一种无损采摘电动柔性手爪

1.本实用新型属于农业机械化领域，具体涉及一种农业智能装备，尤其是涉及一种无损采摘电动柔性手爪。


背景技术：

2.双孢菇是一种高营养、低热量且具有保健作用的绿色食品。双孢菇菌丝体银白色，易栽培，不易结成菌被，菌柄粗直短，肉质白，组织牢固，菌柄上有半膜环，孢子呈银棕色，是最常见的肉质厚实的食用菌之一。其营养价值丰富，双孢蘑菇蛋白质含量为35％-38％，含有人体必需的6种氨基酸，并且富含维生素b1、维生素b2、维生素pp、维生素d等，其营养价值是蔬菜、水果的4-12倍，有“健康食品”、“素食之王”、“植物肉”等美誉，广受消费者青睐。
3.同时，双孢蘑菇还具药用价值，其所含的蘑菇多糖和外源蛋白能抑制肿瘤的发生；所含的酪氨酸酶有一定的降血压作用；双孢蘑菇中包含的胰蛋白酶，麦芽糖酶等都有助于食物的消化。定期食用双孢蘑菇可以预防坏血病，防止肿胀和癌症，促进伤口愈合，缓解铅、砷、汞和其他毒物中毒，可以预防恶性贫血，改善神经功能，降低血脂的功能。双孢蘑菇是口感鲜美、营养全面的食用菌品种之一，也是一种具有保健功能的保健食品。
4.我国食用菌产量逐年增加，据中国食用菌协会统计，1978年我国食用菌产量为5.8万吨，到1990年增长超过至100万吨，1996年达到350万吨，2003年则已经突破1000万吨。到2009年产量突破2000万吨，2012年增长至2828万吨，2015年3476万吨，2018年增长至3712万吨，2020 年则增长至4117.5万吨。产值达到了3291.1亿元。其中2020年双孢蘑菇产量近219万吨，同步增长68％。以上数据可直观看出我国的食用双孢菇产业具有庞大的市场潜力，食用双孢菇市场规模增速越来越快。
5.国内外消费量逐年增加，市场强烈的需求导致双孢菇价格不断攀升，可见双孢菇市场潜力巨大，前景广阔，因此其自动采摘技术的研发也愈加迫切，其中最关键部件之一就是末端执行器——采摘手爪。目前的刚性末端执行器易对蘑菇表面造成损伤，从而影响其市场价值；而现有的柔性手爪大多为气动控制，气动柔性手爪又受限于气泵体积大、成本高等问题。因此，急需面向农作物采摘研发一款低成本的可量产电动柔性手爪，从而提高蘑菇采摘效率，降低蘑菇采摘成本。


技术实现要素：

6.为克服现有机器人手爪对蘑菇柔顺性不足及采摘效率不高等问题，本实用新型设计了一种无损采摘电动柔性手爪，该手爪能根据蘑菇高度对手爪高度进行伸缩调节，而且能够实现蘑菇的无损化采摘。
7.为了实现上述目的，本实用新型提出的一种无损采摘电动柔性手爪的技术方案是：其特征在于，包括：升降机构(1)，四指手爪结构(2)；
8.所述的升降机构(1)其特征在于，包括上圆柱筒(11)，上圆柱筒(11)内侧对称设置有升降滑轨(12)，升降滑轨(12)外侧与上圆柱筒(11)内圆相切固装，升降滑轨(12)内侧与
滑动连接器(19)外侧t型表面滑动连接，滑动连接器(19)与l型升降卡轴(13)的垂直面固装，升降齿条(14)固装于l型升降卡轴(13)的垂直面，连结卡圈(18)固装于 l型升降卡轴(13)水平面设置的凹槽内；下圆柱筒(16)固装于上圆柱筒(11)下侧，下圆柱筒(16)上平面部分封闭，在该封闭平面上方固装升降电机(15)，升降电机(15)的输出轴固装有升降齿轮(17)，升降齿轮(17)与升降齿条(14)啮合。
9.所述的四指手爪结构(2)其特征在于，包括手爪连接圆环(21)，手爪连接圆环(21) 通过冠状结构的手掌连接器(24)与伸缩手指(22)固装，伸缩手指(22)与固定卡扣(23) 固装，固定卡扣(23)固装于下圆柱筒(16)的四个对称的固定卡槽(110)？内；手爪连接圆环(21)与l型升降卡轴(13)的水平面固装于连结卡圈(18)内，伸缩手指(22)，固定卡扣(23)，手掌连接器(24)和手爪连接圆环(21)是一个整体。
10.与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：
11.(1)本实用新型涉及的一种无损采摘电动柔性手爪具有结构简单、控制精准、采摘效率高的特点；(2)本实用新型采用升降机构，能够针对蘑菇高度大小的差异对手爪高度进行调整，保证精准采摘；(3)本实用新型通过柔性硅胶手掌抓住蘑菇，保证无损采摘，能够有效解决市面上已有机械手爪采摘时损伤蘑菇的问题，实现蘑菇的最大商业价值。
附图说明
12.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
13.图1为本实用新型一种无损采摘电动柔性手爪整体模块划分示意图。
14.图2为本实用新型一种无损采摘电动柔性手爪详细部件示意图。
15.图3为手爪升降机构示意图。
16.图4为手爪上圆柱筒内部结构示意图。
17.图5为手爪下圆柱筒内部结构示意图。
18.图6为四指手爪与连结器结构示意图。
19.图7为四指手爪冠状手掌连接器结构示意图。
具体实施方式
20.【实施例1】
21.本实例涉及一种无损采摘电动柔性手爪，包括：所述的升降机构1其特征在于，包括上圆柱筒11，上圆柱筒11内侧对称设置有升降滑轨12，升降滑轨12外侧与上圆柱筒11内圆相切固装，升降滑轨12内侧与滑动连接器19外侧t型表面滑动连接，滑动连接器19与l 型升降卡轴13的垂直面固装，升降齿条14固装于l型升降卡轴13的垂直面，连结卡圈18 固装于l型升降卡轴13水平面设置的凹槽内；下圆柱筒16固装于上圆柱筒11下侧，下圆柱筒16上平面部分封闭，在该封闭平面上方固装升降电机15，升降电机15的输出轴固装有升降齿轮17，升降齿轮17与升降齿条14啮合；升降电机15旋转，带动升降齿轮17转动，带动升降齿条14升降，实现手爪高度的调整，保证不同高度蘑菇的精准采摘。
22.【实施例2】
23.本实例涉及一种无损采摘电动柔性手爪，包括：所述的四指手爪结构2其特征在于，包括手爪连接圆环21，手爪连接圆环21通过冠状结构的手掌连接器24与伸缩手指22固
装，伸缩手指22 与固定卡扣23固装，固定卡扣23固装于下圆柱筒16的四个对称的固定卡槽110内；手爪连接圆环21与l型升降卡轴13的水平面固装于连结卡圈18内，伸缩手指22，固定卡扣23，手掌连接器 24和手爪连接圆环21是一个整体；其中升降齿条14的升降带动伸缩手指22的张开或闭合，实现对不同直径蘑菇的精准采摘。


技术特征：
1.一种无损采摘电动柔性手爪，其特征在于，包括升降机构(1)；所述的升降机构(1)其特征在于，包括上圆柱筒(11)，上圆柱筒(11)内侧对称设置有升降滑轨(12)，升降滑轨(12)外侧与上圆柱筒(11)内圆相切固装，升降滑轨(12)内侧与滑动连接器(19)外侧t型表面滑动连接，滑动连接器(19)与l型升降卡轴(13)的垂直面固装，升降齿条(14)固装于l型升降卡轴(13)的垂直面，连结卡圈(18)固装于l型升降卡轴(13)水平面设置的凹槽内；下圆柱筒(16)固装于上圆柱筒(11)下侧，下圆柱筒(16)上平面部分封闭，在该封闭平面上方固装升降电机(15)，升降电机(15)的输出轴固装有升降齿轮(17)，升降齿轮(17)与升降齿条(14)啮合。2.根据权利要求1所述的一种无损采摘电动柔性手爪，其特征在于，还包括四指手爪结构(2)，包括手爪连接圆环(21)，手爪连接圆环(21)通过冠状结构的手掌连接器(24)与伸缩手指(22)固装，伸缩手指(22)与固定卡扣(23)固装，固定卡扣(23)固装于下圆柱筒(16)的四个对称的固定卡槽(110)内；手爪连接圆环(21)与l型升降卡轴(13)的水平面固装于连结卡圈(18)内，伸缩手指(22)，固定卡扣(23)，手掌连接器(24)和手爪连接圆环(21)是一个整体。3.根据权利要求1所述的一种无损采摘电动柔性手爪，其特征在于，升降齿轮(17)通过带动升降齿条(14)垂直升降，升降齿条(14)分别带动l型升降卡轴(13)和连结卡圈(18)升降，连结卡圈(18)与手爪连接圆环(21)固装，通过手爪连接圆环(21)实现伸缩手指(22)的展开与收缩；手掌连接器(24)为冠状结构，伸缩手指(22)采用柔性硅胶，在展开与收缩过程中与被抓物不产生刚性接触。

技术总结
本发明公开了一种无损采摘电动柔性手爪，包括升降机构、四指手爪结构，其特征在于自身结构简单精美，升降机构能够根据蘑菇高度使手爪进行竖直方向上的调整；四指手爪结构，能够在展开与收缩过程中不与被抓物产生刚性接触，实现蘑菇的无损化采摘。本发明能够有效满足不同尺寸的蘑菇的精确、无损采摘需求，解决人工采摘效率低、成本高、破损率高等问题。破损率高等问题。破损率高等问题。


技术研发人员：叶俊良 李源 李璋浔 卢伟 秦欢欢 纪伟茜
受保护的技术使用者：南京农业大学
技术研发日：2021.04.12
技术公布日：2022/4/26