[发明专利]一种红松球果采摘机械手

说明书

本发明涉及农业机械设备领域，公开了一种红松球果采摘机械手，包括支撑架(1)、升降臂(2)、伸缩臂(3)和末端执行器(4)，支撑架包括连接板(11)和至少两根立柱(12)，连接板(11)固定在立柱(12)与立柱(12)之间，连接板(11)上设有滑块(13)和第一液压缸(15)，伸缩臂(3)中部与滑块(13)连接，伸缩臂(3)一端与升降臂(2)连接，伸缩臂(3)另一端与末端执行器(4)连接；末端执行器(4)包括俯仰机构(41)和夹持机构(42)，夹持机构(42)与俯仰机构(41)连接，俯仰机构(41)与伸缩臂(3)连接。本发明的采摘机械手结构简单，可以满足3个自由度的运动，大大增加了工作范围。

技术领域

本发明涉及农业机械设备领域，尤其涉及了一种红松球果采摘机械手。

背景技术

目前，红松球果的采摘还是凭借人力爬到树上并借助简易剪刀或与此相似的采摘工具进行球果采集作业。由于球果采集区地形复杂、交通不便、红松球果又结于树顶部(树高20米左右)，这种作业方式不仅工人劳动强度大，生产效率低下，更主要的是作业安全性差，在每年秋季红松球果采集作业过程中，致伤甚至致死情况时有发生；同时，过度敲打、砍枝对树体结构造成极大伤害，严重影响翌年结实。

为降低采摘难度，提高采摘效率，现在也出现了松果采摘设备，如申请号为201521001022.6，名称为松塔采摘机的专利中，在履带式车身上设置可伸缩的举高臂，举高臂前端设置有吊篮，操作时采摘人员站在吊篮内，通过举高臂上升到一定高度，利用带钩的长杆钩住松果，大幅度拉动长杆将松果扯下。由于吊篮的操作空间非常有限，而松果树的树梢比较柔韧，需要拉动长杆相当长的一段位移才能将红松果扯下，而且长时间手持长杆手臂也容易累，影响采摘效率。

发明内容

本发明针对现有技术中红松球果采摘自动化程度低、采摘效率不高的缺点，提供了一种红松球果采摘机械手。本发明的红松球果采摘机械手可以提高采摘红松球果的效率，可以使工人在不接触红松球果的情况下实现红松球果的采摘，保证了工人采摘时的安全问题，也改善了工人的劳动条件。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种红松球果采摘机械手，包括支撑架、升降臂、伸缩臂和末端执行器，其中，支撑架包括连接板和至少两根立柱，连接板固定在立柱与立柱之间，连接板上设有滑块和第一液压缸，第一液压缸用于驱动滑块滑动；伸缩臂中部与滑块连接，伸缩臂一端与升降臂连接，伸缩臂另一端与末端执行器连接；末端执行器包括俯仰机构和夹持机构，夹持机构与俯仰机构连接，俯仰机构与伸缩臂连接；俯仰机构包括执行器手臂，执行器手臂与伸缩臂连接，执行器手臂两侧设有胀紧套，胀紧套上设有腕部电机，腕部电机用于驱动执行器手臂实现仰俯动作；夹持机构包括机械爪，机械爪内侧设有锯齿结构。

本发明的伸缩臂可以实现伸缩运动，伸缩臂与升降臂连接，还可以实现伸缩臂的俯仰运动，伸缩臂与滑块连接，还可以实现伸缩臂的水平运动，因此，升降臂、伸缩臂和滑块构成了本发明的红松球果采摘机械手运动的球形坐标，使得该红松球果采摘机械手可以实现3个自由度的运动，大大增加了动作范围，利用简单的结构就可以极大地实现采摘时所需的工作空间。

俯仰机构是指末端执行器腕部可以在竖直平面内进行旋转，在对红松球果进行采摘的时候调整末端执行器的位置，可以增加末端执行器的适应性。俯仰动作是指末端执行器的执行器手臂可以在竖直平面内进行旋转，旋转由腕部电机利用胀紧套连接轴来实现。这种传动方式结构简单，质量较轻。

为了不损坏红松球果，锯齿结构上套有塑料套。

作为优选，连接板上设有滑轨，滑块与滑轨配合连接。

作为优选，升降臂包括第一固定臂、第一活动臂和第一驱动装置，第一活动臂嵌在第一固定臂内，第一驱动装置用于驱动第一活动臂升降，第一活动臂外壁设有第一导轨，第一固定臂内壁设有与第一导轨配合的第一滚轮，第一滚轮在第一导轨内上下移动。