一种果实采摘用被动柔顺末端执行器

专利2025-07-30  14


本发明属于柑橘采摘机械,具体涉及一种果实采摘用被动柔顺末端执行器。


背景技术:

1、柑橘属这类水果亩产量数量较大采摘更需要耗费巨大的人力,柑橘采摘末端执行器是农业采摘的关键部件,由于柑橘采摘末端执行器设计存在成本较高、采摘效率低等缺陷,因此柑橘采摘机械化程度仍然较低。

2、目前,现有的柑橘采摘机械主要有剪切式和夹持式两类采摘末端执行器,其中,剪切式采摘末端执行器通过机器视觉精准识别柑橘果柄的空间方位仍较为困难,因此剪切式采摘末端执行器不适合自然环境的柑橘采摘;而使用夹持式末端执行器夹持果实并扭断果柄的末端执行器,因柑橘大小不一且存在一定的椭圆度,所以多数夹持式末端执行器需通过在抓取构件上增加压力传感器来检测或者采用欠驱动关节型的机构,使得此类末端执行器结构复杂且设计成本高。

3、综上所述,在柑橘采摘机械技术领域,依然需要能够实现易于采摘、柑橘损伤率低且结构简单的柑橘采摘技术,为此,本发明提出了一种果实采摘用被动柔顺末端执行器。


技术实现思路

1、为了克服上述现有技术所述的技术问题,本发明的目的在于提供一种果实采摘用被动柔顺末端执行器。

2、本发明提供的一种果实采摘用被动柔顺末端执行器,包括若干夹持件、第一壳体以及电机:所述夹持件两端分别配置有折边和抓爪;所述第一壳体配置有供所述夹持件可转动安装的安装槽,所述安装槽底面与所述夹持件之间配置有弹性件;所述电机安装于所述第一壳体内,所述电机输出端配置有滚珠丝杠,所述滚珠丝杠的螺母配置有抵接板;

3、其中,所述夹持件初始由所述弹性件限位而倾斜,所述抵接板在所述电机驱动下能够压向所述折边时,所述抓爪转动;所述抵接板远离所述折边时,所述弹性件能够使所述抓爪复位。

4、作为优选的技术方案,所述安装槽底面与所述夹持件存在间隙以不干涉所述夹持件转动。

5、作为优选的技术方案,所述安装槽底面还配置有供所述弹性件安装的安装孔。

6、作为优选的技术方案,所述第一壳体顶部连接有用于支撑所述滚珠丝杠的螺杆的第二壳体。

7、作为优选的技术方案,所述第二壳体具有法兰结构以与外部设备连接。

8、作为优选的技术方案,所述夹持件靠近所述弹性件处配置有竖向转动槽,所述竖向转动槽内活动安装有转动板,所述弹性件配置于所述转动板与所述安装槽底面之间;所述转动板与所述弹性件固接。

9、作为优选的技术方案,所述第一壳体内配置有电感式接近开关以提供所述抵接板运动的原点位。

10、作为优选的技术方案,所述抓爪弯折呈c型状,所述抓爪内测配置有缓冲垫。

11、另外,本发明基于上述末端执行器还提供一种果实采摘用机器,其包括多轴机械臂,且多轴机械臂上安装有上述末端执行器。

12、综上所述,本发明具有如下技术效果:

13、本发明的一种果实采摘用被动柔顺末端执行器,其包括若干夹持件、第一壳体以及电机:其中,夹持件两端分别配置有折边和抓爪;第一壳体配置有供夹持件可转动安装的安装槽,安装槽底面与夹持件之间配置有弹性件;电机安装于第一壳体内,电机输出端配置有滚珠丝杠,螺母配置有抵接板;夹持件初始由弹性件限位而倾斜,抵接板在电机驱动下能够压向折边时,以使抓爪转动;抵接板远离折边时,弹性件能够使抓爪复位。采用上述结构的末端执行器,具有如下技术优势:1、相较于多数果实采摘机械通过在抓取构件上增加压力传感器来检测,本发明运用被动柔顺的策略,弹性件辅助抓持,根据抓取的果实大小不同自动适配抓取力大小,果实越大抓取力越大,果实越小抓取力越小且能稳定抓取,无需传感器就能抓取不同尺寸的果实而不破坏果实,有效减少生产成本,整体结构更加紧凑,采摘效率也得到较大幅度提高;2、相较于多数末端执行器使用多个电机来实现抓取构件的独立运动,本发明只需一个电机作为动力输出即可实现每组夹持件的独立运动,可对不同椭圆度的果实进行稳定采摘,结构更加简单紧凑;3、本发明用一个电感式接近开关作为原点位,配合程序设计步进电机所需的脉冲数,来实现抓取构件的抓取与释放,其控制方式更加简单。因此,相较于现有的果实采摘机械技术,本发明提供的一种果实采摘用被动柔顺末端执行器具有明显的技术优势。



技术特征:

1.一种果实采摘用被动柔顺末端执行器,包括若干夹持件、第一壳体以及电机:所述夹持件两端分别配置有折边和抓爪;所述第一壳体配置有供所述夹持件可转动安装的安装槽,所述安装槽底面与所述夹持件之间配置有弹性件;所述电机安装于所述第一壳体内,所述电机输出端配置有滚珠丝杠,所述滚珠丝杠的螺母配置有抵接板;

2.根据权利要求1所述的末端执行器,其特征在于,所述安装槽底面与所述夹持件存在间隙以不干涉所述夹持件转动。

3.根据权利要求2所述的末端执行器,其特征在于,所述安装槽底面还配置有供所述弹性件安装的安装孔。

4.根据权利要求1所述的末端执行器,其特征在于,所述第一壳体顶部连接有用于支撑所述滚珠丝杠的螺杆的第二壳体。

5.根据权利要求4所述的末端执行器,其特征在于,所述第二壳体具有法兰结构以与外部设备连接。

6.根据权利要求1所述的末端执行器,其特征在于,所述夹持件靠近所述弹性件处配置有竖向转动槽,所述竖向转动槽内活动安装有转动板,所述弹性件配置于所述转动板与所述安装槽底面之间;所述转动板与所述弹性件固接。

7.根据权利要求1所述的末端执行器,其特征在于,所述第一壳体内配置有电感式接近开关以提供所述抵接板运动的原点位。

8.根据权利要求1所述的末端执行器,其特征在于,所述抓爪弯折呈c型状,所述抓爪内测配置有缓冲垫。

9.一种果实采摘用机器,其特征在于,包括多轴机械臂,所述多轴机械臂上安装有如权利要求1至8任一项所述的末端执行器。


技术总结
本发明公开了一种果实采摘用被动柔顺末端执行器,其包括若干夹持件、第一壳体以及电机:其中,夹持件两端分别配置有折边和抓爪;第一壳体配置有供夹持件可转动安装的安装槽,安装槽底面与夹持件之间配置有弹性件;电机安装于第一壳体内,电机输出端配置有滚珠丝杠,螺母配置有抵接板;夹持件初始由弹性件限位而倾斜,末端执行器包括抵接板压向折边以使抓爪相互远离的张开模式,和抵接板远离折边、弹性件释能以使抓爪相互靠近的闭合模式。本发明运用被动柔顺的策略,本发明结构简单、紧凑,可靠性强,使用单一直线驱动装置就可完成对柑橘果实的抓取和采摘,不会造成果实的表皮损伤,提高了采摘效率。

技术研发人员:张道德,杨海兵,杨智勇
受保护的技术使用者:湖北工业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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