[发明专利]一种压力可控的扭转式自动果蔬采摘机械手

摘要

本发明公开了一种压力可控的扭转式自动果蔬采摘机械手，包括抓取单元、旋转驱动单元、扭矩控制单元以及自动识别单元。所述抓取单元包括上限位盘、导向圆盘、推进圆盘、下限位盘以及机械手；所述扭矩控制单元包括球形销、弹簧、弹簧支撑座以及旋转螺母；所述自动识别单元包括控制器、红外传感器、电机驱动模块以及电源模块。本发明通过齿轮传动以及红外传感器的判断，推动推进圆盘旋转，驱动机械爪压紧果蔬后，扭矩控制单元控制抓取单元扭转，分离果蔬，而后电机反转收回机械爪，果蔬落入下落管道。该机械手可通过预设压力控制抓紧力，结构紧凑，简化采摘流程，提升采摘效率，解决了机械手采摘过程中易损伤果蔬和采摘效率低下的问题。

主权项

1.一种压力可控的扭转式自动果蔬采摘机械手，其特征在于：包括抓取单元、旋转驱动单元、扭矩控制单元以及自动识别单元；所述抓取单元包括上限位盘(1)、导向圆盘(2)、推进圆盘(3)、下限位盘(4)以及机械手(5)；所述导向圆盘(2)、推进圆盘(3)以及上、下限位盘(1，4)呈中空状，中部设有直径相同的通孔；导向圆盘(2)设有两个，沿所述推进圆盘(3)的上下端面对称设置，导向圆盘(2)的上下两侧对应设有上限位盘(1)和下限位盘(4)；所述上限位盘(1)、导向圆盘(2)、推进圆盘(3)以及下限位盘(4)由上至下叠加组合后，中心的通孔形成用于采摘果蔬的通道；所述推进圆盘(3)侧面设有外圈齿轮(31)，表面开设多个贯穿的导向槽(32)，所述导向槽(32)呈螺旋状均匀分布于推进圆盘(3)内；所述导向圆盘(2)侧面设有波浪形支撑槽(21)，导向圆盘(2)与推进圆盘(3)相接的端面上设置有与导向槽(32)对应的径向槽(22)，沿导向圆盘(2)的表面均匀分布；所述机械手(5)通过导向槽(32)固定设于导向圆盘(2)与推进圆盘(3)之间，所述推进圆盘(3)旋转时，机械手(5)的夹持面可在通道内做径向往复运动；所述旋转驱动单元包括直流电机(6)、主动齿轮(7)以及电机固定座(8)，所述主动齿轮(7)通过平键与直流电机(6)连接，主动齿轮(7)与推进圆盘的外圈齿轮(32)相啮合；主动齿轮(7)与直流电机(6)之间设有电机固定座(8)，所述直流电机(6)通过螺栓固定连接于电机固定座(8)下部；所述电机固定座(8)的一侧通过调节螺栓与下限位盘(4)的外侧固定连接，所述调节螺栓用于调节主动齿轮(7)与外圈齿轮(31)啮合的松紧度；所述扭矩控制单元固定设于限位盘侧面用于限制导向圆盘的旋转，包括球形销(9)、弹簧(10)、弹簧支撑座(11)以及旋转螺母(12)；所述上、下限位盘(1，4)的侧面设有安装孔(100)，旋转螺母(12)穿过弹簧支撑座(11)并嵌入所述安装孔(100)中，所述球形销(9)一侧的球面与导向圆盘的波浪形支撑槽(21)接触，另一侧与弹簧(10)连接；所述弹簧(10)套接于旋转螺母(12)的旋转轴上，所述旋转螺母(12)向内旋转时，弹簧(10)向内压缩并控制球形销(9)向波浪形支撑槽(21)的端面压紧；所述自动识别单元设于下限位盘(4)上，包括控制器(13)、红外传感器、电机驱动模块(15)以及电源模块；所述红外传感器的信号发射端与控制器(13)的信号接收端连接，所述控制器(13)的信号发射端与电机驱动模块(15)的信号接收端连接；所述电机驱动模块(15)的电平输入端与电源模块的数字电源端连接，电机驱动模块(15)的电源驱动端与直流电机(6)连接；所述控制器将红外传感器接收的光信号转化为脉冲电信号传递给电机驱动模块，电机驱动模块根据接收的电信号控制直流电机进行旋转工作。