[实用新型]一种采摘机械手的末端执行器

说明书

本实用新型公开了一种采摘机械手的末端执行器，包括：手指机构、支撑与传动机构、驱动机构和视觉系统；所述手指机构和支撑与传动机构连接，所述支撑与传动机构和驱动机构连接，所述视觉系统和支撑与传动机构连接；本实用新型通过驱动电机和压力传感器，实现控制器对所述采摘机械手的末端执行机构的闭环实时控制并柔性抓取目标物，减少采摘时造成的机械损伤；本实用新型所述末端执行机构通过电机的正转与反转实现抓取和采摘，通过丝杠轴的转动带动其他机构运动，利用丝杠本身的自锁功能，保证完成果实抓取后电机不工作果实也不会松动掉下。

技术领域

本发明涉及农业采摘机器领域，具体涉及一种采摘机械手的末端执行器。

背景技术

随着计算机和电子控制技术的飞速发展，机器人逐渐趋向自动化、智能化，并应用于许多领域，农业机器人已逐步进入到农业生产领域中，并将促进现代化农业向着装备机械化、生产智能化的方向发展；果蔬的采摘是农业生产中季节性强、劳动强度大、作业要求高的一个重要环节，而我国的果蔬产业发展较为突出，但农业劳动力却较少，而果蔬的采摘仍主要依靠大量的人力，不仅人工成本高而且采摘效率低；对于一些较高的果树，人工采摘较为困难，而且人工采摘还有因作业环境复杂而不小心跌倒摔伤的风险；因此研究和开发果蔬采摘机械装置对于解放劳动力、提高劳动生产效率、降低劳动成本，保证新鲜水果蔬菜品质以及满足作物生长的实时性要求等方面都有着重要意义。

我国果树栽培有着悠久的历史，有着适宜于果树生长发育的得天独厚的地理、土壤和气候条件，是非常理想的水果生产地，在世界范围内，我国的水果产业已经占有举足轻重的地位，水果采摘机器人的机械手部分是近年来学者研究的重点，机械手的设计通常被认为是采摘机器人的核心技术之一，是直接接触目标作物的设备，而水果具有一定的脆弱性，而且它的形状与生长情况相对复杂，采摘过程中果实很容易被损伤：①对果实的位置判断错误或者在摆动中碰上其他果实；②机械手抓取力超过水果的最大承受力；③机械手抓取力不稳定，水果容易掉落；对于抓取动作，若采用传统的机械手抓取，往往会因抓取力过大而压伤果实，因此机械手的研究对实现水果自动化采摘起着至关重要的作用。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明提出了一种采摘机械手的末端执行器，通过视觉系统对成熟水果进行识别定位，再通手指结构机构对成熟的水果进行抓取和采摘，解决了现有技术中对果实的位置无法判断，在摆动中碰上其他果实、抓取力过大和抓取力不稳定的问题。

一种采摘机械手的末端执行器，包括：手指机构、支撑与传动机构和驱动机构；所述手指机构和支撑与传动机构连接，所述支撑与传动机构和驱动机构连接。

所述手指机构包括：手指指尖1、小齿轮轴2、小齿轮3、扇形齿轮4、第一连杆5、固定件6、中间连杆7、壳体8、固定螺栓9、固定杆12、接触板19、第二连杆20、硅胶垫21、压力传感器22和驱动连杆14；所述手指机构的移动板17有3个孔，中间的孔与驱动连杆14铰接，两端的孔分别与扇形齿轮4末端的杆和固定杆12铰接，所述扇形齿轮4通过另一个孔与第一连杆5铰接，所述接触板19与第二连杆20铰接，所述第一连杆5和第二连杆20铰接，所述小齿轮3与手指指尖1通过小齿轮轴2固定连接，所述扇形齿轮4与小齿轮3啮合完成手指指尖的运动。

所述支撑与传动机构包括：上端盖23、深沟球轴承24、丝杠轴25、滑动块26、转动块27、托盘13、驱动连杆14、配合盘15、上支撑杆16、移动板17、转动盘18、联轴器28、上底座29；所述丝杠轴25通过联轴器28与驱动机构的电机32的输出轴连接；所述移动板17和转动盘18配合并固定在丝杠轴25上；所述转动块27与配合盘15配合并固定在丝杠轴25上；所述滑动块26位于转动块27和配合盘15的上方并固定于丝杠轴25上；所述托盘13通过上支撑杆16与上底座29连接；所述丝杠轴25的末端通过托盘13与上端盖23连接，所述上端盖23与托盘13之间安装有深沟球轴承24。