智能果实采集机械手及果实分拣设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种智能果实采集机械手及果实分拣设备，其中，机械手包括本体(11)和可移动地连接在本体上的用于夹持果实的多个手指(12)，本体上间隔地形成有径向延伸的滑槽(111)以容纳手指，机械手还包括连接在本体上的动力气缸以驱动手指沿滑槽移动，动力气缸连接有第一控制器，手指上还设有力传感器，以用于在力传感器的信号大于压力阈值时阻止手指朝向果实移动，可以取代人工进行对果实的抓取，同时果实分拣设备可以在机械手夹持果实后实现自动分拣的功能。
【专利说明】
智能果实采集机械手及果实分拣设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及农业装备技术领域，具体地，涉及一种智能果实采集机械手及果实分拣设备。
【背景技术】
[0002]目前，智能化的设备已经越来越多地应用到农业中，由于人们对果实品质要求的提升，在果实采摘完成后，需要对果实分级放置，以分别销售。在现有技术中，通常是由人工进行分拣果实，效率低下，而且存在误差，难以保证同一批次的果实大小相近。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的是提供一种智能果实采集机械手，该机械手可以实现自动抓取果实并不损伤果实的功能。
[0004]本实用新型的第二个目的是提供一种果实分拣设备，该设备可以自动分拣不同大小的果实。
[0005]为了实现上述目的，本实用新型提供一种智能果实采集机械手，包括本体和可移动地连接在所述本体上的用于夹持果实的多个手指，所述本体上间隔地形成有径向延伸的滑槽以容纳所述手指，所述机械手还包括连接在所述本体上的动力气缸以驱动所述手指沿所述滑槽移动，所述动力气缸电连接有用于控制所述手指动作的第一控制器，所述手指上还设有力传感器，以用于在所述力传感器的信号大于压力阈值时阻止所述手指朝向果实移动，所述手指的内侧设有海绵垫。
[0006]可选地，每个所述手指对应地设有一个所述力传感器。
[0007]可选地，所述手指至少为三个。
[0008]可选地，所述机械手还设有位置传感器以用于根据所述手指的位置确定所述果实的尺寸数据。
[0009]可选地，每个所述手指对应地设有一个所述位置传感器。
[0010]根据本实用新型的第二个方面，提供一种果实分拣设备，包括:根据本实用新型第一个方面提供的智能果实采集机械手，所述机械手设有用于检测所述手指位置的位置传感器；固定架，所述机械手可移动地设置在所述固定架上;上料机，用于盛放经所述机械手分拣前的果实；下料机，用于盛放经所述机械手分拣后的果实，所述下料机为多个；以及第二控制器，与所述机械手电连接，用于控制所述机械手夹持果实、移动和放置果实。
[0011]可选地，所述第二控制器包括:驱动系统，用于驱动所述机械手在所述固定架上移动，驱动所述机械手从所述上料机上夹持果实，以及驱动所述机械手向所述下料机放置果实;接收系统，与所述位置传感器电连接，以接收所述果实的尺寸数据；以及确定系统，用于根据所述果实的尺寸数据将所述果实对应到相应的所述下料机。
[0012]可选地，所述固定架包括两根立柱，架设在所述两根立柱上的横梁，可沿所述横梁横向移动的滑板，以及可沿所述滑板纵向移动的竖梁，所述机械手设置在所述竖梁的底部，所述上料机和下料机分别设置在所述两根立柱之间。
[0013]可选地，所述上料机上设有多个用于放置所述果实的定位圈。
[0014]通过上述技术方案，在机械手手指上设置力传感器，当手指向内收缩以夹持果实时，可以保证夹持住果实并且不损伤果实，利用本实用新型提供的机械手，可以夹持不同大小的果实，并且可以将不同大小的果实分别放置，以实现果实的自动分拣。
[0015]本实用新型的其他特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0016]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0017]图1是本实用新型一个实施方式提供的机械手的主视图，其中示出两根手指；
[0018]图2是图1中机械手的侧视图；
[0019]图3是本实用新型一个实施方式提供的果实分拣设备的结构示意图。
[0020]附图标记说明
[0021]11 本体111 滑槽
[0022]12 手指121 海绵垫
[0023]13 动力气缸21 立柱
[0024]22 横梁23 滑板
[0025]24 竖梁3 上料机
[0026]31 定位圈4 下料机
【具体实施方式】
[0027]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0028]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”是指各部件在正常工作状态时的上和下，具体地，可参考图3的图面方向，“内、外”是针对相应部件的轮廓而言的。
[0029]如图1和图2所示，本实用新型提供一种智能果实采集机械手，包括本体11和可移动地连接在本体11上的用于夹持果实的多个手指12，本体11上间隔地形成有径向延伸的滑槽111以容纳手指12，机械手还包括连接在本体11上的动力气缸13以驱动手指12沿滑槽111移动。本实用新型提供的机械手可以取代人手实现对果实的抓取动作，其中，动力气缸电连接有用于控制手指12动作的第一控制器，在第一控制器的控制下，动力气缸13可以驱动手指12聚拢或分散，手指12在聚拢时夹持果实，手指12上还设有力传感器，以用于在力传感器的信号大于压力阈值时阻止手指12朝向果实移动，即使得手指12在聚拢以夹持果实时，当对于果实的夹持力足以夹持果实运动时，第一控制器可以控制手指12不再继续运动，从而防止损伤果实。需要说明的是，由于果实的形状可能不均匀，各个手指12可以分别运动，确保手指12抵顶在果实表面。进一步地，手指12的内侧可以设有海绵垫121，以防止坚硬的手指12压损果实，其中手指12的内侧是指多根手指12之间的位置，即手指12在聚拢时朝向内侧运动。
[0030]具体地，每个手指12可以对应地设有一个力传感器，当每个力传感器都检测到压力信号时，确定每个手指12均抵顶在果实上，同时，手指12均匀地布设在本体11上，保证了果实受力均匀。
[0031]为提高机械手的通用性，手指12至少为三个，以使夹持动作保持稳定，该手指12尤其适用于夹持苹果、橙子、桃等具有一定圆度的果实。
[0032]进一步地，机械手还设有位置传感器以用于根据手指12的位置确定果实的尺寸数据，作为优选，每个手指12对应地设有一个位置传感器。即在本实用新型中，通过手指12在夹持果实时的位置可以确定果实的尺寸数据，其中设置的手指12越多，机械手对于果实的尺寸反馈越为精确，例如对于圆度较高的果实，可以采用三根手指12，既可以稳定地夹持果实，也能较为准确地判断果实的大小。
[0033]如图3所示，本实用新型的第二个方面还提供一种果实分拣设备，包括:上述的智能果实采集机械手，其中机械手设有用于检测手指12位置的位置传感器;固定架，机械手可移动地设置在固定架上；上料机3，用于盛放经机械手分拣前的果实；下料机4，用于盛放经机械手分拣后的果实，下料机4为多个;以及第二控制器，与机械手电连接，用于控制机械手夹持果实、移动和放置果实。具体地，将待分拣的果实放置在上料机3上，机械手抓取果实，第二控制器根据果实的尺寸判断其对应的下料机4，机械手夹持果实放置到相应的下料机4上，从而完成一个循环。本实用新型尤其适用于在对果实大小分级要求比较高的情况下使用，更进一步地，为了消除分拣误差，可以进行多次分拣，设置多个下料机4，从而保证果实大小的统一性。
[0034]具体地，第二控制器可以包括:驱动系统，用于驱动机械手在固定架上移动，驱动机械手从上料机3上夹持果实，以及驱动机械手向下料机4放置果实;接收系统，与位置传感器电连接，以接收果实的尺寸数据；以及确定系统，用于根据果实的尺寸数据将果实对应到相应的下料机4。这里，第二控制器与第一控制器电连接以驱动手指12的动作，此外，第二控制器和第一控制器也可以集成为一体，保持设备整体的紧凑型。第二控制器可以为电气柜，通过电线与其他装置电连接，上料机3和下料机4上可以分别设有传送装置，例如传送履带，第二控制器可以控制上料机3将待夹持果实输送至机械手可以抓取的位置，并控制下料机4将分拣后的果实输送至其他位置以避免影响后续果实的放置。此外，第二控制器还可以包括终端显示器，以显示上料机3和下料机4上的果实数量，也可以显示当前正在分拣的果实的尺寸数据。
[0035]固定架可以采取多种形式，例如图3所示，固定架可以包括两根立柱21，架设在两根立柱21上的横梁22，可沿横梁22横向移动的滑板23，以及可沿滑板23纵向移动的竖梁24，机械手设置在竖梁24的底部，上料机3和下料机4分别设置在两根立柱21之间。在其他实施方式中，为提高工作效率还可以设置多个机械手和多个上料机3以提高工作效率，在这种情况下，为避免多个机械手之间的干涉，可以设置中转机，第一机械手将果实从上料机3上取下放置在中转机上，第二机械手从中转机上夹持果实，放置到下料机4中，从而完成一个分拣循环。图3示出的实施方式中，采用桁架式机械手，在其他实施方式中，也可以采用多自由度机械手臂，其原理与桁架式机械手类似，此处不再赘述。
[0036]此外，上料机3上可以设有多个用于放置果实的定位圈31，可以采用筛选机将果实传送到定位圈31上，也可以由人工将果实放置在定位圈31上，在这种情况下，作为优选，每个果实在放置时朝向同一侧，保证果实每组尺寸数据的基准相同。
[0037]以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
[0038]另外需要说明的是，在上述【具体实施方式】中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0039]此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
【主权项】
1.一种智能果实采集机械手，其特征在于，包括本体(11)和可移动地连接在所述本体(11)上的用于夹持果实的多个手指(12)，所述本体(11)上间隔地形成有径向延伸的滑槽(111)以容纳所述手指(12)，所述机械手还包括连接在所述本体(11)上的动力气缸(13)以驱动所述手指(12)沿所述滑槽(111)移动，所述动力气缸(13)电连接有用于控制所述手指(12)动作的第一控制器，所述手指(12)上还设有力传感器，以用于在所述力传感器的信号大于压力阈值时阻止所述手指(12)朝向果实移动，所述手指(12)的内侧设有海绵垫(121)。2.根据权利要求1所述的果实采集机械手，其特征在于，每个所述手指(12)对应地设有一个所述力传感器。3.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述手指(12)至少为三个。4.根据权利要求1所述的机械手，其特征在于，所述机械手还设有位置传感器以用于根据所述手指(12)的位置确定所述果实的尺寸数据。5.根据权利要求4所述的机械手，其特征在于，每个所述手指(12)对应地设有一个所述位置传感器。6.一种果实分拣设备，其特征在于，包括: 根据权利要求1-3中任意一项所述的机械手，所述机械手设有用于检测所述手指(12)位置的位置传感器； 固定架，所述机械手可移动地设置在所述固定架上； 上料机(3)，用于盛放经所述机械手分拣前的果实； 下料机(4)，用于盛放经所述机械手分拣后的果实，所述下料机(4)为多个；以及 第二控制器，与所述机械手电连接，用于控制所述机械手夹持果实、移动和放置果实。7.根据权利要求6所述的果实分拣设备，其特征在于，所述第二控制器包括: 驱动系统，用于驱动所述机械手在所述固定架上移动，驱动所述机械手从所述上料机(3)上夹持果实，以及驱动所述机械手向所述下料机(4)放置果实； 接收系统，与所述位置传感器电连接，以接收所述果实的尺寸数据；以及 确定系统，用于根据所述果实的尺寸数据将所述果实对应到相应的所述下料机(4)。8.根据权利要求6所述的果实分拣设备，其特征在于，所述固定架包括两根立柱(21)，架设在所述两根立柱(21)上的横梁(22)，可沿所述横梁(22)横向移动的滑板(23)，以及可沿所述滑板(23)纵向移动的竖梁(24)，所述机械手设置在所述竖梁(24)的底部，所述上料机(3)和下料机(4)分别设置在所述两根立柱(21)之间。9.根据权利要求8所述的果实分拣设备，其特征在于，所述上料机(3)上设有多个用于放置所述果实的定位圈(31)。
【文档编号】B07C5/04GK205685340SQ201620525198
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月1日 公开号201620525198.X, CN 201620525198, CN 205685340 U, CN 205685340U, CN-U-205685340, CN201620525198, CN201620525198.X, CN205685340 U, CN205685340U
【发明人】王立涛, 熊继东, 杜雅刚, 周智浩, 张会波, 李鹏伟, 刘义
【申请人】黑龙江省农垦科学院科技情报研究所