一种绳驱采摘机械手

1.本实用新型涉及采摘装置，确切地说是一种绳驱采摘机械手。


背景技术：

2.随着我国农业生产水平的不断提高，水果的种植面积和水果产量也在逐年提升，水果采摘作为水果收获中重要的环节，在整个生产过程中占比较重。但在我国许多地方人们还用着原始的人工采摘方式，这种方式劳动强度大，劳动成本高，同时存在巨大的安全隐患。机械化采摘可降低人工的劳动强度，解决缺少劳动力难题。因此提供一种方便果农采摘水果，并且解决人上树摘果实存在的安全隐患问题的采摘机械手装置很有必要。


技术实现要素：

3.本实用新型要解决的技术问题是提供一种绳驱采摘机械手，该装置设有夹持机构和底座旋转机构，其夹持机构用于夹持需要采摘的果实，夹持后通过旋转机构驱动夹持机构旋转，使被夹持的果实脱离果树，实现果实采摘，避免登高采摘的低效率、高风险。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术手段：
5.一种绳驱采摘机械手，包括夹持机构和底座旋转机构，所述的夹持机构包括夹持手指、tpu手指外套、多边齿条、齿轮、连接座、复位弹簧、底座及第一拉绳；夹持手指间隔并呈圆周状分布设置在底座旋转机构上，夹持手指的底端设置在齿轮上，所述的齿轮安装在连接座上的手指安装轴上，齿轮手指安装轴与以转动副的方式连接，齿轮与连接座中心设置多边齿条啮合，多边齿条的齿面的数量与齿轮的数量相应，多边齿条内部设有导向轨道；连接座通过立柱与底座固定连接；导向柱的一端固定在底座上，导向柱另一端向上穿过多边齿条内部的导向轨道，导向柱与导向轨道配合，使多边齿条受驱动沿导向柱上下运动；复位弹簧套接在导向柱上，复位弹簧的一端固定在底座上，复位弹簧另一端固定在多边齿条的底端，第一拉绳的顶端连接在多边齿条的底端；所述的底座旋转机构包括轴承、轴承盘、机架柱、滑块盘、拉力弹簧、机架座、第二拉绳、曲柄；夹持机构通过底座固定在轴承的内圈上；轴承的外圈固定在轴承盘上；机架柱沿轴承盘的周向间隔设置，机架柱一端固定在轴承盘上，机架柱的另一端固定在机架座上；滑块盘通过滑套活动连接在机架柱上，滑块盘受驱动沿机架柱上下滑动；曲柄一端与滑块盘上的球形槽活动连接，另一端与底座上的球形槽活动连接，底座上的球形槽与滑块盘上的球形槽结构相同；拉力弹簧设有个，间隔度呈圆周分布，拉力弹簧的一端固定在滑块盘的底端，拉力弹簧的另一端固定在机架座上；第二拉绳的顶端连接在滑块盘的底端。
6.该装置设有夹持机构和底座旋转机构，其夹持机构用于夹持需要采摘的果实，夹持后通过旋转机构驱动夹持机构旋转，使被夹持的果实脱离果树，实现果实采摘，避免登高采摘的低效率、高风险。
7.所述的夹持手指设置个，个夹持手指等间隔设置，相应地多边齿条是由个齿条安装在边体的个相邻面上，导向柱与多边齿条设有的导向轨道的截面形状相同，且导向柱与
导向轨道之间设有运动间隙。多边齿条受驱动沿导向柱上下运动，运动间隙减少运动时的摩擦阻力。
8.所述的立柱设有个，连接座、底座上均设有立柱固定孔。通过设置立柱固定孔，便于连接固定立柱。
9.所述的夹持手指套有tpu手指外套；tpu手指外套所用材料为tpu材料。tpu手指外套可以增加夹持时的稳定性且不损伤果实。
10.所述的机架柱设有个，轴承盘和机架座上相应位置设有机架柱固定孔。通过设置机架柱固定孔，便于连接固定机架柱
11.所述的多边齿条、底座上相应位置均设置复位弹簧固定槽，复位弹簧两端连接设置在复位弹簧固定槽内。通过设置复位弹簧固定槽，便于连接设置复位弹簧。
12.所述的滑块盘、机架座上相应位置均设置拉力弹簧固定槽，拉力弹簧的两端设置在拉力弹簧固定槽内。通过设置拉力弹簧固定槽，便于连接设置拉力弹簧。
13.所述的夹持机构外侧套装夹持机构保护罩用于防护，所述的底座旋转机构外侧套装底座旋转机构保护罩用于防护。通过设置夹持机构保护罩、底座旋转机构保护罩增加本装置的安全性。
14.所述的连接座的中心设置多边形孔，便于使多边齿条穿过；底座、轴承盘、滑块盘、机架座上在中心位置的旁侧均设置第一圆形绳孔，便于使第一拉绳穿过；机架座在中心位置的旁侧设置第二圆形绳孔，便于使第二拉绳穿过。通设置多边形孔，便于连接设置多边齿条，且便于多边齿条的运动；通过设置第一圆形绳孔、第二圆形绳孔，便于连接设置拉绳。
附图说明
15.图1为本实用新型实施例的总体结构示意图。
16.图2为本实用新型实施例的带保护罩的总体结构示意图。
17.图3为本实用新型实施例的夹持机构示意图。
18.图4为本实用新型实施例的底座旋转机构示意图。
19.图5为本实用新型实施例的滑块盘的俯视图。
20.附图标记说明：1-夹持机构、2-底座旋转机构、11-夹持手指、12-tpu手指外套、13-多边齿条、14-齿轮、15-连接座、16-复位弹簧、17-底座、18-拉绳、19-立柱、10-导向柱、21-轴承、22-轴承盘、23-机架柱、24-滑块盘、241-球形槽、25-拉力弹簧、26-机架座、27-拉绳、28-曲柄、31-夹持机构保护罩、32-底座旋转机构保护罩。
具体实施方式
21.下面结合实施例，进一步说明本实用新型。
22.参见图1可知，本实用新型的一种绳驱采摘机械手夹持机构1和底座旋转机构2组成。
23.参见图1、图3可知，夹持机构1包括夹持手指11、tpu手指外套12、多边齿条13、齿轮14、连接座15、复位弹簧16、底座17及第一拉绳18；夹持手指11间隔并呈圆周状分布设置在底座旋转机构2上，夹持手指11的底端设置在齿轮14上，齿轮14安装在连接座15上的手指安装轴上，齿轮14手指安装轴与以转动副的方式连接，齿轮14与连接座15中心设置多边齿条
13啮合，多边齿条13的齿面的数量与齿轮的数量相应，多边齿条13内部设有导向轨道；连接座15通过立柱19与底座17固定连接；导向柱10的一端固定在底座17上，导向柱10另一端向上穿过多边齿条13内部的导向轨道，导向柱10与导向轨道配合，使多边齿条13受驱动沿导向柱10上下运动；复位弹簧16套接在导向柱10上，复位弹簧16的一端固定在底座17上，复位弹簧16另一端固定在多边齿条13的底端，第一拉绳18的顶端连接在多边齿条13的底端。
24.参见图1、图4底座旋转机构2包括轴承21、轴承盘22、机架柱23、滑块盘24、拉力弹簧25、机架座26、第二拉绳27、曲柄28；夹持机构1通过底座17固定在轴承21的内圈上；轴承21的外圈固定在轴承盘22上；机架柱23沿轴承盘22的周向间隔设置，机架柱23一端固定在轴承盘22上，机架柱23的另一端固定在机架座26上；滑块盘24通过滑套活动连接在机架柱23上，滑块盘24受驱动沿机架柱23上下滑动；曲柄28一端与滑块盘24上的球形槽241活动连接，另一端与底座17上的球形槽活动连接，底座17上的球形槽与滑块盘24上的球形槽241结构相同；曲柄28的两端为球形结构，曲柄28的两端能分别在滑块盘24上的球形槽241和底座17上的球形槽内滚动，曲柄28能够实现在滑块盘24和底座17之间的空间范围内转动，曲柄28转动推动底座17旋转；拉力弹簧25设有3个，间隔120度呈圆周分布，拉力弹簧25的一端固定在滑块盘24的底端，拉力弹簧25的另一端固定在机架座26上；第二拉绳27的顶端连接在滑块盘24的底端。
25.设有夹持机构和底座旋转机构，其夹持机构用于夹持需要采摘的果实，夹持后通过旋转机构驱动夹持机构旋转，使被夹持的果实脱离果树，实现果实采摘，避免登高采摘的低效率、高风险。
26.夹持手指11设置5个，5个夹持手指11等间隔设置，相应地多边齿条13是由5个齿条安装在5边体的5个相邻面上，导向柱10与多边齿条13设有的导向轨道的截面形状相同，且导向柱10与导向轨道之间设有运动间隙。多边齿条13受驱动沿导向柱10上下运动，运动间隙减少运动时的摩擦阻力。
27.立柱19设有3个，连接座15、底座17上均设有立柱固定孔。通过设置立柱固定孔，便于连接固定立柱19。
28.夹持手指11套有tpu手指外套12；tpu手指外套12所用材料为tpu材料。tpu手指外套12可以增加夹持时的稳定性且不损伤果实。
29.机架柱23设有3个，轴承盘22和机架座26上相应位置设有机架柱固定孔。通过设置机架柱固定孔，便于连接固定机架柱23
30.多边齿条13、底座17上相应位置均设置复位弹簧固定槽，复位弹簧16两端连接设置在复位弹簧固定槽内。通过设置复位弹簧固定槽，便于连接设置复位弹簧16。
31.滑块盘24、机架座26上相应位置均设置拉力弹簧固定槽，拉力弹簧25的两端设置在拉力弹簧固定槽内。通过设置拉力弹簧固定槽，便于连接设置拉力弹簧25。
32.参见图2可知，夹持机构1外侧套装夹持机构保护罩31用于防护，底座旋转机构2外侧套装底座旋转机构保护罩32用于防护。通过设置夹持机构保护罩31、底座旋转机构保护罩32增加本装置的安全性。
33.连接座15的中心设置多边形孔，便于使多边齿条13穿过；底座17、轴承盘22、滑块盘24、机架座26上在中心位置的旁侧均设置第一圆形绳孔，便于使第一拉绳18穿过；机架座26在中心位置的旁侧设置第二圆形绳孔，便于使第二拉绳27穿过。通设置多边形孔，便于连
接设置多边齿条13，且便于多边齿条13的运动；通过设置第一圆形绳孔、第二圆形绳孔，便于连接设置拉绳。
34.本装置的工作原理及过程如下：本装置连接设置在支撑杆上，通过支撑杆举高。
35.（1）拉动第一拉绳18带动多边齿条13在导向柱10上向下滑动，此时复位弹簧16被压缩，多边齿条13向下滑动使齿轮14向靠近多边齿条13中心的方向转动，齿轮向内转动带动夹持手指11向内移动完成夹持动作。
36.（2）松开第一拉绳18，复位弹簧16要恢复到原来状态进行伸长，复位弹簧16伸长带动多边齿条13在导向柱10上向上滑动，多边齿条13向上滑动使齿轮14向远离多边齿条13中心的方向转动，齿轮向外转动带动夹持手指11向外移动完成松开机械手动作。
37.（3）拉动第二拉绳27带动滑块盘24在机架柱23上进行向下滑动，滑块盘24向下滑动带动曲柄28运动，曲柄28运动推动底座17旋转，从而带动夹持机构1进行旋转。
38.（4）松开第二拉绳27，拉力弹簧25要恢复到原来状态进行伸长，拉力弹簧25伸长带动滑块盘24在机架柱23上进行向上滑动，滑块盘24向上滑动带动曲柄28运动，曲柄28运动推动底座17旋转，从而带动夹持机构1进行旋转。
39.（5）同时拉动第一拉绳18和第二拉绳27，实现对目标果实的夹持和旋转动作，从而摘下目标果实。
40.（6）本装置的夹持机构1的旋转动作主要通过底座17进行传递，夹持机构1固装在底座17上，旋转机构2的结构由机架柱23进行支撑，滑块盘24可在机架柱23上进行上下滑动，完成滑块盘24的升高和降低。
41.以上所述仅为本实用新型较佳可行的实施例而已，并非因此局限本实用新型的权利范围，凡运用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本实用新型的权利范围之内。