本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域，具體涉及夾持旋切式欠驅(qū)動(dòng)兩指手葡萄采摘裝置。

背景技術(shù)：

我國(guó)果蔬產(chǎn)業(yè)發(fā)展成就突出，但農(nóng)業(yè)勞動(dòng)力的快速減少和勞動(dòng)力成本的飛速上升，已經(jīng)對(duì)果蔬產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。果蔬采摘是一項(xiàng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力的工作，果蔬收獲的季節(jié)性強(qiáng)，需要投入大量的勞動(dòng)力，并且采摘效率較低。因此，研究果蔬采摘機(jī)器人對(duì)緩解農(nóng)村勞動(dòng)力缺乏、節(jié)省人工成本、提高果蔬采摘效率有著重要的意義。

葡萄是一種成簇生長(zhǎng)的漿果類水果，果實(shí)皮薄粒大，汁少水多，易受機(jī)械損傷，這種傷害會(huì)加速葡萄的衰老腐敗、變質(zhì)，嚴(yán)重影響葡萄的質(zhì)量和經(jīng)濟(jì)效益。目前，葡萄的采摘主要靠人工完成，采摘效率低，常發(fā)生人為性機(jī)械損傷。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在不足，本發(fā)明提供了一種夾持旋切式欠驅(qū)動(dòng)兩指手葡萄采摘裝置，基于力反饋的壓力傳感器可以實(shí)現(xiàn)欠驅(qū)動(dòng)兩指手機(jī)構(gòu)對(duì)葡萄串果進(jìn)行柔性抓取，以及旋切伺服機(jī)構(gòu)基于雙目視覺(jué)系統(tǒng)對(duì)葡萄果梗的精確識(shí)別定位并可靠旋切。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的的。

一種夾持旋切式欠驅(qū)動(dòng)兩指手葡萄采摘裝置，其特征在于，包括欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、推送機(jī)構(gòu)、旋切機(jī)構(gòu)、腕部連接機(jī)構(gòu)、主支撐板、雙目攝像頭。

所述欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)與主支撐板固定連接，所述欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ包括電機(jī)、導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)和連桿機(jī)構(gòu)。

所述導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)G包括電機(jī)固定座A、聯(lián)軸器A、鎖緊螺母A、滾珠絲杠A、螺母A、橫向滑塊A、橫向滑塊B、導(dǎo)軌滑塊A、導(dǎo)軌A、絲杠固定座A、絲杠支撐座A；所述電機(jī)固定座A與主支撐板固定連接，所述電機(jī)A固定于電機(jī)固定座A上，所述電機(jī)A通過(guò)聯(lián)軸器A與滾珠絲杠A連接；螺母A和鎖緊螺母A通過(guò)螺紋連接于滾珠絲杠A上，所述絲杠固定座A和絲杠支撐座A通過(guò)軸承支撐滾珠絲杠A，所述絲杠固定座A和絲杠支撐座A分別與主支撐板固定連接，所述螺母A與橫向滑塊A固定連接，橫向滑塊A兩端分別通過(guò)橫向滑塊B與導(dǎo)軌滑塊A固定連接，所述導(dǎo)軌滑塊A與導(dǎo)軌A滑動(dòng)連接，所述導(dǎo)軌A固定在主支撐板的兩內(nèi)側(cè)面。

所述連桿機(jī)構(gòu)L的數(shù)量為2套，分列在主支撐板兩側(cè)，所述連桿機(jī)構(gòu)L包括S型壓力傳感器、固定塊A、驅(qū)動(dòng)連桿、驅(qū)動(dòng)搖桿、近指節(jié)固定架、固定塊B、中間連桿、近指節(jié)、遠(yuǎn)指節(jié)、拉簧、2個(gè)平板壓力傳感器、3個(gè)電位器；所述S型壓力傳感器兩端分別與橫向滑塊A和固定塊A固定連接，固定塊A與驅(qū)動(dòng)連桿的一端鉸接，所述驅(qū)動(dòng)搖桿上設(shè)有三個(gè)鉸接孔，分別位于搖桿的中間和兩端，所述驅(qū)動(dòng)連桿的另一端通過(guò)驅(qū)動(dòng)搖桿的中間鉸接孔與驅(qū)動(dòng)搖桿鉸接，驅(qū)動(dòng)搖桿的兩端分別與中間連桿和近指節(jié)固定架鉸接，中間連桿的另一端與遠(yuǎn)指節(jié)鉸接，近指節(jié)固定架與近指節(jié)鉸接，近指節(jié)與遠(yuǎn)指節(jié)鉸接，所述近指節(jié)固定架與主支撐板通過(guò)固定件B固定連接；所述驅(qū)動(dòng)連桿與S型壓力傳感器鉸接處設(shè)置電位器，所述近指節(jié)與近指節(jié)固定架鉸接處設(shè)置電位器，近指節(jié)與遠(yuǎn)指節(jié)鉸接處設(shè)置電位器，所述近指節(jié)上的傳感器連接通孔和遠(yuǎn)指節(jié)的傳感器連接通孔上安裝有平板壓力傳感器；所述中間連桿和遠(yuǎn)指節(jié)之間設(shè)置拉簧。

所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括電機(jī)B、旋轉(zhuǎn)支撐架A、旋轉(zhuǎn)支撐架B、旋轉(zhuǎn)支撐架C、旋轉(zhuǎn)支撐架D、推力球軸承、副支撐板、副支撐板支撐架、鎖緊螺母B；所述旋轉(zhuǎn)支撐架A兩端分別固定在旋轉(zhuǎn)支撐架B和旋轉(zhuǎn)支撐架C的上端，所述旋轉(zhuǎn)支撐架B和旋轉(zhuǎn)支撐架C的下端固定在主支撐板上，電機(jī)B固定在旋轉(zhuǎn)支撐架A下面，所述旋轉(zhuǎn)支撐架D固定在旋轉(zhuǎn)支撐架A上方，所述旋轉(zhuǎn)支撐架A、旋轉(zhuǎn)支撐架D和副支撐板上均相應(yīng)設(shè)有通孔，保證電機(jī)B的輸出軸能夠穿過(guò)，副支撐板位于旋轉(zhuǎn)支撐架D的上方，旋轉(zhuǎn)支撐架D和副支撐板之間設(shè)有推力球軸承，推力球軸承置于旋轉(zhuǎn)支撐架D的凹槽內(nèi)，電機(jī)B的輸出軸穿過(guò)旋轉(zhuǎn)支撐架A、旋轉(zhuǎn)支撐架D、推力球軸承和副支撐板，電機(jī)B的輸出軸末端用鎖緊螺母B鎖緊；所述旋轉(zhuǎn)支撐架B與攝像機(jī)固定板固定連接，雙目攝像頭安裝于攝像機(jī)固定板上。

所述推送機(jī)構(gòu)包括電機(jī)C、電機(jī)固定座B、聯(lián)軸器B、導(dǎo)軌平臺(tái)、鎖緊螺母C、滾珠絲杠B、絲杠固定座B、絲杠支撐座B、螺母B、導(dǎo)軌滑塊B、導(dǎo)軌B、推送導(dǎo)桿；電機(jī)C與電機(jī)固定座B固定連接；電機(jī)固定座B與導(dǎo)軌平臺(tái)固定連接，導(dǎo)軌平臺(tái)固定于副支撐板支撐架上；電機(jī)C與滾珠絲杠B通過(guò)聯(lián)軸器B連接；所述絲杠固定座B和絲杠支撐座B通過(guò)軸承支撐滾珠絲杠B，所述鎖緊螺母C和螺母B通過(guò)螺紋連接于滾珠絲杠B上，所述螺母B與推送導(dǎo)桿固定連接，推送導(dǎo)桿的一端與導(dǎo)軌滑塊B固定連接，導(dǎo)軌滑塊B與導(dǎo)軌B滑動(dòng)連接，導(dǎo)軌B固定于導(dǎo)軌平臺(tái)上。

所述旋切機(jī)構(gòu)Ⅳ包括電機(jī)D、旋切電機(jī)固定板、聯(lián)軸器C、軸套、鎖緊螺母D、圓盤刀片，所述旋切電機(jī)固定板與推送導(dǎo)桿的另一端固定連接，電機(jī)D與旋切電機(jī)固定板固定連接，圓盤刀片與軸套固定連接，軸套的軸端與電機(jī)D輸出軸端通過(guò)聯(lián)軸器C固定連接。

所述腕部連接機(jī)構(gòu)Ⅴ包括腕部連接卡盤、腕部連接板、腕部連接板固定座，所述腕部連接板固定座與主支撐板固定連接，腕部連接板與腕部連接板固定座固定連接，所述腕部連接卡盤與腕部連接板固定連接；

所述電機(jī)A、電機(jī)B、電機(jī)C、電機(jī)D、電位器A、電位器B、電位器C、S型壓力傳感器、平板壓力傳感器以及雙目攝像頭均與控制裝置電連接。

優(yōu)選地，所述連桿機(jī)構(gòu)L還包括電位器固定件A～F，電位器固定件A與橫向滑塊A固定連接，電位器固定件B與驅(qū)動(dòng)連桿固定連接，電位器固定件C與固定件B固定連接，電位器固定件D與電位器固定件E分別與近指節(jié)固定連接，電位器固定件F與遠(yuǎn)指節(jié)固定連接；電位器A與電位器固定件A和電位器固定件B固定連接，電位器B與電位器固定件C和電位器固定件D固定連接，電位器C與電位器固定件E和電位器固定件F固定連接。

優(yōu)選地，所述近指節(jié)固定架端部設(shè)置近指節(jié)運(yùn)動(dòng)終止限位塊，所述近指節(jié)的端部設(shè)置限制遠(yuǎn)指節(jié)運(yùn)動(dòng)終止限位塊。

優(yōu)選地，所述欠驅(qū)動(dòng)兩指手機(jī)構(gòu)Ⅰ中各鉸接處均用銷軸、開口銷鉸接。

優(yōu)選地，所述平板壓力傳感器的表面貼有一層軟硅膠.

優(yōu)選地，所述圓盤刀片通過(guò)鎖緊螺母D和加大墊片與軸套固定連接。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)采用欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)，并使用拉簧作為限制機(jī)構(gòu)，使之具有包絡(luò)抓取功能，所述欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ采用2級(jí)串聯(lián)式連桿機(jī)構(gòu)L在所述拉簧和所述限位塊的配合下，根據(jù)果實(shí)與近指節(jié)和遠(yuǎn)指節(jié)的接觸位置，欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ能夠自適應(yīng)果實(shí)形狀的構(gòu)型。

(2)根據(jù)葡萄外形特點(diǎn)，2套欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ的連桿機(jī)構(gòu)L形成欠驅(qū)動(dòng)兩指手，可以提高動(dòng)作的穩(wěn)定性，抓取的靈活性和成功率。

(3)欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ的連桿機(jī)構(gòu)L在所述近指節(jié)和遠(yuǎn)指節(jié)上分別安裝有平板壓力傳感器，用來(lái)感知果實(shí)接觸力，避免過(guò)大的接觸力將果實(shí)損傷。

(4)欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ的連桿機(jī)構(gòu)L在驅(qū)動(dòng)連桿與S型壓力傳感器鉸接處設(shè)置電位器，近指節(jié)與近指節(jié)固定架鉸接處設(shè)置電位器，近指節(jié)與遠(yuǎn)指節(jié)鉸接處設(shè)置電位器，實(shí)現(xiàn)控制器對(duì)連桿機(jī)構(gòu)L中各連桿的位置變化的實(shí)時(shí)監(jiān)控和精準(zhǔn)控制。

(5)欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ的連桿機(jī)構(gòu)L在橫向滑塊A和固定件A之間設(shè)置S型壓力傳感器，實(shí)現(xiàn)控制器對(duì)電機(jī)A輸出推力的實(shí)時(shí)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制器對(duì)近指節(jié)和遠(yuǎn)指節(jié)與果實(shí)的接觸力大小的控制。

(6)旋切機(jī)構(gòu)Ⅳ實(shí)現(xiàn)360°圓周往復(fù)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，推送機(jī)構(gòu)Ⅳ可以通過(guò)推送導(dǎo)桿帶動(dòng)旋切機(jī)構(gòu)Ⅳ實(shí)現(xiàn)0～160mm的橫向伸縮運(yùn)動(dòng)。旋切機(jī)構(gòu)Ⅳ在通過(guò)雙目攝像頭對(duì)葡萄果梗的定位的同時(shí)，控制器控制旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)Ⅱ和推送機(jī)構(gòu)Ⅲ的運(yùn)動(dòng)，使得旋切機(jī)構(gòu)Ⅳ到達(dá)葡萄果梗預(yù)定位置并實(shí)現(xiàn)對(duì)果梗的可靠旋切。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明所述夾持旋切式欠驅(qū)動(dòng)兩指手葡萄采摘裝置軸測(cè)圖。

圖2為本發(fā)明所述夾持旋切式欠驅(qū)動(dòng)兩指手葡萄采摘裝置仰視圖。

圖3為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)Ⅱ結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明所述主支撐板結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明所述腕部連接卡盤結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為本發(fā)明所述橫向滑塊A結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本發(fā)明所述橫向滑塊B結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本發(fā)明所述固定塊B結(jié)構(gòu)示意圖。

圖9為本發(fā)明所述驅(qū)動(dòng)連桿結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本發(fā)明所述近指節(jié)固定架結(jié)構(gòu)示意圖。

圖11為本發(fā)明所述電位器固定件C結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為本發(fā)明所述近指節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖13為本發(fā)明所述遠(yuǎn)指節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖14為本發(fā)明所述旋轉(zhuǎn)支撐架D結(jié)構(gòu)示意圖。

圖15為本發(fā)明所述推送導(dǎo)桿結(jié)構(gòu)示意圖。

圖16為本發(fā)明所述導(dǎo)軌平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。

圖17為本發(fā)明所述軸套結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1.電機(jī)A；2.聯(lián)軸器A；3.滾珠絲杠A；4.螺母A；5.橫向滑塊A；501.第七通孔；502.第八通孔；503.第十一通孔；504.第十二螺紋通孔；6.橫向滑塊B；601.第九通孔；602.第十通孔；7.導(dǎo)軌滑塊A；8.導(dǎo)軌A；9.S型壓力傳感器；10.固定件A；11.驅(qū)動(dòng)連桿；1101.第十八通孔；12.驅(qū)動(dòng)搖桿；13.近指節(jié)固定架；1301.近指節(jié)運(yùn)動(dòng)終止限位塊；1302.第三十七通孔；1303.第十六通孔；14.固定件B；1401.第十三通孔；1402.第十五通孔；15.中間連桿；16.近指節(jié)；1601.遠(yuǎn)指節(jié)運(yùn)動(dòng)終止限位塊；1602.第二十二通孔；1603.第十九通孔；1604.第二十通孔；17.遠(yuǎn)指節(jié)；1701.第二十三通孔；1702.第二十一通孔；1703.第十七通孔；18.拉簧；19.平板壓力傳感器；20.電位器；21.電位器固定件A；22.電位器固定件B；23.電位器固定件C；24.電位器固定件D；25.電位器固定件E；26.電位器固定件F；27.主支撐板；2701.第三十八通孔；2702.第一通孔；2703.第二十八通孔；2704.第二通孔；2705.第二十五通孔；2706.第三通孔；2707.第十四通孔；2708.第四通孔；28.鎖緊螺母A；29.絲杠固定座A；30.絲杠支撐座A；31.電機(jī)B；32.旋轉(zhuǎn)支撐架B；3201.第二十四通孔；3202.第二十六通孔；33.旋轉(zhuǎn)支撐架C；3301.第二十九通孔；3302.第二十七通孔；34.旋轉(zhuǎn)支撐架A；35.旋轉(zhuǎn)支撐架D；3501.凹槽；36.推力球軸承；37.副支撐板；38.副支撐板支撐架；39.鎖緊螺母B；40.電機(jī)C；41.聯(lián)軸器B；42.螺母B；43.導(dǎo)軌滑塊B；44.導(dǎo)軌B；45.推送導(dǎo)桿；4501.第三十五通孔；4502.第三十六通孔；46.導(dǎo)軌平臺(tái)；4601.第三十通孔；4602.第三十一通孔；4603.第三十三通孔；4604.第三十四通孔；4605.第三十二通孔；47.鎖緊螺母C；48.絲杠固定座B；49.絲杠支撐座B；50.電機(jī)D；51.旋切電機(jī)固定板；52.聯(lián)軸器C；53.軸套；54.鎖緊螺母D；55.加大墊片；56.圓盤刀片；57.雙目攝像頭；58.攝像機(jī)固定板；59.腕部連接板固定座；60.腕部連接板；61.腕部連接卡盤；6101.第五通孔；6102.第六通孔；62.滾珠絲杠；63.電機(jī)固定座B；64.電機(jī)固定座A；65.銷軸；66、開口銷；67、電位器B；68、電位器C。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。

如圖1和2所示，一種夾持旋切式欠驅(qū)動(dòng)兩指手葡萄采摘裝置包括欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)Ⅱ、推送機(jī)構(gòu)Ⅲ、旋切機(jī)構(gòu)Ⅳ、腕部連接機(jī)構(gòu)Ⅴ、主支撐板27和雙目攝像頭57。

如圖1和2所示，所述欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ包括電機(jī)A1、導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)G和連桿機(jī)構(gòu)L；所述導(dǎo)軌滑塊機(jī)構(gòu)G包括電機(jī)固定座A64、聯(lián)軸器A2、鎖緊螺母A28、滾珠絲杠A3、螺母A4、橫向滑塊A5、橫向滑塊B6、導(dǎo)軌滑塊A7、導(dǎo)軌A8、絲杠固定座A29、絲杠支撐座A30；所述主支撐板27的結(jié)構(gòu)如圖4所示，主支撐板27通過(guò)第二通孔2704與絲杠固定座A29固定連接，通過(guò)第三通孔2706與絲杠支撐座A30固定連接。電機(jī)A1固定于電機(jī)固定座A64上，電機(jī)固定座A64與主支撐板27的第三十八通孔2701固定連接。所述電機(jī)A1通過(guò)聯(lián)軸器A2與滾珠絲杠A3連接，螺母A4和鎖緊螺母A28通過(guò)螺紋連接于滾珠絲杠A3上，所述絲杠固定座A29和絲杠支撐座A30通過(guò)軸承支撐滾珠絲杠A3；橫向滑塊A5的結(jié)構(gòu)如圖6所示，所述橫向滑塊A5通過(guò)第七通孔501與螺母A4固定連接，橫向滑塊A5通過(guò)第八通孔502與橫向滑塊B6(如圖7所示)的第九通孔601固定連接，橫向滑塊B6通過(guò)第十通孔602與導(dǎo)軌滑塊A7固定連接；導(dǎo)軌滑塊A7與導(dǎo)軌A8滑動(dòng)連接，導(dǎo)軌A8通過(guò)主支撐板27上的第四通孔2708固定在主支撐板27的兩內(nèi)側(cè)面。

如圖1和2所示，所述連桿機(jī)構(gòu)L包括S型壓力傳感器9、固定塊A10、驅(qū)動(dòng)連桿11、驅(qū)動(dòng)搖桿12、近指節(jié)固定架13、固定塊B14、中間連桿15、近指節(jié)16、遠(yuǎn)指節(jié)17、拉簧18、平板壓力傳感器19、電位器20、電位器67、電位器68；橫向滑塊A5(如圖6所示)通過(guò)第十一通孔503與S型壓力傳感器9的一端固定連接，S型壓力傳感器9的另一端與固定塊A10固定連接，S型壓力傳感器9實(shí)現(xiàn)控制器對(duì)電機(jī)A1輸出推力的實(shí)時(shí)控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制器對(duì)近指節(jié)16和遠(yuǎn)指節(jié)17與果實(shí)的接觸力大小的控制。固定塊A10與驅(qū)動(dòng)連桿11(如圖9所示)的一端鉸接，驅(qū)動(dòng)連桿11的另一端與驅(qū)動(dòng)搖桿12的中間鉸接，驅(qū)動(dòng)搖桿12的兩端分別與中間連桿15和近指節(jié)固定架13的第三十七通孔1302鉸接，中間連桿的另一端與遠(yuǎn)指節(jié)17鉸接，近指節(jié)固定架13的第三十七通孔1302與近指節(jié)16的一端鉸接，近指節(jié)16的一端與遠(yuǎn)指節(jié)17鉸接，所述近指節(jié)固定架13(如圖10所示)通過(guò)第十六通孔1303與固定塊B14(如圖8所示)的第十五通孔1402固定連接，固定塊B14通過(guò)第十三通孔1401與主支撐板27的第十四通孔2707固定連接；所述遠(yuǎn)指節(jié)17的第十七通孔1703安裝螺栓，并與遠(yuǎn)指節(jié)17和中間連桿15鉸接處的銷軸之間設(shè)置拉簧18。

所述連桿機(jī)構(gòu)L上還設(shè)有3個(gè)電位器和相應(yīng)的電位器固定件(如圖11所示)，橫向滑塊A5通過(guò)第十二螺紋504通孔與電位器固定件A21固定連接，驅(qū)動(dòng)連桿11通過(guò)第十八通孔1101與電位器固定件B22固定連接，電位器20固定設(shè)置在電位器固定件A21和電位器固定件B22之間；固定件B14通過(guò)第十三通孔1401與電位器固定件C23固定連接，近指節(jié)16通過(guò)第十九通孔1603與電位器固定件D24固定連接，電位器67固定設(shè)置在電位器固定件C23和電位器固定件D24之間；近指節(jié)16通過(guò)第二十通孔1604與電位器固定件E25固定連接，遠(yuǎn)指節(jié)17通過(guò)第二十一通孔1702與電位器固定件F26固定連接，電位器68固定設(shè)置在電位器固定件E25和電位器固定件F26之間。通過(guò)電位器的安裝，實(shí)現(xiàn)控制器對(duì)驅(qū)動(dòng)連桿11、近指節(jié)16、遠(yuǎn)指節(jié)17位置變化的實(shí)時(shí)監(jiān)控，進(jìn)而通過(guò)S型壓力傳感器9、平板壓力傳感器19和電位器20的共同作用，實(shí)現(xiàn)控制器對(duì)欠驅(qū)動(dòng)兩指手機(jī)構(gòu)Ⅰ的實(shí)時(shí)閉環(huán)反饋控制，完成欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ對(duì)目標(biāo)果實(shí)的無(wú)損傷抓取。

如圖12、13所示，所述近指節(jié)固定架13的端部設(shè)置近指節(jié)運(yùn)動(dòng)終止限位塊1301，所述近指節(jié)16的端部設(shè)置限制遠(yuǎn)指節(jié)運(yùn)動(dòng)終止限位塊1601。所述近指節(jié)16上第二十二通孔1602和遠(yuǎn)指節(jié)17的第二十三通孔1701上安裝有平板壓力傳感器19，用來(lái)感知果實(shí)的接觸力，所述平板壓力傳感器19的表面貼有一層軟硅膠，避免過(guò)大的接觸力將果實(shí)損傷。

根據(jù)果蔬的外形特點(diǎn)，在所述的主支撐板27兩側(cè)分列兩套完全相同的欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ的連桿機(jī)構(gòu)L形成欠驅(qū)動(dòng)兩指手，可以提高抓取動(dòng)作的穩(wěn)定性和靈活性。

所述腕部連接機(jī)構(gòu)Ⅴ包括腕部連接卡盤61、腕部連接板60、腕部連接板固定座59，所述腕部連接卡盤61(如圖5所示)通過(guò)第五通孔6101與機(jī)械臂的腕部固定連接，所述腕部連接卡盤61通過(guò)第六通孔6102與腕部連接板60固定連接；腕部連接板60與腕部連接板固定座59固定連接；腕部連接板固定座59與主支撐板27的第二十八通孔2701固定連接。

所述腕部連接卡盤61與機(jī)械臂的腕部連接，當(dāng)該發(fā)明隨同機(jī)械臂被導(dǎo)引到目標(biāo)位置時(shí)，所述欠驅(qū)動(dòng)兩指手的步進(jìn)電機(jī)A1接受指令正轉(zhuǎn)，所述電機(jī)A1通過(guò)聯(lián)軸器A2帶動(dòng)滾珠絲杠A3上的螺母A4進(jìn)行橫向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而通過(guò)與螺母A4固定連接的橫向滑塊A5驅(qū)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)L進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，橫向滑塊B6、導(dǎo)軌滑塊A7、S型壓力傳感器9、固定件A10可以看做是剛性為一體，隨同所述的橫向滑塊A5一起運(yùn)動(dòng)，所述固定件A10通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)連桿11帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)搖桿12繞所述近指節(jié)16與所述近指節(jié)固定架13的鉸接點(diǎn)處擺動(dòng)，所述近指節(jié)16、遠(yuǎn)指節(jié)17以及相連的中間連桿15可以看做是剛性為一體，隨同所述的橫向滑塊A5一起運(yùn)動(dòng)。所述電機(jī)A1繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述近指節(jié)16接觸果實(shí)，視為固定。所述電機(jī)A1繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，所述中間連桿15帶動(dòng)所述遠(yuǎn)指節(jié)17繞所述近指節(jié)16與所述遠(yuǎn)指節(jié)17的鉸接點(diǎn)處擺動(dòng)，在所述拉簧18的配合下，所述遠(yuǎn)指節(jié)17接觸到果實(shí)。這樣，每套所述欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ的連桿機(jī)構(gòu)L均完成上述動(dòng)作，與果實(shí)至少形成2點(diǎn)接觸，最多形成4點(diǎn)接觸，保證了抓取動(dòng)作的穩(wěn)定性。2套所述欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ的連桿機(jī)構(gòu)L由電機(jī)A1獨(dú)立控制。當(dāng)該發(fā)明隨同機(jī)械臂到達(dá)卸果位置時(shí)，所述電機(jī)A1接受指令反轉(zhuǎn)，在所述拉簧18和指節(jié)限位塊的配合下，所述近指節(jié)16和遠(yuǎn)指節(jié)17逐漸回到初始位置，所述欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ實(shí)現(xiàn)放開果實(shí)動(dòng)作。

如圖3所示，所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)Ⅱ包括電機(jī)B31、旋轉(zhuǎn)支撐架A34、旋轉(zhuǎn)支撐架B32、旋轉(zhuǎn)支撐架C33、旋轉(zhuǎn)支撐架D35、推力球軸承36、副支撐板37、副支撐板支撐架38、鎖緊螺母B39；旋轉(zhuǎn)支撐架B32通過(guò)第二十四通孔3201與主支撐板27的第二十五通孔2705固定連接，旋轉(zhuǎn)支撐架B32通過(guò)第二十六通孔3202與攝像機(jī)固定板58固定連接，雙目攝像頭57安裝于攝像機(jī)固定板58上，旋轉(zhuǎn)支撐架C33通過(guò)第二十七通孔3302與主支撐板27的第二十八通孔2703固定連接，旋轉(zhuǎn)支撐架C33通過(guò)第二十九通孔3301與腕部連接板60固定連接，旋轉(zhuǎn)支撐架A34的兩端分別與旋轉(zhuǎn)支撐架B32和旋轉(zhuǎn)支撐架C33固定連接，電機(jī)B31固定在旋轉(zhuǎn)支撐架A34下面，所述旋轉(zhuǎn)支撐架D35(如圖14所示)固定通過(guò)第三十八通孔3502與旋轉(zhuǎn)支撐架A34上方，所述旋轉(zhuǎn)支撐架A34、旋轉(zhuǎn)支撐架D35和副支撐板37上均相應(yīng)設(shè)有通孔，保證電機(jī)B31的輸出軸能夠穿過(guò)，旋轉(zhuǎn)支撐架D35位于副支撐板37的上方，副支撐板支撐架38與副支撐板37固定連接，旋轉(zhuǎn)支撐架D35和副支撐板37之間設(shè)有推力球軸承36，推力球軸承36置于旋轉(zhuǎn)支撐架D35的3501槽內(nèi)，電機(jī)B31的輸出軸穿過(guò)旋轉(zhuǎn)支撐架A34、旋轉(zhuǎn)支撐架D35和副支撐板37上的通孔，電機(jī)B31的輸出軸末端用鎖緊螺母B39鎖緊。在所述電機(jī)B31的驅(qū)動(dòng)下，通過(guò)推力球軸承36的作用，帶動(dòng)副支撐板37，進(jìn)而帶動(dòng)副支撐板支撐架38之上的推送機(jī)構(gòu)Ⅲ和旋切機(jī)構(gòu)Ⅳ進(jìn)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。雙目攝像頭57攝像頭采集葡萄果實(shí)及其果梗位置后，將采集信息反饋給控制器，然后控制器對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，再然后對(duì)各電機(jī)做出動(dòng)作指令。

如圖1所示，所述推送機(jī)構(gòu)Ⅲ包括電機(jī)C40、電機(jī)固定座B63、聯(lián)軸器B41、導(dǎo)軌平臺(tái)46、鎖緊螺母C47、滾珠絲杠B62、絲杠固定座B48、絲杠支撐座B49、螺母B42、導(dǎo)軌滑塊B43、導(dǎo)軌B44、推送導(dǎo)桿45；電機(jī)C40與電機(jī)固定座B63固定連接；所述導(dǎo)軌平臺(tái)46通過(guò)第三十通孔4601與電機(jī)固定座B63固定連接，所述導(dǎo)軌平臺(tái)46通過(guò)第三十一通孔4602與絲杠固定座B48固定連接，所述導(dǎo)軌平臺(tái)46通過(guò)第三十二通孔4605與絲杠支撐座B49固定連接，所述導(dǎo)軌平臺(tái)46通過(guò)第三十三通孔4603與副支撐板支撐架38固定連接，所述導(dǎo)軌平臺(tái)46通過(guò)第三十四通孔4604與導(dǎo)軌B44固定連接。電機(jī)C40與滾珠絲杠B62通過(guò)聯(lián)軸器B41連接；所述絲杠固定座B48和絲杠支撐座B49通過(guò)軸承支撐滾珠絲杠B62，所述鎖緊螺母C47和螺母B42通過(guò)螺紋連接于滾珠絲杠B62上，推送導(dǎo)桿45通過(guò)第三十五通孔4501與螺母B42固定連接，推送導(dǎo)桿45通過(guò)第三十六通孔4502與導(dǎo)軌滑塊B43固定連接，螺母B42與滾珠絲杠B62螺紋連接，導(dǎo)軌B44固定于導(dǎo)軌平臺(tái)46上。所述電機(jī)C40開始工作時(shí)，通過(guò)聯(lián)軸器B41帶動(dòng)滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)螺母B42實(shí)現(xiàn)橫向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，螺母B42、推送導(dǎo)桿45、導(dǎo)軌滑塊B43可以看做剛性為一體，導(dǎo)軌滑塊B43與導(dǎo)軌B44滑動(dòng)連接，螺母B42帶動(dòng)推送導(dǎo)桿45和導(dǎo)軌滑塊B43橫向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推送旋切機(jī)構(gòu)Ⅳ運(yùn)動(dòng)到果梗所在位置。

如圖1所示，所述旋切機(jī)構(gòu)Ⅳ包括電機(jī)D50、旋切電機(jī)固定板51、聯(lián)軸器C52、軸套53、鎖緊螺母D54、加大墊片55、圓盤刀片56。旋切電機(jī)固定板51與推送導(dǎo)桿45的另外一端固定連接，電機(jī)D50與旋切電機(jī)固定板51固定連接，如圖1和圖17所示，圓盤刀片56通過(guò)鎖緊螺母D54和加大墊片55與軸套53固定連接，軸套53的軸端與電機(jī)D50輸出軸端通過(guò)聯(lián)軸器C52固定連接；所述電機(jī)D50開始工作時(shí)，通過(guò)聯(lián)軸器C52帶動(dòng)軸套53轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)，軸套53、鎖緊螺母D54、加大墊片55和圓盤刀片56可以看做為剛性一體，進(jìn)而軸套53帶動(dòng)圓盤刀片56實(shí)現(xiàn)切割果梗的動(dòng)作。

所述電機(jī)A1、電機(jī)B31、電機(jī)C40、電機(jī)D50、S型壓力傳感器9、平板壓力傳感器19以及雙目攝像頭57均勻控制裝置電連接。

本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)的工作模式為通過(guò)雙目攝像頭57采集葡萄果實(shí)的成熟程度、大小、位置以及果梗的位置等信息，然后將采集信息反饋給控制器，控制器對(duì)采集到的信息通過(guò)算法進(jìn)行處理分析并對(duì)成熟果實(shí)及其果梗進(jìn)行機(jī)器視覺(jué)標(biāo)定，控制器通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)各個(gè)電機(jī)獨(dú)立工作。一方面，欠驅(qū)動(dòng)手指機(jī)構(gòu)Ⅰ在電機(jī)A的驅(qū)動(dòng)下獨(dú)立工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)成熟果實(shí)的夾持動(dòng)作。另一方面，旋切機(jī)構(gòu)Ⅳ在雙目攝像頭對(duì)葡萄果梗的定位的同時(shí)，控制器通過(guò)電機(jī)B和電機(jī)C驅(qū)動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)Ⅱ和推送機(jī)構(gòu)Ⅲ將旋切機(jī)構(gòu)Ⅳ送達(dá)預(yù)定果梗位置，并實(shí)現(xiàn)在電機(jī)D的驅(qū)動(dòng)下旋切機(jī)構(gòu)Ⅳ對(duì)目標(biāo)果梗的切割動(dòng)作。

所述實(shí)施例為本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。