一种夹持旋切式欠驱动两指手葡萄采摘装置

摘要

本发明提供了一种夹持旋切式欠驱动两指手葡萄采摘装置，主要包括欠驱动手指机构、旋转机构、推送机构、旋切机构、腕部连接机构、主支撑板和双目摄像头组成；欠驱动手指机构分列在主支撑板两侧，腕部连接机构与旋转机构连接，旋转机构与主支撑板连接，推送机构与旋转机构连接，旋切机构与推送机构连接，腕部连接机构与机械臂的腕部连接，电机A驱动欠驱动手指机构运动，利用S型压力传感器、电位器、平板压力传感器、拉簧的作用，实现控制器对欠驱动手指机构的闭环实时控制并柔性抓取目标物体，旋转机构和推送机构驱动旋切机构实现360°圆周往复旋转运动和横向伸缩运动，旋切机构通过直流电机控制圆盘刀片实现对目标果梗的旋切动作；本发明结构精巧，灵活性强，手指位姿工作空间大，可以获得较高的采摘成功率，并且能够减少对植株和果实的机械损伤，能够实现对葡萄等成簇果实的采摘，具有果实形状自适应能力和接触力可控的特点。

主权项

一种夹持旋切式欠驱动两指手葡萄采摘装置，其特征在于，包括欠驱动手指机构(Ⅰ)、旋转机构(Ⅱ)、推送机构(Ⅲ)、旋切机构(Ⅳ)、腕部连接机构(Ⅴ)、主支撑板(27)、双目摄像头(57)；所述欠驱动手指机构(Ⅰ)与主支撑板(27)固定连接，所述欠驱动手指机构Ⅰ包括电机A(1)、导轨滑块机构G和连杆机构L；所述导轨滑块机构G包括电机固定座A(64)、联轴器A(2)、锁紧螺母A(28)、滚珠丝杠A(3)、螺母A(4)、横向滑块A(5)、横向滑块B(6)、导轨滑块A(7)、导轨A(8)、丝杠固定座A(29)、丝杠支撑座A(30)；所述电机固定座A(64)与主支撑板(27)固定连接，所述电机A(1)固定于电机固定座A(64)上，所述电机A(1)通过联轴器A(2)与滚珠丝杠A(3)连接；螺母A(4)和锁紧螺母A(28)通过螺纹连接于滚珠丝杠A(3)上，所述丝杠固定座A(29)和丝杠支撑座A(30)通过轴承支撑滚珠丝杠A(3)，所述丝杠固定座A(29)和丝杠支撑座A(30)分别与主支撑板(27)固定连接，所述螺母A(4)与横向滑块A(5)固定连接，横向滑块A(5)两端分别通过横向滑块B(6)与导轨滑块A(7)固定连接，所述导轨滑块A(7)与导轨A(8)滑动连接，所述导轨A(8)固定在主支撑板(27)的两内侧面；所述连杆机构L的数量为2套，分列在主支撑板(27)两侧，所述连杆机构L包括S型压力传感器(9)、固定块A(10)、驱动连杆(11)、驱动摇杆(12)、近指节固定架(13)、固定块B(14)、中间连杆(15)、近指节(16)、远指节(17)、拉簧(18)、平板压力传感器(19)、电位器(20)、电位器(67)、电位器(68)；所述S型压力传感器(9)两端分别与横向滑块A(5)和固定块A(10)固定连接，固定块A(10)与驱动连杆(11)的一端铰接，所述驱动摇杆(12)上设有三个铰接孔，分别位于摇杆的中间和两端，所述驱动连杆(11)的另一端通过驱动摇杆(12)的中间铰接孔与驱动摇杆(12)铰接，驱动摇杆(12)的两端分别与中间连杆(15)和近指节固定架(13)铰接，中间连杆的另一端与远指节(17)铰接，近指节固定架(13)与近指节(16)铰接，近指节(16)与远指节(17)铰接，所述近指节固定架(13)与主支撑板(27)通过固定件B(14)固定连接；所述驱动连杆(11)与S型压力传感器(9)铰接处设置电位器A(20)，所述近指节(16)与近指节固定架(13)铰接处设置电位器B(67)，近指节(16)与远指节(17)铰接处设置电位器C(68)，所述近指节(16)上的传感器连接通孔(1602)和远指节(17)的传感器连接通孔(1701)上安装有平板压力传感器(19)；所述中间连杆(15)和远指节(17)之间设置拉簧(18)；所述旋转机构(Ⅱ)包括电机B(31)、旋转支撑架A(34)、旋转支撑架B(32)、旋转支撑架C(33)、旋转支撑架D(35)、推力球轴承(36)、副支撑板(37)、副支撑板支撑架(38)、锁紧螺母B(39)；所述旋转支撑架A(34)两端分别固定在旋转支撑架B(32)和旋转支撑架C(33)的上端，所述旋转支撑架B(32)和旋转支撑架C(33)的下端固定在主支撑板(27)上，电机B(31)固定在旋转支撑架A(34)下面，所述旋转支撑架D(35)固定在旋转支撑架A(34)上方，所述旋转支撑架A(34)、旋转支撑架D(35)和副支撑板(37)上均相应设有通孔，保证电机B(31)的输出轴能够穿过，副支撑板(37)位于旋转支撑架D(35)的上方，旋转支撑架D(35)和副支撑板(37)之间设有推力球轴承(36)，推力球轴承(36)置于旋转支撑架D(35)的凹槽(3501)内，电机B(31)的输出轴穿过旋转支撑架A(34)、旋转支撑架D(35)、推力球轴承(36)和副支撑板(37)，电机B(31)的输出轴末端用锁紧螺母B(39)锁紧；所述旋转支撑架B(32)与摄像机固定板(58)固定连接，双目摄像头(57)安装于摄像机固定板(58)上；所述推送机构(Ⅲ)包括电机C(40)、电机固定座B(63)、联轴器B(41)、导轨平台(46)、锁紧螺母C(47)、滚珠丝杠B(62)、丝杠固定座B(48)、丝杠支撑座B(49)、螺母B(42)、导轨滑块B(43)、导轨B(44)、推送导杆(45)；电机C(40)与电机固定座B(63)固定连接；电机固定座B(63)与导轨平台(46)固定连接，导轨平台(46)固定于副支撑板支撑架(38)上；电机C(40)与滚珠丝杠B(62)通过联轴器B(41)连接；所述丝杠固定座B(48)和丝杠支撑座B(49)通过轴承支撑滚珠丝杠B(62)，所述锁紧螺母C(47)和螺母B(42)通过螺纹连接于滚珠丝杠B(62)上，所述螺母B(42)与推送导杆(45)固定连接，推送导杆(45)的一端与导轨滑块B(43)固定连接，导轨滑块B(43)与导轨B(44)滑动连接，导轨B(44)固定于导轨平台(46)上；所述旋切机构Ⅳ包括电机D(50)、旋切电机固定板(51)、联轴器C(52)、轴套(53)、圆盘刀片(56)，所述旋切电机固定板(51)与推送导杆(45)的另一端固定连接，电机D(50)与旋切电机固定板(51)固定连接，圆盘刀片(56)与轴套(53)固定连接，轴套(53)的轴端与电机D(50)输出轴端通过联轴器C(52)固定连接；所述腕部连接机构Ⅴ包括腕部连接卡盘(61)、腕部连接板(60)、腕部连接板固定座(59)，所述腕部连接板固定座(59)与主支撑板(27)固定连接，腕部连接板(60)与腕部连接板固定座(59)固定连接，所述腕部连接卡盘(61)与腕部连接板(60)固定连接；所述电机A(1)、电机B(31)、电机C(40)、电机D(50)、电位器C(20)、电位器B(67)、电位器C(68)、S型压力传感器(9)、平板压力传感器(19)以及双目摄像头(57)均与控制装置电连接。