[发明专利]一种用于水果采摘的变构型欠驱动机械手及其使用方法

权利要求书

1.一种用于水果采摘的变构型欠驱动机械手，其特征在于，该用于水果采摘的变构型欠驱动机械手主要由：手指旋转机构、手爪开合机构、三关节手指机构以及支撑机构组合而成，所述手指旋转机构设置在所述支撑机构内，所述手爪开合机构与所述手指旋转机构配合连接，所述三关节手指机构与所述手爪开合机构配合连接；

所述支撑机构主要由：上板、短连接杆、平台、长连接杆以及下板组合而成，所述平台通过所述长连接杆与所述下板连接，所述上板通过所述短连接杆与所述平台连接；

所述手指旋转机构主要由旋转部与固定部组合而成，所述旋转部包括：步进电机、联轴器、丝杠轴、双齿条装置、固定齿轮、双齿轮连接体以及手指连接装置；所述步进电机通过螺钉与电机连接板相连，并固定到平台上；所述丝杠轴通过所述联轴器与所述步进电机的转轴连接；所述双齿条装置的孔内有螺纹，所述双齿条装置套在丝杠轴上与其配合连接；所述固定齿轮与所述平台固定连接；所述双齿轮连接体中的第一个齿轮与所述双齿条装置中的一个齿条相啮合并摆放在所述固定齿轮上且通过销轴与所述平台连接；双齿轮连接体中第二个齿轮与所述固定齿轮相啮合，通过销轴与所述平台连接，同时销轴与所述平台上的弧形槽相切配合；两个齿轮通过连接板焊接；所述手指连接装置通过螺钉固定在所述双齿轮连接体中的连接板上；

所述手爪开合机构包括：活动指与固定指，所述活动指包括：锥齿轮、中间轴、中间齿轮、左齿轮一、左传动轴一、左齿轮二、左传动轴二、左齿轮三、下固定齿轮一、左齿轮四、套筒连接装置、左蜗杆轴、左齿轮五、左齿轮驱动杆、右齿轮一、右传动轴一、右齿轮二、下固定齿轮二、右齿轮三、右蜗杆轴、右齿轮四、右齿轮驱动杆；所述锥齿轮分为第一个锥齿轮与第二个锥齿轮；第一个锥齿轮通过键和轴端挡圈安装在丝杠轴上；第二个锥齿轮与第一个锥齿轮呈90°安装在中间轴的轴环上，上端通过套筒顶住平台，周向通过键固定；中间齿轮通过中间轴的轴环、键和套筒安装在中间轴上；下固定齿轮一和下板上有孔，左传动轴一安装在孔中；左齿轮一与中间齿轮相啮合，同时通过左传动轴一上的轴肩、轴端挡圈和键安装在左传动轴一上；下板上有弧形槽，左传动轴二安装在弧形槽中；左齿轮二与左齿轮一相啮合，通过左传动轴二上的轴肩、轴端挡圈和键安装在左传动轴二上；左齿轮三与下固定齿轮一相啮合，通过左传动轴二上的轴肩和键安装在左传动轴二上；左蜗杆轴安装在下板的另一个弧形槽中；左齿轮四与左齿轮三相啮合，通过左蜗杆轴上的轴肩和键安装在左蜗杆轴上；同时左传动轴二和左蜗杆轴通过套筒连接装置相连接；左齿轮五与左蜗杆轴相啮合，通过销轴安装在手指连接装置上；左齿轮驱动杆与左齿轮五相啮合，通过销轴安装在手指连接装置上；下板上有弧形槽，右传动轴一安装在弧形槽中；右齿轮一与中间齿轮相啮合，通过右传动轴一上的轴肩、轴端挡圈和键安装在右传动轴一上；下固定齿轮二焊接固定在下板上；右齿轮二与下固定齿轮二相啮合，通过右传动轴一上的轴肩和键安装在右传动轴一上；右蜗杆轴安装在下板的另一个弧形槽中；右齿轮三与右齿轮二相啮合，通过右蜗杆轴上的轴肩和键安装在右蜗杆轴上；同时右传动轴一和左蜗杆轴通过套筒连接装置相连接；右齿轮四与右蜗杆轴相啮合，通过销轴安装在手指连接装置上；右齿轮驱动杆与右齿轮四相啮合，通过销轴安装在手指连接装置上；

所述固定指的结构与所述活动指相同，所述固定指与所述手指旋转机构的固定部连接；

所述三关节手指机构包括：四杆机构、扭簧和第三指骨；所述四杆机构包括：第一个四杆机构与第二个四杆机构，所述第一个四杆机构为齿轮驱动杆的一端与机架一的一端通过销轴连接，齿轮驱动杆的另一端与连杆一的一端通过销轴连接，连杆一的另一端与摇杆一的一端通过销轴连接，摇杆一的另一端与机架一的另一端通过销轴连接；同时摇杆一和机架一的连接处设置扭簧；第二个四杆机构主要是摇杆一的一端与连杆二的一端通过销轴连接，连杆二的另一端与第三指骨的一端通过销轴连接，第三指骨的另一端与机架二的一端通过销轴连接，同时第三指骨和机架二的连接处设置扭簧，机架二的另一端与摇杆一的另一端通过销轴连接；

所述手指连接装置的下端有一个旋转限位装置，旋转限位装置包括弹簧、套筒、套环和连杆，所述连杆包括：第一连杆与第二连杆，所述手指连接装置下端有小孔，所述弹簧的一端套在所述小孔内，所述弹簧的另一端套在所述套筒内，所述套环套住所述套筒，所述第一连杆与所述第二连杆的一端与所述套环上的孔通过螺栓连接，所述第一连杆与所述第二连杆的另一端通过销轴与机架一连接；所述平台上设有与之相匹配的孔。