[發明專利]一種欠驅動果蔬采摘機械手及采摘方法

在審

• 申請號: 202010171404.2
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111226600A
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發明（設計）人: 俞雯;吳乾新;于小鑼;陳雨欣
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30;B25J15/00;B25J15/10;B25J17/00
• 代理公司: 杭州萬合知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33294
• 代理人: 丁海華

本發明公開了一種欠驅動果蔬采摘機械手，包括手指機構和基座；所述基座上設有步進電機，步進電機的輸出端設有齒輪；所述基座的側面設有齒條固定件，齒條固定件內設有齒條，齒條的上端連接有傳動連接板；所述基座的側面上端設有第三連接件，第三連接件的兩側分別連接有第一連接件和第二連接件；所述第一連接件的上端連接有第一支撐板；所述第二連接件的上端設有第二支撐板；所述手指機構為結構相同的第一手指、第二手指和第三手指。本發明不僅操作方便，結構簡單，而且手指之間不會出現干涉現象，能夠有效的實現果蔬的無損采摘。

技術領域

本發明涉及農業機器人領域，特別涉及一種欠驅動果蔬采摘機械手及采摘方法。

背景技術

果蔬采摘作業是果蔬生產中最耗時、最費力的一個環節，其收獲又屬于勞動密集型作業，果蔬收獲期間投入的勞動力約占整個生產過程的 50%～70%。 這些對農業機械化、智能化、規模化的快速發展提出較高的要求。欠驅動機構近年來已經迅速發展起來了，因為其可以實現用較少的驅動來控制較多的自由度，已經成為機器人末端執行器的研究熱點，采用欠驅動原理設計的機械手合理地解決了多自由度和控制復雜之間的難題。現有的果蔬采摘機械手往往結構復雜，手指之間容易出現干涉現象，而且機械手的控制難度高，對果蔬采摘難以有效的把握，導致果蔬損傷。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種欠驅動果蔬采摘機械手及采摘方法。本發明不僅操作方便，結構簡單，而且手指之間不會出現干涉現象，能夠有效的實現果蔬的無損采摘。

本發明的技術方案：一種欠驅動果蔬采摘機械手，包括手指機構和基座；所述基座上設有步進電機，步進電機的輸出端設有齒輪；所述基座的側面設有齒條固定件，齒條固定件內設有與齒輪相嚙合的齒條，齒條的上端連接有傳動連接板；所述基座的側面上端設有第三連接件，第三連接件的兩側分別連接有第一連接件和第二連接件；所述第一連接件的上端連接有第一支撐板；所述第二連接件的上端設有第二支撐板；所述手指機構為結構相同的第一手指、第二手指和第三手指；所述手指結構包括手指第一連桿，手指第一連桿鉸接有手指第二連桿和手指第三連桿；所述手指第三連桿的上端鉸接有遠指，遠指鉸接有中指，中指的下端與手指第二連桿鉸接，且鉸接有傳動桿；所述傳動連接板的一側與第一手指的傳動桿鉸接，另一側分別與第二手以及第三手指的傳動桿鉸接；所述第一支撐板與第一手指的手指第一連桿螺栓連接；所述第二支撐板分別與第二手指和第三手指的手指第一連桿螺栓連接。

上述的欠驅動果蔬采摘機械手，所述遠指為仿人手大拇指結構；所述的遠指的下端設有兩個連接塊；所述遠指經對應的連接塊分別與手指第三連桿和中指鉸接。

前述的欠驅動果蔬采摘機械手，所述遠指的關節內表面設有力反饋傳感器。

前述的欠驅動果蔬采摘機械手，所述遠指和中指的連接處設有扭簧。

前述的欠驅動果蔬采摘機械手，所述第三連接件一側與第一連接件螺栓連接，另一側與第二連接件螺栓連接；所述第一連接件還與齒條固定件螺栓連接。

前述的欠驅動果蔬采摘機械手，所述的基座的底面連接有轉動圓盤，轉動圓盤連接有舵機；所述的舵機四周外邊沿設有安裝固定架。

前述的欠驅動果蔬采摘機械手，所述的步進電機的輸出端上還設有第一彈性金屬片，所述第三連接件上設有第二彈性金屬片；所述第一彈性金屬片和第二彈性金屬片用于步進電機的輸出端轉動一周時兩者相互接觸形成行程反饋。