí)采摘的作業(yè)效率，具有較強(qiáng)的推廣與應(yīng)用價(jià)值。
文檔編號(hào)B25J15/02GK203156758SQ201220715670
公開(kāi)日2013年8月28日 申請(qǐng)日期2012年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月18日
發(fā)明者趙友亮, 潘冠庭, 王轉(zhuǎn)衛(wèi), 陳軍, 賀少男, 劉志杰 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)