[实用新型]果实采摘机械手

说明书

技术领域

本实用新型涉及果实采摘机械手。

背景技术

对一些机械手抓取果实大小形状过于单一，只能抓取形状较为规则的球形果实，且在抓取过程中，每根手指抓取力都相同，并不能很好地分布于每个手指上，容易对被抓取果实造成损伤。

发明内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种果实采摘机械手，本机械手可以在不损伤果实的情况下，抓取形状一些不规则的球形果实。

为了解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：果实采摘机械手，包括安装杆、三根固定安装在安装杆一端的手指和三个安装在安装杆上的三个电机，三个电机分别驱动三根手指动作；

所述手指包括近指关节、中指关节和远指关节，近指关节一端固定连接在安装杆上，近指关节另外一端通过两根铰轴依次与中指关节和远指关节铰接，在各铰轴内均安装有扭簧，在中指关节和近指关节内均安装有滑轮，一根牵引绳搭接两个滑轮上后，牵引绳上端与远指关节连接，牵引绳下端连接在电机输出轴上。

还包括控制系统，所述控制系统包括模糊控制器，在各中指关节和各远指关节与果实接触的面上均安装有力传感器，传感器将检测到的果实抓取力反馈至模糊控制器内，模糊控制器根据抓取力的实时大小来调节电机所提供的驱动力。

所述的模糊控制器中预存有模糊控制决策表。

本实用新型的有益效果为：利用三个电机分别控制三根手指，可实现欠驱动机械手对果实形状的适应以及抓取力的均匀分布，利用模糊控制器和力传感器可将机械手对果实的抓取力控制在一个合理的值，在抓紧果实的前提下不对果实造成损伤。

附图说明

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

图1为本实用新型果实采摘机械手结构示意图。

图2为本实用新型果实采摘机械手俯视图。

图3为本实用新型电机控制系统框图。

图4为本实用新型单根手指传动示意视图。

图中：安装杆1、近指关节2、中指关节3、远指关节4、铰轴5、扭簧6、电机7、滑轮8、牵引绳9、力传感器10。

具体实施方式

如图1到4所示：果实采摘机械手，包括安装杆1、三根固定安装在安装杆1一端的手指和三个安装在安装杆1上的三个电机7，三个电机7分别驱动三根手指动作；

所述手指包括近指关节2、中指关节3和远指关节4，近指关节2一端固定连接在安装杆1上，近指关节2另外一端通过两根铰轴5依次与中指关节3和远指关节4铰接，在各铰轴5内均安装有扭簧6，在中指关节3和近指关节2内均安装有滑轮8，一根牵引绳9搭接两个滑轮8上后，牵引绳9上端与远指关节4连接，牵引绳9下端连接在电机7输出轴上。

还包括控制系统，所述控制系统包括模糊控制器，在各中指关节3和各远指关节4与果实接触的面上均安装有力传感器10，传感器10将检测到的果实抓取力反馈至模糊控制器内，模糊控制器根据抓取力的实时大小来调节电机7所提供的驱动力。

所述的模糊控制器中预存有模糊控制决策表。

模糊控制器中预设模糊决策表如下：

表中：模糊规则表是以远指关节4、中指关节3与果实接触力的误差作为两个输入，输出为驱动力，其中E_J为中指关节3误差，E_Y为远指关节4误差，NB为负大，NM为负中，NS为负小，Z为零，PB为正大，PM为正中，PS为正小，模糊控制规则为“if……and……then……”形式。

实施例：

欠驱动机械手无损采摘模糊控制装置基于操作人员和专家的经验，将现场操作的经验编写成控制算法，例如：开始时中指关节3与远指关节4还未与果实接触时，各力传感器均未检测到接触力，中指关节3误差E_J为NB，远指关节4误差E_Y也为NB，此时电机7驱动力以较大幅度(PB)增大，当中指关节3接触果实后，力传感器检测到的接触力会增大，此时中指关节3误差E_J为NM，远指关节4误差E_Y为NB，这时减小电机7驱动力的增大幅度至PM，当中指关节3接触力进一步增大，至快要达到预设值时，中指关节3误差E_J为NS，远指关节4误差E_Y为NB，此时为了避免接触时手指对果实造成冲击损害将进一步减小电机7驱动力的增大幅度至PS，当中指关节3和远指关节4接触力均达到目标值时，中指关节3误差E_J为Z，远指关节4误差E_Y也为Z，电机7驱动力保持不变增加幅度也为Z，此时果实已被抓紧且不对果实造成损伤。