[发明专利]一种欠驱动果蔬采摘机械手及采摘方法

说明书

本发明公开了一种欠驱动果蔬采摘机械手，包括手指机构和基座；所述基座上设有步进电机，步进电机的输出端设有齿轮；所述基座的侧面设有齿条固定件，齿条固定件内设有齿条，齿条的上端连接有传动连接板；所述基座的侧面上端设有第三连接件，第三连接件的两侧分别连接有第一连接件和第二连接件；所述第一连接件的上端连接有第一支撑板；所述第二连接件的上端设有第二支撑板；所述手指机构为结构相同的第一手指、第二手指和第三手指。本发明不仅操作方便，结构简单，而且手指之间不会出现干涉现象，能够有效的实现果蔬的无损采摘。

技术领域

本发明涉及农业机器人领域，特别涉及一种欠驱动果蔬采摘机械手及采摘方法。

背景技术

果蔬采摘作业是果蔬生产中最耗时、最费力的一个环节，其收获又属于劳动密集型作业，果蔬收获期间投入的劳动力约占整个生产过程的 50%～70%。 这些对农业机械化、智能化、规模化的快速发展提出较高的要求。欠驱动机构近年来已经迅速发展起来了，因为其可以实现用较少的驱动来控制较多的自由度，已经成为机器人末端执行器的研究热点，采用欠驱动原理设计的机械手合理地解决了多自由度和控制复杂之间的难题。现有的果蔬采摘机械手往往结构复杂，手指之间容易出现干涉现象，而且机械手的控制难度高，对果蔬采摘难以有效的把握，导致果蔬损伤。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种欠驱动果蔬采摘机械手及采摘方法。本发明不仅操作方便，结构简单，而且手指之间不会出现干涉现象，能够有效的实现果蔬的无损采摘。

本发明的技术方案：一种欠驱动果蔬采摘机械手，包括手指机构和基座；所述基座上设有步进电机，步进电机的输出端设有齿轮；所述基座的侧面设有齿条固定件，齿条固定件内设有与齿轮相啮合的齿条，齿条的上端连接有传动连接板；所述基座的侧面上端设有第三连接件，第三连接件的两侧分别连接有第一连接件和第二连接件；所述第一连接件的上端连接有第一支撑板；所述第二连接件的上端设有第二支撑板；所述手指机构为结构相同的第一手指、第二手指和第三手指；所述手指结构包括手指第一连杆，手指第一连杆铰接有手指第二连杆和手指第三连杆；所述手指第三连杆的上端铰接有远指，远指铰接有中指，中指的下端与手指第二连杆铰接，且铰接有传动杆；所述传动连接板的一侧与第一手指的传动杆铰接，另一侧分别与第二手以及第三手指的传动杆铰接；所述第一支撑板与第一手指的手指第一连杆螺栓连接；所述第二支撑板分别与第二手指和第三手指的手指第一连杆螺栓连接。

上述的欠驱动果蔬采摘机械手，所述远指为仿人手大拇指结构；所述的远指的下端设有两个连接块；所述远指经对应的连接块分别与手指第三连杆和中指铰接。

前述的欠驱动果蔬采摘机械手，所述远指的关节内表面设有力反馈传感器。

前述的欠驱动果蔬采摘机械手，所述远指和中指的连接处设有扭簧。

前述的欠驱动果蔬采摘机械手，所述第三连接件一侧与第一连接件螺栓连接，另一侧与第二连接件螺栓连接；所述第一连接件还与齿条固定件螺栓连接。

前述的欠驱动果蔬采摘机械手，所述的基座的底面连接有转动圆盘，转动圆盘连接有舵机；所述的舵机四周外边沿设有安装固定架。

前述的欠驱动果蔬采摘机械手，所述的步进电机的输出端上还设有第一弹性金属片，所述第三连接件上设有第二弹性金属片；所述第一弹性金属片和第二弹性金属片用于步进电机的输出端转动一周时两者相互接触形成行程反馈。