本发明专利技术公开了一种旋拧式包络直径可调型果实采摘手爪，包括旋拧夹持机构、手指结构、惰轮结构、第一驱动机构、第二驱动机构、张紧机构、底板和固定板等，旋拧夹持机构包括控制轴、调距拨盘、短销、收紧绳、调节绳、定滑轮、复位弹簧以及六个手指机构和六个惰轮机构。本发明专利技术与现有的技术相比的优点在于：根据果实的大小自适应的实时调整手指的包络直径大小，同时采用有锥度的柔性手指，对传感器检测果实大小和位置的误差较大的容错量，手爪的旋拧力可以根据不同果实的果皮特性进行设置且在调节手爪包络直径大小的时候可以保持基本恒定，可以很好的适用于采摘机器人通过旋拧的方式采摘大小不同的果实，且旋拧力度可以设置并保持恒定，不易损伤果实。不易损伤果实。不易损伤果实。
【技术实现步骤摘要】
一种旋拧式包络直径可调型果实采摘手爪
[0001]本专利技术涉及桑葚种植
，具体是一种旋拧式包络直径可调型果实采摘手爪。
技术介绍
[0002]中国是水果产销大国，果树的采摘主要依靠人工，采摘效率低，人工劳动强度大、劳动周期紧且需求人力多，近几年劳动力缺乏越来越严重，而采摘作业所用的劳动力占整个生产过程作用劳动力的30％至50％，人力成本已成为制约果品行业发展的重要因素。
[0003]现有的果实采摘技术有梳刷式、振动式、拍打式等，还有一些精准采摘的采摘机器人技术。
[0004]梳刷式的采摘方式主要通过折、拽等动作实现果实和果柄的分离。该方式主要适用于果实和果柄连接处较为脆弱的采摘，且对力矩要求较大，对枝条和花苞有较大的损伤。
[0005]振动式的采摘方式往往采摘效率较高，但是会把花朵、花苞震落，对花果同期的果品产量影响较大，耗能也较大，需要较大的机械设备。
[0006]目前绝大多数适用于精准采摘的果实采摘手爪还处于研究阶段，技术还不是很成熟，比如占比较高的苹果、梨子，还有圣女果、油茶果等小型果品等类球形果实的采摘还存在不少问题，尤其是即便是同一批次成熟的同一类果实的直径也会差别很大，因此专利技术一种包络直径实时可调的精准采摘机械手爪实现对不同大小果实的精准采摘很有必要因此，加上类球形果实众多、在果品中占有很大的比例，因此对类球形果实进行采摘手爪的研究具有重要的意义。
技术实现思路
[0007]本专利技术要解决的技术问题就是克服以上的技术缺陷，提供一种旋拧式包络直径可调型果实采摘手爪。
[0008]为了解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种旋拧式包络直径可调型果实采摘手爪，包括旋拧夹持机构、第一驱动机构、第二驱动机构、张紧机构、底板和固定板等，所述旋拧夹持机构包括控制轴、调距拨盘、短销、收紧绳、调节绳、定滑轮、复位弹簧以及六个手指机构和六个惰轮机构，步进电机通过联轴器带动控制轴旋转，控制轴带动调距拨盘旋转，收紧绳一端通过短销连接调距拨盘，另一端连接第一指座滑块，调距拨盘旋转带动收紧绳进行收绳动作，同时调节绳绕远端的定滑轮连接在复位弹簧上进行放绳动作，从而收紧绳拉动第一指座滑块带动手指机构和惰轮机构向手心运动，缩小采摘手爪包络直径，当步进电机反转时，调距拨盘带动调节绳和复位弹簧进行收绳动作，而收紧绳进行放绳动作，从而驱动第一指座滑块带动六个手指机构和六个惰轮机构向外周运动，扩大采摘手爪的包络直径。
[0009]进一步，所述手指机构包括带轮、手指、轴承和第一指座滑块，手指上端穿过第一指座滑块上下两面布置的两个轴承和带轮的中心孔，并与带轮固定连接。
[0010]进一步，所述惰轮机构包括惰轮、惰轮轴、轴承和第一指座滑块，惰轮轴上端穿过第一指座滑块上下两面布置的两个轴承和惰轮的中心孔，惰轮轴与惰轮固定连接。
[0011]进一步，所述第一驱动机构包括步进电机、联轴器和固定板，步进电机固定在固定板上，固定板固定在底板上，步进电机通过联轴器驱动控制轴正反转。
[0012]进一步，所述第一驱动机构的动力源可以改为由手柄、固定摩擦片和转动摩擦片提供，手柄与控制轴通过销轴固定连接，固定摩擦片与底板固定连接，转动摩擦片与控制轴滑动连接，可以沿控制轴轴向移动，但不能绕控制轴转动，当需要保持采摘手爪的包络直径不变时，手柄压下，手柄上的锁紧凸起将转动摩擦片与固定摩擦片压紧，避免二者相对转动，反之，当手柄抬起时，可以通过手柄旋转控制轴，进而调节采摘手爪的包络直径大小。
[0013]进一步，所述第二驱动机构包括减速电机、驱动轮和固定板等，减速电机固定连接在固定板上，驱动轮固定在减速电机的轴上，并通过第二传动带驱动带轮转动，带轮通过第一传动带带动其它的带轮和惰轮转动，进而带动手指旋转，当处于手爪包络范围内的水果与手指接触时，会在手指旋拧力的驱动下转动，进而果柄脱离，完成采摘动作。
[0014]进一步，所述张紧机构包括驱动轮、第二传动带、张紧轮，带轮，第二指座滑块和复位弹簧组成，当采摘手爪的包络直径变化时，张紧轮在张紧弹簧的作用下始终保持第二传动带的张紧力在合适的范围内。
[0015]进一步，所述手指机构采用圆锥形的手指，适应果实形状和直径小范围的变化，可以减少采摘手爪需要依据看到的果实大小调节包络直径的频率。
[0016]进一步，所述第一传送带和第二传送带，可根据使用场景以及果实采摘所需的旋拧力大小不同，采用O形带或者同步带。
[0017]本专利技术与现有的技术相比的优点在于：以根据果实的大小自适应的实时调整手指的包络直径大小，同时采用有锥度的柔性手指，对传感器检测果实大小和位置的误差较大的容错量，最后，手爪的旋拧力可以根据不同果实的果皮特性进行设置且在调节手爪包络直径大小的时候可以保持基本恒定。总之，本专利技术可以很好的适用于采摘机器人通过旋拧的方式采摘大小不同的果实，且旋拧力度可以设置并保持恒定，不易损伤果实。
附图说明
[0018]图1为本专利技术的整体结构正视图；
[0019]图2为本专利技术整体结构剖视图；
[0020]图3为本专利技术整体机构的轴侧图；
[0021]图4为旋拧力恒定型采摘手爪包络直径调节原理示意图；
[0022]图5为本专利技术整体机构的俯视图；
[0023]图6为本专利技术采摘机构的手指机构放大图；
[0024]图7为本专利技术惰轮机构放大图；
[0025]图8为本专利技术手爪包络直径手动调节机构原理图。
[0026]如图所示：1、减速电机；2、步进电机；201、固定摩擦片；202、转动摩擦片；203、手柄；204、锁紧凸起；205、销轴；4、固定板；6、第一传送带；7、驱动轮；8、短销；9、轴承；10、定滑轮；11、控制轴；12、复位弹簧；14、张紧轮；15、带轮；16、联轴器；17、惰轮；18、收紧绳；19、手指；20、惰轮轴；21、中心盖板；22、第二传动带；23、第二指座滑块；24、第一指座滑块；25、底
板；28、调节绳；29、调距拨盘；32、张紧弹簧。
具体实施方式
[0027]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0028]实施例1
[0029]本专利技术公开了一种适用于旋拧式采摘的果实的旋拧式包络直径可调型果实采摘手爪，包括旋拧夹持机构、第一驱动机构、第二驱动机构、张紧机构、底板和固定板等；第二驱动机构包括减速电机1、驱动轮7和固定板4等，减速电机1固定连接在固定板4上，驱动轮7固定连接在减速电机1的轴上，并通过第二传动带22驱动带轮15转动，带轮15通过第一传送带6带动其它的带轮15和惰轮17转动，进而带动手指19旋转，当处于采摘手爪包络范围内的果实与手指19接触时，因为手指19与果实之间存在摩擦力，因而果实会在手指1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种旋拧式包络直径可调型果实采摘手爪，其特征在于：包括旋拧夹持机构、手指机构、惰轮机构、第一驱动机构、第二驱动机构、张紧机构、底板(25)和固定板(4)等；所述旋拧夹持机构包括控制轴(11)、调距拨盘(29)、短销(8)、收紧绳(18)、调节绳(28)、定滑轮(10)、复位弹簧(12)以及六个手指机构和六个惰轮机构，步进电机(2)通过联轴器(16)带动控制轴(11)旋转，控制轴(11)带动调距拨盘(29)旋转，收紧绳(18)一端通过短销(8)连接调距拨盘(29)，另一端连接第一指座滑块(24)，调距拨盘(29)旋转带动收紧绳(18)进行收绳动作，同时调节绳(28)绕远端的定滑轮(10)连接在复位弹簧((12))上进行放绳动作，从而收紧绳(18)拉动第一指座滑块(24)带动手指机构和惰轮机构向手心运动，缩小采摘手爪包络直径；当步进电机(2)反转时，调距拨盘(29)带动调节绳(28)和复位弹簧(12)进行收绳动作，而收紧绳(18)进行放绳动作，从而驱动第一指座滑块(24)带动六个手指机构和六个惰轮机构向外周运动，扩大采摘手爪的包络直径。2.根据权利要求1所述的一种旋拧式包络直径可调型果实采摘手爪，其特征在于：所述手指机构包括带轮(15)、手指(19)、轴承(9)和第一指座滑块(24)，手指(9)上端穿过第一指座滑块(24)上下两面布置的两个轴承(9)和带轮(15)的中心孔，并与带轮(15)固定连接。3.根据权利要求1所述的一种旋拧式包络直径可调型果实采摘手爪，其特征在于：所述惰轮机构包括惰轮(17)、惰轮轴(20)、轴承(9)和第一指座滑块(24)，惰轮轴(20)上端穿过第一指座滑块(24)上下两面布置的两个轴承(9)和惰轮(17)的中心孔，惰轮轴(20)与惰轮(17)固定连接。4.根据权利要求1所述的一种旋拧式包络直径可调型果实采摘手爪，其特征在于：所述第一驱动机构包括步进电机(2)、联轴器(16)和固定板(4)，步进电机(2)固定在固定板(4)上，固定板(4)固定在底板(25)上，步进电机(2)通过联轴器(16)驱动控制轴(11)正反转。5.根据权利要求4所述的一种旋拧式包络...
【专利技术属性】
技术研发人员：王金鹏，甄乾广，何萌，周宏平，蒋雪松，陈青，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：
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