CN208210751U - 一种菠萝采摘仿形机械手 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种菠萝采摘仿形机械手，包括有横杆支架、拉杆和连杆，横杆支架的两端分别铰接有摇杆，拉杆穿过横杆支架的中部，连杆为两根，两根连杆的一端与拉杆的底部铰接，另一端与摇杆的上部铰接，两根摇杆分别设置有一个卡爪，两个卡爪相向设置。本实用新型能够替代人手来抓取、扭断、拾取菠萝，以达到方便菠萝采摘的目的，工作效率高，不伤害菠萝，能降低采摘者采摘菠萝被荆棘刺伤的风险。本实用新型结构简单，易于制备，功能强大，便于使用，值得推广使用。

Description

一种菠萝采摘仿形机械手

技术领域

本实用新型涉及农用器械技术领域，尤其涉及一种菠萝采摘仿形机械手。

背景技术

近年来，随着全国经济的持续发展，人们对果蔬的需求越来越大。广西地处亚热带，盛产各种水果，尤其是菠萝，菠萝生产所占比重日益增大。而在整个菠萝生产活动中，菠萝的采摘所占的工作量十分巨大，加之菠萝生长在荆棘之中，人工采摘困难重重，采摘的过程可以形容为“披荆斩棘”。除此之外，菠萝采摘质量的好坏还将直接影响到菠萝的保鲜储藏，运输配送等后续工作，并最终将严重影响到经济效益。如果继续延续原始的手工采摘菠萝，不仅工作环境十分的艰苦，效率低下，而且水果采摘质量也得不到保障。

现有的菠萝采摘中，主要是靠人工手动采摘，时有采摘工作者在采摘过程中因为环境的复杂不小心被锋利的菠萝叶子割伤受伤的事故发生，尤其是采摘工作者的手部，因要穿梭在荆棘中，还要完成采摘菠萝的抓取、扭断、拾取等动作，极易被荆棘刺伤。

仿形手（或称仿形机械手）是人们为了完成某些特定的生产活动，通过观察人类手臂的移动和手掌的抓举仿形设计出来的机械***。仿形手的机械灵活程度在很大程度上取决于机械手的自由度数和控制***。自由度越多的仿形手一般运动起来更加的灵活，人类的整个手部就是一个具有二十多个自由度的精巧结构，现有的先进仿形手也具备二十多个自由度。不过自由度越多，仿形手控制起来就会变得越复杂，因此自由度多的仿形手一般仅用于需要精密操作的情形。而对于菠萝采摘的情形，并不需要太过于精密、过多自由度的仿形手，太过于精密、复杂反而易损坏、难维护、且制造困难，价格昂贵。因此，一种结构简单的适用于菠萝采摘的仿形手成为需求。

实用新型内容

针对以上不足，本实用新型提供一种菠萝采摘仿形机械手，用于方便菠萝采摘。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种菠萝采摘仿形机械手，包括有横杆支架、拉杆和连杆，所述横杆支架的两端分别铰接有摇杆，所述拉杆穿过所述横杆支架的中部，所述连杆为两根，两根所述连杆的一端与所述拉杆的底部铰接，另一端与所述摇杆的上部铰接，两根所述摇杆分别设置有一个卡爪，两个所述卡爪相向设置。

进一步地，所述拉杆的顶部设置有手柄。

进一步地，所述手柄与所述横杆支架之间设置有复位弹簧。

进一步地，所述连杆上设置有轴向分布的调节孔，所述拉杆通过所述调节孔与所述连杆相铰接。

进一步地，所述横杆支架上还设置有握把，所述握把呈“n”形。

进一步地，所述握把的顶部与所述手柄的距离为3~10cm；所述握把的长度为15~120cm。

进一步地，所述摇杆上沿轴向设置有多个限位孔，每个所述限位孔内设置有限位弹簧，所述限位弹簧的自由端设置有限位销；所述卡爪上固定设置有连接块，所述连接块内部中空，两侧开口，所述连接块套设在所述摇杆的***，所述连接块在远离所述卡爪的一侧开设有卡止孔；当所述限位孔与所述卡止孔对齐时，所述限位销部分位于所述限位孔内，部分位于所述卡止孔内。

进一步地，所述卡爪上开设有多个通孔。

进一步地，所述卡爪的底端为多个长条状结构，所述卡爪的底端向内侧弯曲。

进一步地，两根所述摇杆的末端分别固定设置有一把刀片，两把所述刀片相向设置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是，本实用新型公开一种菠萝采摘仿形机械手，能够替代人手来抓取、扭断、拾取菠萝，以达到方便菠萝采摘的目的，工作效率高，不伤害菠萝，能降低采摘者采摘菠萝被荆棘刺伤的风险。本实用新型结构简单，易于制备，功能强大，便于使用，值得推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为摇杆与连接块的装配示意图。

其中，图中所示标记为：1：横杆支架；2：拉杆；3：摇杆；4：连杆；5：卡爪；6：手柄；7：握把；8：限位孔；9：调节孔；10：通孔；11：复位弹簧；12：连接块；13：卡止孔；14：限位弹簧；15：限位销；16：刀片。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

请参照图1，本实用新型优选的实施例提供一种菠萝采摘仿形机械手，包括有横杆支架1、拉杆2和连杆4，横杆支架1的两端分别铰接有摇杆3，拉杆2穿过横杆支架1的中部，连杆4为两根，两根连杆4的一端与拉杆2的底部铰接，另一端与摇杆3的上部铰接，两根摇杆3分别设置有一个卡爪5，两个卡爪5相向设置。

实施时，将拉杆2往卡爪5方向推动（本实施例中定义为拉杆2向下移动），此时两个卡爪5在连杆4和摇杆3的作用下张开，将两个卡爪5包裹在待采摘的菠萝***，然后定住横杆支架1，将拉杆2向上拉，此时两个卡爪5在连杆4和摇杆3的作用下靠拢，两个卡爪5抓住菠萝，再转动机械仿形手，以扭断菠萝，再通过机械仿形手将菠萝移动到收集的位置（筐、篮子等），将拉杆2向下移张开卡爪5，卡爪5松开菠萝掉下，实现整个采摘过程。采摘者可以实施对菠萝的抓取、扭断、拾取等一系列动作以实现对菠萝的简单采摘。本实用新型通过菠萝采摘仿形机械手来替代人手来抓取、扭断、拾取菠萝，避免了人手伸入荆棘丛中，可有效避免人手被荆棘刺伤，通过仿形机械手来替代人手，也可以减少劳动强度，提高工作效率，且不会对菠萝造成损害。

优选的，如图1所示，拉杆2的顶部设置有手柄6。手柄6垂直设置于拉杆2的顶部，以方便拉杆2的推动或提拉。实施时，可将两根手指扣在手柄6上，两根手指勾住手柄6可方便实现对拉杆2的提拉。更为优选的，手柄6与横杆支架1之间设置有复位弹簧11。此时，菠萝采摘仿形机械手在不使用时，在复位弹簧11的作用下，使得连杆4处于一个让摇杆3和摇杆3上的卡爪5张开的状态，实施时，将两个卡爪5包裹在待采摘的菠萝***，然后定住横杆支架1，将拉杆2向上拉，此时两个卡爪5在连杆4和摇杆3的作用下靠拢，两个卡爪5抓住菠萝，通过抓取、扭断等动作来实现菠萝的采摘，当菠萝被扭断后，将菠萝移动到收集的位置（筐、篮子等），松开拉杆2，在复位弹簧11的作用下，卡爪5又处于张开的状态，此时菠萝从卡爪5上脱落。通过设置复位弹簧11，能实现卡爪5的自复位，从而让菠萝采摘省时省力。

连杆4上设置有轴向分布的调节孔9，拉杆2通过调节孔9与连杆4相铰接。通过将拉杆2与不同位置的调节孔9铰接，可以调整卡爪5的张开大小，具体为，拉杆2铰接连杆4上远离摇杆3的调节孔9，则两个卡爪5张开就大，拉杆2铰接连杆4上靠近摇杆3的调节孔9，则两个卡爪5张开就小，通过；拉杆2与不同位置的调节孔9铰接，可以调整卡爪5的张开大小，也实现对不同大小菠萝的采摘。

本优选的实施例中，横杆支架1上还设置有握把7，握把7可方便采摘者对横杆支架1的握、持。握把7呈“n”形，握把7的顶部与手柄6的距离为3~10cm（拉杆2有一个向下移动和向上移动的进程）。呈“n”形的握把7设在拉杆2的外部，实施时，采摘者的手掌顶住握把7的顶部，两指勾住手柄6，手指收紧时可轻松实现拉杆2的提拉（向上移动）。握把7的长度为15~120cm，可根据具体情况来选择握把7的长度，如握把7的长度较短时，整个仿形机械手质轻、灵巧，便于拿取，但需要采摘者稍微弯腰或将手伸向菠萝所在位置；握把7的长度较长时，整个仿形机械手重量有所增加，整个装置的拿取，多菠萝的抓取、拾取等不如短长度时灵活，但是对菠萝的扭断更为容易，也无需采摘者弯腰、无需将手伸入菠萝所在位置，彻底杜绝了被荆棘刺伤的可能。

具体的，请参照图1和图2，摇杆3与卡爪5优选的连接固定方式为，摇杆3上沿轴向设置有多个限位孔8，每个限位孔8内设置有限位弹簧14，限位弹簧14的自由端设置有限位销15；卡爪5上固定设置有连接块12，连接块12内部中空，两侧开口，连接块12套设在摇杆3的***，连接块12在远离卡爪5的一侧开设有卡止孔13；当限位孔8与卡止孔13对齐时，限位销15部分位于限位孔8内，部分位于卡止孔13内。本优选的实施例中，摇杆3上开设有三个限位孔8，可通过调节连接块12使连接块12上的卡止孔13与其中一个限位孔8相对应。调节方式为，按下限位孔8上的限位销15和限位弹簧14，使限位销15位于限位孔8内，此时可以让连接块12在摇杆3的轴向上活动，当将连接块12移动到一个限位孔8对应的位置，限位销15在限位弹簧14的作用下弹出，使得限位销15部分位于限位孔8内，部分位于卡止孔13内，以实现限位销15对连接块12的限位、卡止作用。通过调节连接块12与不同的限位孔8相对应，可实现卡爪5的张开大小的调整，以实现不同大小的菠萝的采摘。为了便于限位销15按下时进出卡止孔13，限位销15的自由端为圆弧面。

卡爪5上开设有多个通孔10。抓取菠萝时将菠萝的果眼放置在通孔10 内，可避免卡爪5夹坏果眼，造成菠萝损坏；同时可增加卡爪5与菠萝间的摩擦力，便于菠萝的采摘。更为优选的，卡爪5的底端为多个长条状结构，卡爪5的底端向内侧弯曲，以适应菠萝的外形，既能节省材料，也便于抓取菠萝。卡爪5可由塑料、橡胶等材质做成，在兼具一定硬度的情况下，也具有一定的柔软度，能够在菠萝采摘的过程中，尽量避免损坏菠萝。

两根摇杆3的末端分别固定设置有一把刀片16，两把刀片16相向设置，刀片可通过螺钉与摇杆3相固定。设置刀片16，有助于在卡爪5相互靠拢夹紧菠萝时，对菠萝茎部进行切割，以便于将菠萝从茎部取下。

本实用新型公开的菠萝采摘仿形机械手，能够替代人手来抓取、扭断、拾取菠萝，以达到方便菠萝采摘的目的，工作效率高，不伤害菠萝，能降低采摘者采摘菠萝被荆棘刺伤的风险。本实用新型结构简单，易于制备，功能强大，便于使用，值得推广使用。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种菠萝采摘仿形机械手，包括有横杆支架（1）、拉杆（2）和连杆（4），其特征在于：所述横杆支架（1）的两端分别铰接有摇杆（3），所述拉杆（2）穿过所述横杆支架（1）的中部，所述连杆（4）为两根，两根所述连杆（4）的一端与所述拉杆（2）的底部铰接，另一端与所述摇杆（3）的上部铰接，两根所述摇杆（3）分别设置有一个卡爪（5），两个所述卡爪（5）相向设置。

2.根据权利要求1所述的菠萝采摘仿形机械手，其特征在于：所述拉杆（2）的顶部设置有手柄（6）。

3.根据权利要求2所述的菠萝采摘仿形机械手，其特征在于：所述手柄（6）与所述横杆支架（1）之间设置有复位弹簧（11）。

4.根据权利要求1所述的菠萝采摘仿形机械手，其特征在于：所述连杆（4）上设置有轴向分布的调节孔（9），所述拉杆（2）通过所述调节孔（9）与所述连杆（4）相铰接。

5.根据权利要求2或3所述的菠萝采摘仿形机械手，其特征在于：所述横杆支架（1）上还设置有握把（7），所述握把（7）呈“n”形。

6.根据权利要求5所述的菠萝采摘仿形机械手，其特征在于：所述握把（7）的顶部与所述手柄（6）的距离为3~10cm；所述握把（7）的长度为15~120cm。

7.根据权利要求1所述的菠萝采摘仿形机械手，其特征在于：所述摇杆（3）上沿轴向设置有多个限位孔（8），每个所述限位孔（8）内设置有限位弹簧（14），所述限位弹簧（14）的自由端设置有限位销（15）；所述卡爪（5）上固定设置有连接块（12），所述连接块（12）内部中空，两侧开口，所述连接块（12）套设在所述摇杆（3）的***，所述连接块（12）在远离所述卡爪（5）的一侧开设有卡止孔（13）；当所述限位孔（8）与所述卡止孔（13）对齐时，所述限位销（15）部分位于所述限位孔（8）内，部分位于所述卡止孔（13）内。

8.根据权利要求1所述的菠萝采摘仿形机械手，其特征在于：所述卡爪（5）上开设有多个通孔（10）。

9.根据权利要求8所述的菠萝采摘仿形机械手，其特征在于：所述卡爪（5）的底端为多个长条状结构，所述卡爪（5）的底端向内侧弯曲。

10.根据权利要求1所述的菠萝采摘仿形机械手，其特征在于：两根所述摇杆（3）的末端分别固定设置有一把刀片（16），两把所述刀片（16）相向设置。