[发明专利]一种辅助人工水果仿生采摘机械手装置

说明书

本发明公开了一种辅助人工水果仿生采摘机械手装置，包括采摘机械手、半自适应无级调节伸缩杆和无级传力手柄组成，采摘机械手适用于采摘小型水果，如苹果、桃子等；半自适应无级调节伸缩杆的杆部延长或收缩后由自锁机构将杆体长度固定，自锁机构由偏心轮和胀紧块两部分组成，无级传力手柄由自动卷线装置、摩擦离合器、手柄、柔性钢丝绳四部分组成；本发明通过采摘爪抓取水果，同时进行旋转扭断果柄，节省人力，便于摘取，在采摘过程中避免同枝水果在外力的拉拽作用下受到影响，半自适应无级调节伸缩杆的杆部延长或收缩后由自锁装置将杆体长度固定，杆部采用此机构后能够在一定长度范围内实现无级伸缩功能，自由调节长度实现传递机械力效果。

技术领域

本发明涉及农业机械领域，更具体地说，它涉及一种辅助人工水果仿生采摘机械手装置。

背景技术

我国是水果生产和消费的大国，目前，我国水果种植面积大，采摘任务繁重。随着人口老龄化和农业劳动力的减少，农业生产成本日益提高，水果自动化采摘已成为必然发展趋势。近些年来一些高校和科研院所在水果采摘机器人的研究中取得一些成果，然而这些采摘机器人仍处于研究阶段，无法实现采摘自动化作业；然而目前在水果采摘方面仍以传统的手工采摘为主，但由于果树较高，需要相关的登高设施，而导致采摘时劳动量大、效率低，为此需设计一种水果采摘机械手，方便采摘人员在地面采摘高处的水果。

现有的采摘机械由于采摘时水果在树上随机分布，姿态各异，有些水果被枝叶遮挡，对导致视觉识别难度较大，水果无法精准定位，影响水果的抓取，机械爪抓取不便；其次，机械手庞大，结构复杂，关节自由度多，动作缓慢，采摘效率极低，水果容易受伤，而且在果树的某些部位机械手因体积大而无法进入。因此需要一种辅助人工水果仿生采摘机械手装置来满足使用需求。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种辅助人工水果仿生采摘机械手装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种辅助人工水果仿生采摘机械手装置，包括采摘机械手、半自适应无级调节伸缩杆和无级传力手柄组成，

所述采摘机械手由采摘爪、机架Ⅰ、传动杆、复位弹簧、滑块、滑轨、连接套筒Ⅰ、预紧弹簧、定位挡圈、连接套筒Ⅱ、旋转底座、轴承、旋转滑块和凸轮套筒十四个零件构成；

所述半自适应无级调节伸缩杆的杆部延长或收缩后由自锁机构将杆体长度固定，自锁机构由偏心轮和胀紧块两部分组成，偏心轮与半自适应无级调节伸缩杆的底部一体，胀紧块的不规则内侧套在偏心轮上，胀紧块外部为锯齿状设计；

所述无级传力手柄由自动卷线装置、摩擦离合器、手柄、柔性钢丝绳四部分组成，所述自动卷线装置由发条、卷线轮、主轴三部分组成，所述摩擦离合器由摩擦片、机架Ⅱ、摩擦轮、夹紧螺母、主轴五部分组成。

作为本发明进一步的方案，所述采摘爪的数量为三个且采摘爪安装在机架Ⅰ上，三个采摘爪连接传动杆，传动杆上设有复位弹簧，滑块与传动杆过盈配合，滑块与滑轨间隙配合，三者共同配合防止传动杆轴向旋转。

作为本发明进一步的方案，所述连接套筒Ⅰ与连接套筒Ⅱ间隙配合由定位挡圈固定，预紧弹簧始终处于压缩状态。

作为本发明进一步的方案，所述旋转底座底端内嵌轴承，轴承内圈与传动杆间隙配合，旋转底座与凸轮套筒过盈配合，旋转滑块与传动杆过盈配合，滑动模块与凸轮套筒内壁的螺旋轨道间隙配合。

作为本发明进一步的方案，顺时针旋转杆体，半自适应无级调节伸缩杆与底端尾杆之间的间隙被胀紧块胀满，达到锁紧状态。

作为本发明进一步的方案，逆时针旋转杆体，杆体带动偏心轮旋转，胀紧块回缩到圆心位置，半自适应无级调节伸缩杆达到自由伸缩状态。

作为本发明进一步的方案，所述夹紧螺母由滚花螺母、内六角传动螺母组成。