一种水果采摘机械臂的制作方法

本实用新型属于水果采摘机器人技术领域，特别是涉及一种水果采摘机械臂。

背景技术：

我国是苹果、橘子等球型水果的重要生产国，但目前这些鲜食水果的收获基本靠人工采摘，劳动强度大，且采摘费用约占生产成本的50％-70％。随着我国人口老龄化加剧和青壮年劳动力的减少，水果低损耗和及时采收成为果农面临的难题。现在国内外对球型水果采摘机器人的研发较少，而且制作成本较高，对环境的适应能力有限。另外，现有机器手臂大多摘取水果后需返回放置，操作繁琐，工作效率很低。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种水果采摘机械臂，尤其适用于高效采摘球形水果。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采用如下所述的技术方案：

一种水果采摘机械臂，包括外壳、继电器、电机、滑环、轴承、齿轮爪盘和卡爪，外壳内从上往下依次设置有齿轮爪盘、轴承和滑环，齿轮爪盘为两端敞口的中空结构，齿轮爪盘的下端配装在轴承内，齿轮爪盘的外圆周面上设置有齿圈，齿圈与齿轮相啮合，齿轮设置在电机的输出轴上，齿轮爪盘上端面沿圆周方向均布设有若干导向套，导向套内设有弹簧，弹簧一端固定在导向套一端，弹簧另一端连接有卡爪；滑环呈上下端敞口的中空结构，所述滑环包括一端的滑环本体和另一端的连接套，连接套设于齿轮爪盘内，在连接套的外圆周面上设置有沿周向均布的若干卡块，所述齿轮爪盘的内壁上设置有若干滑槽，滑槽的下端为开口端，所述卡块对应配装在滑槽内，所述滑环本体的外圆周面上设有环形的滑道，滑道内设有滑环推杆，滑环推杆的一端连接有滚轮，滚轮与滑道的侧面接触，滑环推杆另一端伸出滑道并与继电器连接，所述卡块的前端面上设有连接绳，连接绳另一端连接在卡爪的底部。

进一步地，所述卡爪的外侧面上垂直连接有支撑杆，支撑杆套设于弹簧内。

进一步地，所述继电器设置在外壳的外侧壁上。

进一步地，所述电机设置在外壳的外侧壁上。

进一步地，所述卡爪为弧形结构，且卡爪数量为3个。

进一步地，还包括输送管道和收集装置，输送管道的一端与壳体连接，输送管道的另一端与收集装置连接。

进一步地，输送管道是由若干段中空的管体组成，相邻管体之间彼此铰接，位于最上端的管体与外壳固定连接，并且最上端的管体的管口对应滑环的端口设置。

由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果：

通过齿轮爪盘上设置的卡爪，可以针对大小不同的球形水果进行采摘；继电器使滑环推杆向下移动带动连接套上的卡块沿齿轮爪盘内的滑槽向下移动，卡块前端面的连接绳就拉紧卡爪底部，使卡爪靠拢并抓紧水果表面，然后在电机的运作下，齿轮和齿圈啮合，带动齿轮爪盘旋转运动，卡爪所抓紧的水果就会旋转，直到拧掉水果为止，整个过程大大提高了水果采摘工作的机械化和自动化，加快了工作效率，减少了人工劳力。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2是图1的分解示意图；

图中： 1、卡爪；2、弹簧；3、连接绳； 4、齿轮；5、电机；6、滑环；7、滚轮；8、滑环推杆；9、外壳；10、继电器；11、轴承；12、滑槽；13、齿轮爪盘；14、滑环本体；15、连接套；16、卡块；17、齿圈；18、导向套；19、支撑杆。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步详细的说明。

实施例一，如图1、2所示，一种水果采摘机械臂，包括外壳9、继电器10、电机5、滑环6、轴承11、齿轮爪盘3和卡爪1，外壳9内从上往下依次设置有齿轮爪盘13、轴承11和滑环6，齿轮爪盘13为两端敞口的中空结构，齿轮爪盘13的下端配装在轴承11内，齿轮爪盘13的外圆周面上设置有齿圈17，齿圈17与齿轮4相啮合，齿轮4设置在电机5的输出轴上，电机5设置在外壳9的外侧壁上，齿轮爪盘13上端面沿圆周方向均布设有若干导向套18，导向套18内设有弹簧2，弹簧2一端固定在导向套18一端，弹簧2另一端连接有卡爪1；滑环6呈上下端敞口的中空结构，滑环6包括一端的滑环本体14和另一端的连接套15，连接套15设于齿轮爪盘13内，在连接套15的外圆周面上设置有沿周向均布的若干卡块16，所述齿轮爪盘13的内壁上设置有若干滑槽12，滑槽12的下端为开口端，所述卡块16对应配装在滑槽12内，所述滑环本体14的外圆周面上设有环形的滑道，滑道内设有滑环推杆8，滑环推杆8的一端连接有滚轮7，滚轮7与滑道的侧面接触，滑环推杆8另一端伸出滑道并与继电器10连接，继电器10设置在外壳9的外侧壁上，所述卡块16的前端面上设有连接绳3，连接绳3另一端连接在卡爪1的底部。

所述卡爪1的外侧面上垂直连接有支撑杆19，支撑杆19套设于弹簧2内。

所述继电器10设置在外壳9的外侧壁上。

所述电机5设置在外壳9的外侧壁上。

所述卡爪1为弧形结构，且卡爪1的数量为3个。

采摘水果时，本实用新型能够实现两个动作过程中，具体描述如下：

第一个动作过程：继电器10通电后，连接在继电器10上的滑环推杆8垂直向下移动，滑环推杆8的另一端连接的滚轮7作用在滑环本体14上，推动滑环本体14向下移动，连接套15上的卡块16沿滑槽12向下滑动，卡块16不完全移出滑槽12，此时，卡块16前端面上的连接绳3拉动卡爪1，使卡爪1靠拢水果并夹紧；卡爪1在被连接绳3拉动的过程中，弹簧2被拉长，为了防止弹簧2被拉长的过程中来回摆动而使得卡爪1的移动不稳定，在卡爪1外侧面上连接有支撑杆19，支撑杆19套设于弹簧2内。

第二个动作过程：电机5启动，齿轮4与齿圈17啮合转动，齿圈17带动轴承11旋转，轴承11带动齿轮爪盘13旋转，由于连接套15外圆周面上的卡块16对应装配在齿轮爪盘13内壁的滑槽12内，所以滑环6与齿轮爪盘13同时旋转，滑环推杆8一端连接的滚轮7与滑环本体14的滑道侧面接触，滚轮7绕自身轴心做旋转运动；在齿轮爪盘13旋转下，齿轮爪盘13上的卡爪1内的水果迅速旋转摘取。

作为优选，卡爪1设置为弧形结构，且数量为3个，使卡爪1接触水果表面积更大，更大作用力于水果上。

摘掉一次水果后，弹簧2通过其自身的作用力，拉动卡爪1，使得所有卡爪1彼此分离，卡爪1上的连接绳3会拉动滑环6向上运动，最终恢复到初始状态，从而完成摘取水果的整个动作过程；需要多次摘取水果时，重复上述动作过程中即可。

实施例二，在本实施例中，还包括输送管道和收集装置，输送管道的一端与壳体连接，输送管道的另一端与收集装置连接；卡爪彼此分离后，水果掉入齿轮爪盘内，并从滑环的内孔滚入输送管道内，最终到达收集装置。

在该实施例中，所述输送管道是由若干段中空的管体组成，相邻管体之间彼此铰接，位于最上端的管体与外壳固定连接，并且最上端的管体的管口对应滑环的端口设置。

作为本实施例的优选，所述收集装置包括呈上端敞口的收集框。