[发明专利]一种具有包络和旋转类球形瓜果功能的末端执行器

说明书

技术领域

本发明涉及食品机械设备技术领域，特别是涉及一种球形瓜果抓取装置。

背景技术

农产品与工业产品在体积、外形、品质等方面存在较大的差异。尤其在对农产品进行粗加工时，按照一定的标准对其分类是一大技术难题。现今的果蔬分选机大多有可反转机械托盘式、弹性机械装置、筛笼式等。这些方式在分选过程中由于机械结构的往复运动、撞击而易造成果实大部分受到损坏。这些分选机结构较为复杂，一般多以大型生产线为主，制造成本较高，分选效率较低，同时对产品的损伤也较大。为此，本发明提出了一种结构简单，价格便宜，效率较高，对分选产品损伤小的能自适应各种大小形状的球形瓜果抓取装置，尤其一种适用基于数字图像处理分选方式的装置。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种球形瓜果抓取装置。

在一些实施方式中，其中：三个万向轴承（8）均匀分布于保持基座（1）的底部，摇臂（8）顶端部可以绕保持基座（1）底部销孔转动。其有益效果是，防止瓜果直接与“手臂”枝干接触，有效的减小分选时对分选对象的损害。

在一些实施方式中，其中：转动体（6）可以在抓取手指尾关节（5）开有的“U”型凹槽内做任意回转运动。其有益效果是，辅助被分选对象与“手臂”紧密包络，提高抓取的稳定性。

在一些实施方式中，其中：万向轴承（14）尾部螺杆套有弹簧。其有益效果是，有效改善瓜果外形差别大的缺陷，能适应各种形状的瓜果。

在一些实施方式中，其中：中关节（4）装有由微型直流减速电机（12）驱动旋转的橡胶轮（11）。其有益效果是，在机器分选过程中对瓜果提供转矩使其转动，有利于摄像头采集更加全面的外部信息，进而对瓜果准确分选。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为“抓取手指”单元结构示意图；

图3为万向轴承示意图；

图4为转动体示意图。

图1中：1，保持基座；2，前关节；3，伸缩气缸；4，中关节；5，尾关节；6，转动体；7，瓜果模型；8，万向轴承；9，摇臂；10，销钉；11，橡胶轮；12，微型直流减速电机；13，强力双扭簧；14，保持基座凸台。

具体实施方式：

 下面结合附图对本发明进一步说明。如图1所示，在本实施例中，保持基座凸台（14）用于安装固定三根可以绕其转动的前关节（2），所述前关节（2）一端有两个一定距离的销轴孔分别用来安装两个中关节（4），两中关节（4）的另外一端连接在尾关节（5）一端的两个销孔上，这样前关节（2）、中关节（4）和尾关节（5）之间构成了平行四杆机构的双摇杆机构。其中用于固定前关节（2）与保持基座凸台（14）的销钉和前关节（2）与中关节（4）之间的销钉同时装有强力双扭簧（13）。中关节（4）的腹面的凸台处装有由微型减速直流电机（12）驱动的橡胶轮（11）。伸缩气缸连接中关节（4）和前关节（2）。保持基座（1）的底面装有带强力回弹扭簧的万向轴承（8）。初始状态装置中的全部强力双扭簧呈卸荷状态，三根抓取手指收缩压紧。

 整个抓取装置动力源为电力驱动气泵，气泵通电产生的气压力通过导管带动伸缩气缸（3）工作，伸缩气缸（3）的伸缩作用使中关节（4）与前关节（2）之间产生可变的夹角θ。由于前关节（2）、中关节（4）和尾关节（5）之间构成的平行四边形机构中的双摇杆机构，尾关节（5）的两个销孔构成的线段与前关节（2）的两个销孔构成的线段成平行的姿态。因此尾关节（5）和中关节（4）共同运动从而产生了抓取的动作。

    气泵通电，伸缩气缸（3）收缩，各部件的强力双扭簧蓄能。手指呈张开状态，当装置被机械手臂平台输送到目标区域时，气泵的电磁阀断电，此时的伸缩气缸（3）失去气压力，强力双扭簧释放弹性势能而产生反作用力，手指呈压缩状。手指回到初始状态下，夹紧了目标，完成了“抓”的动作。

    在装置进行图像采集过程中，微型减速直流电机（12）工作输出的扭矩通过减速齿轮传递给橡胶轮（11），橡胶轮（11）强大的摩擦力使目标在装置中绕保持基座（1）中心轴线转动。尾关节（5）凹槽中的变截面转动体（6）与果实尽可能的线接触，有效的减小抓取对象与手指尾关节（5）的摩擦。在图3所示的结构中，万向轴承（8）凭借安装在摇臂（9）上的弹簧的弹力使其紧贴目标，防止目标在抓取过程中晃动或者掉落。

    目标对象被采集完信息后，装置到达了预定放置区域时，气泵的电磁阀断电，伸缩气缸（3）收缩，手指呈张开状。目标被放下。

完成一次抓取动作。