[发明专利]一种自适应的多连杆式三爪采摘机械手

权利要求书

1.一种自适应的多连杆式三爪采摘机械手，其特征在于：包括外壳（1）以及位于外壳（1）内腔中的抓取机构（2）、剪切机构（3）、驱动机构Ⅰ（4）和驱动机构Ⅱ（5）；

所述抓取机构（2）由弧形球体结构（21）和三组沿外壳（1）的轴线圆周等间距均匀分布的连杆夹爪机构（22）组成，所述弧形球体结构（21）装在外壳（1）的内腔中，球形凹面朝前，并与外壳（1）同轴线，所述连杆夹爪机构（22）装在弧形球体结构（21）与外壳（1）之间；

所述弧形球体结构（21）为连杆夹爪机构（22）提供弧线滑动约束，所述外壳（1）为连杆夹爪机构（22）提供直线滑动约束和固定点旋转约束，所述驱动机构Ⅰ（4）装在外壳（1）的内腔中，用于驱使三组连杆夹爪机构（22）沿外壳（1）的径向方向同时向内或者向外运动，从而根据果实的形状和大小进行适应性抓取；

所述剪切机构（3）有三组，且均沿外壳（1）的轴线圆周等间距均匀分布，三组所述剪切机构（3）分别装在三组连杆夹爪机构（22）上，从而在抓取机构（2）抓取果实后，通过驱动机构Ⅱ（5）的驱使，用于对果实的果柄进行剪切，所述驱动机构Ⅱ（5）装在外壳（1）的内腔中；

三组所述连杆夹爪机构（22）均由连杆Ⅰ（22-1）、连杆Ⅱ（22-2）、连杆Ⅲ（22-3）、连杆Ⅳ（22-4）、滑块（22-6）、连杆Ⅴ（22-5）、前弧形爪片（22-7）和后弧形爪片（22-8）组成；

所述前弧形爪片（22-7）和后弧形爪片（22-8）的凹面均朝前，所述连杆Ⅰ（22-1）的后端与驱动机构Ⅰ（4）铰接，所述连杆Ⅰ（22-1）的前端、连杆Ⅱ（22-2）的外端、连杆Ⅲ（22-3）的外端和连杆Ⅳ（22-4）的后端同时铰接，所述弧形球体结构（21）的后侧凸面中心位置处固定安装有一个固定块（21-1），每个所述连杆夹爪机构（22）中连杆Ⅱ（22-2）的内端均与固定块（21-1）铰接，所述连杆Ⅲ（22-3）的内端穿过弧形球体结构（21）上开设的径向行程孔（21-2）后与后弧形爪片（22-8）的内端铰接，每个所述连杆夹爪机构（22）中后弧形爪片（22-8）后侧的凸面均贴合在弧形球体结构（21）前侧的球形凹面内，所述后弧形爪片（22-8）的外端与前弧形爪片（22-7）的后端铰接，前弧形爪片（22-7）的前端与连杆Ⅴ（22-5）的内端铰接，所述连杆Ⅴ（22-5）的外端、连杆Ⅳ（22-4）的前端同时与滑块（22-6）铰接，所述滑块（22-6）装在外壳（1）侧壁上开设的轴向行程孔（11-1）内，从而使滑块（22-6）沿外壳（1）的轴线方向滑动；

三组所述剪切机构（3）均由刀杆（3-1）和外凸的弧形连杆（3-5）组成，所述刀杆（3-1）贴合在连杆Ⅴ（22-5）的前侧壁上，刀杆（3-1）的内端设有剪切刀片（3-2），刀杆（3-1）的外端装有导向块（3-4），所述连杆Ⅴ（22-5）沿自身长度方向开设有供导向块（3-4）沿外壳（1）的径向滑动的导向槽（3-3），所述弧形连杆（3-5）的前端与导向块（3-4）铰接，弧形连杆（3-5）的后端与驱动机构Ⅱ（5）铰接。

2.根据权利要求1所述的一种自适应的多连杆式三爪采摘机械手，其特征在于：所述驱动机构Ⅰ（4）包括滚珠丝杠Ⅰ（41）和丝杆螺母Ⅰ（42），所述滚珠丝杠Ⅰ（41）通过轴承和轴承座Ⅰ（43）安装在外壳（1）的内腔中，并与外壳（1）同轴线，所述丝杆螺母Ⅰ（42）套设在滚珠丝杠Ⅰ（41）上，所述连杆Ⅰ（22-1）的后端与丝杆螺母Ⅰ（42）的外壁铰接。

3.根据权利要求2所述的一种自适应的多连杆式三爪采摘机械手，其特征在于：所述驱动机构Ⅱ（5）包括滚珠丝杠Ⅱ（51）和丝杆螺母Ⅱ（52），所述滚珠丝杠Ⅱ（51）通过轴承和轴承座Ⅱ（53）安装在外壳（1）的内腔中，并与外壳（1）同轴线，所述丝杆螺母Ⅱ（52）套设在滚珠丝杠Ⅱ（51）上，所述弧形连杆（3-5）的后端与丝杆螺母Ⅱ（52）的外壁铰接。

4.根据权利要求3所述的一种自适应的多连杆式三爪采摘机械手，其特征在于：所述滚珠丝杠Ⅰ（41）与滚珠丝杠Ⅱ（51）之间装有联轴器（6），所述滚珠丝杠Ⅰ（41）与滚珠丝杠Ⅱ（51）的螺旋线方向相反，螺距不同。