一种苹果采摘机械手及苹果采摘机械设备

1.本实用新型涉及农业机械技术领域，尤其涉及一种苹果采摘机械手及苹果采摘机械设备。


背景技术：

2.目前，大部分果园在采摘苹果时大多采用人工手动采摘，可以保证苹果完好且对果树伤害较小。但人工手动采摘效率低，且生于较高位置的苹果人的高度无法直接触及，需借助搭人字梯或扶梯。
3.此外，市场上也涌现了一些方便采摘苹果的摘果器，如专利文件cn109379984a公开了一种带机械分离结构的苹果采摘器，其结构为双层排列的四根夹棍，经一根外面有套管的钢丝，由一个手柄控制。一次捏动手柄就能实现内层两根夹棍夹持苹果柄、外层两根夹棍顶住树枝、内层两根夹棍向下拉苹果柄的连续动作。即可利用采摘头和手柄的配合，捏动分离手柄向下牵拉钢丝时，采摘头前端的分离装置先闭合，夹住苹果柄，继续捏动该手柄时，内夹臂沿着外层臂向下滑动，则苹果柄与树枝断开。这种摘果器在一定程度上可以节约人力，但是这样的拉扯可能会对果实和树枝造成破坏，从而影响果树来年的产果量。
4.因此，我们需要模拟人工采摘的动作，设计自动化的摘果装置，在保护果树和果实的基础上，提高摘果效率，减轻工人体力消耗，节约人力。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种苹果采摘机械手及苹果采摘机械设备，实现在不易损伤果实和树枝的同时，自动采摘果实采摘，节约人力，提高效率。
6.本实用新型提供的技术方案是，一种苹果采摘机械手，包括：手抓组件、支撑组件、步进电机、丝杠和底座，所述手抓组件包括多个夹爪，所述夹爪的内表面设置有软橡胶，所述支撑组件包括多根连接杆、多根支撑杆、多个连接臂、安装座和丝母，所述支撑杆的一端固定在所述底座上，所述支撑杆的另一端部铰接有所述夹爪，所述安装座固定在多根所述支撑杆之间，所述连接臂固定在所述丝母上并绕所述丝母的轴线分布，所述连接杆铰接在对应的所述连接臂和所述夹爪之间，所述步进电机固定在所述安装座上，所述步进电机的转轴与所述丝杠连接，所述丝杠螺纹连接在所述丝母中。
7.进一步的，所述夹爪是内侧为弧形的三角锥体。
8.进一步的，所述手抓组件包括三个所述夹爪。
9.进一步的，所述连接臂上设置有插口，所述支撑杆插在对应的所述插口中。
10.进一步的，所述底座上设置有贯通孔，所述丝杠的自由端部可转动的设置在所述贯通孔中。
11.本实用新型还提供一种苹果采摘机械设备，包括机械臂，还包括上述苹果采摘机械手，所述苹果采摘机械手的底座固定在所述机械臂上。
12.与现有技术相比，本实用新型的优点和积极效果是：
13.1.本实用新型的夹爪内部采用仿人手手指的软橡胶制作，外部使用硬质橡胶制作，提供支撑，贴合面采用苹果弧形更容易实现贴合。
14.2.本实用新型的夹爪采用镂空梯形排列，使内部软橡胶材料更容易受力使贴合更紧凑。
15.3.本实用新型的夹爪端部采用圆角处理，不易损伤苹果。
16.4.本实用新型采用丝杠传动，使运动连接部分更为简单，且不易损伤果实树枝。
17.5.本实用新型可以满足操作人员在地面采摘低位和高位的果实，节约人力，提高效率。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型苹果采摘机械手实施例的结构示意图；
20.图2为本实用新型苹果采摘机械手实施例的使用状态参考图。
21.图中，1、手抓组件，101、第一夹爪，102、第二夹爪，103、第三夹爪，104、安装座， 2、支撑组件，201、第一连接杆，202、第二连接杆，203、第三连接杆，204、安装座，205、连接臂，206、支撑杆，207、丝母，3、步进电机，4、丝杠，5、底座。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.如图1和图2所示，本实施例苹果采摘机械手包括：手抓组件1、支撑组件2、步进电机3、丝杠4和底座3。所述手抓组件包括多个夹爪，所述夹爪的内表面设置有软橡胶，所述支撑组件包括多根连接杆、多根支撑杆206、多个连接臂205、安装座204和丝母207，所述支撑杆的一端固定在所述底座上，所述支撑杆的另一端部铰接有所述夹爪，所述安装座固定在多根所述支撑杆之间，所述连接臂固定在所述丝母上并绕所述丝母的轴线分布，所述连接杆铰接在对应的所述连接臂和所述夹爪之间，所述步进电机固定在所述安装座上，所述步进电机的转轴与所述丝杠连接，所述丝杠螺纹连接在所述丝母中。
24.具体的，手抓组件1包括第一夹爪101、第二夹爪102和第三夹爪103，每个指抓配置有安装座104，三个夹爪固定在三个安装座104上，第一夹爪101的安装座外侧连接支撑杆、内侧连接固定杆，第二夹爪102和第三夹爪103的安装座上连接两个固定杆。手抓组件的三个夹爪是内侧为弧形的三角锥体，锥体本身为镂空梯形排列，夹爪端部采用圆角处理。
25.支撑组件2包括第一连接杆201、第二连接杆202、第三连接杆203、安装座204和连接臂205。支撑杆206和上述三组固定杆连接在连接臂204上，连接臂204与底座3相连。连接
臂204为三叉星形状，三条边均比所述底座3的外边缘长，
26.步进电机3连接在丝杠4一端，丝杠4的另一端通过丝杠套环连接在连接臂204上。
27.底座3为带有三个凹口的圆形薄片。
28.其中，为了方便安装，所述连接臂205上设置有插口（未标记），所述支撑杆插在对应的所述插口中。具体的，在组装时，为了节省空间，支撑杆206插在对应位置布置的连接臂205上，同时，在丝母207带动连接臂205移动时，利用支撑杆206可以对连接臂205进行导向，以确保多个夹爪顺畅的同步运动。
29.另外，为了有效的支撑所述丝杠转动，所述底座上设置有贯通孔（未标记），所述丝杠的自由端部可转动的设置在所述贯通孔中。而为了减少丝杠磨损，还可以在丝杠上设置有轴承，轴承安装在贯通孔中。
30.本实用新型还提供一种苹果采摘机械设备，包括机械臂1000，还包括上述苹果采摘机械手，所述苹果采摘机械手的底座6固定在所述机械臂上。
31.本实用新型的苹果采摘机械手具体使用方法为：
32.可将本实用新型的苹果采摘机械手通过底座3连接在机械臂上，机械臂可安装在采摘车上。机械臂将机械手送至果实附近，在操作者的观察下通过操作使手抓组件1包裹住苹果，通过步进电机3带动丝杠4转动，通过杠杆作用使手抓组件1收缩夹紧果实，使三个夹爪内表面完全与果实贴合，在步进电机3的作用下转动果实，同时配合机械臂的收缩作用模拟人工采摘过程，使果实与果柄分离，调整机械臂将果实放置在相应的位置，完成整个采摘过程。本实用新型可以满足操作人员在地面采摘低位和高位的果实，节约人力，提高效率。
33.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。