[发明专利]一种果蔬采摘手部装置

说明书

本发明提供了一种果蔬采摘手部装置，包括一个采摘手和一个设置在采摘手后部的切割机构，采摘手包括一个手掌，手掌的前端面固定设置有一个滑槽，两个结构相同且对称设置的手指的后端滑动连接在滑槽内，两个手指通过指间滑移机构连接使两个手指可以沿滑槽做向内收紧和向外伸张的动作，两个手指之间有指间支撑面，切割机构通过切割机构支架设置在手掌的上端面上，切割机构中的摆动微电机带动圆形刀具向两个手指之间落下或向上抬起，切割机构中的切割微电机的输出轴带动圆形刀具转动以完成切割动作；本发明可适应不同大小目标的抓取，可实现可靠的抓取和切割动作，结构简单紧凑，对果蔬主体部分没有伤害，提高了抓取和切割的效率。

技术领域

本发明属于机器人手部技术领域，涉及一种果蔬采摘手部装置，具体涉及一种具有仿生特征、主动改变手指间宽度以适应不同抓取目标、完成果蔬藤茎切割工作，实现果蔬采摘机械手部装置。

背景技术

果蔬采摘作业是果蔬生产链中耗时和费力一个环节，目前，采摘自动化程度仍然很低，伴随着时代发展和科技的进步，机器人技术发展在此方面具有很大的应用空间，然而，目前采摘机器人手部在采摘作业中一般手型结构固定，不能使采摘机械人手部主动适应目标物体的形状，抓取不稳，且结构较大，以致影响切割果蔬藤茎。现有的采摘机构的抓握与切割操作连贯性不强，造成采摘效率低，不便于应用。

发明内容

本发明为了克服现有的采摘机械手部装置适应性差的问题，为了抓取不同尺寸的果蔬，提供了一种手型可变的果蔬采摘机械手部装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：

一种果蔬采摘手部装置，其特征在于，包括一个采摘手和一个设置在采摘手后部的切割机构，采摘手包括一个矩形的手掌，手掌的前端面固定设置有一个滑槽，两个结构相同且对称设置的手指的后端滑动连接在滑槽内，两个手指通过指间滑移机构连接使两个手指可以沿滑槽做向内收紧和向外伸张的动作，两个手指之间有指间支撑面，指间支撑面对手指夹持的果蔬起到限位和支撑的作用，切割机构通过切割机构支架设置在手掌的上端面上，切割机构中的摆动微电机带动圆形刀具向两个手指之间落下或向上抬起，切割机构中的切割微电机的输出轴带动圆形刀具转动以完成切割动作，摆动微电机和切割微电机与主控制器连接，主控制器与上位机连接。

进一步的技术方案包括：

手指包括前部的手指节和后部的指节传动盒，指节传动盒为两个竖直的盒面、连接两个盒面两侧的两个侧壁和连接两个盒面底部的盒底构成的一个顶部开口底部封闭的中空的盒体，指节传动盒盒体内部通过一个水平设置在两个盒面之间的主动轴安装一个主动齿轮，指节传动盒盒体内部通过一个水平设置在两个盒面之间的从动轴安装一个从动齿轮，主动齿轮与从动齿轮啮合；手指节底部的手指节支撑座与指节传动盒内的手指节连杆一端固定连接，手指节连杆的另一端过盈配合连接到从动齿轮上的一个凹槽中，主动轴的一端穿过指节传动盒其中一个盒面后，与一个固定在该盒面外侧中部的手指节微电机的输出轴连接；手指节内侧中部有一个矩形凹槽内放置有一个压力传感器，手指节内侧尖部处有一个指节尖部圆孔内安装有一个触觉传感器；手指节微电机、触觉传感器和力觉传感器与主控制器连接；所述的指节传动盒的盒底的下端面即手指的后端固定安装有手指滑块，手指滑块滑动连接在手掌前端面上的滑槽中。

指间滑移机构包括两个圆柱形导向滑杆、四个滑块、两个连杆和中心轴，第一连杆和第二连杆在两个连杆的中心处通过一个中心轴铰接构成X形状，其中第二连杆外侧面通过两个矩形的凸台固定连接一个联轴圆盘，指间滑移机构微电机的输出轴与联轴圆盘的中心固定连接，手掌前端面下方有一个指间滑移机构微电机固定座用于支撑和固定指间滑移机构微电机，指间滑移机构微电机与主控制器连接；第一连杆一端铰接第三滑块，第一连杆的另一端铰接第二滑块，第二连杆一端铰接第一滑块，第二连杆的另一端铰接第四滑块，第一滑块和第二滑块套装在一个第一滑杆上，第三滑块和第四滑块套装在一个第二滑杆上；