[0001] 本发明涉及果粒采摘设备技术领域，特别是涉及一种用于采摘的机械手。

[0002] 胡椒目前主要靠人工采摘，人工采摘劳动强度大、效率低。此外，同一株胡椒上的胡椒的成熟程度也会不同，果粒和果梗的连接力也会不同。多数情况下，当胡椒穗出现一两粒红色果粒，就能采摘了，但成熟与未成熟的胡椒加工的产品在风味上有区别，品质不同，经济价值也不一样，若能够只采摘成熟果穗上的果粒，留下未成熟的果穗，待成熟后再采摘，会提高胡椒种植户的收益。此外，还可以通过传统机器采摘，胡椒采摘机器在使用过程中会掺入杂物、损伤果粒和受到污染，导致胡椒的品质降低；市面上的大多数果蔬采摘机械手的功能仅限于夹持和剪断，不能满足采摘果穗部分果粒的功能，同时还要控制施加在果
粒上的压力，以避免果粒的损伤，结构和控制方式更加复杂。

[0019] 为了使本领域的技术人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范
围。

[0020] 需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。

[0021] 需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

[0022] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0023] 须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本申请可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本申请所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本申请所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

[0024] 参照图1和图2，本发明提供一种用于采摘的机械手，包括：采摘装置10和拉线驱动20；采摘装置10包括机械手外壳8、第一机械手爪1和第二机械手爪2，第一机械手爪1与第二机械手爪2相对设置且分别转动连接于机械手外壳8，第一机械手爪1和第二机械手爪2之间
形成用于收容果粒的容置空腔3；
拉线驱动20包括沿采摘夹线的长度方向作往返运动的滑块4，设置于滑块4上的束
线座5、以及至少两根采摘夹线6；若干采摘夹线6的一端与滑块4连接并穿过束线座5，另一端分别连接于第一机械手爪1和第二机械手爪2；滑块4能够沿采摘夹线的长度方向往返运
动，采摘夹线6在滑块4运动过程中被拉紧重合或放松以将果粒采摘或剥落，同时使第一机
械手爪1和第二机械手爪2实现开合。

[0025] 采摘果粒为胡椒。胡椒果粒是一种热带香辛作物用于调味。胡椒采摘颗粒小、数量大，目前主要靠人工采摘，效率低。大多数果疏没有办法控制施加在果粒上的压力，以避免果粒的损伤。本发明还可运用到其他作物的采收，它的采摘原理不仅适用于胡椒的采摘，只需改进尺寸大小和结构外形，还能用于采摘烟叶、桑叶、枸杞、葡萄等串状的作物中。本实施例提供一种用于采摘胡椒果粒的机械手，该机械手包括采摘装置10和拉线驱动20。其中，采摘装置10包括两个相对设置的第一机械手爪1和第二机械手爪2。可以理解，两个机械手爪通过驱动装置（动力驱动30）可实现张开或闭合。两个机械手爪张开将胡椒的果穗收容于容置空腔3中以采摘胡椒，闭合后拖拽第一机械手爪1和第二机械手爪2移动，以将果粒剥落收集于容置空腔3。

[0026] 本实施例中，拉线驱动20包括滑块4、束线座5和两根采摘夹线6。其中，束线座5的一端通过紧固件与第一机械手爪1连接，另一端通过紧固件与第二机械手爪2连接。采摘夹线6的一端与滑块4连接，穿过束线座5导向至另一端的第一机械手爪1和第二机械手爪2的
末端。滑块4沿采摘夹线的长度方向作往返运动，采摘夹线6在该滑块4向靠近机械手爪运动过程中放松以夹持住胡椒果粒，采摘夹线6在该滑块4向远离机械手爪运动过程中被拉紧重
合进而拖拽夹断胡椒果粒使其剥落收集于容置空腔3。此时，第一机械手爪1和第二机械手
爪2张开，则两根采摘夹线6放松；第一机械手爪1和第二机械手爪2闭合，则两根采摘夹线6拉紧，该采摘夹线6通过滑块4的拖拽夹断胡椒果粒使其剥落收集于容置空腔3。

[0027] 本发明的用于采摘的机械手控制第一机械手爪1和第二机械手爪2的采摘夹线6精确地夹住胡椒果穗的果梗，随后的第一机械手爪1和第二机械手爪2往后扯，第一机械手爪1和第二机械手爪2上的采摘夹线6就能将果穗上的果粒剥下来；第一机械手爪1和第二机械
手爪2的内部挖空，合起来能形成一定的内部空间（即容置空腔3），用于收集胡椒果粒。作为上述技术方案的进一步改进，该采摘夹线6包括第一夹线61和第二夹线62，第一夹线61和第二夹线62均穿过束线座5，第一夹线61的末端固定于第一机械手爪1，第二夹线62的末端固
定于第二机械手爪2。

[0028] 具体地，第一夹线61和第二夹线62的起始端与滑块4连接，中间穿过束线座5，末端分别固定于第一机械手爪1和第二机械手爪2。

[0029] 本实施例中，用于采摘的机械手还包括设置于滑块4上用于固定第一夹线61的第一夹线块71，以及固定设置于第一机械手爪1和第二机械手爪2末端用于固定第二夹线62的
第二夹线块72，采摘夹线6依次通过第一夹线块71、束线座5延伸至第二夹线块72固定。

[0030] 可以理解，第一夹线块71将第一夹线61固定于滑块4，第二夹线块72将第二夹线62固定于第一机械手爪1和第二机械手爪2末端，防止采摘过程中滑动。

[0031] 本实施例中，机械手外壳8包括外壳主体81和设置于外壳主体81端部用于安装第一机械手爪1和第二机械手爪2的夹持部82；
外壳主体81设置第一滑槽83，滑块4滑动连接于第一滑槽83。

[0032] 具体地，第一机械手爪1和第二机械手爪2通过夹持部82可拆卸的安装于外壳主体81，根据采摘胡椒或果蔬的果粒大小选配不同尺寸的第一机械手爪1和第二机械手爪2。可
选地，夹持部82为U形钢板，第一机械手爪1和第二机械手爪2卡扣于该U形钢板凹槽。上述实施例的束线座5安装于该夹持部82的U形钢板上端面，用于采摘夹线6导向。

[0033] 外壳主体81还设置第一滑槽83，滑块4的底部与驱动丝杆19连接，顶部穿过第一滑槽83凸出，凸出的部分与采摘夹线6的起始端固定连接。滑块4在驱动丝杆19的运动过程中
沿第一滑槽83运动以拉紧或放松采摘夹线6。

[0034] 具体地，用于采摘的机械手还包括转轴和扭簧9，第一机械手爪1通过转轴转动连接于机械手外壳8，扭簧9套设于转轴，扭簧9的一端限位于机械手外壳8，扭簧9的另一端限位于第一机械手爪1，拉紧采摘夹线使第一机械手爪1闭合时，第一机械手爪1挤压扭簧9，拉松开采摘夹线时，在扭簧9提供的弹力作用下使第一机械手爪1张开。同理，第二机械手爪2的设置结构与第一机械手爪1的设置结构镜像。

[0035] 参照图3和图4，本实施例还包括动力驱动30、驱动丝杆19以及螺套17，动力驱动30设于机械手外壳8内，动力驱动30的输出端连接驱动丝杆19，驱动丝杆19上螺纹连接有螺套17；螺套17旋在驱动丝杆19上，滑块4套在螺套17上；滑块4与第一滑槽83配合在驱动丝杆19方向作往返运动；滑块4上有螺钉孔，用于安装第一夹线块71。

[0036] 本实施例还包括动力驱动30，动力驱动30包括电机13、电机外壳14、螺钉15以及轴承座18，螺钉15紧固连接电机13的电机外壳14与机械手外壳8，轴承座18连接于机械手外壳8，驱动丝杆19转动连接于轴承座18。进一步地，在电机外壳14的一端可以连接长杆，以实现对较高位置处的胡椒果粒的采摘。

[0037] 第一机械手爪1和/或第二机械手爪2下方前端安装有毛刷11，第一机械手爪1和/或第二机械手爪2下方后端安装有收集管12；第一机械手爪1和第二机械手爪2的内部中空，第一机械手爪1和第二机械手爪2重合时，与毛刷11、收集管12共同形成密封的容置空腔3，以用于收集采摘的果粒。

[0038] 其中，收集管12为伸缩套管，能够随着机械手的移动调节长度。

[0039] 具体地，第一机械手爪1或者第二机械手爪2下方前端安装有毛刷11，第一机械手爪1或第二机械手爪2下方后端安装有收集管12；
本实施例中，第一机械手爪1和第二机械手爪2下方前端安装有毛刷11，第一机械
手爪1和第二机械手爪2下方后端安装有收集管12。该毛刷11、收集管12与第一机械手爪1和第二机械手爪2的中空内部共同形成密封的容置空腔3。胡椒果粒被采摘夹线6夹断以后落
入该容置空腔3内收集。

[0040] 容置空腔3的夹持胡椒部分上方是采摘夹线6，下方是毛刷11，毛刷11的作用是在夹住胡椒果穗时，利用毛刷11上的毛适配果穗的外形轮廓，能封住内部空间，使剥落的胡椒果粒不会掉出第一机械手爪1和第二机械手爪2，并顺着斜坡滚落到下方收集管12内。

[0041] 具体地，用于采摘的机械手还包括摄像头40和球形铰链16，摄像头40通过球形铰链16与机械手外壳8连接，摄像头40安装在电机外壳14的机架上，并通过球形铰链16实现多个方向的转动。

[0042] 摄像头40实时监控当前采摘的工况，通过球形铰链16实现多角度多方向的转动拍摄。

[0043] 本发明经由摄像头40的机器视觉辅助，可由机械手采摘胡椒，在采摘的过程中剥落胡椒果粒，避免在后续加工中使用机器脱粒过程中掺入杂物、损伤果粒和受到污染。选择性地剥落成熟果穗的果粒，还能提升最终胡椒产品的品质。同一株胡椒上的胡椒的成熟程
度也会不同，果粒和果梗的连接力也会不同。多数情况下，当胡椒穗出现一两粒红色果粒，就能采摘了，但成熟与未成熟的胡椒加工的产品在风味上有区别，品质不同，经济价值也不一样，若能够只采摘成熟果穗上的果粒，留下未成熟的果穗，待成熟后再采摘，会提高胡椒种植户的收益。

[0044] 以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存
在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0045] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来
说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。