[發(fā)明專利]一種欠驅(qū)動(dòng)果蔬采摘機(jī)械手及采摘方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010171404.2
• 申請(qǐng)日: 2020-03-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111226600A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞雯;吳乾新;于小鑼;陳雨欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)城市學(xué)院
• 主分類號(hào): A01D46/30
• 分類號(hào): A01D46/30;B25J15/00;B25J15/10;B25J17/00
• 代理公司: 杭州萬(wàn)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33294
• 代理人: 丁海華

1.一種欠驅(qū)動(dòng)果蔬采摘機(jī)械手，其特征在于：包括手指機(jī)構(gòu)和基座(22)；所述基座(22)上設(shè)有步進(jìn)電機(jī)(8)，步進(jìn)電機(jī)(8)的輸出端設(shè)有齒輪(7)；所述基座(22)的側(cè)面上端設(shè)有第三連接件(5)，第三連接件(5)的兩側(cè)分別連接有第一連接件(11)和第二連接件(6)；所述第一連接件(11)的一側(cè)上端連接有第一支撐板(12)，第一連接件(11)的一側(cè)面設(shè)有齒條固定件（10），齒條固定件（10）內(nèi)設(shè)有與齒輪(7)相嚙合的齒條(9)，齒條(9)的上端連接有傳動(dòng)連接板(13)；所述第二連接件(6)的上端設(shè)有第二支撐板(4)；所述手指機(jī)構(gòu)為結(jié)構(gòu)相同的第一手指(1)、第二手指(2)和第三手指(3)；所述手指結(jié)構(gòu)包括手指第一連桿(14)，手指第一連桿(14)鉸接有手指第二連桿(15)和手指第三連桿(16)；所述手指第三連桿(16)的上端鉸接有遠(yuǎn)指(17)，遠(yuǎn)指(17)鉸接有中指(18)，中指(18)的下端與手指第二連桿(15)鉸接，且鉸接有傳動(dòng)桿(19)；所述傳動(dòng)連接板(13)的一側(cè)與第一手指(1)的傳動(dòng)桿(19)鉸接，另一側(cè)分別與第二手指(2)以及第三手指(3)的傳動(dòng)桿(19)鉸接；所述第一支撐板(12)與第一手指(1)的手指第一連桿（14）螺栓連接；所述第二支撐板(4)分別與第二手指(2)和第三手指(3)的手指第一連桿螺栓（14）連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的欠驅(qū)動(dòng)果蔬采摘機(jī)械手，其特征在于：所述遠(yuǎn)指(17)為仿人手大拇指結(jié)構(gòu)；所述的遠(yuǎn)指(17)的下端設(shè)有兩個(gè)連接塊（23）；所述遠(yuǎn)指(17)經(jīng)對(duì)應(yīng)的連接塊（23）分別與手指第三連桿(16)和中指(18)鉸接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的欠驅(qū)動(dòng)果蔬采摘機(jī)械手，其特征在于：所述遠(yuǎn)指(17)的關(guān)節(jié)內(nèi)表面設(shè)有力反饋傳感器(20)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的欠驅(qū)動(dòng)果蔬采摘機(jī)械手，其特征在于：所述遠(yuǎn)指(17)和中指(18)的連接處設(shè)有扭簧(21)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的欠驅(qū)動(dòng)果蔬采摘機(jī)械手，其特征在于：

所述第三連接件(5)一側(cè)與第一連接件(11)螺栓連接，另一側(cè)與第二連接件(6)螺栓連接；所述第一連接件(11)還與齒條固定件（10）螺栓連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的欠驅(qū)動(dòng)果蔬采摘機(jī)械手，其特征在于：所述的基座（22）的底面連接有轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)（24），轉(zhuǎn)動(dòng)圓盤(pán)（24）連接有舵機(jī)（25）；所述的舵機(jī)（25）四周外邊沿設(shè)有安裝固定架（26）。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的欠驅(qū)動(dòng)果蔬采摘機(jī)械手，其特征在于：

所述的步進(jìn)電機(jī)（8）的輸出端上還設(shè)有第一彈性金屬片（27），所述第三連接件(5)上設(shè)有第二彈性金屬片（28）；所述第一彈性金屬片（27）和第二彈性金屬片（28）用于步進(jìn)電機(jī)（8）的輸出端轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)兩者相互接觸形成行程反饋。

8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的欠驅(qū)動(dòng)果蔬采摘機(jī)械手的采摘方法，其特征在于：通過(guò)步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，經(jīng)齒輪與齒條的嚙合，將步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)力轉(zhuǎn)變?yōu)辇X條垂直方向的運(yùn)動(dòng)力，從而帶動(dòng)齒條上端連接的傳動(dòng)連接板的上下運(yùn)動(dòng)，由于傳動(dòng)連接板與手指機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)桿連接，當(dāng)傳動(dòng)桿碰到果蔬時(shí)，該傳動(dòng)桿貼近果蔬表面停止運(yùn)動(dòng)，然后隨齒條的下降，進(jìn)而經(jīng)傳動(dòng)連接板通過(guò)傳動(dòng)桿帶動(dòng)中指開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，當(dāng)中指也貼近物體表面時(shí)，中指完成聚攏作用，再由中指帶動(dòng)遠(yuǎn)指進(jìn)行包絡(luò)抓取過(guò)程，當(dāng)機(jī)械手將整個(gè)果蔬的包絡(luò)完成時(shí)，由于傳動(dòng)桿是內(nèi)側(cè)連桿，其運(yùn)動(dòng)方向有著背離采摘物初始位置的趨勢(shì)，整個(gè)抓取過(guò)程完成后，果蔬的位置朝著機(jī)械手的掌心靠近，脫離初始位置，出現(xiàn)一定的位移，實(shí)現(xiàn)果蔬同枝干的分離。