CN108718689A - 一种采摘机械手机械装置 - Google Patents

Abstract

一种采摘机械手机械装置，采摘机器人末端执行器、输果机构、机械执行装置和控制系统；机械执行装置包括轮式智能移动平台、采摘机械臂和欠驱动采摘机械手和电动滑台；轮式智能移动平台包括履带底盘、盘面、控制箱、电机控制柜、水果收集箱以及侧面挡板，所述的履带底盘，其上部配合设置盘面，所述的盘面，其一端设置控制箱；电机控制柜固定在轮式智能移动平台的中部；水果收集箱位于采摘机械臂和电机控制柜之间；效率，解决了依靠人工采摘，生长位置超过劳力身高的水果要使用梯子进行作业，效率低，又极其危险，导致采摘更加困难的问题，有利于多种水果的采摘，安全，灵活，高效，节省了水果收获的用工成本。

Description

一种采摘机械手机械装置

技术领域

本发明涉及农业机器人技术领域，具体设计一种采摘机械手机械装置。

背景技术

水果是指多汁且大多数有甜味可直接生吃的植物果实，不但含有丰富的营养且能够帮助消化。水果是对部分可以食用的植物果实和种子的统称。水果有降血压、减缓衰老、减肥瘦身、皮肤保养、明目、抗癌、降低胆固醇补充维生素等保健作用。水果含有人体必需的多种维生素、矿物质、碳水化合物、粗纤维、蛋白质及脂肪等营养素，吃水果不但可口，并能促进身体健康，进而达到防治疾病的目的。

目前水果己成为继粮食、蔬菜之后的第 三大农作物。水果产业在国民经济中具有重要地位。在食品消费结构 中，随着主食消费比重的缓慢下降和副食品消费比重的上升，水果消 费在整个食物消费中的比重也在逐步上升。自1978年中国实行农业结 构调整政策以来，中国的水果产业得到快速发展，1997年一跃成为世 界第一水果生产大国。水果产量从1978年的657万吨增长至1997年的5 089.3万吨。到2006年，中国水果产量己达9599.2万吨，占世界水果产 量的18.1%。除了具有总量优势外，中国许多水果的产量都居于世界前列，2006年中国苹果和梨产量为2605.9万吨和1198.6万吨，分别占世 界产量的40.8%和61.4%，均居于世界第一位。柑橘产量达1591.9万吨 ，占世界产量的50.5%，也居于世界第一位。以上数据显示，苹果、柑 橘、梨是我国水果的主要种植品种，无论是面积还是产量均一直排在前三位。

随着农业科技水平的发展和社会需求的增大，各种水果的种植也越来越多，为水果种植户带来了可观的经济效益，但是其水果飞收获也是种植户们所面临的重要工作，其水果的采摘一般是通过使用大量人工，通过人工进行，其需要人工使用一些登高工具进行人工采摘，水果的种类很多，其中包括苹果、梨、橙子、椰子、柚子等，苹果、梨、橙子、椰子、柚子等水果，其采摘方法目前完全依靠人工采摘，生长位置超过劳力身高的水果要使用梯子进行作业，效率低，又极其危险，从梯子上摔下受伤的情况时有发生，从而增加了采摘工人的采摘难度和发生意外伤害的危险，而椰子、柚子生长的高度甚至二十到三十米，采摘更加困难；又因为所有的水果成熟采摘季节是有限而集中的，再加上劳动力成本上升和紧缺，所以：低效率、高成本的古老作业方法已经远不能适应工业化大生产的需要，极大地限制了林果业的规模和发展，造成使用不便，费事费力，增加了用工成本。

综上所述，针对现有技术中存在的不足之处，有必要提供一种具有新颖性、实用性和创造性的新型新的一种采摘机械手机械装置。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了多功能采果机，解决了依靠人工采摘，生长位置超过劳力身高的水果要使用梯子进行作业，效率低，又极其危险，导致采摘更加困难的问题，有利于多种水果的采摘。

本发明通过以下技术方案来实现：一种采摘机械手机械装置，采摘机器人末端执行器、输果机构、机械执行装置和控制系统；

所述机械执行装置包括轮式智能移动平台、采摘机械臂和欠驱动采摘机械手和电动滑台；

所述轮式智能移动平台包括包括履带底盘、盘面、控制箱、电机控制柜、水果收集箱以及侧面挡板，所述的履带底盘，其上部配合设置盘面，所述的盘面，其一端设置控制箱；电机控制柜固定在轮式智能移动平台的中部；水果收集箱位于采摘机械臂和电机控制柜之间；

所述第一驱动轮总成和第二驱动轮总成均包括驱动轴、轴承、减速器、直流伺服电机、编码器、第三轴承盖、平键、轴承座固定法兰、轴 承、轴承座、第一轴承盖和轮毂联接法兰，第一从动轮总成和第二从动轮总成均包括轴、轴承、 轴承座、轴承盖、轴承座固定法兰和轮毂联接法兰；第一从动轮总成 和第二从动轮总成分别包括的轴与驱动轴不同；

所述采摘机械臂固定在轮式智能移动平台前端的电动滑台上，采摘机械臂的结构包括大臂、小臂、伸缩臂、 两个直流伺服舵机、两个直流伺服电机、水果 下滑管道和漏斗状缓冲节；

采摘机器人末端执行器，包括：执行装置、感知系统 和供电系统组成，其中执行装置由真空吸盘机构、手指夹持机构、激光切断机构组成，真空吸盘机构包括小型气源、真空发生器、真空管、真空波纹吸盘、第一直流伺服电机、齿轮、齿条，真空发生器通过软管和小型气源相连，真空发生器通过真空管与真空波纹吸盘相连，真空波纹吸盘固定于齿条上，齿轮安装于第一直流伺服电机的伸出轴上；手指夹持机构包括两手指、双向螺杆、第二直流伺服电机、第一锥齿轮、第二锥齿轮，其中第 一锥齿轮安装于第二直流伺服电机的伸出轴上，第二锥齿轮安装于双向螺杆的伸出端，

所述控制系统包括工控机、轴运动控制卡、数据采集 卡、直流伺服电机、编码器、AHRS姿态方位参考系统、单目摄像 机组件、双目摄像机、工业级超声波传感器、力传感器、 滑觉传感器、位置传感器、控制电路及电机控制柜。

作为一种选优的技术方案，所述的动力机构包括电动机、减速机、柴油发动机和液压器，其中所述的柴油发动机，其一侧通过皮带与所述履带底盘的主轴配合连接，所述的电动机与减速机的输入轴连接。

作为一种选优的技术方案，所述轮式智能移动平台后端左侧设有工控机，轮式智能移动平台后 端右侧设有锂电池供电箱，给工控机供电的蓄电池和逆变器位于工控机和锂电池供电箱中间，运 动控制卡、数据采集卡分别插装在工控机的PCI插槽内，双目摄 像机位于所述机械手连接框的上侧，智能移动平台前端设 有AHRS姿态方位参考系统和单目摄像机组件。

作为一种选优的技术方案，所述欠驱动采摘机械手、螺杆轴和驱动杆的材料为45号 钢，第一手指关节、第一手指连杆、第二手指关节、手掌、第二手指连杆、连杆、下支撑杆、下底盘、长连接杆、上支撑杆和中间法兰的材料均为尼龙。

作为一种选优的技术方案，所述水果下滑管道内部有多个漏斗状缓冲节，缓冲节由软橡胶材料制成。

作为一种选优的技术方案，所述伸缩臂设置在采摘机械臂末端关节处，伸缩臂还包括传动机构， 传动机构由双向丝杠、圆形滑块、滑槽和滑杆组成；伸缩臂的外部由 第一套筒和第二套筒用螺栓联接在一起，第一套筒上侧开有滑槽，下侧开有腰型通孔，第二套筒上下两侧均开 有滑槽；第一圆形滑块的上下两侧均装有一个第二深沟球轴承和第四深沟球轴承，深沟球轴承卡在滑槽内，第一圆形滑块中间有内螺纹孔；第二圆形滑块上侧装有第一深沟 球轴承，轴承卡在滑槽内，下侧与水果接收篮固定架相连接，第二圆形滑块中间设有内螺纹孔。

作为一种选优的技术方案，所述双向螺杆上具有左旋和右旋两段螺纹，分 别与两手指组成螺旋传动；激光切断机构包括激光器、激光聚焦透镜、第三直流伺服电机，其中激光器通过光纤与聚焦透镜相连，聚焦透镜通过中间连接件安装于第三直流伺服电机的轴上；感知系统包括内部感知和外部感知部分，内部感知部分由3个电机编码器、位于真空管的压力传感器组成，外部感知部分由末端执行器中部的1个远距传感器、两手指前端的2个近距传感器、两手指前端的2个接近传感器、两手指内侧面的三维指力传感器和末端执行器与机械手腕部相 连部位的六维腕力/力矩传感器组成。

作为一种选优的技术方案，所述伸缩臂的结构包括伸缩臂连接架、第一套筒、第一深沟球轴承、滑槽、第二深沟球轴承、第二套筒、直线轴承、机械手连接框、第三深沟球轴承、直线轴承、滑杆、第一圆形滑块、第四深 沟球轴承、水果接收篮固定架、第二圆形滑块、 双向丝杠、第五深沟球轴承、第二轴承盖、第一 联轴器、电机固定法兰和直流伺服电机。

作为一种选优的技术方案，所述电动滑台包括直流伺服电机、联轴器、滑杆、螺杆、滑杆、第一轴承座、机械臂固定滑块、第二轴承座和电机固定架。

采摘机械手机械装置进行的水果采摘方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：水果采摘时，机械臂将采摘机械手送到果实附近；

步骤二：采摘机械手上的位置传感器检测采摘机械手与果实的相对位置，当检 测到果实已进入采摘机械手采摘范围时，直流伺服电机正向转动，采 摘机械手开始抓取果实，压力传感器检测手指和果实之间的夹持力， 并判断是否达到实验所给出的水果所能承受的力阈值；

步骤三：若达到力阈值则采摘机械手停止运动，机械臂模拟人工采摘的上抬动 作，完成果枝与果柄的分离；

步骤四：接下来采摘机械臂伸缩关节回缩，采摘机械手的手指张开，将果实放 入水果接收篮内，最后水果经水果下落管道和缓冲漏斗缓慢地滑落到 水果收集箱内。

与现有技术相比较，本发明的有益效果在于：

（1）本发明结构简单，使用便捷，操作方便，提高了工作效率，解决了依靠人工采摘，生长位置超过劳力身高的水果要使用梯子进行作业，效率低，又极其危险，导致采摘更加困难的问题，有利于多种水果的采摘，安全，灵活，高效，节省了水果收获的用工成本，实用可靠，适应于多种不同树高的水果的采摘需要，提高了水果的采摘效率，降低了劳动强度，机械化程度高，省时省力，节约了水果采摘的用工成本。

（2）在机械臂下方设计水果接收篮和水果下落管道，当果实与果枝分离后直接放入水果接收篮，果实经下落管道直接滑落到水果收集箱内，这样机械臂工作时就会大大减小了机械臂多数关节的旋转角度， 有些关节甚至无需动作，而采摘的效率却提高40%左右，机械臂动作部分能耗也随之降低约40%。

（3）水果下滑管道内部有多个漏斗状缓冲 节，缓冲节由软橡胶材料制成，能够降低果实下滑过程中的速度，从 而减少果实在下滑过程中因碰撞或摩擦引起的损伤；（4）整个机械臂 固定在电动滑台上，在工作时机械臂可以在电动滑台上左右滑动，这 样设计的优点是智能移动平台在果园行间行走一次就可以采摘完其两 侧的果实，整个智能移动平台行走的路程可以减半，行走部分的能耗 可以降低35%-40%。

（4）机械臂末端关节的伸缩臂传动机构由双向丝杠、圆形滑块、滑槽和滑杆等部分组成，当机械臂在采摘水果时机械 手伸进树冠，同时水果接收篮退出树冠，这样既可以减少果实下滑管 道与果枝碰撞而损伤果枝和果胎现象，也可以防止果实下滑管道被果 枝阻挡造成果实滑落不畅的现象。

（5）机械手的旋转关节模拟人工采摘的上台动作，实现果实与果枝的分离，这样设计就是为了避免在采摘机械手上增加复杂的果实分离装置，简化了欠驱动机械手的结构，降低了机械臂末端的重量。

（6）采摘机械臂是根据果园实际使用环境自行研制的，虽然精度与工业机械臂相比还有距离，但是完全能够满足果实采摘的使用要求，而且整个机械臂的成本仅为同类工业机械臂的25%左右，大大降低了果农的使用成本。

（7）可以根据多传感器的信息感知，控制末端执行器执行按照吸附、抓取和分离动作，实现果实的智能化采摘，并保证果实品质。高能锂电池组供电使采摘机器人末端执行器脱离交流电源运行，可以满足田间作业的实际条件。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2是本发明一个实施例的结构俯视图；

图3是本发明一个实施例的结构左视图；

图4是本发明的机械臂的结构图；

图5是本发明的机械臂末端关节剖视图；

图6是本发明的电动滑台结构图之一；

图7是本发明的电动滑台结构图之二；

图8为本发明采摘机器人末端执行器的系统结构图；

图9为本发明摘机器人末端执行器的供电方案示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

结合图1-图9所示：一种采摘机械手机械装置，采摘机器人末端执行器、输果机构、机械执行装置和控制系统；

所述机械执行装置包括轮式智能移动平台、采摘机械臂5和欠驱动采摘机械手2和电动滑台8；

所述轮式智能移动平台包括包括履带底盘(301)、盘面302、控制箱304、电机控制柜15、水果收集箱16以及侧面挡板9，所述的履带底盘301，其上部配合设置盘面302，所述的盘面302，其一端设置控制箱304；电机控制柜15固定在轮式智能移动平台的中部；水果收集箱16位于采摘机械臂5和电机控制柜15之间；

所述第一驱动轮总成19和第二驱动轮总成20均包括驱动轴 77、轴承78、减速器79、直流伺服电机80、编码器 81、第三轴承盖82、平键83、轴承座固定法兰84、轴 承85、轴承座86、第一轴承盖87和轮毂联接法兰76 ，第一从动轮总成23和第二从动轮总成24均包括轴、轴承、轴承座、轴承盖、轴承座固定法兰和轮毂联接法兰；第一从动轮总成23和第二从动轮总成24分别包括的轴与驱动轴77不同；

所述采摘机械臂5固定在轮式智能移动平台前端的电动滑台8上，采摘机械臂5的结构包括大臂26、小臂28、伸缩臂、两个直流伺服舵机25、27、两个直流伺服电机29、51、水果下滑管道4和漏斗状缓冲节30；

采摘机器人末端执行器，包括：执行装置、感知系统 和供电系统组成，其中执行装置由真空吸盘机构、手指夹持机构、激光切断机构组成，真空吸盘机构包括小型气源2021、真空发生器2020、真空管2019、真空波纹吸盘202、第一直流伺服电机2012、齿轮2013、齿条206，真空发生器2020通过软管和小型气源2021相连，真空发生器2020通过真空管2019与 真空波纹吸盘202相连，真空波纹吸盘202固定于齿条206上，齿轮2013安装于第一直流伺服电机2012的伸出轴上；手指夹持机构包括两手指、双向螺杆203、第二直流伺服电机209、第一锥齿轮2010、第二锥齿轮2011，其中第 一锥齿轮2010安装于第二直流伺服电机209的伸出轴上，第二锥齿轮2011安装于双向螺杆203的伸出端，

所述控制系统包括工控机12、轴运动控制卡、数据采集 卡、直流伺服电机、编码器、AHRS姿态方位参考系统7、单目摄像 机组件6、双目摄像机1、工业级超声波传感器、力传感器、 滑觉传感器、位置传感器、控制电路及电机控制柜。

进一步地，所述的动力机构包括电动机303、减速机305、柴油发动机306和液压器307，其中所述的柴油发动机306，其一侧通过皮带与所述履带底盘301的主轴配合连接，所述的电动机303与减速机305的输入轴连接。

进一步地，所述轮式智能移动平台后端左侧设有工控机12，轮式智能移动平台后端右侧设有锂电池供电箱13，给工控机12供电的蓄电池17 和逆变器18位于工控机12和锂电池供电箱13中间，运动控制卡、数据采集卡分别插装在工控机12的PCI插槽内，双目摄像机1位于所述机械手连接框38的上侧，智能移动平台前端设有AHRS姿态方位参考系统7和单目摄像机组件6。

进一步地，所述欠驱动采摘机械手2、螺杆轴75和驱动杆67的材料为45号 钢，第一手指关节61、第一手指连杆62、第二手指关节63 、手掌64、第二手指连杆65、连杆66、下支撑杆69 、下底盘70、长连接杆72、上支撑杆73和中间法兰 74的材料均为尼龙。

进一步地，所述水果下滑管道4内部有多个漏斗状缓冲节，缓冲节由软橡胶材料制成。

进一步地，所述伸缩臂设置在采摘机械臂5末端关节处，伸缩臂还包括传动机构，传动机构由双向丝杠、圆形滑块、滑槽和滑杆组成；伸缩臂的外部由第一套筒32和第二套筒36用螺栓联接在一起，第一套筒32 上侧开有滑槽，下侧开有腰型通孔，第二套筒36上下两侧均开有滑槽；第一圆形滑块42的上下两侧均装有一个第二深沟球轴承35和第四深沟球轴承43，深沟球轴承卡在滑槽内，第一圆形滑块42中间有内螺纹孔；第二圆形滑块45上侧装有第一深沟球轴承33，轴承卡在滑槽内，下侧与水果接收篮固定架44相 连接，第二圆形滑块45中间设有内螺纹孔。

进一步地，所述双向螺杆203上具有左旋和右旋两段螺纹，分别与两手指201组成螺旋传动；激光切断机构包括激光器2017、激光聚焦透镜 205、第三直流伺服电机204，其中激光器2017通过光纤与聚焦透镜205相连，聚焦透镜205通过中间连接件安装于第三直流伺服电机204的轴上；感知系统包括内部感知和外部感知部分，内部感知部分由3个电机编码器、位于真空管2019的压力传感器2018组成，外部感知部分由末端执行器中部的1个远距传感器208、两手指前端的2个近距传感器2016、两手指前端的2个接近传感器2014、两手指内侧面的三维指力传感器2015和末端执行器与机械手腕部相连部位的六维腕力/力矩传感器207组成。

进一步地，所述伸缩臂的结构包括伸缩臂连接架31、第一套筒32、第一深沟球轴承33、滑槽34、第二深沟球轴承35、第二套筒36、直线轴承37、机械手连接框38、第三深沟球轴承 39、直线轴承40、滑杆41、第一圆形滑块42、第四深 沟球轴承43、水果接收篮固定架44、第二圆形滑块45、 双向丝杠46、第五深沟球轴承47、第二轴承盖48、第一 联轴器49、电机固定法兰50和直流伺服电机51。

进一步地，所述电动滑台8包括直流伺服电机52、联轴器53、滑杆 54、螺杆55、滑杆56、第一轴承座57、机械臂固定滑块58、第二轴承座59和电机固定架60。

采摘机械手机械装置进行的水果采摘方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：水果采摘时，机械臂将采摘机械手送到果实附近；

步骤二：采摘机械手上的位置传感器检测采摘机械手与果实的相对位置，当检测到果实已进入采摘机械手采摘范围时，直流伺服电机正向转动，采摘机械手开始抓取果实，压力传感器检测手指和果实之间的夹持力，并判断是否达到实验所给出的水果所能承受的力阈值；

步骤三：若达到力阈值则采摘机械手停止运动，机械臂模拟人工采摘的上抬动作，完成果枝与果柄的分离；

步骤三：接下来采摘机械臂伸缩关节回缩，采摘机械手的手指张开，将果实放入水果接收篮内，最后水果经水果下落管道和缓冲漏斗缓慢地滑落到水果收集箱内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种采摘机械手机械装置，其特征在于，采摘机器人末端执行器、输果机构、机械执行装置和控制系统；

所述机械执行装置包括轮式智能移动平台、采摘机械臂（5）和欠驱动采摘机械手（2）和电动滑台（8）；

所述轮式智能移动平台包括包括履带底盘(301)、盘面(302)、控制箱(304)、电机控制柜（15）、水果收集箱（16）以及侧面挡板（9），所述的履带底盘(301)，其上部配合设置盘面(302)，所述的盘面(302)，其一端设置控制箱(304)；电机控制柜（15）固定在轮式智能移动平台的中部；水果收集箱（16）位于采摘机械臂（5）和电机控制柜（15）之间；

所述第一驱动轮总成（19）和第二驱动轮总成（20）均包括驱动轴（ 77）、轴承（78）、减速器（79）、直流伺服电机（80）、编码器（ 81）、第三轴承盖（82）、平键（83）、轴承座固定法兰（84）、轴 承（85）、轴承座（86）、第一轴承盖（87）和轮毂联接法兰（76） ，第一从动轮总成（23）和第二从动轮总成（24）均包括轴、轴承、轴承座、轴承盖、轴承座固定法兰和轮毂联接法兰；第一从动轮总成（23）和第二从动轮总成（24）分别包括的轴与驱动轴（77）不同；

所述采摘机械臂（5）固定在轮式智能移动平台前端的电动滑台（8）上，采摘机械臂（5）的结构包括大臂（26）、小臂（28）、伸缩臂、两个直流伺服舵机（25、27）、两个直流伺服电机（29、51）、水果下滑管道（4）和漏斗状缓冲节（30）；

采摘机器人末端执行器，包括：执行装置、感知系统 和供电系统组成，其中执行装置由真空吸盘机构、手指夹持机构、激光切断机构组成，真空吸盘机构包括小型气源(2021)、真空发生器(2020)、真空管(2019)、真空波纹吸盘(202)、第一直流伺服电机(2012)、齿轮(2013)、齿条(206)，真空发生器(2020)通过软管和小型气源(2021)相连，真空发生器(2020)通过真空管(2019)与 真空波纹吸盘(202)相连，真空波纹吸盘(202)固定于齿条(206)上，齿轮(2013) 安装于第一直流伺服电机(2012)的伸出轴上；手指夹持机构包括两手指、双向螺杆(203)、第二直流伺服电机(209)、第一锥齿轮(2010)、第二锥齿轮(2011)，其中第 一锥齿轮(2010)安装于第二直流伺服电机(209)的伸出轴上，第二锥齿轮(2011) 安装于双向螺杆(203)的伸出端，

所述控制系统包括工控机（12）、轴运动控制卡、数据采集 卡、直流伺服电机、编码器、AHRS姿态方位参考系统（7）、单目摄像 机组件（6）、双目摄像机（1）、工业级超声波传感器、力传感器、 滑觉传感器、位置传感器、控制电路及电机控制柜。

2.根据权利要求1所述的一种采摘机械手机械装置，其特征在于，所述的动力机构包括电动机(303)、减速机(305)、柴油发动机(306)和液压器(307)，其中所述的柴油发动机(306)，其一侧通过皮带与所述履带底盘(301)的主轴配合连接，所述的电动机(303)与减速机(305)的输入轴连接。

3.根据权利要求1所述的一种采摘机械手机械装置，其特征在于，所述轮式智能移动平台后端左侧设有工控机（12），轮式智能移动平台后 端右侧设有锂电池供电箱（13），给工控机（12）供电的蓄电池（17 ）和逆变器（18）位于工控机（12）和锂电池供电箱（13）中间，运动控制卡、数据采集卡分别插装在工控机（12）的PCI插槽内，双目摄像机（1）位于所述机械手连接框（38）的上侧，智能移动平台前端设有AHRS姿态方位参考系统（7）和单目摄像机组件（6）。

4.根据权利要求1所述的一种采摘机械手机械装置，其特征在于，所述欠驱动采摘机械手（2）、螺杆轴（75）和驱动杆（67）的材料为45号 钢，第一手指关节（61）、第一手指连杆（62）、第二手指关节（63 ）、手掌（64）、第二手指连杆（65）、连杆（66）、下支撑杆（69 ）、下底盘（70）、长连接杆（72）、上支撑杆（73）和中间法兰（ 74）的材料均为尼龙。

5.根据权利要求1所述的一种采摘机械手机械装置，其特征在于，所述水果下滑管道（4）内部有多个漏斗状缓冲节，缓冲节由软橡胶材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种采摘机械手机械装置，其特征在于，所述伸缩臂设置在采摘机械臂（5）末端关节处，伸缩臂还包括传动机构，传动机构由双向丝杠、圆形滑块、滑槽和滑杆组成；伸缩臂的外部由第一套筒（32）和第二套筒（36）用螺栓联接在一起，第一套筒（32）上侧开有滑槽，下侧开有腰型通孔，第二套筒（36）上下两侧均开有滑槽；第一圆形滑块（42）的上下两侧均装有一个第二深沟球轴承（35）和第四深沟球轴承（43），深沟球轴承卡在滑槽内，第一圆形滑块（42）中间有内螺纹孔；第二圆形滑块（45）上侧装有第一深沟球轴承（33），轴承卡在滑槽内，下侧与水果接收篮固定架（44）相 连接，第二圆形滑块（45）中间设有内螺纹孔。

7.根据权利要求1所述的一种采摘机械手机械装置，其特征在于，所述双向螺杆(203)上具有左旋和右旋两段螺纹，分别与两手指(201)组成螺旋传动；激光切断机构包括激光器(2017)、激光聚焦透镜 (205)、第三直流伺服电机(204)，其中激光器(2017)通过光纤与聚焦透镜(205)相连，聚焦透镜(205)通过中间连接件安装于第三直流伺服电机(204)的轴上；感知系统包括内部感知和外部感知部分，内部感知部分由3个电机编码器、位于真空 管(2019)的压力传感器(2018)组成，外部感知部分由末端执行器中部的1个远距传感器(208)、两手指前端的2个近距传感器(2016)、两手指前端的2个接近传感器(2014)、两手指内侧面的三维指力传感器(2015)和末端执行器与机械手腕部相连部位的六维腕力/力矩传感器(207)组成。

8.根据权利要求1所述的一种采摘机械手机械装置，其特征在于，所述伸缩臂的结构包括伸缩臂连接架（31）、第一套筒（32）、第一深沟球轴承（33）、滑槽（34）、第二深沟球轴承（35）、第二套筒（36）、直线轴承（37）、机械手连接框（38）、第三深沟球轴承（ 39）、直线轴承（40）、滑杆（41）、第一圆形滑块（42）、第四深 沟球轴承（43）、水果接收篮固定架（44）、第二圆形滑块（45）、 双向丝杠（46）、第五深沟球轴承（47）、第二轴承盖（48）、第一 联轴器（49）、电机固定法兰（50）和直流伺服电机（51）。

9.根据权利要求8所述的一种采摘机械手机械装置，其特征在于，所述电动滑台（8）包括直流伺服电机（52）、联轴器（53）、滑杆（ 54）、螺杆（55）、滑杆（56）、第一轴承座（57）、机械臂固定滑块（58）、第二轴承座（59）和电机固定架（60）。

10.根据权利要求1所述的一种采摘机械手机械装置，其特征在于，采摘机械手机械装置进行的水果采摘方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：水果采摘时，机械臂将采摘机械手送到果实附近；

步骤二：采摘机械手上的位置传感器检测采摘机械手与果实的相对位置，当检测到果实已进入采摘机械手采摘范围时，直流伺服电机正向转动，采摘机械手开始抓取果实，压力传感器检测手指和果实之间的夹持力，并判断是否达到实验所给出的水果所能承受的力阈值；

步骤三：若达到力阈值则采摘机械手停止运动，机械臂模拟人工采摘的上抬动作，完成果枝与果柄的分离；

步骤三：接下来采摘机械臂伸缩关节回缩，采摘机械手的手指张开，将果实放入水果接收篮内，最后水果经水果下落管道和缓冲漏斗缓慢地滑落到水果收集箱内。