【CN209954695U】一种苹果采摘机械手【专利】
全国大学生机械工程创新设计大赛获奖案例《旋转式苹果采摘机械手》
旋转式苹果采摘机械手本案例荣获全国大学生机械工程创新设计大赛一等奖1.设计目的我国是世界上最大的苹果生产国和消费国，苹果种植面积和产量占世界总量的40%以上,在世界苹果产业中占有重要地位。
根据苹果树的生长和栽培特性,将所设计苹果釆摘机械手的适用范围设定为：果实直径50〜100 mm,树高3〜4 m,进行采摘作业的人员身高170 cm左右。
目前我国苹果果园面临的一大困难就是没有操作简单且成本低的苹果采摘器，无法高效釆摘苹果。
采摘苹果不仅要耗费大量人力资源，还要花费大量时间与精力进行搬运，且要保证苹果的完整度，同时对离地3 m左右的果实进行采摘具有很大的危险性。
综合以上因素，我们设计了一个危险系数较小、方便果农进行苹果釆摘的旋转式苹果采摘机械手。
2.工作原理1）理论为了实现苹果的采摘功能，所设计的旋转式苹果采摘机械手参照苹果的外形特征，模仿人工采摘苹果的动作来设计。
旋转式苹果釆摘机械手主要由伸缩杆、双手指旋转机械手、牛津伸缩网兜、旋转切割传感器、旋转刀头等机构组成。
（1）伸缩杆。
利用伸缩杆可以随时调节杆的长度，即可以达到采摘不同高度处苹果的目的，提高采摘效率。
当需要伸长或缩短时，放松螺旋紧固件，两个杆之间的摩擦力减小，实现伸长或缩短。
当达到要求长度时，拧紧螺旋紧固件，两杆之间的摩擦力增加，防止相对滑动。
（2）双手指旋转机械手。
本旋转式苹果采摘辅助器的机械手有两根机械手指。
其中比较宽大的一根起到固定和夹紧的作用，另一根机械手指带有旋转刀头。
当伸缩杆对准苹果时,宽大手指会包裹苹果，防止苹果掉落,并在剪切时给予苹果支承。
另一根手指通过旋转切割，可以快速高效地将苹果蒂切断。
（3）旋转切割传感器。
当机械手控制住苹果，控制尖端抵到蒂的底端时，传感器会向下发出信号，开关处接收到传感器的信号时，提示操作人开始剪切。
这样的控制系统能够保证切到苹果蒂的底端，而且可以减少高度差带来的视觉障碍。
2)验证(1)固定装置。
我们设计的水果采摘器的机械结构比较简单，其主体是俯视时圆心角为60。
一种水果采摘机器人[发明专利]
![一种水果采摘机器人[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/449a8efe227916888586d72e.png)
专利名称：一种水果采摘机器人专利类型：发明专利
发明人：肖力,胡宇鹏
申请号：CN201811448320.8申请日：20181130
公开号：CN109496563A
公开日：
20190322
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种水果采摘机器人，包括：抓握部分、手臂部分、果梗剪切部分、视觉系统、升降部分、旋转部分和移动底座；所述抓握部分与手臂部分连接，所述手臂部分与升降部分连接，所述视觉系统位于抓握部分上方与所述手臂部分连接，所述果梗剪切部分与手臂部分连接，所述升降部分与旋转部分连接，所述旋转部分与移动底座连接；本发明结构精巧，灵活度高，工作空间大，利用S型压力传感器，平板压力传感器和拉簧，实现控制器对手指连杆机构Ⅰ的闭环实时控制并柔性抓取目标物，减少采摘时造成的机械损伤；所述升降部分和旋转部分增大了采摘的自由度，所述剪切部分对目标进行采摘的同时保留了果梗，更利于水果的保存。
申请人：东莞理工学院
地址：523808 广东省东莞市松山湖高新技术产业开发区大学路1号东莞理工学院机械楼12N301室
国籍：CN
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【CN209861643U】一种水果采摘机械手【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920476785.8(22)申请日 2019.04.10(73)专利权人 浙江工业职业技术学院地址 312000 浙江省绍兴市越城区曲屯路151号(72)发明人 韩宝菊 (74)专利代理机构 上海精晟知识产权代理有限公司 31253代理人 冯子玲(51)Int.Cl.A01D 46/30(2006.01)H04N 7/18(2006.01)(54)实用新型名称一种水果采摘机械手(57)摘要本实用新型涉及一种水果采摘机械手，所述水果采摘机械手包括用于与机器人的机械臂末端连接的连接支架、用于定位水果的果筒、用于切割果柄的切割机构，所述果筒安装在连接支架的前部，所述切割机构包括安装在设置于果筒后侧电机卡槽中的微型伺服电机、安装在微型伺服电机的动力输出轴上的切割刀，所述切割刀呈半圆环形，并且切割刀的运动平面与果筒的顶端相平行，所述微型伺服电机通过线缆与机器人的控制器连接。
本实用新型的有益效果是：水果从果筒的上方进入果筒中，切割刀在微型伺服电机的驱动下旋转一圈从而将水果顶部的果柄割断，使得水过落入与果筒连接的布筒中，实现水果采摘。
权利要求书1页 说明书3页 附图4页CN 209861643 U 2019.12.31C N 209861643U权 利 要 求 书1/1页CN 209861643 U1.一种水果采摘机械手，其特征在于：所述水果采摘机械手包括用于与机器人的机械臂末端连接的连接支架、用于定位水果的果筒、用于切割果柄的切割机构，所述果筒安装在连接支架的前部，所述切割机构包括安装在设置于果筒后侧电机卡槽中的微型伺服电机、安装在微型伺服电机的动力输出轴上的切割刀，所述切割刀呈半圆环形，并且切割刀的运动平面与果筒的顶端相平行，所述微型伺服电机通过线缆与机器人的控制器连接。
2.根据权利要求1所述的水果采摘机械手，其特征在于：所述水果采摘机构还包括位于切割刀上方的防止水果在进入果筒过程中碰到切割刀的防护圆环，所述防护圆环的前侧通过U型的连接块与果筒的顶部前侧固接，所述防护圆环的内径小于切割刀的内侧所在圆的直径，所述防护圆环的外径大于切割刀的外侧所在圆的直径。
苹果采摘机械手[发明专利]
![苹果采摘机械手[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/c5cc167cff4733687e21af45b307e87100f6f856.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710869225.4(22)申请日 2017.09.23(71)申请人 山西农业大学地址 030800 山西省晋中市太谷县铭贤南路兴农街1号(72)发明人 邱述金 贺思干 王炜 崔清亮 郭玉明 (74)专利代理机构 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙) 11350代理人 杨海明(51)Int.Cl.A01D 46/247(2006.01)(54)发明名称苹果采摘机械手(57)摘要本发明提出了一种苹果采摘机械手，解决了现有技术中苹果采摘方式不合理、效率低下的问题。
该机械手包括操作杆，其下部设有位于内部的第一滑块，第一滑块沿操作杆往复直线移动；操作杆的上端设有夹持机构，包括对称的两个机械手，机械手均与操作杆铰接连接，两个机械手之间组成容纳腔；操作杆的上端还设有位于内部的拉杆，拉杆与操作杆的延伸方向相同，拉杆的上端通过两根第二连杆与两个机械手铰接，第一滑块与拉杆之间通过第一拉线连接，第一滑块通过第一拉线、拉杆、第二连杆实现机械手的夹持动作；机械手内还设有切割机构，切割机构的动作位于夹持机构动作完成之后。
本发明的苹果采摘机械手结构简单、使用方便，具有很好的实用性。
权利要求书1页 说明书6页 附图5页CN 107455088 A 2017.12.12C N 107455088A1.苹果采摘机械手，其特征在于：包括操作杆，所述操作杆的下部设有位于其内部的第一滑块，所述第一滑块沿操作杆的长度方向往复直线移动；所述操作杆的上端设有夹持机构，包括对称的两个机械手，两个机械手均与操作杆之间铰接连接，两个机械手之间组成用于夹持果物的容纳腔；所述操作杆的上端还设有位于其内部的拉杆，所述拉杆与操作杆的延伸方向相同，所述拉杆的上端通过两根第二连杆分别与两个机械手铰接连接，所述第一滑块与拉杆之间通过第一拉线连接，所述第一滑块通过第一拉线、拉杆、第二连杆实现两个机械手的夹持动作；所述机械手内还设有切割机构，所述切割机构的动作位于所述夹持机构动作完成之后。
一种苹果采摘机械手[发明专利]
![一种苹果采摘机械手[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/67e6f2e652ea551811a687e4.png)
专利名称：一种苹果采摘机械手专利类型：发明专利
发明人：陈晓菁,杨雪荣,成思源申请号：CN201810764321.7申请日：20180712
公开号：CN108633472A
公开日：
20181012
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于农业机械技术领域，具体涉及一种苹果采摘机械手。
本发明公开了一种苹果采摘机械手，包括动力机构和采摘机构；所述动力机构为所述采摘机构提供动力；所述采摘机构做摆动运动以夹取苹果；所述采摘机构夹取苹果后转动至预设角度。
本发明提供的一种苹果采摘机械手，解决了现有的拉拽式水果采摘机械装置拉线由于使用不当易发生断裂和内杆无法复位的技术问题。
申请人：广东工业大学
地址：510060 广东省广州市越秀区东风东路729号
国籍：CN
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
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一种苹果采摘机械手[发明专利]
![一种苹果采摘机械手[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/10b0a0c6f71fb7360b4c2e3f5727a5e9856a27fa.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201710967380.X(22)申请日 2017.10.17(71)申请人 西北农林科技大学地址 712100 陕西省咸阳市杨凌示范区邰城路3号(72)发明人 刘师宇 王子藤 张成鑫 李强 元奕丁 刘洪萍 石宝宝 (51)Int.Cl.A01D 46/24(2006.01)(54)发明名称一种苹果采摘机械手(57)摘要本发明公开一种苹果采摘机械手，包括激光发射器、摆动刀架、切割台、切割刀片、刀片下夹板、刀片上夹板、舵机支撑架、舵机、激光接收器、采摘箱体、圆杆连接头。
其特征在于：所述激光发射器固定于采摘箱体，所述摆动刀架连接于采摘箱体，所述切割台连接于采摘箱体，所述切割刀片位于刀片下夹板和刀片上夹板之间，所述切割刀片、刀片下夹板和刀片上夹板组成切割台，所述舵机支撑架连接于采摘箱体，所述舵机连接于舵机支撑架，所述激光接收器固定于采摘箱体，所述圆杆连接头固定于采摘箱体。
本发明可以随时更换切割刀片，也可调节刀片的伸出长度，并且可以通过圆杆连接头安装到其他机械上，便于高空采摘，具有很强的使用价值。
权利要求书1页 说明书2页 附图2页CN 109661902 A 2019.04.23C N 109661902A1.一种苹果采摘机械手，包括激光发射器(1)、摆动刀架(2)、切割台(3)、切割刀片(3-1)、刀片下夹板(3-2)、刀片上夹板(3-3)、舵机支撑架(4)、舵机(5)、激光接收器(6)、采摘箱体(7)、圆杆连接头(8)，其特征在于：所述激光发射器(1)固定于采摘箱体(7)，所述摆动刀架(2)连接于采摘箱体(7)，所述切割台(3)连接于采摘箱体(7)，所述切割刀片(3-1)位于刀片下夹板(3-2)和刀片上夹板(3-3)之间，所述切割刀片(3-1)、刀片下夹板(3-2)和刀片上夹板(3-3)组成切割台(3)，所述舵机支撑架(4)连接于采摘箱体(7)，所述舵机(5)连接于舵机支撑架(4)，所述激光接收器(6)固定于采摘箱体(7)，所述圆杆连接头(8)固定于采摘箱体(7)。
一种苹果采摘机械手无线控制装置[实用新型专利]
![一种苹果采摘机械手无线控制装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/154635c0cfc789eb162dc834.png)
专利名称：一种苹果采摘机械手无线控制装置专利类型：实用新型专利
发明人：周曼,邹志勇,倪福全,胡建,杨萍,杨敏申请号：CN201420366475.8
申请日：20140626
公开号：CN203896770U
公开日：
20141029
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种苹果采摘机械手无线控制装置，由嵌入式应用电路(1)、WIFI摄像头图像采集模块(2)、WIFI无线通信模块(3)、液晶触摸屏模块(4)、数字编码芯片(5)、无线发射模块(6)、无线接收模块(7)、数字解码芯片(8)、单片机控制器(9)、步进电机模块(10)共同组成，采用WIFI摄像头图像采集模块获取苹果图像数据；通过液晶触摸屏显示采集的苹果图像并虚拟出机械手上、下、左、右移动四个调节功能按键；通过无线收发模块传输机械手上、下、左、右移动控制指令；具有实用性强、操控简单、使用灵活等显著特点。
申请人：四川农业大学
地址：625014 四川省雅安市雨城区新康路46号
国籍：CN
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(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)实用新型专利
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920257102.X
(22)申请日 2019.02.28
(73)专利权人 西北农林科技大学
地址 712100 陕西省咸阳市杨凌示范区西
农路22号
(72)发明人 杨福增 樊攀 雷小燕 孙景彬
孟宠
(51)Int.Cl.
B25J 15/10(2006.01)
B25J 15/02(2006.01)
(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
(54)实用新型名称
一种苹果采摘机械手
(57)摘要
本实用新型提供了一种苹果采摘机械手，在
能够满足苹果采摘、抓取稳定的前提下，能解决
现有的苹果采摘机械手结构复杂、生产成本高等
技术问题。
该采摘机械手配有两关节手指，手指
由螺旋弹簧固定后安装于掌盘，每根手指由两个
指节、一个驱动连杆和一个从动连杆组成，驱动
连杆上的腱绳贯穿掌盘后垂直固定在升降圆盘，
升降圆盘另一端通过腱绳连接驱动电机。
通过电
机驱动、腱绳传动，带动手指聚拢，实现由一个电
机同时驱动3个手指完成对苹果的包络抓取。
权利要求书1页 说明书3页 附图4页CN 209954695 U 2020.01.17
C N 209954695
U
权 利 要 求 书1/1页CN 209954695 U
1.一种苹果采摘机械手，其特征在于：包括有两关节手指、螺旋弹簧、掌盘(9)、腱绳(10)、滑轮(13)和驱动电机(12)，所述两关节手指分别通过指节支座(8)支撑于所述掌盘
(9)；所述腱绳(10)一端连接手指、另一端贯穿掌盘(9)后垂直固定在升降圆盘(15)；腱绳
(10)一端固定升降圆盘(15)中心、另一端连接所述滑轮(13)；滑轮(13)装配于驱动电机(12)的转轴；驱动电机(12)固定于底座(11)。
2.根据权利要求1所述的一种采摘机械手，其特征在于：所述两关节手指设置有近指节(6)、远指节(1)、驱动连杆(4)和从动连杆(2)，近指节(6)、驱动连杆(4)中部铰接孔及指节支座(8)共同铰接，近指节(6)和驱动连杆(4)之间设有螺旋弹簧Ⅰ(3)，驱动连杆(4)和掌盘(9)之间设有螺旋弹簧Ⅱ(7)，从动连杆(2)与驱动连杆(4)一端铰接，远指节(1)两端分别与近指节(6)和从动连杆(2)铰接。
3.根据权利要求2所述的一种采摘机械手，其特征在于：所述掌盘(9)上均布三个指节支座(8)，所述驱动连杆(4)上有3个铰接孔，两个端孔之间有35°夹角，设置为弯曲的连杆，其中一端与从动连杆(2)铰接，另外一端与腱绳(10)连接。
4.根据权利要求3所述的一种采摘机械手，其特征在于：所述掌盘(9)上均布三个小孔，腱绳(10)通过掌盘(9)上均匀分布3个小孔垂直下落后与升降圆盘(15)固定。
5.根据权利要求4所述的一种采摘机械手，其特征在于：升降圆盘(15)下表面几何圆心处设置有一个螺栓孔，腱绳(10)一端通过螺栓与螺栓孔固定，另外一端垂直下落与滑轮(13)上的凹槽均匀缠绕，下落方向与升降圆盘(15)中心轴重合,与所述滑轮(13)相切，滑轮(13)固定在驱动电机(12)的转轴上。
6.根据权利要求1或2所述的一种采摘机械手，其特征在于：近指节(6)和远指节(1)内侧表面覆盖软硅胶垫，减少抓取过程中对苹果的损伤，并且近指节(6)和远指节(1)上的压力传感器(5)可以对夹持力进行反馈。
7.根据权利要求6所述的一种采摘机械手，其特征在于：所述驱动电机(12)的转速根据电机脉冲频率控制，所述压力传感器(5)获取各个手指的接触力，当手指表面压力传感器(5)达到设定的抓取力，信号反馈给驱动电机(12)，驱动电机(12)停止运动，实现苹果抓取。
8.根据权利要求1或2或4所述的一种采摘机械手，其特征在于：所述手指、支撑杆、指节支座(8)、掌盘(9)、升降圆盘(15)、底座(11)均选用3D打印ABS塑料。
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