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专利号: 2022103956793
申请人: 常州机电职业技术学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 农业;林业;畜牧业;狩猎;诱捕;捕鱼
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无损双孢菇采摘机械手,其特征在于:包括采摘爪(1)和折弯组件(2),所述折弯组件(2)包括驱动步进电机(2‑1)、电机安装座(2‑2)、驱动外齿轮(2‑3)、弧形轨道(2‑4)和弧形内齿轮条(2‑10),所述驱动外齿轮(2‑3)安装在驱动步进电机(2‑1)的输出轴上,所述驱动步进电机(2‑1)安装在电机安装座(2‑2)的一侧,所述电机安装座(2‑2)另一侧的限位平面上安装有弧形轨道(2‑4),弧形轨道(2‑4)上设有弧形内齿轮条(2‑10),所述弧形内齿轮条(2‑10)与驱动外齿轮(2‑3)啮合连接,所述采摘爪(1)固定安装在弧形轨道(2‑4)的下端,所述采摘爪(1)包括连接座(1‑1)、手爪安装座(1‑2)、连接活塞(1‑3)、四个固定指(1‑5)和直线电机(1‑7),所述连接座(1‑1)固定连接在弧形轨道(2‑4)的下端,所述手爪安装座(1‑2)安装在连接座(1‑1)的下端,所述连接活塞(1‑3)安装在手爪安装座(1‑2)内,所述连接活塞(1‑3)与直线电机(1‑7)的输出端连接,所述直线电机(1‑7)安装在连接座(1‑1)的侧端,四个固定指(1‑5)均布在连接活塞(1‑3)的下端,所述手爪安装座(1‑2)均布设有四个滑槽壳体(1‑4),所述滑槽壳体(1‑4)内设有滑槽(1‑4‑3),四个固定指(1‑5)分别滑动安装在四个滑槽壳体(1‑4)的滑槽(1‑4‑3)内,所述手爪安装座(1‑2)底面为弧形且安装有弧形橡胶垫(1‑6),所述手爪安装座(1‑2)下端横截面分为直线段(1‑9)、第一弧形过渡段(1‑10)和第一圆形滑动段(1‑11),所述滑槽壳体(1‑4)横截面分为第二弧形过渡段(1‑4‑1)和第二圆形滑动段(1‑4‑2),所述第一弧形过渡段(1‑10)与第二弧形过渡段(1‑4‑1)相同,所述第一圆形滑动段(1‑11)与第二圆形滑动段(1‑4‑2)相同,所述弧形橡胶垫(1‑6)与手爪安装座(1‑2)底面的弧面曲率相同,所述弧形橡胶垫(1‑6)下弧面与蘑菇菌盖弧度相同,所述弧形橡胶垫(1‑6)的下弧面设有网面凸起。

2.根据权利要求1所述的一种无损双孢菇采摘机械手,其特征在于:所述手爪安装座

(1‑2)的上端设有活塞腔体(1‑8),所述活塞腔体(1‑8)外侧均布设有四个直槽(1‑12),所述连接活塞(1‑3)的下端均布设有四个限位杆(1‑3‑2),四个限位杆(1‑3‑2)分别滑动连接在四个直槽(1‑12)内,所述连接活塞(1‑3)的侧面安装有驱动连接轴(1‑3‑1),所述驱动连接轴(1‑3‑1)与直线电机(1‑7)的输出端连接。

3.根据权利要求1所述的一种无损双孢菇采摘机械手,其特征在于:所述固定指(1‑5)由上到下依次设有第一刚性段(1‑5‑1)、柔性段(1‑5‑2)和第二刚性段(1‑5‑3),所述第一刚性段(1‑5‑1)与限位杆(1‑3‑2)固定连接,所述第二刚性段(1‑5‑3)的半径与第一圆形滑动段(1‑11)和第二圆形滑动段(1‑4‑2)的半径相同且同心设置。

4.根据权利要求1所述的一种无损双孢菇采摘机械手,其特征在于:所述折弯组件(2)还包括限位平垫(2‑5)、拉压传感器(2‑6)和盖板(2‑7),所述盖板(2‑7)安装在电机安装座(2‑2)上,所述弧形轨道(2‑4)上设有多个弧形槽(2‑9),所述电机安装座(2‑2)上设有多组对称布置的立柱(2‑8),多组立柱(2‑8)均带设有台阶形成用于安装弧形轨道(2‑4)的限位平面,所述弧形轨道(2‑4)通过弧形槽(2‑9)、限位平垫(2‑5)、盖板(2‑7)和紧固件共同限制安装在电机安装座(2‑2)的限位平面上,所述拉压传感器(2‑6)固定安装在弧形轨道(2‑4)的下端,所述拉压传感器(2‑6)设置在采摘爪(1)与弧形轨道(2‑4)之间。

5.根据权利要求4所述的一种无损双孢菇采摘机械手,其特征在于:所述立柱(2‑8)限位高度大于弧形轨道(2‑4)厚度。

6.如权利要求1所述的一种无损双孢菇采摘机械手的采摘方法,其特征在于:它包括以下步骤:

步骤1:将无损双孢菇机械手通过外围设备移动至待采蘑菇正上方,并将机械手旋转至适宜方向;

步骤2:通过外围设备将无损双孢菇采摘机械手竖直向下移动,待弧形橡胶垫(1‑6)接触蘑菇菌盖表面且拉压传感器(2‑6)的压力信号达到预设值后,启动驱动步进电机(2‑1);

步骤3:驱动步进电机(2‑1)通过驱动外齿轮(2‑3)带动弧形轨道(2‑4)、采摘爪(1)和待采蘑菇绕蘑菇根部旋转;

步骤4:持续对驱动步进电机(2‑1)通电,直至采摘爪(1)轴线相对竖直位置夹角的变化量达到所需求的值,这时蘑菇已被采下;

步骤5:对直线电机(1‑7)通电,直线电机(1‑7)输出端伸出,并经由连接活塞(1‑3)带动四个固定指运动,使固定指(1‑5)第二刚性段(1‑5‑3)包围蘑菇菌盖,实现对蘑菇的抓取;

步骤6:通过外围设备将无损双孢菇采摘机械手和已采获蘑菇向上提升,同时反转驱动步进电机(2‑1)使弧形轨道(2‑4)返回初始位置;

步骤7:通过外围设备将无损双孢菇采摘机械手和已采获蘑菇移动至后续工作部件,待后续工序结束后,将机械手移动至蘑菇收集盒正上方并将固定指(1‑5)缩回,蘑菇在重力作用下落入收集盒内。