[发明专利]一种番茄采摘机械手

说明书

一种番茄采摘机械手，属于果蔬采摘设备技术领域。本发明解决了现有的采摘机器人生产成本高、操作复杂且效率低的问题。机械臂通过转动关节转动安装在第一底座上，手部转动安装在机械臂的末端，手部包括安装在机械臂末端的第二底座、固装在第二底座内的第一驱动机构、两边带齿的齿条以及通过齿条带动开合的剪刀组件，齿条通过第一驱动机构实现其在第二底座内的伸缩，果袋安装架绕机械臂末端的周向转动安装，且果袋安装架平行于剪刀组件布置。通过本申请的机械手结构设计，实现了采摘设备的机械化和自动化，且实现了对番茄等果实的有效采摘，结构简单、整体结构紧凑、工作平稳、采摘效率高。与现有技术相比，大大节省了人力、保证采摘安全。

技术领域

本发明涉及一种番茄采摘机械手，属于果蔬采摘设备技术领域。

背景技术

我国对农业采摘机器人的研究开始较晚，先后研制出与手扶拖拉机配套的机械振动式山楂采果机、气囊式采果机械人和手持电动采果器。经过30多年的研究工作，虽然与发达国家还有很大的差距，但近些年来的研究发展势头迅猛并取得了大量成果。

由于工作环境的不稳定性、复杂性以及果实分布的随机性，目前，采摘机器人的智能化水平还远远不能实现实用化和商品化。且由于机器人生产成本及操作复杂度还很高，机器人还未能广泛投入市场，另外，现有的采摘机器人还存在工作劳动力大、效率低的问题。

发明内容

本发明是为了解决上述技术问题，进而提供了一种番茄采摘机械手。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种番茄采摘机械手，它包括第一底座、机械臂、手部及果袋安装架，其中所述机械臂通过转动关节转动安装在第一底座上，所述手部转动安装在机械臂的末端，所述手部包括安装在机械臂末端的第二底座、固装在第二底座内的第一驱动机构、两边带齿的齿条以及通过齿条带动开合的剪刀组件，齿条通过第一驱动机构实现其在第二底座内的伸缩，所述果袋安装架绕机械臂末端的周向转动安装，且果袋安装架平行于剪刀组件布置。

进一步地，所述剪刀组件包括一对呈八字形布置的固定支撑杆以及一对相对布置的剪刀主体，其中所述剪刀主体包括扇形齿轮、第一连杆、第二连杆及弧形刀具，所述扇形齿轮与齿条啮合，第一连杆延伸固接在扇形齿轮上，且第一连杆、第二连杆及弧形刀具顺次转动连接，所述第一连杆及所述弧形刀具均与固定支撑杆通过销钉转动连接。

进一步地，第一连杆与第二连杆之间以及第二连杆与弧形刀具之间均通过销钉转动连接。

进一步地，所述销钉通过卡环实现轴向定位。

进一步地，所述机械臂包括首尾连接的大臂、中臂及小臂，第一底座内安装有第二驱动机构，通过第二驱动机构带动转动关节作回转运动；大臂与转动关节之间、大臂与中臂之间以及中臂与小臂之间依次安装有第三至第五驱动机构，通过第三至第五驱动机构分别带动大臂相对转动关节的转动、中臂相对大臂的转动以及小臂相对中臂的转动；第二底座上安装有第六驱动机构，通过第六驱动机构带动手部作回转运动。

进一步地，所述果袋安装架包括呈L形布置的安装支架及框架主体，其中安装支架通过滚动轴承转动套装在第二底座上，框架主体平行于剪刀组件布置。

进一步地，第二底座的一端固接有底座盖板，所述固定支撑杆固装在底座盖板上。

进一步地，滚动轴承两侧安装有轴承盖板。

本发明与现有技术相比具有以下效果：

通过齿条的伸缩带动剪刀组件的开合，进而实现对番茄的采摘。

由于重力的作用，果袋安装架始终位于剪刀组件的正下方，保证果实的有效收集。

通过控制系统实现对番茄采摘机械手的控制，进而完成机械手执行采摘的任务。控制系统可以采用PLC程序实现。