一种自适应多功能水果采摘装置

摘要

cqvip:为实现水果采摘的自适应性及通用性,基于欠驱动原理设计了一种能够根据水果的形状自动调整手指之间的相对位置,并能实现无损采摘的自适应多功能水果采摘装置。该水果采摘装置有3个手指,依靠3个驱动元件实现对整个装置的11个自由度的控制。通过电机驱动蜗轮蜗杆机构及直齿轮机构实现了手指间角度的调整,可完成对各类不同形状水果的采摘。利用气压传动实现了手指的张开与闭合,采用伺服电机带动气缸旋转从而带动手爪旋转,实现水果与果梗分离,同时,对水果采摘装置的结构、尺寸进行了设计。通过对各种不同形状水果的仿真验证得出,手指间呈120°分布时可实现对横径80~100 mm的类球形水果(如苹果等水果)的自适应包络抓取,同时,手指与水果间接触力可以控制在3~15 N;手指间呈平行分布时可实现对横径65~85 mm的类圆柱形水果(如香瓜等水果)的自适应包络抓取,同时,手指与水果间接触力可以控制在3~15 N。2种情况下都既能稳定抓取水果,又能保护水果不受损伤。本研究设计的装置结构较简单,动作易于自锁,可自适应水果形状及大小,采摘可靠方便。