柔性自適應(yīng)大閘蟹抓取夾具與自動抓取裝置及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生鮮包裝機(jī)械，具體為柔性自適應(yīng)大閘蟹抓取夾具與自動抓取裝置及使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大閘蟹是一種甲殼類動物，由于腳數(shù)較多，所以移動速度較快且較靈活，因此很難抓取。對于普通人家來說，抓的數(shù)量比較少可以用手抓取，但是對于養(yǎng)殖大閘蟹的養(yǎng)殖戶來說，由于數(shù)目較大，很難手工完成大閘蟹的抓取固定。
[0003]在傳統(tǒng)的手工抓大閘蟹過程中，由于大閘蟹擁有一對大而鋒利的鉗，人很容易因此而受傷，由此可見，用手工抓取大閘蟹并不是解決抓大閘蟹的最好的方法?，F(xiàn)今，對于抓大閘蟹人們多使用網(wǎng)，但是網(wǎng)很容易破，需要經(jīng)常更換捕蟹的工具，從而提高生產(chǎn)成本。同時由于大閘蟹種類繁多，而且形狀多種多樣，這就需要設(shè)計一種柔性抓取機(jī)構(gòu)來適應(yīng)不同形狀大閘蟹的抓取。為了提高抓取大閘蟹的效率，我們提供一種大閘蟹自動捆扎機(jī)的抓取
目.ο
[0004]經(jīng)檢索，國內(nèi)外比較先進(jìn)的柔性抓取機(jī)構(gòu)評述如下:
[0005]專利號為200820064189.0公開的輕質(zhì)圓柱體柔性抓取裝置，該裝置工作原理為由水平導(dǎo)軌和縱向?qū)к壗M成的二維移動機(jī)構(gòu)，縱向?qū)к壪露嗽O(shè)置樣品抓取機(jī)構(gòu):多個吸頭通過轉(zhuǎn)軸首尾連接在一起，位于后端的吸頭的尾部通過轉(zhuǎn)軸鉸接在縱向?qū)к壣?，每個吸頭頂部的圓弧槽上開有多個小孔，各小孔與吸頭內(nèi)的一個長孔連通，長孔設(shè)有接管，接管連接抽取負(fù)壓的軟管。優(yōu)點(diǎn)是能夠吸取多個圓柱體。但是只能抓取圓柱體，不能適應(yīng)多種形狀的抓取。
[0006]專利號為200920159718.X公開的用于箱體的柔性抓取機(jī)構(gòu)系統(tǒng)。該抓取系統(tǒng)工作原理如下:它包括控制裝置、抓取機(jī)構(gòu)運(yùn)動執(zhí)行裝置和抓取機(jī)構(gòu)，其特征在于，抓取機(jī)構(gòu)包括夾取鉗、雙旋絲桿、直線軸、伺服減速電機(jī)和基礎(chǔ)安裝板，夾取鉗的二個夾取鉗臂包括開合板、升降氣缸、過渡架、夾緊氣缸、擺動板、夾緊座板、轉(zhuǎn)軸和夾板:雙旋絲桿、直線軸、伺服減速電機(jī)分別固定安裝在所取對象的位置調(diào)整，具有垂直和水平兩個方向的自由度，抓取對象的幾何尺寸的重量可以調(diào)整，結(jié)構(gòu)比較緊湊，可適應(yīng)多尺寸箱體夾取使用。但是對于大閘蟹抓取來說，本裝置過于笨重，不滿足使用要求。
[0007]專利申請?zhí)枮?01010573282.6公開的一種柔性抓取裝置。該裝置的工作原理:其包括夾爪組件及柔性機(jī)構(gòu)，該柔性機(jī)構(gòu)包括柔性座、滑塊及滑軸。該柔性座上開設(shè)有安裝槽，該滑塊可滑動地裝設(shè)于該柔性座的安裝槽內(nèi)，并與該滑軸可滑動地連接。該夾爪組件與該滑軸固接，并隨同該滑軸相對柔性座可滑動調(diào)節(jié)地裝設(shè)于一起。柔性抓取裝置結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，具有較好的定位精度和柔性。但是該裝置只能抓取矩形物體，沒法抓取像大閘蟹這樣不規(guī)律物體。
[0008]專利申請?zhí)枮?01310358580.7公開的一種基于變胞機(jī)構(gòu)的自適應(yīng)氣動柔性抓取機(jī)械手爪，一種基于變胞機(jī)構(gòu)的自適應(yīng)氣動柔性抓取機(jī)械手爪，支架與底座固定連接形成框形結(jié)構(gòu)，氣缸位于框形結(jié)構(gòu)內(nèi)與底座固定連接，手爪包括曲柄滑塊機(jī)構(gòu)和變胞機(jī)構(gòu)，夾頭與變胞機(jī)構(gòu)固定連接，工件為抓取對象，夾頭與工件接觸面上設(shè)置接觸力傳感器;連桿通過轉(zhuǎn)動副A連接在氣缸活塞上，連桿與變胞機(jī)構(gòu)活動連接，連桿、氣缸活塞和變胞機(jī)構(gòu)中的連桿I構(gòu)成曲柄滑塊機(jī)構(gòu)；曲柄滑塊機(jī)構(gòu)的滑塊為氣缸活塞，連桿與氣缸活塞活動連接，力反饋控制系統(tǒng)與接觸力傳感器相連、氣缸相連，與現(xiàn)有技術(shù)相比，基于變胞機(jī)構(gòu)的氣動柔性抓取機(jī)械手爪實(shí)現(xiàn)了少驅(qū)動、控制簡單、成本低、有一定柔性、可靠性高且具有自適應(yīng)的抓取空間幾何形狀復(fù)雜物體或者是模擬人手的運(yùn)動動作特點(diǎn)的目的。該裝置設(shè)計過于復(fù)雜，操作不夠靈活，而且該裝置不能完成對大閘蟹的抓取，因?yàn)樗鼪]有考慮到大閘蟹本來是一個活物，容易掙脫機(jī)械手爪。
[0009]以及一種大閘蟹自動捆扎機(jī)的抓取裝置，包括曲柄、伺服電機(jī)、連桿、滑軌、滑塊、長行程電磁鐵、擺桿和抓斗，曲柄套裝在伺服電機(jī)的電機(jī)軸上；曲柄一側(cè)設(shè)置有滑軌，滑軌底部設(shè)置有滑塊，曲柄與滑塊之間設(shè)置有連桿;滑塊一端連接有擺桿，擺桿的內(nèi)置凹槽內(nèi)安裝有長行程電磁鐵，長行程電磁鐵連接抓斗。種大閘蟹自動捆扎機(jī)的抓取裝置，采用曲柄滑塊結(jié)構(gòu)作為推進(jìn)抓斗的傳動裝置，并使用長行程電磁鐵周期性調(diào)節(jié)抓斗的角度，可以有效的抓取大閘蟹并將大閘蟹推到機(jī)械手的部分，相比人工提高了抓取效率，且本發(fā)明使用壽命長。本裝置過于簡單，抓斗裝置過于簡陋，不能保證抓取大閘蟹的可靠性，存在偶然性。另外該裝置只能抓取特定形狀的大閘蟹，不能完成對多種形狀大閘蟹的抓取。
[0010]目前國內(nèi)大閘蟹快遞包裝運(yùn)輸需求越來越多，大閘蟹在快遞運(yùn)輸前的捆綁工作也愈加需要高速化、標(biāo)準(zhǔn)化。傳統(tǒng)的人工包裝時大閘蟹的抓取需要耗費(fèi)大量的勞動力和時間，而機(jī)械化捆綁大閘蟹首先需要對大閘蟹進(jìn)行抓取和固定。適應(yīng)大小各異的形狀的抓取裝置的需求越來越高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明提供了一種適應(yīng)不同形狀柔性抓取、固定大閘蟹的裝置，本裝置可以實(shí)現(xiàn)不同形狀大閘蟹的抓取，移動被抓取的大閘蟹到達(dá)所需的位置。本裝置實(shí)現(xiàn)了抓取大閘蟹的自動化，并能夠?qū)崿F(xiàn)對不同形狀的大閘蟹的柔性抓取，高效捆綁，并保證了抓取過程中大閘蟹的成活率和完整性。
[0012]柔性自適應(yīng)大閘蟹抓取夾具，包括套于彈簧推桿外側(cè)的環(huán)扣，彈簧推桿能相對于環(huán)扣移動，在環(huán)扣的圓周設(shè)有至少兩個外支撐桿并通過扭簧固定外支撐桿的一端，外支撐桿相對于彈簧推桿傾斜設(shè)置，在彈簧推桿的圓周設(shè)有至少兩個內(nèi)支撐桿的一端，內(nèi)支撐桿與外支撐桿一一對應(yīng)，內(nèi)支撐桿的另一端與其相應(yīng)的外支撐桿固定，每個外支撐桿的另一端均固定有柔性夾具，多個柔性夾具相向設(shè)置用于夾持大閘蟹。
[0013]進(jìn)一步地，所述柔性夾具有4個，每個柔性夾具為楔形，在常態(tài)下，相向設(shè)置的兩個柔性夾具的中間區(qū)域?yàn)槠叫兴倪呅巍?br>[0014]進(jìn)一步地，每個所述的柔性夾具包括一個柔性夾具外殼，在柔性夾具外殼內(nèi)設(shè)有與柔性夾具外殼底部垂直的柔性夾具內(nèi)彈簧層，柔性夾具內(nèi)彈簧層為多個含有彈簧的擋板。
[0015]進(jìn)一步地，在所述彈簧推桿外表面設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有彈簧推桿下卡扣，在彈簧推桿下卡扣與凹槽之間設(shè)有彈簧，在環(huán)扣內(nèi)設(shè)有與彈簧推桿下卡扣配合的下卡槽。
[0016]柔性自適應(yīng)大閘蟹自動抓取裝置，包括空心的旋轉(zhuǎn)軸和所述的抓取夾具，旋轉(zhuǎn)軸的頂端設(shè)有旋轉(zhuǎn)支架，旋轉(zhuǎn)支架設(shè)有至少兩個分支，旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)設(shè)有傳動桿，傳動桿的頂端設(shè)有傳動支架，傳動支架設(shè)有至少一個分支(旋轉(zhuǎn)支架共有四個分支，傳動支架共有兩個分支，傳動支架的兩個分支一直與在第一、第四工位的旋轉(zhuǎn)支架分支對應(yīng))，傳動支架的分支與旋轉(zhuǎn)支架的分支--上下對應(yīng)，傳動支架的底部設(shè)有間歇升降機(jī)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)支架每個分支的端部與所述的環(huán)扣連接，彈簧推桿頂部設(shè)有彈簧推桿上卡扣，傳動支架每個分支的端部設(shè)有與彈簧推桿上卡扣配合的上卡槽。
[0017]進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)支架設(shè)有4個相互之間成90°夾角的分支，傳動支架的頂部設(shè)有兩個夾角為90°的分支，旋轉(zhuǎn)支架的每個分支與其對應(yīng)的傳動支架的分支之間均設(shè)有若干個復(fù)位彈簧。
[0018]進(jìn)一步地，所述旋轉(zhuǎn)軸外通過傳動機(jī)構(gòu)與動力源連接。具體地，在旋轉(zhuǎn)軸外套有帶動旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的支架大同步帶輪，支架大同步帶輪通過支架同步帶與支架小同步帶輪連接，支架小同步帶輪的中心由電機(jī)或電機(jī)通過兩個錐齒輪帶動旋轉(zhuǎn)，支架大同步帶輪與支架小同步帶輪的傳動比為1: 2，兩個錐齒輪的傳動比為1: 2以使旋轉(zhuǎn)支架實(shí)現(xiàn)90°的步進(jìn)運(yùn)動。
[0019]進(jìn)一步地，所述間歇升降機(jī)構(gòu)為由電機(jī)控制器控制的電機(jī)或者為設(shè)于傳動桿底部的曲柄連桿機(jī)構(gòu)，連桿與傳動桿固定，曲柄套于底傳動軸，底傳動軸通過齒輪與槽輪機(jī)構(gòu)連接，槽輪機(jī)構(gòu)主動輪與電機(jī)連接。
[0020]進(jìn)一步地，所述彈簧推桿包括兩段，在兩段中間設(shè)有彈簧，間歇升降機(jī)構(gòu)的動力源與控制傳動軸旋轉(zhuǎn)的動力源均與總控制器分別單獨(dú)連接，彈簧推桿用于在夾取大閘蟹時，從上到下抵住大閘蟹。
[0021 ]自動抓取裝置的使用方法，具體步驟如下:
[0022]I)間歇升降機(jī)構(gòu)帶動傳動桿向下運(yùn)動，傳動支架的分支向下按壓，繼而帶動彈簧推桿向下運(yùn)動，同時，柔性夾具張開；
[0023]2)在彈簧推桿運(yùn)動至最低點(diǎn)時，彈簧推桿的底部頂住大閘蟹限制其移動；
[0024]3)間歇升降機(jī)構(gòu)帶動傳動桿向上運(yùn)動，傳動支架的一個分支拉動彈簧推桿向上運(yùn)動，同時，帶動柔性夾具收縮將大閘蟹夾緊;傳動支架的另一個分支與其下方的彈簧推桿非結(jié)合；
[0025]4)彈