【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水果抓取领域，具体涉及一种可调整水果位置姿态的柔性机械手及方法。
技术介绍
1、随着果蔬产业的发展，对水果的高效、精确处理需求日益增加。然而，现有的水果抓取技术往往难以适应不同水果的形状和重量，导致在采摘、运输和存储过程中，水果易受损或位置不稳。传统的抓取方法通常依赖于机械夹具或固定装置，这些设备缺乏灵活性，难以应对不同种类和尺寸的水果，导致抓取不稳定，影响果品的外观和品质。
2、此外，现有的处理技术常常在操作过程中无法进行有效的实时调整，尤其是在多种水果混合处理时，无法根据水果的具体形状和大小进行个性化的抓取和定位。缺乏灵活的位姿调整手段使得在不同的作业环境中，机械手的效率和精度受限，从而影响了果蔬产品的质量和流通效率。尤其是在收获和运输环节，水果的损伤率较高，造成了较大的经济损失。因此，开发一种能够实时调整水果位置和姿态的机械手显得尤为重要，以提高作业的效率和果品的安全性。
技术实现思路
1、为了解决
技术介绍
中的问题和缺陷，本专利技术提供了一种可调整水果位置姿态的柔性机械手及方法，通过减速电机模组与同步带的配合，实现对水果的动态位姿调整。
2、本专利技术采用的技术方案如下：
3、一、一种可调整水果位置姿态的柔性机械手
4、包括固定机构、驱动机构、连接机构和手指形定向调整机构；所述固定机构固定安装在外部的机械臂上，用于固定所述柔性机械手；所述驱动机构的一端安装在固定机构上，用于驱动所述柔性机械手的运动；所述手指形定向调
5、所述固定机构包括底板、四个连接柱和电机固定板；所述底板固定安装在外部的机械臂上，四个所述连接柱的一端垂直安装在底板的四角，电机固定板垂直安装在四个连接柱的另一端，驱动机构的一部分布置在底板上且与电机固定板固定连接，驱动机构的另一部分穿过电机固定板开设的通孔布置在远离底板的电机固定板一侧，电机固定板的两端均与连接机构铰接。
6、所述驱动机构包括步进电机、两个滑杆和升降平台；所述步进电机布置在底板上且与电机固定板固定连接，步进电机的步进电机出轴丝杆穿过电机固定板开设的通孔与升降平台螺纹连接，两个滑杆分别穿过升降平台两侧开设的通孔垂直安装在电机固定板上，升降平台的两端均与连接机构铰接。
7、所述连接机构包括两个连接件、两个l型连杆和两个支撑连杆；两个所述l型连杆的一端分别与电机固定板的两端铰接，两个l型连杆的另一端分别与两个所述支撑连杆的一端铰接，两个所述支撑连杆的另一端分别与升降平台的两端铰接，所述手指形定向调整机构通过连接件安装在两个支撑连杆上。
8、所述手指形定向调整机构包括两个对称布置的手指形定向调整组件；两个所述手指形定向调整组件各通过一个连接件安装在两个支撑连杆上；每个所述手指形定向调整组件包括柔性软指、同步带、轴承、两个支撑轴承、驱动齿轮、减速电机模组和两个软指夹板；所述柔性软指的横截面呈等腰三角形，所述轴承安装在柔性软指的三角形顶角开设的限位通孔中，两个软指夹板分别布置在柔性软指底边两侧且均与柔性软指固定连接，两个软指夹板通过连接件固定安装在支撑连杆上，两个所述支撑轴承分别布置在柔性软指的三角形两个底角外侧，所述同步带布置在柔性软指外周，且同步带的内边缘分别与轴承、两个支撑轴承滚动连接；所述驱动齿轮布置在同步带的三角形底边外侧中部，同步带的外边缘与驱动齿轮啮合连接；所述减速电机模组通过减速电机固定支架安装在软指夹板上，减速电机模组的减速电机输出轴穿过软指夹板开设的孔槽与驱动齿轮传动连接。
9、所述柔性机械手还包括激光测距传感器和pid控制系统；所述激光测距传感器固定安装在远离步进电机的两个滑杆的一端，用于测量水果的移动距离；所述pid控制系统分别与步进电机、减速电机模组、激光测距传感器电连接。
10、二、一种柔性机械手的抓取水果位置姿态调整方法
11、包括抓取水果平移位置调整方法和和抓取水果旋转姿态调整方法。
12、所述抓取水果平移位置调整方法：先通过两个手指形定向调整组件夹紧水果，然后根据水果所需的平移距离，通过调整同步带的移动距离进而带动水果移动所需的平移距离。
13、所述抓取水果旋转姿态调整方法：先通过两个手指形定向调整组件夹紧水果，然后根据水果所需的旋转角度，通过调整同步带的移动距离进而带动水果旋转所需的旋转角度。
14、所述抓取水果平移位置调整方法具体为：将水果放置在两个手指形定向调整组件之间，pid控制系统控制步进电机的步进电机出轴丝杆驱动升降平台往靠近步进电机方向移动，进而通过连接机构带动两个手指形定向调整组件夹紧水果；根据水果所需的平移距离，通过pid控制系统控制两个减速电机模组互为反方向转动，带动两个同步带互为反方向运动与水果所需平移距离相同的移动距离，进而带动水果移动所需的平移距离，从而实现水果平移位置调整。
15、所述抓取水果旋转姿态调整方法具体为：将水果放置在两个手指形定向调整组件之间，pid控制系统控制步进电机的步进电机出轴丝杆驱动升降平台往靠近步进电机方向移动，进而通过连接机构带动两个手指形定向调整组件夹紧水果；根据水果所需的旋转角度，采用旋转角度方法处理得到同步带所需的移动距离，然后通过pid控制系统控制两个减速电机模组互为同方向转动，带动两个同步带互为同方向运动所需的移动距离，进而带动水果旋转所需的旋转角度，从而实现水果旋转姿态调整。
16、所述旋转角度方法按以下公式设置：
17、
18、其中，step为同步带所需的移动距离，θ为水果旋转的角度，r为水果的截面半径，π为常数。
19、本专利技术的创新点在于采用的柔性机械手具有动态调整水果姿态的作用，采用的同步带的活动表面具有增强柔性机械手抓取的能力，保证了水果稳定抓取的同时还具有灵活动态调整的有益效果，结合的pid控制系统保证了精确的控制效果，实现了柔性机械手的高稳定性和高精确度，带来了各种复杂操作情境下都能有效实现水果的控制与调整的优势。
20、本专利技术具有的有益效果在于：
21、1、本专利技术中的柔性机械手具备动态调整水果位置与姿态的能力，能够根据不同水果的尺寸进行精准的抓取和调节。
22、2、使用活动的表面(如同步带)可以增强柔性机械手的抓取操纵能力，具有活动表面的机器人手可以驱动被抓取的水果持续运动，且无需断开接触。与其同时，柔性机械手的自适应形变能力可以保证水果抓握时的包裹性，从而保证柔性机械手操作时的抓握稳定性和动态调整的灵活性。
23、3、结合pid控制系统，柔性机械手能够在不同负载和水果大小的情况下，保持同步带的速度一致，确保精确的控制效果。激光测距传感器的应用则为水果的距离检测和位置调整提供了实时反馈，使得柔性机械手能够在操作过程中保持高稳定性和精确度。
24、4、通过精确控制同步带的运动，柔性机械手不仅能够稳固地抓握本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种可调整水果位置姿态的柔性机械手，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的可调整水果位置姿态的柔性机械手，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的可调整水果位置姿态的柔性机械手，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的可调整水果位置姿态的柔性机械手，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的可调整水果位置姿态的柔性机械手，其特征在于：
6.根据权利要求3所述的可调整水果位置姿态的柔性机械手，其特征在于：
7.应用于权利要求1-6所述的柔性机械手的抓取水果位置姿态调整方法，其特征在于，包括抓取水果平移位置调整方法和和抓取水果旋转姿态调整方法：
8.根据权利要求7所述的柔性机械手的调控方法，其特征在于，所述抓取水果平移位置调整方法具体为：
9.根据权利要求7所述的柔性机械手的调控方法，其特征在于，所述抓取水果旋转姿态调整方法具体为：
10.根据权利要求7所述的柔性机械手的调控方法，其特征在于：
【技术特征摘要】
1.一种可调整水果位置姿态的柔性机械手，其特征在于：
2.根据权利要求1所述的可调整水果位置姿态的柔性机械手，其特征在于：
3.根据权利要求2所述的可调整水果位置姿态的柔性机械手，其特征在于：
4.根据权利要求3所述的可调整水果位置姿态的柔性机械手，其特征在于：
5.根据权利要求4所述的可调整水果位置姿态的柔性机械手，其特征在于：
6.根据权利要求3所述的可调整水果位置姿态的柔性机械手，其...
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