[實用新型]果實采摘機械手

有效

• 申請號: 201720475960.2
• 申請日: 2017-05-02
• 公開（公告）號: CN206658520U
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 張烽;張發軍;林輝;楊先威;楊晶晶
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: A01D46/24
• 分類號: A01D46/24;B25J15/08
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所42103
• 代理人: 成鋼

技術領域

本實用新型涉及果實采摘機械手。

背景技術

對一些機械手抓取果實大小形狀過于單一，只能抓取形狀較為規則的球形果實，且在抓取過程中，每根手指抓取力都相同，并不能很好地分布于每個手指上，容易對被抓取果實造成損傷。

發明內容

本實用新型解決的技術問題是提供一種果實采摘機械手，本機械手可以在不損傷果實的情況下，抓取形狀一些不規則的球形果實。

為了解決上述技術問題，本實用新型的技術方案為：果實采摘機械手，包括安裝桿、三根固定安裝在安裝桿一端的手指和三個安裝在安裝桿上的三個電機，三個電機分別驅動三根手指動作；

所述手指包括近指關節、中指關節和遠指關節，近指關節一端固定連接在安裝桿上，近指關節另外一端通過兩根鉸軸依次與中指關節和遠指關節鉸接，在各鉸軸內均安裝有扭簧，在中指關節和近指關節內均安裝有滑輪，一根牽引繩搭接兩個滑輪上后，牽引繩上端與遠指關節連接，牽引繩下端連接在電機輸出軸上。

還包括控制系統，所述控制系統包括模糊控制器，在各中指關節和各遠指關節與果實接觸的面上均安裝有力傳感器，傳感器將檢測到的果實抓取力反饋至模糊控制器內，模糊控制器根據抓取力的實時大小來調節電機所提供的驅動力。

所述的模糊控制器中預存有模糊控制決策表。

本實用新型的有益效果為：利用三個電機分別控制三根手指，可實現欠驅動機械手對果實形狀的適應以及抓取力的均勻分布，利用模糊控制器和力傳感器可將機械手對果實的抓取力控制在一個合理的值，在抓緊果實的前提下不對果實造成損傷。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型做進一步的說明：

圖1為本實用新型果實采摘機械手結構示意圖。

圖2為本實用新型果實采摘機械手俯視圖。

圖3為本實用新型電機控制系統框圖。

圖4為本實用新型單根手指傳動示意視圖。

圖中：安裝桿1、近指關節2、中指關節3、遠指關節4、鉸軸5、扭簧6、電機7、滑輪8、牽引繩9、力傳感器10。

具體實施方式

如圖1到4所示：果實采摘機械手，包括安裝桿1、三根固定安裝在安裝桿1一端的手指和三個安裝在安裝桿1上的三個電機7，三個電機7分別驅動三根手指動作；

所述手指包括近指關節2、中指關節3和遠指關節4，近指關節2一端固定連接在安裝桿1上，近指關節2另外一端通過兩根鉸軸5依次與中指關節3和遠指關節4鉸接，在各鉸軸5內均安裝有扭簧6，在中指關節3和近指關節2內均安裝有滑輪8，一根牽引繩9搭接兩個滑輪8上后，牽引繩9上端與遠指關節4連接，牽引繩9下端連接在電機7輸出軸上。

還包括控制系統，所述控制系統包括模糊控制器，在各中指關節3和各遠指關節4與果實接觸的面上均安裝有力傳感器10，傳感器10將檢測到的果實抓取力反饋至模糊控制器內，模糊控制器根據抓取力的實時大小來調節電機7所提供的驅動力。

所述的模糊控制器中預存有模糊控制決策表。

模糊控制器中預設模糊決策表如下：

表中：模糊規則表是以遠指關節4、中指關節3與果實接觸力的誤差作為兩個輸入，輸出為驅動力，其中E_J為中指關節3誤差，E_Y為遠指關節4誤差，NB為負大，NM為負中，NS為負小，Z為零，PB為正大，PM為正中，PS為正小，模糊控制規則為“if……and……then……”形式。

實施例：

欠驅動機械手無損采摘模糊控制裝置基于操作人員和專家的經驗，將現場操作的經驗編寫成控制算法，例如：開始時中指關節3與遠指關節4還未與果實接觸時，各力傳感器均未檢測到接觸力，中指關節3誤差E_J為NB，遠指關節4誤差E_Y也為NB，此時電機7驅動力以較大幅度(PB)增大，當中指關節3接觸果實后，力傳感器檢測到的接觸力會增大，此時中指關節3誤差E_J為NM，遠指關節4誤差E_Y為NB，這時減小電機7驅動力的增大幅度至PM，當中指關節3接觸力進一步增大，至快要達到預設值時，中指關節3誤差E_J為NS，遠指關節4誤差E_Y為NB，此時為了避免接觸時手指對果實造成沖擊損害將進一步減小電機7驅動力的增大幅度至PS，當中指關節3和遠指關節4接觸力均達到目標值時，中指關節3誤差E_J為Z，遠指關節4誤差E_Y也為Z，電機7驅動力保持不變增加幅度也為Z，此時果實已被抓緊且不對果實造成損傷。