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1、(10)授权公告号 CN 202172606 U (45)授权公告日 2012.03.28 CN 202172606 U *CN202172606U* (21)申请号 201120260392.7 (22)申请日 2011.07.21 A01D 46/04(2006.01) (73)专利权人 中国农业大学 地址 100193 北京市海淀区圆明园西路 2 号 (72)发明人 徐丽明 李恒 (74)专利代理机构 北京路浩知识产权代理有限 公司 11002 代理人 王莹 (54) 实用新型名称 采摘手爪 (57) 摘要 本实用新型公开了一种采摘手爪， 涉及农业 机械领域。所述采摘手爪包括 ： 丝杠驱。
2、动单元和 手指单元 ； 所述丝杠驱动单元包括 ： 电机、 丝杠、 丝杠螺母和主支架 ； 所述丝杠的上端连接所述电 机的输出轴， 中部与所述丝杠螺母紧密配合连接， 下端与所述主支架固定连接 ； 所述手指单元包 括 ： 拉杆、 手指支架和手指 ； 所述拉杆的上端与所 述丝杠螺母活动连接， 下端与所述手指的上端活 动连接 ； 所述手指支架的上端与所述主支架固定 连接， 下端与所述手指的中上部活动连接。 所述采 摘手爪， 通过丝杠转动带动丝杠螺母上下滑动， 进 而转换为手指的张开和闭合， 实现了采摘过程的 欠驱动作业， 降低了采摘过程的能源消耗， 提高了 灵活性。 (51)Int.Cl. (19)中华。
3、人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 CN 202172606 U1/1 页 2 1. 一种采摘手爪， 其特征在于， 包括 ： 丝杠驱动单元和手指单元 ； 所述丝杠驱动单元包括 ： 电机 (1)、 丝杠 (5)、 丝杠螺母 (6) 和主支架 (8) ； 所述丝杠 (5) 的上端连接所述电机 (1) 的输出轴， 中部与所述丝杠螺母 (6) 配合连接， 下端与所述主支架 (8) 连接 ； 所述手指单元包括 ： 拉杆 (7)、 手指支架 (9) 和手指 (10) ； 所述拉杆 (7) 的上端与所述丝杠螺母 (6) 活动连接， 下端与所述手指。
4、 (10) 的上端活动 连接 ； 所述手指支架 (9) 的上端与所述主支架 (8) 固定连接， 下端与所述手指 (10) 的中上 部活动连接。 2. 如权利要求 1 所述的采摘手爪， 其特征在于， 所述手指单元包括一组或者多组子手 指单元， 每组所述子手指单元包括两个所述拉杆 (7)、 手指支架 (9) 和手指 (10)。 3. 如权利要求 2 所述的采摘手爪， 其特征在于， 所述子手指单元还包括 ： 切刀 (13) 和 垫块 (14) ； 在每组所述子手指单元中， 其中一个所述手指 (10) 的下端安装所述切刀 (13)， 另一个所述手指 (10) 的下端安装所述垫块 (14)。 4. 如权。
5、利要求 1 所述的采摘手爪， 其特征在于， 所述采摘手爪还包括收集单元 ； 所述收 集单元包括吸管 (15)， 所述吸管 (15) 与所述主支架 (8) 固定连接。 5. 如权利要求 4 所述的采摘手爪， 其特征在于， 所述收集单元还包括吸管支架 (11) 和 吸管固定套 (12) ； 所述吸管支架 (11) 的上端连接所述主支架 (8)， 下端连接所述吸管固定 套 (12) ； 所述吸管固定套 (12) 与所述吸管 (15) 连接。 6. 如权利要求 1 所述的采摘手爪， 其特征在于， 所述丝杠驱动单元还包括 ： 电机支架 (2) 和丝杠支架 (4) ； 所述丝杠支架 (4) 固定在所述主支。
6、架 (8) 上， 所述电机支架 (2) 固定 在所述丝杠支架 (4) 上， 所述电机 (1) 固定在所述电机支架 (2) 上。 7.如权利要求6所述的采摘手爪， 其特征在于， 所述丝杠驱动单元还包括联轴器(3)和 轴承支座 (16) ； 所述丝杠 (5) 的上端通过所述联轴器 (3) 连接所述电机 (1) 的输出轴， 并且通过轴承 组合与所述丝杠支架(4)连接 ； 所述丝杠(5)的下端通过所述轴承支座(16)与所述主支架 (8) 连接。 8. 如权利要求 1 所述的采摘手爪， 其特征在于， 所述拉杆 (7) 的上端与所述丝杠螺母 (6) 铰接， 下端与所述手指 (10) 的上端铰接 ； 所述手。
7、指支架 (9) 的下端与所述手指 (10) 的 中上部铰接。 9. 如权利要求 1 所述的采摘手爪， 其特征在于， 所述拉杆 (7) 和所述手指 (10) 均为弧 形。 10. 如权利要求 1 至 9 之一所述的采摘手爪， 其特征在于， 所述采摘手爪为茶叶采摘手 爪。 权 利 要 求 书 CN 202172606 U1/4 页 3 采摘手爪 技术领域 0001 本实用新型涉及农业机械技术领域， 特别涉及一种采摘手爪。 背景技术 0002 我国是茶叶生产大国， 每年的茶叶产量超过 100 万吨， 居世界首位。但茶叶的采摘 多是人工进行， 目前使用的机械式或半机械式采茶机， 对茶树的适应性差， 易。
8、造成不同鲜茶 和茶树的损坏。 对于高品质的茶叶， 仍需要人工进行， 在采摘季节时需要大量的劳动力和高 强度的劳动来进行采摘， 这样不仅费时费力， 而且在一定程度上还降低了鲜茶的最佳采摘 时间而影响其品质。同时， 茶农的数量逐年递减， 人工采茶的成本越来越高， 且茶农的雇佣 也越来越困难。各地茶园对高效率、 智能化的采摘机械的需求日益强烈。 实用新型内容 0003 ( 一 ) 要解决的技术问题 0004 本实用新型要解决的技术问题是 ： 如何提供一种采摘手爪， 以保证采摘灵活性的 同时降低采摘过程的能源消耗。 0005 ( 二 ) 技术方案 0006 为解决上述技术问题， 本实用新型提供一种采摘。
9、手爪， 其包括 ： 丝杠驱动单元和手 指单元 ； 0007 所述丝杠驱动单元包括 ： 电机 1、 丝杠 5、 丝杠螺母 6 和主支架 8 ； 0008 所述丝杠 5 的上端连接所述电机 1 的输出轴， 中部与所述丝杠螺母 6 配合连接， 下 端与所述主支架 8 连接 ； 0009 所述手指单元包括 ： 拉杆 7、 手指支架 9 和手指 10 ； 0010 所述拉杆 7 的上端与所述丝杠螺母 6 活动连接， 下端与所述手指 10 的上端活动连 接 ； 所述手指支架 9 的上端与所述主支架 8 固定连接， 下端与所述手指 10 的中上部活动连 接。 0011 优选地， 所述手指单元包括一组或者多组。
10、子手指单元， 每组所述子手指单元包括 两个所述拉杆 7、 手指支架 9 和手指 10。 0012 优选地， 所述子手指单元还包括 ： 切刀13和垫块14 ； 在每组所述子手指单元中， 其 中一个所述手指 10 的下端安装所述切刀 13， 另一个所述手指 10 的下端安装所述垫块 14。 0013 优选地， 所述采摘手爪还包括收集单元 ； 所述收集单元包括吸管 15， 所述吸管 15 与所述主支架 8 固定连接。 0014 优选地， 所述收集单元还包括吸管支架 11 和吸管固定套 12 ； 所述吸管支架 11 的 上端连接所述主支架8， 下端连接所述吸管固定套12 ； 所述吸管固定套12与所述吸。
11、管15连 接。 0015 优选地， 所述丝杠驱动单元还包括 ： 电机支架 2 和丝杠支架 4 ； 所述丝杠支架 4 固 定在所述主支架 8 上， 所述电机支架 2 固定在所述丝杠支架 4 上， 所述电机 1 固定在所述电 说 明 书 CN 202172606 U2/4 页 4 机支架 2 上。 0016 优选地， 所述丝杠驱动单元还包括联轴器 3 和轴承支座 16 ； 0017 所述丝杠 5 的上端通过所述联轴器 3 连接所述电机 1 的输出轴， 并且通过轴承组 合与所述丝杠支架 4 连接 ； 所述丝杠 5 的下端通过所述轴承支座 16 与所述主支架 8 连接。 0018 优选地， 所述拉杆 。
12、7 的上端与所述丝杠螺母 6 铰接， 下端与所述手指 10 的上端铰 接 ； 所述手指支架 9 的下端与所述手指 10 的中上部铰接。 0019 优选地， 所述拉杆 7 和所述手指 10 均为弧形。 0020 优选地， 所述采摘手爪为茶叶采摘手爪。 0021 ( 三 ) 有益效果 0022 本实用新型的采摘手爪， 具有以下有益效果 ： 通过丝杠转动带动丝杠螺母上下滑 动， 进而转换为手指的张开和闭合， 实现了采摘过程的欠驱动作业， 降低了采摘过程的能源 消耗， 增强了灵活性 ； 利用吸管收集采摘物， 减少了机器人的回位动作， 缩短了采摘时间 ； 手指的张开大小可以通过电机的转动时间进行调整， 。
13、使其能够适应不同采摘物的采摘要 求， 适用性广。 附图说明 0023 图 1 是本实用新型一种实施例的采摘手爪的第一结构示意图 ； 0024 图 2 是本实用新型一种实施例的采摘手爪的第二结构示意图 ； 0025 图 3 是本实用新型一种实施例的采摘手爪去除吸管后的结构示意图 ； 0026 图 4 是本实用新型一种实施例的采摘手爪去除吸管后的局部放大图。 具体实施方式 0027 下面结合附图和实施例， 对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下 实施例用于说明本实用新型， 但不用来限制本实用新型的范围。 0028 实施例一 0029 图 1 是本实用新型一种实施例的采摘手爪的第一结构示意。
14、图， 图 2 是本实用新型 一种实施例的采摘手爪的第二结构示意图。如图 1、 图 2 所示， 所述采摘手爪主要应用于茶 叶采摘， 其包括 ： 丝杠驱动单元、 手指单元和收集单元。 0030 所述丝杠驱动单元包括 ： 电机 1、 电机支架 2、 联轴器 3、 丝杠支架 4、 丝杠 5、 丝杠螺 母 6 和主支架 8。 0031 所述丝杠支架 4 用螺栓固定在所述主支架 8 上， 所述电机支架 2 用螺栓固定在所 述丝杠支架 4 上， 所述电机 1 用螺栓固定在所述电机支架 2 上。所述丝杠 5 的上端通过所 述联轴器 3 连接所述电机 1 的输出轴， 中部与所述丝杠螺母 6 配合连接， 所述丝杠。
15、螺母 6 能 够沿所述丝杠 5 上下滑动。所述丝杠 5 的上端还通过轴承组合与所述丝杠支架 4 连接。 0032 图3是本实用新型一种实施例的采摘手爪去除吸管后的结构示意 图 ； 图4是本实 用新型一种实施例的采摘手爪去除吸管后的局部放大图。如图 3、 图 4 所示， 所述丝杠 5 的 下端通过轴承支座 16 与所述主支架 8 连接。 0033 所述手指单元包括 ： 两个拉杆7、 两个手指支架9、 两个手指10、 切刀13和垫块14。 所述拉杆 7 和所述手指 10 均为弧形。 说 明 书 CN 202172606 U3/4 页 5 0034 所述拉杆 7 的上端与所述丝杠螺母 6 铰接， 并。
16、且所述拉杆 7 对称地设置在所述丝 杠螺母 6 的两侧 ； 所述拉杆 7 的下端与所述手指 10 的上端铰接 ； 所述手指支架 9 的上端与 所述主支架 8 固定连接， 下端与所述手指 10 的中上部铰接。 0035 其中一个所述手指 10 的下端安装所述切刀 13 ； 另一个所述手指 10 的下端安装所 述垫块14， 两者配合， 用于切断茶叶梗。 使用所述切刀13剪切单片茶叶， 保证了茶叶的完整 性。 0036 所述收集单元包括 ： 吸管支架 11、 吸管固定套 12 和吸管 15。 0037 所述吸管支架 11 的上端连接所述主支架 8， 下端连接所述吸管固定套 12 ； 所述吸 管固定套。
17、 12 与所述吸管 15 连接。所述吸管 15 呈 L 型， 其下开口位于上述主支架 8 的正下 方， 也位于两个所述手指 10 的中间， 这样便于将采摘下的茶叶及时吸走。所述吸管 15 的侧 开口连接外接的抽风机和收集箱。 0038 实施例二 0039 本实施例所述采摘手爪与实施例一所述采摘手爪基本相同， 不同之处仅在于 ： 所 述手指单元包括至少两组子手指单元， 每组子手指单元包括两个所述拉杆 7、 手指支架 9 和 手指 10。每组子手指单元中两个所述拉杆 7 对称地连接在所述丝杠螺母 6 侧面。 0040 每组所述子手指单元还包括 ： 垫块 14 和切刀 13。每组所述子手指单元中， 。
18、其中一 个所述手指 10 的下端安装所述垫块 14， 另一个所述手指 10 的下端安装所述切刀 13。这 样， 在采摘茶叶时， 多组所述子手指单元共同将茶叶包围， 在一组所述子手指单元出现定位 误差情 况下， 其余的所述子手指单元仍能正常完成采摘作业。从而， 降低了采摘失败的概 率， 提高了所述采摘手爪的稳定性。 0041 本实用新型实施例一和实施例二所述的采摘手爪主要做为茶叶采摘机器人的一 部分进行作业， 其工作过程如下 ： 机器人的图像检测系统确定茶叶的采摘位置后， 机械手臂 将所述采摘手爪移动至所述采摘位置。所述电机 1 转动， 带动所述丝杠 5 转动， 所述丝杠螺 母6向上移动， 带动。
19、所述拉杆7绕着所述拉杆7与所述手指10的铰接点向上转动， 进而带动 所述手指 10 绕着所述手指 10 与所述手指支架 9 的铰接点张开， 所述电机 1 停止转动。所 述机械手臂向下运动， 所述采摘手爪将茶叶包围。所述电机 1 反向转动， 带动所述手指 10 闭合， 所述切刀13和垫块14配合将茶叶梗切断。 所述电机停止转动， 茶叶通过所述吸管15 在外接抽风机作用下被吸到茶叶收集箱， 完成一个茶叶的采摘作业。 重复上述步骤， 进行连 续的采摘作业。 0042 本实用新型实施例一和实施例二所述的采摘手爪， 除用于茶叶采摘之外， 也可以 用于叶片状药材、 花朵等的采摘 ； 对所述收集单元进行适当。
20、改装后， 还可以用于部位水果的 采摘。 0043 本实用新型实施例所述的采摘手爪， 具有以下有益效果 ： 通过丝杠转动带动丝杠 螺母上下滑动， 进而转换为手指的张开和闭合， 实现了采摘过程的欠驱动作业， 降低了采摘 过程的能源消耗， 增强了灵活性 ； 利用吸管收集采摘物， 减少了机器人的回位动作， 缩短了 采摘时间 ； 手指的张开大小可以通过电机的转动时间进行调整， 使其能够适应不同采摘物 的采摘要求， 适用性广。 0044 以上实施方式仅用于说明本实用新型， 而并非对本实用新型的限制， 有关技术领 域的普通技术人员， 在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下， 还可以做出各种变化和 说 明 书 CN 202172606 U4/4 页 6 变型， 因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴， 本实用新型的专利保护范围应 由权利要求限定。 说 明 书 CN 202172606 U1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 202172606 U2/2 页 8 图 3 图 4 说 明 书 附 图 。