[发明专利]一种可旋转式采摘用机械爪及控制方法

权利要求书

1.一种可旋转式采摘用机械爪，其特征在于，

包括爪状组件、旋转盘(4)、升降台(8)、杆件组件、锁定结构；

所述爪状组件，设有固定爪(5)、弯曲爪(6)，用于抓取待采摘的果实；

所述弯曲爪(6)为入字形结构，其一端角与固定爪(5)铰接，另一端角与升降台(8)固接；

所述旋转盘(4)，用于装配固定爪(5)；

所述杆件组件，设有相互套接的内杆(2)、外杆(1)；

所述内杆(2)与升降台(8)固接，用于带动升降台(8)往复升降；

所述外杆(1)与旋转盘(4)固接；

所述锁定结构，设有带有凸起结构的按压片(12)；

所述按压片(12)的两端与外杆(1)相连接，其凸起结构能够抵触内杆(2)，使得内杆(2)和外杆(1)保持固定；

当采摘果实时，外杆保持不动，内杆(2)拉动升降台(8)下降，弯曲爪(6)向固定爪(5)收拢；

当需转动时，按动按压片(12)，凸起结构能够抵触内杆(2)，使得内杆(2)和外杆(1)固接，从而使得机械爪一体转动。

2.如权利要求1所述的一种可旋转式采摘用机械爪，其特征在于，

相邻抓状结构，设置传送件；

所述传送件为网状结构或者袋状结构或弧形滑动结构。

3.如权利要求2所述的一种可旋转式采摘用机械爪，其特征在于，

所述袋状结构在其内壁或外壁上装配弹簧；所述弹簧凸出于袋状结构的表面，以增加果实下落时的摩擦力。

4.如权利要求1所述的一种可旋转式采摘用机械爪，其特征在于，

所述旋转盘(4)下方设有托盘(3)，用于支撑和固定旋转盘(4)，以避免旋转盘(4)产生形变。

5.如权利要求4所述的一种可旋转式采摘用机械爪，其特征在于，

所述托盘(3)设有缺口一，其角度为α；

所述旋转盘(4)设有缺口二，其角度为α；

所述缺口一与缺口二竖向投影相重合。

6.如权利要求5所述的一种可旋转式采摘用机械爪，其特征在于，

所述缺口一和缺口二开口朝向传送件的开口。

7.如权利要求1所述的一种可旋转式采摘用机械爪，其特征在于，

所述按压片(12)通过长弹簧(13)或4根扭簧(20)装配在外杆(1)上。

8.如权利要求1所述的一种可旋转式采摘用机械爪，其特征在于，

所述内杆(2)的尾端固接一握把(16)，所述握把(16)为环形结构。

9.如权利要求8所述的一种可旋转式采摘用机械爪，其特征在于，

在握把(16)和外杆(1)之间设有一直流电机(22)，在握把(16)上设置一电机启动用的按键；

按下按键，直流电机(22)带动旋转盘(4)以恒定速度转动，从而带动抓状结构旋转。

10.一种可旋转式采摘用机械爪控制方法，其特征在于，

包括以下内容：

电路接通后，单片机STM32F103C6T6产生脉冲信号PWM，驱动电机驱动模块L298N带动电机旋转；

电机上的霍尔码盘传感器反馈转速至单片机STM32F103C6T6，单片机STM32F103C6T6通过PID调节模型实时改变输出脉冲占空比，使爪状结构在空转和抓取物体后都以一恒定速度进行旋转；

所述PID调节模型的计算公式如下：

其中，u(k)为输出变化量，k_p为比例系数，k_i为积分系数，k_d为微分系数,T为采样时间,e(k)为本次计算偏差值，e(k-1)为上次计算偏差值；

β为积分项的开关系数,其计算公式如下：

ε为根据实际情况设定的阈值。