[发明专利]一种欠驱动果蔬采摘机械手及采摘方法

权利要求书

1.一种欠驱动果蔬采摘机械手，其特征在于：包括手指机构和基座(22)；所述基座(22)上设有步进电机(8)，步进电机(8)的输出端设有齿轮(7)；所述基座(22)的侧面上端设有第三连接件(5)，第三连接件(5)的两侧分别连接有第一连接件(11)和第二连接件(6)；所述第一连接件(11)的一侧上端连接有第一支撑板(12)，第一连接件(11)的一侧面设有齿条固定件（10），齿条固定件（10）内设有与齿轮(7)相啮合的齿条(9)，齿条(9)的上端连接有传动连接板(13)；所述第二连接件(6)的上端设有第二支撑板(4)；所述手指机构为结构相同的第一手指(1)、第二手指(2)和第三手指(3)；所述手指结构包括手指第一连杆(14)，手指第一连杆(14)铰接有手指第二连杆(15)和手指第三连杆(16)；所述手指第三连杆(16)的上端铰接有远指(17)，远指(17)铰接有中指(18)，中指(18)的下端与手指第二连杆(15)铰接，且铰接有传动杆(19)；所述传动连接板(13)的一侧与第一手指(1)的传动杆(19)铰接，另一侧分别与第二手指(2)以及第三手指(3)的传动杆(19)铰接；所述第一支撑板(12)与第一手指(1)的手指第一连杆（14）螺栓连接；所述第二支撑板(4)分别与第二手指(2)和第三手指(3)的手指第一连杆螺栓（14）连接。

2.根据权利要求1所述的欠驱动果蔬采摘机械手，其特征在于：所述远指(17)为仿人手大拇指结构；所述的远指(17)的下端设有两个连接块（23）；所述远指(17)经对应的连接块（23）分别与手指第三连杆(16)和中指(18)铰接。

3.根据权利要求1所述的欠驱动果蔬采摘机械手，其特征在于：所述远指(17)的关节内表面设有力反馈传感器(20)。

4.根据权利要求1所述的欠驱动果蔬采摘机械手，其特征在于：所述远指(17)和中指(18)的连接处设有扭簧(21)。

5.根据权利要求1所述的欠驱动果蔬采摘机械手，其特征在于：

所述第三连接件(5)一侧与第一连接件(11)螺栓连接，另一侧与第二连接件(6)螺栓连接；所述第一连接件(11)还与齿条固定件（10）螺栓连接。

6.根据权利要求1所述的欠驱动果蔬采摘机械手，其特征在于：所述的基座（22）的底面连接有转动圆盘（24），转动圆盘（24）连接有舵机（25）；所述的舵机（25）四周外边沿设有安装固定架（26）。

7.根据权利要求1所述的欠驱动果蔬采摘机械手，其特征在于：

所述的步进电机（8）的输出端上还设有第一弹性金属片（27），所述第三连接件(5)上设有第二弹性金属片（28）；所述第一弹性金属片（27）和第二弹性金属片（28）用于步进电机（8）的输出端转动一周时两者相互接触形成行程反馈。

8.根据权利要求1-7任一项所述的欠驱动果蔬采摘机械手的采摘方法，其特征在于：通过步进电机带动齿轮转动，经齿轮与齿条的啮合，将步进电机的旋转力转变为齿条垂直方向的运动力，从而带动齿条上端连接的传动连接板的上下运动，由于传动连接板与手指机构中的传动杆连接，当传动杆碰到果蔬时，该传动杆贴近果蔬表面停止运动，然后随齿条的下降，进而经传动连接板通过传动杆带动中指开始运动，当中指也贴近物体表面时，中指完成聚拢作用，再由中指带动远指进行包络抓取过程，当机械手将整个果蔬的包络完成时，由于传动杆是内侧连杆，其运动方向有着背离采摘物初始位置的趋势，整个抓取过程完成后，果蔬的位置朝着机械手的掌心靠近，脱离初始位置，出现一定的位移，实现果蔬同枝干的分离。