一种新型五自由度水果采摘机械手臂

本实用新型涉及采摘设备技术领域，具体涉及一种新型五自由度水果采摘机械手臂。

背景技术：

采摘设备可用于水果的采摘，在水果采摘的过程中，机械手臂不易调节至水果柄部进行夹持，而采摘的水果通常通过硬质的传输通道传输到底部。

一方面有些水果形状不规则，难以滑落，另一方便滑落到底部之后容易直接掉落，来不及接取，或者水果滑落的过程中碰撞损坏，得不偿失。

且现有的水果采摘设备中切刀在夹持水果柄部时，水果柄部容易因相互逐渐挤压的切刀而被挤出，难以采摘；为此我们提供一种新型五自由度水果采摘机械手臂解决上述问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供了一种新型五自由度水果采摘机械手臂，机械臂结构包括一对可咬合并将水果的柄部夹断的切刀，切刀的一侧设有凹字形的固定框，切刀的一端通过施力轴可转动的连接在固定框上，采摘杆的一侧设有拉持施力轴转动的施力绳，拉持施力绳时，一对切刀相对咬合。

为了实现上述目的，本实用新型采用的一种新型五自由度水果采摘机械手臂，包括：

可活动的机械臂结构，机械臂结构可活动的设置于支撑板上，所述支撑板上设置有可伸缩的伸缩头，所述伸缩头设置于采摘杆的端部；

所述机械臂结构包括一对可咬合并将水果的柄部夹断的切刀，所述切刀的一侧设有凹字形的固定框，切刀的一端通过施力轴可转动的连接在固定框上；

所述采摘杆的一侧设有拉持施力轴转动的施力绳，拉持施力绳时，一对切刀相对咬合。

作为上述方案的进一步优化，所述伸缩头的一端一体设有可在采摘杆内部槽体中伸缩的伸缩杆，所述伸缩杆的一侧设有可转动的齿轮，所述伸缩杆的侧面设有与齿轮啮合传动的齿槽。

作为上述方案的进一步优化，所述支撑板与伸缩头之间通过螺纹配合连接，支撑板上设有一对滑动槽，所述支撑板的上方设有凹字形的滑动座，滑动座的两端分别滑动配合在一对滑动槽中，滑动座的两侧面分别与滑动槽的两侧内壁之间通过第三弹簧固定连接，所述固定框可转动的连接在滑动座的上端，且固定框与滑动座之间通过第二弹簧固定连接，所述固定框相对滑动座的转动方向与滑动槽的走向一致。

作为上述方案的进一步优化，所述施力轴与固定框连接的位置设有供施力轴转动后复位的扭簧，所述固定框的中部设有阻挡在切刀外侧的挡杆。

作为上述方案的进一步优化，所述切刀呈弧形状，一对切刀的两端均开口，一对切刀的一端开口供水果的柄部进入，切刀的内壁上设有多组供阻挡水果的柄部移动的倒齿。

作为上述方案的进一步优化，所述施力绳由一组拉持端和两组固定端组成，两组固定端一体设置于一组拉持端的端部，拉持端的端部固定在活动套设在采摘杆外圈处的活动环上，两组固定端的端部分别固定在施力轴的端部。

作为上述方案的进一步优化，所述机械臂结构的一侧设有用于接取切刀夹断的水果的接取部，所述采摘杆的一侧设有用于接收掉落在接取部中的水果并将水果传输至采摘杆端部的传输部。

作为上述方案的进一步优化，所述接取部的开口端通过铁环固定，铁环固定于支撑板表面，所述铁环的一侧设有设置在机械臂结构一侧的放大反光镜。

作为上述方案的进一步优化，所述传输部的端部固定有定位环，所诉定位环通过螺纹配合连接在采摘杆上。

作为上述方案的进一步优化，所述采摘杆的端部设有阻挡在传输部端部的阻挡环，所述阻挡环上设有接收水果的接取槽，所述阻挡环活动套设与采摘杆的外部并可相对于定位环伸缩。

本实用新型的一种新型五自由度水果采摘机械手臂，具备如下有益效果：

本实用新型的一种新型五自由度水果采摘机械手臂，机械臂结构包括一对可咬合并将水果的柄部夹断的切刀，切刀的一侧设有凹字形的固定框，切刀的一端通过施力轴可转动的连接在固定框上，采摘杆的一侧设有拉持施力轴转动的施力绳，拉持施力绳时，一对切刀相对咬合，为了方便水果的柄部进入一对切刀且不会因一对切刀相互咬合挤压而将水果的柄部抵触，一对切刀的端部设有供水果的柄部进入的开口，且切刀的内壁设有阻挡水果的柄部移动的倒齿，一对切刀相对咬合时，水果的柄部被倒齿卡合住不会移出，一对切刀继续咬合可将水果的柄部夹断，机械臂结构的一侧设有用于接取切刀夹断的水果的接取部，采摘杆的一侧设有用于接收掉落在接取部中的水果并将水果传输至采摘杆端部的传输部，水果经过接取部的底部流向传输部，经过传输部传输至采摘杆的端部，便于取果。

参照后文的说明与附图，详细公开了本实用新型的特定实施方式，指明了本实用新型的原理可以被采用的方式，应该理解，本实用新型的实施方式在范围上并不因而受到限制，在所附权利要求的精神和条款的范围内，本实用新型的实施方式包括许多改变、修改和等同。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的立体结构示意图；

图3为本实用新型的采摘杆内部结构示意图；

图4为本实用新型的伸缩头与采摘杆连接处的结构示意图；

图5为本实用新型的图1中阻挡环位置结构放大示意图；

图6为本实用新型的图2中机械臂结构结构放大示意图。

图中：采摘杆1、阻挡环2、支撑板3、伸缩头4、机械臂结构5、放大反光镜6、接取部7、传输部8、施力绳9、活动环10、伸缩杆11、安装环12、齿槽13、齿轮14、接取槽15、定位环16、l形导向杆17、第一弹簧18、施力轴19、切刀20、倒齿21、固定框22、第二弹簧23、滑动座24、第三弹簧25、滑动槽26、挡杆27。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。但是应该理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限制本实用新型的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于、设有”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件，当一个元件被认为是“连接、相连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件，“固连”为固定连接的含义，固定连接的方式有很多种，不作为本文的保护范围，本文中所使用的术语“垂直的”“水平的”“左”“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本文中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在限制本实用新型，本文中所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合；

请参阅说明书附图1-6，本实用新型提供一种技术方案：一种新型五自由度水果采摘机械手臂，包括：

可活动的机械臂结构5，机械臂结构5可活动的设置于支撑板3上，支撑板3上设置有可伸缩的伸缩头4，伸缩头4设置于采摘杆1的端部；

机械臂结构5包括一对可咬合并将水果的柄部夹断的切刀20，切刀20的一侧设有凹字形的固定框22，切刀20的一端通过施力轴19可转动的连接在固定框22上；

采摘杆1的一侧设有拉持施力轴19转动的施力绳9，拉持施力绳9时，一对切刀20相对咬合。

本实施例中，伸缩头4的一端一体设有可在采摘杆1内部槽体中伸缩的伸缩杆11，伸缩杆11的一侧设有可转动的齿轮14，伸缩杆11的侧面设有与齿轮14啮合传动的齿槽13。

需要说明的是，齿轮14的一侧设有驱动齿轮14转动的电机，电机与齿轮14均支撑在采摘杆1外圈处的安装环12上，安装环12通过螺纹配合连接在采摘杆1的外圈处，方便齿轮14的拆装，安装环12上也可设置有给电机提供电源的电池箱，电池箱内可放置有直流电源，电机使用适用于采摘杆1上的小型直流电机；

具体的，电机驱动齿轮14转动时，齿轮14不动，而齿轮14与齿槽13之间啮合传动，因此伸缩杆11在采摘杆1内部槽体中伸缩，实现了伸缩头4相对于采摘杆1伸缩的目的，可整体调节固定在伸缩头4端部的机械臂结构5高度的目的。

进一步的，支撑板3与伸缩头4之间通过螺纹配合连接，支撑板3上设有一对滑动槽26，支撑板3的上方设有凹字形的滑动座24，滑动座24的两端分别滑动配合在一对滑动槽26中，滑动座24的两侧面分别与滑动槽26的两侧内壁之间通过第三弹簧25固定连接，固定框22可转动的连接在滑动座24的上端，且固定框22与滑动座24之间通过第二弹簧23固定连接，固定框22相对滑动座24的转动方向与滑动槽26的走向一致。

在采摘水果时，采摘杆1端部的机械臂结构5伸入到水果的柄部，滑动座24可在滑动槽26中滑动进行适应，固定框22也可转动进行适应，方便机械臂结构5在具有水果和水果一端支杆阻挡的情况下进行位置适应，可自动调节，且较为方便；

而第三弹簧25具有复位滑动座24的作用，第二弹簧23具有复位固定框22的作用，自适应能力强。

本实施例中，施力轴19与固定框22连接的位置设有供施力轴19转动后复位的扭簧，固定框22的中部设有阻挡在切刀20外侧的挡杆27。

扭簧活动套设在施力轴19上，扭簧的一端固定在施力轴19上，另一端固定在固定框22上，施力绳9拉动施力轴19转动之后，施力轴19带动切刀20转动，使一对切刀20相对咬合，对水果的柄部进行夹断，而挡杆27则限制了切刀20不能往外侧转动，只能进行相对咬合动作；

在施力轴19失去施力绳9的拉持作用之后，施力轴19通过扭簧的弹性恢复作用恢复原位，可完成切刀20的同步复位。

需要说明的是，切刀20呈弧形状，一对切刀20的两端均开口，一对切刀20的一端开口供水果的柄部进入，切刀20的内壁上设有多组供阻挡水果的柄部移动的倒齿21。

为了方便水果的柄部进入一对切刀20且不会因一对切刀20相互咬合挤压而将水果的柄部抵触，一对切刀20的端部设有供水果的柄部进入的开口，且切刀20的内壁设有阻挡水果的柄部移动的倒齿21，一对切刀20相对咬合时，水果的柄部被倒齿21卡合住不会移出，一对切刀20继续咬合可将水果的柄部夹断。

具体的，施力绳9由一组拉持端和两组固定端组成，两组固定端一体设置于一组拉持端的端部，拉持端的端部固定在活动套设在采摘杆1外圈处的活动环10上，两组固定端的端部分别固定在施力轴19的端部。

进一步的，活动环10的一侧设有拉环，拉动拉环可带动活动环10上的施力绳9移动，施力绳9对施力轴19施加拉力使施力轴19转动，进而一对切刀20相对咬合，控制方便。

其中，机械臂结构5的一侧设有用于接取切刀20夹断的水果的接取部7，采摘杆1的一侧设有用于接收掉落在接取部7中的水果并将水果传输至采摘杆1端部的传输部8。

而接取部7的底部与传输部8连通，接取部7中接取切刀20夹断的水果，水果经过接取部7的底部流向传输部8，经过传输部8传输至采摘杆1的端部，便于取果，适用于采摘苹果、梨子、阳桃、石榴、橙子、柿子、芒果、牛油果等水果。

本实用新型尤其对于采摘容易摔坏且形状不规则的水果，接取部7和传输部8均使用具有塑形变形或者纱布一类的材质制作，可稳定传输水果，且保护性较强。

本实施例中，接取部7的开口端通过铁环固定，铁环固定于支撑板3表面，铁环的一侧设有设置在机械臂结构5一侧的放大反光镜6。

铁环优选于使用具有塑形变形能力的铁环，方便调节接取部7的开口大小，便于适应不同大小水果的采摘，可适应性调节；

为了确定一对切刀20正好咬合在水果柄部，在机械臂结构5一侧设有放大反光镜6，放大反光镜6可放大并显示一对切刀20夹持部位影像，方便观察和操作。

需要说明的是，传输部8的端部固定有定位环16，所诉定位环16通过螺纹配合连接在采摘杆1上。

传输部8的端部位置固定，方便收取水果，且定位环16的外圈设有橡胶圈，避免水果直接撞击在定位环16上，保护性强。

进一步的，采摘杆1的端部设有阻挡在传输部8端部的阻挡环2，阻挡环2上设有接收水果的接取槽15，阻挡环2活动套设与采摘杆1的外部并可相对于定位环16伸缩。

接取槽15的内壁上设有供水果缓冲的海绵层，接取槽15正对传输部8的出口，经过传输部8出口的水果掉落在接取槽15中，预防水果直接掉出的现象。

具体的，阻挡环2的一侧设有活动穿过定位环16的l形导向杆17，l形导向杆17的端部和定位环16之间设有第一弹簧18，在拉持阻挡环2朝向远离传输部8一端移动时，掉落在接取槽15中的水果可被取出，而阻挡环2失去拉持力时可通过第一弹簧18的弹性恢复作用复位并继续阻挡在传输部8的端部。

仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。