[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

说明书

本发明公开了一种用于水果采摘的变构型欠驱动机械手及其使用方法，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，本发明机械手欠驱动效果好。只需要一个电机就能控制手爪的变构型和张开闭合两个运动同时进行并且该装置结构简单紧凑、适应性强。组合运用螺旋副传动、齿轮齿条传动、齿轮传动、蜗轮蜗杆传动和四杆机构，机构紧凑，传动平稳。手指的旋转机构能减小机械手的尺寸，手指位置的可变换的变构型机械手能更好地伸进枝叶繁密的树枝中采摘水果。

技术领域

本发明涉及农业机械领域，特别涉及一种用于水果采摘的变构型欠驱动机械手及其使用方法。

背景技术

我国是世界上著名的农业大国，水果种植业非常兴盛。而水果种植业的迅速发展提升了果园机械的市场需求。采摘作业所用劳动力占整个生产过程所用劳动力的33％～50％，目前我国的水果采摘绝大部分还是以人工采摘为主。水果采摘作业比较复杂，季节性很强，若使用人工采摘，不仅效率低、劳动量大，而且容易造成果实损伤，最终导致经济上的损失。因此提高水果采摘作业机械化水平具有重要的意义。

水果采摘机械一般最主要的还是机械手部分，水果采摘时往往会遇到茂密的枝叶的阻挡，致使机械手难以到达指定的工作区域。同时大多数机械手要想完成多个自由度的运动，就得需要多个驱动源和复杂的结构。因此设计一种结构简单、适应性强的采摘机械手尤为重要。

发明内容

发明的目的在于提供一种用于水果采摘的变构型欠驱动机械手，解决了提到目前水果采摘机械手设计存在的不足的问题。

本发明是这样实现的，一种用于水果采摘的变构型欠驱动机械手，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。

本发明的进一步技术方案是：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。

本发明的进一步技术方案是：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。