CN108934450A - 桃子的自适应采摘装置及其采摘方法 - Google Patents

Abstract

公开了一种桃子的自适应采摘装置及其采摘方法，采摘装置包括采摘模块，收集模块，扭断模块，驱动模块；其中采摘模块为采桃的末端执行器，收集模块设置于采摘模块正下方，扭断模块与收集模块另一端连接，驱动模块设置于扭断模块下方。进一步地，本发明通过各种传动机构和必要的连接、支撑机构的有机结合，过钢丝绳传动可执行抓桃、放桃、扭转等动作。自适应的机械手保证了无损采摘，各个模块的结合同时保证了采摘效率。

Description

桃子的自适应采摘装置及其采摘方法

技术领域

本发明涉及一种农业机械技术领域，特别是一种桃子的自适应采摘装置及其采摘方法。

背景技术

在经济下行与产量猛增、结构失调、劳动力成本上升的挤压效应下，桃子产业出现瓶颈期，呈现数量多却质量差，成本高却收益低的现象，主要原因在于人工采摘的效率较低，成本较高，且出现了采摘和运输过程中优质桃的损伤问题。现有市场主要有两类桃子采摘机器：

一类主要为极简类。极简类的采摘部分一般由采摘爪和长杆构成，虽然方便使用，但是只具有增加采摘距离的作用，且存在着损伤桃子的风险

一类主要为机车类。机车类的采摘机构安装于小车上，采摘较为自动化，小车主要发挥收集、运输桃子的作用，但是在密集的桃林里，松软的土地上，小车的机动性较差，较难控制，不利于采摘效率的提高。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

为解决上述现有技术的不足之处，本发明提供一种桃子的自适应采摘装置及其采摘方法，自适应采桃助手既具有极简类的简单易操作的特点，又具有机车类自动化采摘的特点。在控制操作方面，控制端设置于与小臂贴合的护手套上，操作形式则是利用自行车的刹车把手进行控制；在自动化方面，充分利用人眼定位的优势，通过简单的操作自动实现机械手的抓取、扭转运动。本发明的装置具有较高的智能化程度并提高了采摘和收集效率。

本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。

本发明的一个方面，一种桃子的自适应采摘装置包括采摘模块、收集模块、扭断模块和驱动模块，收集模块一端设置于采摘模块正下方，扭断模块与收集模块另一端连接，驱动模块设置于扭断模块下方，采摘模块包括，

第一手指，其具备三个自由度，

第一补充滑块支架，连接第一后钢丝绳的第一补充滑块支架致动所述第一手指，

第二手指，其具备三个自由度，

第二补充滑块支架，连接第二后钢丝绳的第二补充滑块支架致动所述第二手指，

第三手指，其具备三个自由度，

第三补充滑块支架，连接第三后钢丝绳的第三补充滑块支架致动所述第三手指，

收集模块包括，

第一过渡架，连接所述第二手指的第一过渡架设有第一左碳杆和第一右碳杆，第一左碳杆和第一右碳杆之间设有第一常闭弹簧，第一常闭弹簧连接第一收集滑轮，

第二过渡架，连接所述第一手指的第二过渡架设有第二左碳杆和第二右碳杆，第二左碳杆和第二右碳杆之间设有第二常闭弹簧，第二常闭弹簧连接第二收集滑轮，

第三过渡架，连接所述第三手指I的第三过渡架设有第三左碳杆和第三右碳杆，第三左碳杆和第三右碳杆之间设有第三常闭弹簧，第三常闭弹簧连接第三收集滑轮，

收集袋，其容纳在第一过渡架，第二过渡架和第三过渡架之间，

扭断模块包括，

电机，其经由联轴器提供扭断动力至主轴，

端盖，经由主轴驱动的端盖致动第一外滑轨、第二外滑轨和第三外滑轨旋转，其中，上层外滑块与下层外滑块分别连接第一外滑轨、第二外滑轨和第三外滑轨，

外圈盖和上层内圆盖之间设有第一内滑轨、第二内滑轨和第三内滑轨，其中，上层内滑块和下层内滑块经由第二轴承连接第一内滑轨、第二内滑轨和第三内滑轨，

第一扭转钢丝绳穿过上层内滑块和下层内滑块的第一端孔内，

第二扭转钢丝绳穿过上层内滑块和下层内滑块的第二端孔内，

第三扭转钢丝绳穿过上层内滑块和下层内滑块的第三端孔内，

驱动模块包括，

从左至右依次安装于左碳杆和右碳杆的前固定支架、后固定支架、电柜、前碳杆固定架和后碳杆固定支架，

固定于把手前端的销轴穿过手控滑轮内孔中；

左拉簧前端固定于前固定支架的左固定端，左拉簧后端固定于把手的左固定端，

右拉簧前端固定于前固定支架的右固定端，右拉簧后端固定于把手的右固定端；

前碳杆固定架、后碳杆固定架固定于臂套后端；

手控钢丝绳前端与第一扭转钢丝绳、第二扭转钢丝绳、第三扭转钢丝绳的尾端相连，手控钢丝绳穿过前固定支架上孔中并绕在手控滑轮上。

在所述的桃子的自适应采摘装置中，第一远指指腹与第一中指指腹连接，第一远指指背与第一上连杆连接；第一中指两边分别与第一中左连杆和第一中右连杆连接，第一中指的下端与第一近指连接；第一上连杆下端的两边分别与第一中左连杆和第一中右连杆连接；第一下左连杆与第一中左连杆连接，第一下右连杆与第一中右连杆连接；第一近指下端与第一补充滑块支架前端连接，第一手指滑块套于第一补充滑块支架中，第一导轨与第一手指滑块配合；第一连接板下端两孔与第一导轨相连，第一左碳板与第一连接板左边连接，第一右碳板与第一连接板右边连接；第一前滑轮支架左边与第一左碳板前端连接，第一前滑轮支架右边与第一右碳板前端连接，第一手指前滑轮安装于第一前滑轮支架内；第一后滑轮支架左边与第一左碳板后端连接，第一后滑轮支架右边与第一右碳板后端连接，第一手指后滑轮安装于第一后滑轮支架内；第一左三角杆中角端与第一下左连杆连接，第一右三角杆中角端与第一下右连杆连接；第一左三角杆小角端与第一滑杆左端连接，第一滑杆穿过第一左碳板斜槽、第一右碳板斜槽中，第一滑杆右端与第一右三角杆小角端连接；第一左三角杆大角端与第一补充滑块支架左端连接，第一右三角杆大角端与第一补充滑块支架右端连接；第一碳杆连接架两边分别与第一左碳板、第一右碳板连接，第一碳杆连接架与固定环第一端连接；第一中近指弹簧上端与第一远指下端相连，第一中近指弹簧下端与第一中指下端连接；第一中近指弹簧上端与第一上连杆下端连接，第一中近指弹簧下端与第一近指下端连接；第一后钢丝绳前端与第一补充滑块支架后端相连，第一后钢丝绳绕过第一手指后滑轮，穿过上层外滑块和下层外滑块第一端的孔内；第一前钢丝绳前端与第一补充滑块支架相连，并绕过第一手指前滑轮、第一收集滑轮，穿过第一过渡架，第一前钢丝绳后端与第一常闭弹簧相连并固定于第一连接件上。

在所述的桃子的自适应采摘装置中，第二远指指腹与第二中指指腹连接，第二远指指背与第二上连杆连接；第二中指两边分别与第二中左连杆和第二中右连杆连接，第二中指的下端与第二近指连接；第二上连杆下端的两边分别与第二中左连杆和第二中右连杆连接；第二下左连杆与第二中左连杆连接，第二下右连杆与第二中右连杆连接；第二近指下端与第二补充滑块支架前端连接，第二手指滑块套于第二补充滑块支架中，第二导轨与第二手指滑块配合；第二连接板下端两孔与第二导轨相连，第二左碳板与第二连接板左边连接，第二右碳板与第二连接板右边连接；第二前滑轮支架左边与第二左碳板前端连接，第二前滑轮支架右边与第二右碳板前端连接，第二手指前滑轮安装于第二前滑轮支架内；第二后滑轮支架左边与第二左碳板后端连接，第二后滑轮支架右边与第二右碳板后端连接，第二手指后滑轮安装于第二后滑轮支架内；第二左三角杆中角端与第二下左连杆连接，第二右三角杆中角端与第二下右连杆连接；第二左三角杆小角端与第二滑杆左端连接，第二滑杆穿过第二左碳板斜槽、第二右碳板斜槽中，第二滑杆右端与第二右三角杆小角端连接；第二左三角杆大角端与第二补充滑块支架左端连接，第二右三角杆大角端与第二补充滑块支架右端连接；第二碳杆连接架两边分别与第二左碳板、第二右碳板连接，第二碳杆连接架与固定环第二端连接；第二中近指弹簧上端与第二远指下端相连，第二中近指弹簧下端与第二中指下端连接；第二中近指弹簧上端与第二上连杆下端连接，第二中近指弹簧下端与第二近指下端连接；第二后钢丝绳前端与第二补充滑块支架后端相连，第二后钢丝绳绕过第二手指后滑轮，穿过上层外滑块和下层外滑块第二端的孔内；第二前钢丝绳前端与第二补充滑块支架相连，并绕过第二手指前滑轮、第二收集滑轮，穿过第二过渡架，第二前钢丝绳后端与第二常闭弹簧相连并固定于第二连接件上。

在所述的桃子的自适应采摘装置中，第三远指指腹与第三中指指腹连接，第三远指指背与第三上连杆连接；第三中指两边分别与第三中左连杆和第三中右连杆连接，第三中指的下端与第三近指连接；第三上连杆下端的两边分别与第三中左连杆和第三中右连杆连接；第三下左连杆与第三中左连杆连接，第三下右连杆与第三中右连杆连接；第三近指下端与第三补充滑块支架前端连接，第三手指滑块套于第三补充滑块支架中，第三导轨与第三手指滑块配合；第三连接板下端两孔与第三导轨相连，第三左碳板与第三连接板左边连接，第三右碳板与第三连接板右边连接；第三前滑轮支架左边与第三左碳板前端连接，第三前滑轮支架右边与第三右碳板前端连接，第三手指前滑轮安装于第三前滑轮支架内；第三后滑轮支架左边与第三左碳板后端连接，第三后滑轮支架右边与第三右碳板后端连接，第三手指后滑轮安装于第三后滑轮支架内；第三左三角杆中角端与第三下左连杆连接，第三右三角杆中角端与第三下右连杆连接；第三左三角杆小角端与第三滑杆左端连接，第三滑杆穿过第三左碳板斜槽、第三右碳板斜槽中，第三滑杆右端与第三右三角杆小角端连接；第三左三角杆大角端与第三补充滑块支架左端连接，第三右三角杆大角端与第三补充滑块支架右端连接；第三碳杆连接架两边分别与第三左碳板、第三右碳板连接，第三碳杆连接架与固定环第三端连接；第三中近指弹簧上端与第三远指下端相连，第三中近指弹簧下端与第三中指下端连接；第三中近指弹簧上端与第三上连杆下端连接，第三中近指弹簧下端与第三近指下端连接；第三后钢丝绳前端与第三补充滑块支架后端相连，第三后钢丝绳绕过第三手指后滑轮，穿过上层外滑块和下层外滑块第三端的孔内；第三前钢丝绳前端与第三补充滑块支架相连，并绕过第三手指前滑轮、第三收集滑轮，穿过第三过渡架，第三前钢丝绳后端与第三常闭弹簧相连并固定于第三连接件上。

在所述的桃子的自适应采摘装置中，第一左碳杆下端插入碳杆中心座第一端左孔，第一右碳杆下端插入碳杆中心座第一端右孔，第二左碳杆下端插入碳杆中心座第二端左孔，第二右碳杆下端插入碳杆中心座第二端右孔，第三左碳杆下端插入碳杆中心座第三端左孔，第三右碳杆下端插入碳杆中心座第三端右孔；第一连接件左孔穿入第一左碳杆，第一连接件右孔穿入第一右碳杆，第二连接件左孔穿入第二左碳杆，第二连接件右孔穿入第二右碳杆，第三连接件左孔穿入第三左碳杆，第三连接件右孔穿入第三右碳杆；第一过渡架左孔穿入第一左碳杆，第一过渡架右孔穿入第一右碳杆，第二过渡架左孔穿入第二左碳杆，第二过渡架右孔穿入第二右碳杆，第三过渡架左孔穿入第三左碳杆，第三过渡架右孔穿入第三右碳杆；固定环第一端左孔穿入第一左碳杆，固定环第一端右孔穿入第一右碳杆，固定环第二端左孔穿入第二左碳杆，固定环第二端右孔穿入第二右碳杆，固定环第三端左孔穿入第三左碳杆，固定环第三端右孔穿入第三右碳杆；第一收集滑轮安装于固定环第一端，第二收集滑轮安装于固定环第二端，第三收集滑轮安装于固定环第三端；第一常闭弹簧固定在第一连接件上，第二常闭弹簧固定在第二连接件上；第三常闭弹簧固定在第三连接件上；收集袋固定于固定环上。

在所述的桃子的自适应采摘装置中，电机内置于电机外壳中，电机盖固定于电机顶部，电机主轴通过联轴器与主轴下端相连并穿过下层内圆盖；主轴依次穿过上层内圆盖、外圈、外圈盖，最后主轴上端安装于端盖内孔中，端盖与收集模块相连；外圈盖与外圈上部相连，上层内圆盖与外圈下部相连，第一轴承内置于外圈盖中并安装于主轴上部轴颈端；第一内滑轨、第二内滑轨、第三内滑轨依次穿过外圈盖、外圈、上层内滑块、下层内滑块、上层内圆盖的三个孔中；上层外滑块与下层外滑块相连，第二轴承内置于上层内滑块、下层内滑块与上层外滑块、下层外滑块之间；上层内圆盖与下层内圆盖相连，上层外圆盖与下层外圆盖相连，第三轴承内置于上层内圆盖、下层内圆盖与上层外圆盖、下层外圆盖之间；第一外滑轨、第二外滑轨、第三外滑轨依次穿过端盖、上层外滑块、下层外滑块、上层外圆盖、下层外圆盖的三个孔中；电机外壳与驱动模块相连。

在所述的桃子的自适应采摘装置中，前碳杆固定架、后碳杆固定支架固定于臂套上；左导杆穿过把手左孔中，右导杆穿过把手右孔中；开关设置于把手的孔内；左导杆前端安装于前固定支架的左孔中，左导杆后端安装于后固定支架的左孔中；右导杆前端安装于前固定支架的右孔中，右导杆后端安装于后固定支架的右孔中。

在所述的桃子的自适应采摘装置中，端盖带动第一外滑轨、第二外滑轨、第三外滑轨旋转，从而带动上层外滑块、下层外滑块、上层外圆盖、下层外圆盖旋转；电机盖、下层内圆盖、上层内圆盖、外圈、外圈盖都是固定不动的，从而第一内滑轨、第二内滑轨、第三内滑轨固定不动，则上层内滑块和下层内滑块固定不动；则上层外滑块和下层外滑块相对于上层内滑块和下层内滑块旋转，且上层内滑块、下层内滑块和上层外滑块、下层外滑块可沿第一内滑轨、第二内滑轨、第三内滑轨、第一外滑轨、第二外滑轨、第三外滑轨上下做直线运动。

在所述的桃子的自适应采摘装置中，手握把手作为动力源，带动手控钢丝绳向后运动，手控钢丝绳带动第一扭转钢丝绳、第二扭转钢丝绳、第三扭转钢丝绳同时向后运动，下层内滑块和上层内滑块在第一扭转钢丝绳、第二扭转钢丝绳、第三扭转钢丝绳的带动下也向后运动，此时上层外滑块和下层外滑块与上层内滑块和下层内滑块同步向后运动，与上层外滑块和下层外滑块连接的第一后钢丝绳、第二后钢丝绳、第三后钢丝绳带动第一补充滑块支架、第二补充滑块支架、第三补充滑块支架向后滑动，从而使三根机械手指张开；手松把手，第一补充滑块支架、第二补充滑块支架、第三补充滑块支架带动上层外滑块和下层外滑块向前运动，此时上层外滑块和下层外滑块与上层内滑块和下层内滑块同步向前运动，与下层内滑块和上层内滑块连接的第一扭转钢丝绳、第二扭转钢丝绳、第三扭转钢丝绳也向前运动，最终手控钢丝绳向前运动。

根据本发明的另一方面，一种利用所述的桃子的自适应采摘装置的采摘方法步骤包括：

第一步骤中，手握把手作为动力源，带动手控钢丝绳向后运动，手控钢丝绳带动第一扭转钢丝绳、第二扭转钢丝绳、第三扭转钢丝绳同时向后运动，下层内滑块和上层内滑块在第一扭转钢丝绳、第二扭转钢丝绳、第三扭转钢丝绳的带动下也向后运动，此时上层外滑块和下层外滑块与上层内滑块和下层内滑块同步向后运动，与上层外滑块和下层外滑块连接的第一后钢丝绳、第二后钢丝绳、第三后钢丝绳带动第一补充滑块支架、第二补充滑块支架、第三补充滑块支架向后滑动，从而使三根机械手指张开，

第二步骤中，手松把手，第一补充滑块支架、第二补充滑块支架、第三补充滑块支架带动上层外滑块和下层外滑块向前运动，此时上层外滑块和下层外滑块与上层内滑块和下层内滑块同步向前运动，与下层内滑块和上层内滑块连接的第一扭转钢丝绳、第二扭转钢丝绳、第三扭转钢丝绳也向前运动，第一后钢丝绳、第二后钢丝绳、第三后钢丝绳带动第一补充滑块支架、第二补充滑块支架、第三补充滑块支架向前滑动，从而使第一、第二和第三机械手指保持桃子，

第三步骤中，上层外滑块和下层外滑块相对于上层内滑块和下层内滑块旋转，且上层内滑块、下层内滑块和上层外滑块、下层外滑块沿第一内滑轨、第二内滑轨、第三内滑轨、第一外滑轨、第二外滑轨、第三外滑轨上下做直线运动，扭断模块扭断桃子，桃子从第一、第二和第三手指落下进入收集袋中。

本发明具有以下有益效果：与现有市场产品相比，本发明一种自适应采桃机械手，在模仿人工采桃的基本运动下，一共分为四个模块，分别为采摘模块、收集模块、扭断模块及驱动模块，本发明通过在各个模块的协调运动下，实现桃子的高效率无损采摘。

进一步地，机械传动结构体现在每一模块上。采摘模块包括三根三自由度机械手指及三组滑块机构，实现手指运动与滑块运动的耦合。扭断模块的内外滑块实现直线运动与扭转运动的协调控制。驱动模块的通过钢丝绳传动控制机械手的开合。分离模块的垂直传动的锥齿轮控制漏勺的翻转运动。控制电路装在驱动模块处，便于使用者操作且保证外形的美观。操作时拉控制把手即可实现机械手开合的设计，按下控制按钮，即可实现机械手的扭转运动。另外，结构紧凑，轻量化的设计增加实用性，尽量减少操作者的重量负担，提高采摘效率。

综上所述，本发明在设计理念上，机械结构设计上有以下创新点与优势：

1.实现无损采摘。从理论计算和实验两个角度对机械手抓力进行了分析，在桃子的可承受抓力范围内，且采摘过程中，抓力稳定；自适应机械手多余自由度由桃子外形约束，避免了桃子的局部损伤；

2.人机交互设计。专门设置控制模块，以现有的自行车手刹把手作为控制末端，在充分发挥人的主观能动性下，仅靠简单的操作即可控制机械手采摘，易操作且省力；

3.高效率采摘。采摘执行末端机械手手心中空的设计，使得前一次的采摘套可以落入收集框中，进而实现一次工作周期完成两个桃子的采摘；电机扭转代替人手扭转，既保证了采摘的可靠性，也加快了采摘速度，减少人的负担。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。

附图说明

通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。

在附图中：

图1是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的结构示意图；

图2是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的第一手指的左视图，由于第一左碳板会影响图片展示效果，故隐去了第一左碳板；

图3是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的第一手指的右视图，由于第一右碳板会影响图片展示效果，故隐去了第一右碳板；

图4是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的第二手指的左视图，由于第二左碳板会影响图片展示效果，故隐去了第二左碳板；

图5是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的第二手指的右视图，由于第二右碳板会影响图片展示效果，故隐去了第二右碳板；

图6是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的第三手指的左视图，由于第三左碳板会影响图片展示效果，故隐去了第三左碳板；

图7是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的第三手指的右视图，由于第三右碳板会影响图片展示效果，故隐去了第三右碳板；

图8是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的收集模块结构示意图；

图9是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的扭断模块剖面示意图；

图10是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的扭断模块俯视示意图；

图11是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的驱动模块结构示意图；

图12是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的驱动模块的俯视示意图；

图13是根据本发明一个实施例的使用桃子的自适应采摘装置的采摘方法的步骤示意图。

图中：A-采摘模块，B-收集模块，C-扭断模块，D-驱动模块；

I-第一手指，II-第二手指，III-第三手指；

1-第一远指，2-第一中指，3-第一近指，4-第一上连杆，5-第一中左连杆，6-第一中右连杆，7-第一下左连杆，8-第一下右连杆，9-第一左三角杆，10-第一右三角杆，11-第一左碳板，12-第一右碳板，13-第一连接板，14-第一导轨，15-第一补充滑块支架，16-第一手指滑块，17-第一手指后滑轮，18-第一后滑轮支架，19-第一手指前滑轮，20-第一前滑轮支架，21-第一碳杆连接架，22-第一中近指弹簧，23-第一中远指弹簧，24-第一后钢丝绳，25-第一前钢丝绳，26-第一滑杆，27-第二远指，28-第二中指，29-第二近指，30-第二上连杆，31-第二中左连杆，32-第二中右连杆，33-第二下左连杆，34-第二下右连杆，35-第二左三角杆，36-第二右三角杆，37-第二左碳板，38-第二右碳板，39-第二连接板，40-第二导轨，41-第二补充滑块支架，42-第二手指滑块，43-第二手指后滑轮，44-第二后滑轮支架，45-第二手指前滑轮，46-第二前滑轮支架，47-第二碳杆连接架，48-第二中近指弹簧，49-第二中远指弹簧，50-第二后钢丝绳，51-第二前钢丝绳，52-第二滑杆，53-第三远指，54-第三中指，55-第三近指，56-第三上连杆，57-第三中左连杆，58-第三中右连杆，59-第三下左连杆，60-第三下右连杆，61-第三左三角杆，62-第三右三角杆，63-第三左碳板，64-第三右碳板，65-第三连接板，66-第三导轨，67-第三补充滑块支架，68-第三手指滑块，69-第三手指后滑轮，70-第三后滑轮支架，71-第三手指前滑轮，72-第三前滑轮支架，73-第三碳杆连接架，74-第三中近指弹簧，75-第三中远指弹簧，76-第三后钢丝绳，77-第三前钢丝绳，78-第三滑杆，79-固定环，80-第一过渡架，81-第二过渡架，82-第三过渡架，83-第一连接件，84-第二连接件，85-第三连接件，86-碳杆中心座，87-第一左碳杆，88-第一右碳杆，89-第二左碳杆，90-第二右碳杆，91-第三左碳杆，92-第三右碳杆，93-第一收集滑轮，94-第二收集滑轮，95-第三收集滑轮，96-第一常闭弹簧，97-第二常闭弹簧，98-第三常闭弹簧，99-收集袋，100-端盖，101-主轴，102-联轴器，103-电机，104-电机外壳，105-电机盖，106-下层内圆盖，107-下层外圆盖，108-上层内圆盖，109-上层外圆盖，110-外圈，111-外圈盖，112-上层内滑块，113-上层外滑块，114-下层内滑块，115-下层外滑块，116-第一内滑轨，117-第二内滑轨，118-第三内滑轨，119-第一外滑轨，120-第二外滑轨，121-第三外滑轨，122-第一轴承，123-第二轴承，124-第三轴承，125-第一扭转钢丝绳，126-第二扭转钢丝绳，127-第三扭转钢丝绳，128-左碳杆，129-右碳杆，130-前固定支架，131-后固定支架，132-左导杆，133-右导杆，134-把手，135-手控滑轮，136-开关，137-电柜，138-左拉簧，139-右拉簧，140-前碳杆固定架，141-后碳杆固定架，142-臂套，143-手控钢丝绳。

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。

具体实施方式

下面将参照附图1至附图13更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。

为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。

为了更好地理解，图1是根据本发明一个实施例的桃子的自适应采摘装置的结构示意图，桃子的自适应采摘装置包括采摘模块A、收集模块B、扭断模块C和驱动模块D，收集模块B一端设置于采摘模块A正下方，扭断模块C与收集模块B另一端连接，驱动模块D设置于扭断模块C下方，

采摘模块A包括，

第一手指I，其具备三个自由度，

第一补充滑块支架15，连接第一后钢丝绳24的第一补充滑块支架15致动所述第一手指I，

第二手指II，其具备三个自由度，

第二补充滑块支架41，连接第二后钢丝绳50的第二补充滑块支架41致动所述第二手指II，

第三手指III，其具备三个自由度，

第三补充滑块支架67，连接第三后钢丝绳76的第三补充滑块支架67致动所述第三手指III，

收集模块B包括，

第一过渡架80，连接所述第二手指II的第一过渡架80设有第一左碳杆87和第一右碳杆88，第一左碳杆87和第一右碳杆88之间设有第一常闭弹簧96，第一常闭弹簧96连接第一收集滑轮93，

第二过渡架81，连接所述第一手指I的第二过渡架81设有第二左碳杆89和第二右碳杆90，第二左碳杆89和第二右碳杆90之间设有第二常闭弹簧97，第二常闭弹簧97连接第二收集滑轮94，

第三过渡架82，连接所述第三手指III的第三过渡架82设有第三左碳杆91和第三右碳杆92，第三左碳杆91和第三右碳杆92之间设有第三常闭弹簧98，第三常闭弹簧98连接第三收集滑轮95，

收集袋99，其容纳在第一过渡架80，第二过渡架81和第三过渡架82之间，

扭断模块C包括，

电机103，其经由联轴器102提供扭断动力至主轴101，

端盖100，经由主轴101驱动的端盖100致动第一外滑轨119、第二外滑轨120和第三外滑轨121旋转，其中，上层外滑块113与下层外滑块115分别连接第一外滑轨119、第二外滑轨120和第三外滑轨121，

外圈盖111和上层内圆盖108之间设有第一内滑轨116、第二内滑轨117和第三内滑轨118，其中，上层内滑块112和下层内滑块114经由第二轴承123连接第一内滑轨116、第二内滑轨117和第三内滑轨118，

第一扭转钢丝125绳穿过上层内滑块112和下层内滑块114的第一端孔内，

第二扭转钢丝绳126穿过上层内滑块112和下层内滑块114的第二端孔内，

第三扭转钢丝绳127穿过上层内滑块112和下层内滑块114的第三端孔内，

驱动模块D包括，

从左至右依次安装于左碳杆128和右碳杆129的前固定支架130、后固定支架131、电柜137、前碳杆固定架140和后碳杆固定支架141，

固定于把手134前端的销轴穿过手控滑轮135内孔中；

左拉簧138前端固定于前固定支架130的左固定端，左拉簧138后端固定于把手134的左固定端，

右拉簧139前端固定于前固定支架130的右固定端，右拉簧139后端固定于把手134的右固定端；

前碳杆固定架140、后碳杆固定架141固定于臂套142后端；

手控钢丝绳143前端与第一扭转钢丝绳125、第二扭转钢丝绳126、第三扭转钢丝绳127的尾端相连，手控钢丝绳143穿过前固定支架130上孔中并绕在手控滑轮135上。

以下结合附图2、图3、图8、图9，说明采摘模块中第一手指结构及工作过程。

第一手指包括第一远指1，第一中指2，第一近指3，第一上连杆4，第一中左连杆5，第一中右连杆6，第一下左连杆7，第一下右连杆8，第一左三角杆9，第一右三角杆10，第一左碳板11，第一右碳板12，第一连接板13，第一导轨14，第一补充滑块支架15，第一手指滑块16，第一手指后滑轮17，第一后滑轮支架18，第一手指前滑轮19，第一前滑轮支架20，第一碳杆连接架21，第一中近指弹簧22，第一中远指弹簧23，第一后钢丝绳24，第一前钢丝绳25，第一滑杆26。

第一远指1指腹与第一中指2指腹连接，第一远指1指背与第一上连杆4连接；第一中指2两边分别与第一中左连杆5和第一中右连杆6连接，第一中指2的下端与第一近指3连接；第一上连杆4下端的两边分别与第一中左连杆5和第一中右6连杆连接；第一下左连杆7与第一中左连杆5连接，第一下右连杆8与第一中右连杆6连接；第一近指3下端与第一补充滑块支架15前端连接，第一手指滑块16套于第一补充滑块支架15中，第一导轨14与第一手指滑块16配合；第一连接板13下端两孔与第一导轨14相连，第一左碳板11与第一连接板13左边连接，第一右碳板12与第一连接板13右边连接；第一前滑轮支架20左边与第一左碳板11前端连接，第一前滑轮支架20右边与第一右碳板12前端连接，第一手指前滑轮19安装于第一前滑轮支架20内；第一后滑轮支架18左边与第一左碳板11后端连接，第一后滑轮支架18右边与第一右碳板12后端连接，第一手指后滑轮17安装于第一后滑轮支架18内；第一左三角杆9中角端与第一下左连杆7连接，第一右三角杆10中角端与第一下右连杆8连接；第一左三角杆9小角端与第一滑杆26左端连接，第一滑杆26穿过第一左碳板11斜槽、第一右碳板12斜槽中，第一滑杆26右端与第一右三角杆10小角端连接；第一左三角杆9大角端与第一补充滑块支架15左端连接，第一右三角杆10大角端与第一补充滑块支架15右端连接；第一碳杆连接架21两边分别与第一左碳板11、第一右碳板12连接，第一碳杆连接架21与固定环79第一端连接；第一中近指弹簧22上端与第一远指1下端相连，第一中近指弹簧22下端与第一中指2下端连接；第一中近指弹簧22上端与第一上连杆4下端连接，第一中近指弹簧22下端与第一近指3下端连接；第一后钢丝绳24前端与第一补充滑块支架15后端相连，第一后钢丝绳24绕过第一手指后滑轮17，穿过上层外滑块113和下层外滑块114第一端的孔内；第一前钢丝绳25前端与第一补充滑块支架15相连，并绕过第一手指前滑轮19、第一收集滑轮93，穿过第一过渡架81，第一前钢丝绳后端25与第一常闭弹簧96相连并固定于第一连接件83上。

第一手指的运动传递过程如下：手握把手134，第一后钢丝绳24带动第一补充滑块支架15向后运动，第一补充滑块支架15带动第一远指1，第一中指2，第一近指3也向后运动，同时第一滑杆26也向后运动，第一手指I其余自由度由抓取物体外形约束。

以下结合附图4、图5、图8、图9，说明采摘模块中第二手指结构及工作过程。

第二手指包括第二远指27，第二中指28，第二近指29，第二上连杆30，第二中左连杆31，第二中右连杆32，第二下左连杆33，第二下右连杆34，第二左三角杆35，第二右三角杆36，第二左碳板37，第二右碳板38，第二连接板39，第二导轨40，第二补充滑块支架41，第二手指滑块42，第二手指后滑轮43，第二后滑轮支架44，第二手指前滑轮45，第二前滑轮支架46，第二碳杆连接架47，第二中近指弹簧48，第二中远指弹簧49，第二后钢丝绳50，第二前钢丝绳51，第二滑杆52。

第二远指27指腹与第二中指28指腹连接，第二远指27指背与第二上连杆30连接；第二中指28两边分别与第二中左连杆31和第二中右连杆32连接，第二中指28的下端与第二近指29连接；第二上连杆30下端的两边分别与第二中左连杆31和第二中右32连杆连接；第二下左连杆33与第二中左连杆31连接，第二下右连杆34与第二中右连杆32连接；第二近指29下端与第二补充滑块支架41前端连接，第二手指滑块42套于第二补充滑块支架41中，第二导轨40与第二手指滑块42配合；第二连接板39下端两孔与第二导轨40相连，第二左碳板37与第二连接板39左边连接，第二右碳板38与第二连接板39右边连接；第二前滑轮支架46左边与第二左碳板37前端连接，第二前滑轮支架46右边与第二右碳板38前端连接，第二手指前滑轮45安装于第二前滑轮支架46内；第二后滑轮支架44左边与第二左碳板37后端连接，第二后滑轮支架44右边与第二右碳板38后端连接，第二手指后滑轮43安装于第二后滑轮支架44内；第二左三角杆35中角端与第二下左连杆33连接，第二右三角杆36中角端与第二下右连杆34连接；第二左三角杆35小角端与第二滑杆52左端连接，第二滑杆52穿过第二左碳板37斜槽、第二右碳板38斜槽中，第二滑杆52右端与第二右三角杆36小角端连接；第二左三角杆35大角端与第二补充滑块支架31左端连接，第二右三角杆36大角端与第二补充滑块支架41右端连接；第二碳杆连接架47两边分别与第二左碳板37、第二右碳板38连接，第二碳杆连接架47与固定环79第二端连接；第二中近指弹簧48上端与第二远指27下端相连，第二中近指弹簧48下端与第二中指28下端连接；第二中近指弹簧48上端与第二上连杆30下端连接，第二中近指弹簧48下端与第二近指29下端连接；第二后钢丝绳50前端与第二补充滑块支架41后端相连，第二后钢丝绳50绕过第二手指后滑轮43，穿过上层外滑块113和下层外滑块114第二端的孔内；第二前钢丝绳51前端与第二补充滑块支架41相连，并绕过第二手指前滑轮45、第二收集滑轮94，穿过第二过渡架82，第二前钢丝绳后端51与第二常闭弹簧97相连并固定于第二连接件84上。

第二手指的运动传递过程如下：手握把手134，第二后钢丝绳50带动第二补充滑块支架41向后运动，第二补充滑块支架41带动第二远指27，第二中指28，第二近指29也向后运动，同时第二滑杆52也向后运动，第二手指II其余自由度由抓取物体外形约束。

以下结合附图6、图7、图8、图9，说明采摘模块中第三手指结构及工作过程。

第三手指包括第三远指53，第三中指54，第三近指55，第三上连杆56，第三中左连杆57，第三中右连杆58，第三下左连杆59，第三下右连杆60，第三左三角杆61，第三右三角杆62，第三左碳板63，第三右碳板64，第三连接板65，第三导轨66，第三补充滑块支架67，第三手指滑块68，第三手指后滑轮69，第三后滑轮支架70，第三手指前滑轮71，第三前滑轮支架72，第三碳杆连接架73，第三中近指弹簧74，第三中远指弹簧75，第三后钢丝绳76，第三前钢丝绳77，第三滑杆78。

第三远指53指腹与第三中指54指腹连接，第三远指53指背与第三上连杆56连接；第三中指54两边分别与第三中左连杆57和第三中右连杆58连接，第三中指54的下端与第三近指55连接；第三上连杆56下端的两边分别与第三中左连杆57和第三中右58连杆连接；第三下左连杆59与第三中左连杆57连接，第三下右连杆60与第三中右连杆58连接；第三近指55下端与第三补充滑块支架67前端连接，第三手指滑块68套于第三补充滑块支架67中，第三导轨66与第三手指滑块68配合；第三连接板65下端两孔与第三导轨66相连，第三左碳板63与第三连接板65左边连接，第三右碳板64与第三连接板65右边连接；第三前滑轮支架72左边与第三左碳板63前端连接，第三前滑轮支架72右边与第三右碳板64前端连接，第三手指前滑轮71安装于第三前滑轮支架72内；第三后滑轮支架70左边与第三左碳板63后端连接，第三后滑轮支架70右边与第三右碳板64后端连接，第三手指后滑轮69安装于第三后滑轮支架70内；第三左三角杆61中角端与第三下左连杆59连接，第三右三角杆62中角端与第三下右连杆60连接；第三左三角杆61小角端与第三滑杆78左端连接，第三滑杆78穿过第三左碳板63斜槽、第三右碳板64斜槽中，第三滑杆78右端与第三右三角杆62小角端连接；第三左三角杆61大角端与第三补充滑块支架57左端连接，第三右三角杆62大角端与第三补充滑块支架67右端连接；第三碳杆连接架73两边分别与第三左碳板63、第三右碳板64连接，第三碳杆连接架73与固定环79第三端连接；第三中近指弹簧74上端与第三远指53下端相连，第三中近指弹簧74下端与第三中指54下端连接；第三中近指弹簧74上端与第三上连杆56下端连接，第三中近指弹簧74下端与第三近指55下端连接；第三后钢丝绳76前端与第三补充滑块支架67后端相连，第三后钢丝绳76绕过第三手指后滑轮69，穿过上层外滑块113和下层外滑块114第三端的孔内；第三前钢丝绳77前端与第三补充滑块支架67相连，并绕过第三手指前滑轮71、第三收集滑轮95，穿过第三过渡架83，第三前钢丝绳后端77与第三常闭弹簧98相连并固定于第三连接件85上。

第三手指的运动传递过程如下：手握把手134，第三后钢丝绳76带动第三补充滑块支架67向后运动，第三补充滑块支架67带动第三远指53，第三中指54，第三近指55也向后运动，同时第三滑轨78也向后运动，第三手指III其余自由度由抓取物体外形约束。

收集模块结构及工作过程

如图8，收集模块包括固定环79，第一过渡架80，第二过渡架81，第三过渡架82，第一连接件83，第二连接件84，第三连接件85，碳杆中心座86，第一左碳杆87，第一右碳杆88，第二左碳杆89，第二右碳杆90，第三左碳杆91，第三右碳杆92，第一收集滑轮93，第二收集滑轮94，第三收集滑轮95，第一常闭弹簧96，第二常闭弹簧97，第三常闭弹簧98，收集袋99。

第一左碳杆87下端插入碳杆中心座86第一端左孔，第一右碳杆88下端插入碳杆中心座86第一端右孔，第二左碳杆89下端插入碳杆中心座86第二端左孔，第二右碳杆90下端插入碳杆中心座86第二端右孔，第三左碳杆91下端插入碳杆中心座86第三端左孔，第三右碳杆92下端插入碳杆中心座86第三端右孔；第一连接件83左孔穿入第一左碳杆87，第一连接件83右孔穿入第一右碳杆88，第二连接件84左孔穿入第二左碳杆89，第二连接件84右孔穿入第二右碳杆90，第三连接件85左孔穿入第三左碳杆91，第三连接件85右孔穿入第三右碳杆92；第一过渡架80左孔穿入第一左碳杆87，第一过渡架80右孔穿入第一右碳杆88，第二过渡架81左孔穿入第二左碳杆89，第二过渡架81右孔穿入第二右碳杆90，第三过渡架82左孔穿入第三左碳杆91，第三过渡架82右孔穿入第三右碳杆92；固定环79第一端左孔穿入第一左碳杆87，固定环79第一端右孔穿入第一右碳杆88，固定环79第二端左孔穿入第二左碳杆89，固定环79第二端右孔穿入第二右碳杆90，固定环79第三端左孔穿入第三左碳杆91，固定环79第三端右孔穿入第三右碳杆92；第一收集滑轮93安装于固定环79第一端，第二收集滑轮94安装于固定环79第二端，第三收集滑轮95安装于固定环79第三端；第一常闭弹簧96固定在第一连接件上83，第二常闭弹簧97固定在第二连接件上84；第三常闭弹簧98固定在第三连接件上85；收集袋99固定于固定环79上。

收集模块工作原理为：当采摘模块A的第一手指I、第二手指II、第三手指III向后运动时，桃子从手心落下，落入收集袋99中。

扭断模块结构及工作过程

如图9、图10、图12，扭断模块包括端盖100，主轴101，联轴器102，电机103，电机外壳104，电机盖105，下层内圆盖106，下层外圆盖107，上层内圆盖108，上层外圆盖109，外圈110，外圈盖111，上层内滑块112，上层外滑块113，下层内滑块114，下层外滑块115，第一内滑轨116，第二内滑轨117，第三内滑轨118，第一外滑轨119，第二外滑轨120，第三外滑轨121，第一轴承122，第二轴承123，第三轴承124，第一扭转钢丝绳125，第二扭转钢丝绳126，第三扭转钢丝绳127。

电机103内置于电机外壳104中，电机盖105固定于电机103顶部，电机103主轴101通过联轴器102与主轴101下端相连并穿过下层内圆盖106；主轴101依次穿过上层内圆盖108、外圈110、外圈盖111，最后主轴101上端安装于端盖100内孔中，端盖100与收集模块B相连；外圈盖111与外圈110上部相连，上层内圆盖108与外圈110下部相连，第一轴承122内置于外圈盖111中并安装于主轴101上部轴颈端；第一内滑轨116、第二内滑轨117、第三内滑轨118依次穿过外圈盖111、外圈110、上层内滑块112、下层内滑块114、上层内圆盖108的三个孔中；上层外滑块113与下层外滑块115相连，第二轴承123内置于上层内滑块112、下层内滑块114与上层外滑块113、下层外滑块115之间；上层内圆盖108与下层内圆盖106相连，上层外圆盖109与下层外圆盖107相连，第三轴承124内置于上层内圆盖108、下层内圆盖106与上层外圆盖109、下层外圆盖107之间；第一外滑轨119、第二外滑轨120、第三外滑121轨依次穿过端盖100、上层外滑块113、下层外滑块115、上层外圆盖109、下层外圆盖107的三个孔中；电机外壳104与驱动模块D相连；第一扭转钢丝125绳穿过上层内滑块112和下层内滑块114的第一端孔内，第一扭转钢丝绳125后端与手控钢丝绳143相连；第二扭转钢丝绳126穿过上层内滑块112和下层内滑块114的第二端孔内，第二扭转钢丝绳126后端与手控钢丝绳143连；第三扭转钢丝绳127穿过上层内滑块112和下层内滑块114的第三端孔内，第三扭转钢丝绳127后端与手控钢丝绳143相连。

扭断模块的运动传递过程如下：电机103主轴101旋转通过联轴器102带动主轴101绕其轴线旋转，主轴101旋转带动端盖100旋转，端盖100带动第一外滑轨119、第二外滑轨120、第三外滑轨121旋转，从而带动上层外滑块113、下层外滑块114、上层外圆盖109、下层外圆盖107旋转；电机盖105、下层内圆盖106、上层内圆盖108、外圈110、外圈盖111都是固定不动的，从而第一内滑轨116、第二内滑轨117、第三内滑轨118固定不动，则上层内滑块112和下层内滑114块固定不动；则上层外滑块113和下层外滑块115相对于上层内滑块112和下层内滑块114旋转，且上层内滑块112、下层内滑块114和上层外滑块113、下层外滑块115可沿第一内滑轨116、第二内滑轨117、第三内滑轨118、第一外滑轨119、第二外滑轨120、第三外滑轨121上下做直线运动。

驱动模块结构及工作过程

如图11、图12、图10，驱动模块包括左碳杆128，右碳杆129，前固定支架130，后固定支架131，左导杆132，右导杆133，把手134，手控滑轮135，开关136，电柜137，左拉簧138，右拉簧139，前碳杆固定架140，后碳杆固定架141，臂套142，手控钢丝绳143。

前固定支架130、后固定支架131、电柜137、前碳杆固定架140、后碳杆固定支架141从左至右依次安装于左碳杆128、右碳杆129上；前碳杆固定架140、后碳杆固定支架141固定于臂套142上；左导杆132穿过把手134左孔中，右导杆133穿过把手134右孔中；开关136设置于把手134的孔内；左导杆133前端安装于前固定支架130的左孔中，左导杆132后端安装于后固定支架131的左孔中；右导杆133前端安装于前固定支架130的右孔中，右导杆133后端安装于后固定支架131的右孔中；销轴穿过手控滑轮135内孔中，销轴固定于把手134前端；左拉簧138前端固定于前固定支架130的左固定端，左拉簧138后端固定于把手134的左固定端，右拉簧139前端固定于前固定支架130的右固定端，右拉簧139后端固定于把手134的右固定端；前碳杆固定架140、后碳杆固定架141固定于臂套142后端；手控钢丝绳143前端与第一扭转钢丝绳125、第二扭转钢丝绳126、第三扭转钢丝绳127的尾端相连，手控钢丝绳143穿过前固定支架130上孔中并绕在手控滑轮135上，手控钢丝绳143尾端穿出前固定支架130的下孔中并与手控钢丝绳143的前端相固定。

驱动模块的运动传递过程如下：人拉把手134作为控制源，当把把手134沿左导杆132、右导杆133向后压，左拉簧138、右拉簧139受压，则手控钢丝绳143向后运动把手134移动行程；人松开把手134，把手134沿左导杆132、右导杆133向前运动直至左拉簧138、右拉簧139恢复原长。

5、钢丝绳传动的工作过程

如图2、图3、图4、图5、图6、图7、图9、图10、图12，手握把手134作为动力源，带动手控钢丝绳143向后运动，手控钢丝绳143带动第一扭转钢丝绳125、第二扭转钢丝绳126、第三扭转钢丝127绳同时向后运动，下层内滑块114和上层内滑块112在第一扭转钢丝绳125、第二扭转钢丝绳126、第三扭转钢丝绳127的带动下也向后运动，此时上层外滑块113和下层外滑块115与上层内滑块112和下层内滑块114同步向后运动，与上层外滑块113和下层外滑块115连接的第一后钢丝绳24、第二后钢丝绳50、第三后钢丝绳76带动第一补充滑块支架15、第二补充滑块支架41、第三补充滑块支架67向后滑动，从而使三根机械手指张开；手松把手134，第一补充滑块支架15、第二补充滑块支架41、第三补充滑块支架67带动上层外滑块113和下层外滑块115向前运动，此时上层外滑块113和下层外滑块115与上层内滑块112和下层内滑块114同步向前运动，与下层内滑块114和上层内滑块112连接的第一扭转钢丝绳125、第二扭转钢丝绳126、第三扭转钢丝绳127也向前运动，最终手控钢丝绳143向前运动。

图13是根据本发明一个实施例的使用桃子的自适应采摘装置的采摘方法的步骤示意图，利用权利要求1-9中任一项所述的桃子的自适应采摘装置的采摘方法，其步骤包括：

第一步骤S1中，手握把手134作为动力源，带动手控钢丝绳143向后运动，手控钢丝绳143带动第一扭转钢丝绳125、第二扭转钢丝绳126、第三扭转钢丝127绳同时向后运动，下层内滑块114和上层内滑块112在第一扭转钢丝绳125、第二扭转钢丝绳126、第三扭转钢丝绳127的带动下也向后运动，此时上层外滑块113和下层外滑块115与上层内滑块112和下层内滑块114同步向后运动，与上层外滑块113和下层外滑块115连接的第一后钢丝绳24、第二后钢丝绳50、第三后钢丝绳76带动第一补充滑块支架15、第二补充滑块支架41、第三补充滑块支架67向后滑动，从而使三根机械手指张开，

第二步骤S2中，手松把手134，第一补充滑块支架15、第二补充滑块支架41、第三补充滑块支架67带动上层外滑块113和下层外滑块115向前运动，此时上层外滑块113和下层外滑块115与上层内滑块112和下层内滑块114同步向前运动，与下层内滑块114和上层内滑块112连接的第一扭转钢丝绳125、第二扭转钢丝绳126、第三扭转钢丝绳127也向前运动，第一后钢丝绳24、第二后钢丝绳50、第三后钢丝绳76带动第一补充滑块支架15、第二补充滑块支架41、第三补充滑块支架67向前滑动，从而使第一、第二和第三机械手指保持桃子，

第三步骤S3中，上层外滑块113和下层外滑块115相对于上层内滑块112和下层内滑块114旋转，且上层内滑块112、下层内滑块114和上层外滑块113、下层外滑块115沿第一内滑轨116、第二内滑轨117、第三内滑轨118、第一外滑轨119、第二外滑轨120、第三外滑轨121上下做直线运动，扭断模块扭断桃子，桃子从第一、第二和第三手指落下进入收集袋99中。

采摘模块为采桃的末端执行器，收集模块设置于采摘模块正下方，扭断模块与收集模块另一端连接，驱动模块设置于扭断模块下方。进一步地，本发明通过各种传动机构和必要的连接、支撑机构的有机结合，在模仿人工采桃的基础上，通过常见传动机构如四连杆、曲柄滑块、钢丝绳传动等的组合，可执行抓桃、放桃、扭转等动作。自适应的机械手保证了无损采摘，各个模块的结合同时保证了采摘效率，通过人手简单的控制后，机械手经抓取，扭转两个运动，实现桃子的采摘并暂时的收集，使一次工作周期完成两个桃子的采摘。

尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。

Claims (10)

1.一种桃子的自适应采摘装置，其包括采摘模块(A)、收集模块(B)、扭断模块(C)和驱动模块(D)，收集模块(B)一端设置于采摘模块(A)正下方，扭断模块(C)与收集模块(B)另一端连接，驱动模块(D)设置于扭断模块(C)下方，其特征在于，

采摘模块(A)包括，

第一手指(I)，其具备三个自由度，

第一补充滑块支架(15)，连接第一后钢丝绳(24)的第一补充滑块支架(15)致动所述第一手指(I)，

第二手指(II)，其具备三个自由度，

第二补充滑块支架(41)，连接第二后钢丝绳(50)的第二补充滑块支架(41)致动所述第二手指(II)，

第三手指(III)，其具备三个自由度，

第三补充滑块支架(67)，连接第三后钢丝绳(76)的第三补充滑块支架(67)致动所述第三手指(III)，

收集模块(B)包括，

第一过渡架(80)，连接所述第二手指(II)的第一过渡架(80)设有第一左碳杆(87)和第一右碳杆(88)，第一左碳杆(87)和第一右碳杆(88)之间设有第一常闭弹簧(96)，第一常闭弹簧(96)连接第一收集滑轮(93)，

第二过渡架(81)，连接所述第一手指(I)的第二过渡架(81)设有第二左碳杆(89)和第二右碳杆(90)，第二左碳杆(89)和第二右碳杆(90)之间设有第二常闭弹簧(97)，第二常闭弹簧(97)连接第二收集滑轮(94)，

第三过渡架(82)，连接所述第三手指(II)I的第三过渡架(82)设有第三左碳杆(91)和第三右碳杆(92)，第三左碳杆(91)和第三右碳杆(92)之间设有第三常闭弹簧(98)，第三常闭弹簧(98)连接第三收集滑轮(95)，

收集袋(99)，其容纳在第一过渡架(80)，第二过渡架(81)和第三过渡架(82)之间，

扭断模块(C)包括，

电机(103)，其经由联轴器(102)提供扭断动力至主轴(101)，

端盖(100)，经由主轴(101)驱动的端盖(100)致动第一外滑轨(119)、第二外滑轨(120)和第三外滑轨(121)旋转，其中，上层外滑块(113)与下层外滑块(115)分别连接第一外滑轨(119)、第二外滑轨(120)和第三外滑轨(121)，

外圈盖(111)和上层内圆盖(108)之间设有第一内滑轨(116)、第二内滑轨(117)和第三内滑轨(118)，其中，上层内滑块(112)和下层内滑块(114)经由第二轴承(123)连接第一内滑轨(116)、第二内滑轨(117)和第三内滑轨(118)，

第一扭转钢丝(125)绳穿过上层内滑块(112)和下层内滑块(114)的第一端孔内，

第二扭转钢丝绳(126)穿过上层内滑块(112)和下层内滑块(114)的第二端孔内，

第三扭转钢丝绳(127)穿过上层内滑块(112)和下层内滑块(114)的第三端孔内，

驱动模块(D)包括，

从左至右依次安装于左碳杆(128)和右碳杆(129)的前固定支架(130)、后固定支架(131)、电柜(137)、前碳杆固定架(140)和后碳杆固定支架(141)，

固定于把手(134)前端的销轴穿过手控滑轮(135)内孔中；

左拉簧(138)前端固定于前固定支架(130)的左固定端，左拉簧(138)后端固定于把手(134)的左固定端，

右拉簧(139)前端固定于前固定支架(130)的右固定端，右拉簧(139)后端固定于把手(134)的右固定端；

前碳杆固定架(140)、后碳杆固定架(141)固定于臂套(142)后端；

手控钢丝绳(143)前端与第一扭转钢丝绳(125)、第二扭转钢丝绳(126)、第三扭转钢丝绳(127)的尾端相连，手控钢丝绳(143)穿过前固定支架(130)上孔中并绕在手控滑轮(135)上。

2.根据权利要求1所述的桃子的自适应采摘装置，其特征在于：优选的，第一远指(1)指腹与第一中指(2)指腹连接，第一远指(1)指背与第一上连杆(4)连接；第一中指(2)两边分别与第一中左连杆(5)和第一中右连杆(6)连接，第一中指(2)的下端与第一近指(3)连接；第一上连杆(4)下端的两边分别与第一中左连杆(5)和第一中右(6)连杆连接；第一下左连杆(7)与第一中左连杆(5)连接，第一下右连杆(8)与第一中右连杆(6)连接；第一近指(3)下端与第一补充滑块支架(15)前端连接，第一手指滑块(16)套于第一补充滑块支架(15)中，第一导轨(14)与第一手指滑块(16)配合；第一连接板(13)下端两孔与第一导轨(14)相连，第一左碳板(11)与第一连接板(13)左边连接，第一右碳板(12)与第一连接板(13)右边连接；第一前滑轮支架(20)左边与第一左碳板(11)前端连接，第一前滑轮支架(20)右边与第一右碳板(12)前端连接，第一手指前滑轮(19)安装于第一前滑轮支架(20)内；第一后滑轮支架(18)左边与第一左碳板(11)后端连接，第一后滑轮支架(18)右边与第一右碳板(12)后端连接，第一手指后滑轮(17)安装于第一后滑轮支架(18)内；第一左三角杆(9)中角端与第一下左连杆(7)连接，第一右三角杆(10)中角端与第一下右连杆(8)连接；第一左三角杆(9)小角端与第一滑杆(26)左端连接，第一滑杆(26)穿过第一左碳板(11)斜槽、第一右碳板(12)斜槽中，第一滑杆(26)右端与第一右三角杆(10)小角端连接；第一左三角杆(9)大角端与第一补充滑块支架(15)左端连接，第一右三角杆(10)大角端与第一补充滑块支架(15)右端连接；第一碳杆连接架(21)两边分别与第一左碳板(11)、第一右碳板(12)连接，第一碳杆连接架(21)与固定环(79)第一端连接；第一中近指弹簧(22)上端与第一远指(1)下端相连，第一中近指弹簧(22)下端与第一中指(2)下端连接；第一中近指弹簧(22)上端与第一上连杆(4)下端连接，第一中近指弹簧(22)下端与第一近指(3)下端连接；第一后钢丝绳(24)前端与第一补充滑块支架(15)后端相连，第一后钢丝绳(24)绕过第一手指后滑轮(17)，穿过上层外滑块(113)和下层外滑块(114)第一端的孔内；第一前钢丝绳(25)前端与第一补充滑块支架(15)相连，并绕过第一手指前滑轮(19)、第一收集滑轮(93)，穿过第一过渡架(81)，第一前钢丝绳后端(25)与第一常闭弹簧(96)相连并固定于第一连接件(83)上。

3.根据权利要求1所述的桃子的自适应采摘装置，其特征在于：第二远指(27)指腹与第二中指(28)指腹连接，第二远指(27)指背与第二上连杆(30)连接；第二中指(28)两边分别与第二中左连杆(31)和第二中右连杆(32)连接，第二中指(28)的下端与第二近指(29)连接；第二上连杆(30)下端的两边分别与第二中左连杆(31)和第二中右(32)连杆连接；第二下左连杆(33)与第二中左连杆(31)连接，第二下右连杆(34)与第二中右连杆(32)连接；第二近指(29)下端与第二补充滑块支架(41)前端连接，第二手指滑块(42)套于第二补充滑块支架(41)中，第二导轨(40)与第二手指滑块(42)配合；第二连接板(39)下端两孔与第二导轨(40)相连，第二左碳板(37)与第二连接板(39)左边连接，第二右碳板(38)与第二连接板(39)右边连接；第二前滑轮支架(46)左边与第二左碳板(37)前端连接，第二前滑轮支架(46)右边与第二右碳板(38)前端连接，第二手指前滑轮(45)安装于第二前滑轮支架(46)内；第二后滑轮支架(44)左边与第二左碳板(37)后端连接，第二后滑轮支架(44)右边与第二右碳板(38)后端连接，第二手指后滑轮(43)安装于第二后滑轮支架(44)内；第二左三角杆(35)中角端与第二下左连杆(33)连接，第二右三角杆(36)中角端与第二下右连杆(34)连接；第二左三角杆(35)小角端与第二滑杆(52)左端连接，第二滑杆(52)穿过第二左碳板(37)斜槽、第二右碳板(38)斜槽中，第二滑杆(52)右端与第二右三角杆(36)小角端连接；第二左三角杆(35)大角端与第二补充滑块支架(31)左端连接，第二右三角杆(36)大角端与第二补充滑块支架(41)右端连接；第二碳杆连接架(47)两边分别与第二左碳板(37)、第二右碳板(38)连接，第二碳杆连接架(47)与固定环(79)第二端连接；第二中近指弹簧(48)上端与第二远指(27)下端相连，第二中近指弹簧(48)下端与第二中指(28)下端连接；第二中近指弹簧(48)上端与第二上连杆(30)下端连接，第二中近指弹簧(48)下端与第二近指(29)下端连接；第二后钢丝绳(50)前端与第二补充滑块支架(41)后端相连，第二后钢丝绳(50)绕过第二手指后滑轮(43)，穿过上层外滑块(113)和下层外滑块(114)第二端的孔内；第二前钢丝绳(51)前端与第二补充滑块支架(41)相连，并绕过第二手指前滑轮(45)、第二收集滑轮(94)，穿过第二过渡架(82)，第二前钢丝绳后端(51)与第二常闭弹簧(97)相连并固定于第二连接件(84)上。

4.根据权利要求1所述的桃子的自适应采摘装置，其特征在于：第三远指(53)指腹与第三中指(54)指腹连接，第三远指(53)指背与第三上连杆(56)连接；第三中指(54)两边分别与第三中左连杆(57)和第三中右连杆(58)连接，第三中指(54)的下端与第三近指(55)连接；第三上连杆(56)下端的两边分别与第三中左连杆(57)和第三中右(58)连杆连接；第三下左连杆(59)与第三中左连杆(57)连接，第三下右连杆(60)与第三中右连杆(58)连接；第三近指(55)下端与第三补充滑块支架(67)前端连接，第三手指滑块(68)套于第三补充滑块支架(67)中，第三导轨(66)与第三手指滑块(68)配合；第三连接板(65)下端两孔与第三导轨(66)相连，第三左碳板(63)与第三连接板(65)左边连接，第三右碳板(64)与第三连接板(65)右边连接；第三前滑轮支架(72)左边与第三左碳板(63)前端连接，第三前滑轮支架(72)右边与第三右碳板(64)前端连接，第三手指前滑轮(71)安装于第三前滑轮支架(72)内；第三后滑轮支架(70)左边与第三左碳板(63)后端连接，第三后滑轮支架(70)右边与第三右碳板(64)后端连接，第三手指后滑轮(69)安装于第三后滑轮支架(70)内；第三左三角杆(61)中角端与第三下左连杆(59)连接，第三右三角杆(62)中角端与第三下右连杆(60)连接；第三左三角杆(61)小角端与第三滑杆(78)左端连接，第三滑杆(78)穿过第三左碳板(63)斜槽、第三右碳板(64)斜槽中，第三滑杆(78)右端与第三右三角杆(62)小角端连接；第三左三角杆(61)大角端与第三补充滑块支架(57)左端连接，第三右三角杆(62)大角端与第三补充滑块支架(67)右端连接；第三碳杆连接架(73)两边分别与第三左碳板(63)、第三右碳板(64)连接，第三碳杆连接架(73)与固定环(79)第三端连接；第三中近指弹簧(74)上端与第三远指(53)下端相连，第三中近指弹簧(74)下端与第三中指(54)下端连接；第三中近指弹簧(74)上端与第三上连杆(56)下端连接，第三中近指弹簧(74)下端与第三近指(55)下端连接；第三后钢丝绳(76)前端与第三补充滑块支架(67)后端相连，第三后钢丝绳(76)绕过第三手指后滑轮(69)，穿过上层外滑块(113)和下层外滑块(114)第三端的孔内；第三前钢丝绳(77)前端与第三补充滑块支架(67)相连，并绕过第三手指前滑轮(71)、第三收集滑轮(95)，穿过第三过渡架(83)，第三前钢丝绳后端(77)与第三常闭弹簧(98)相连并固定于第三连接件(85)上。

5.根据权利要求1所述的桃子的自适应采摘装置，其特征在于：第一左碳杆(87)下端插入碳杆中心座(86)第一端左孔，第一右碳杆(88)下端插入碳杆中心座(86)第一端右孔，第二左碳杆(89)下端插入碳杆中心座(86)第二端左孔，第二右碳杆(90)下端插入碳杆中心座(86)第二端右孔，第三左碳杆(91)下端插入碳杆中心座(86)第三端左孔，第三右碳杆(92)下端插入碳杆中心座(86)第三端右孔；第一连接件(83)左孔穿入第一左碳杆(87)，第一连接件(83)右孔穿入第一右碳杆(88)，第二连接件(84)左孔穿入第二左碳杆(89)，第二连接件(84)右孔穿入第二右碳杆(90)，第三连接件(85)左孔穿入第三左碳杆(91)，第三连接件(85)右孔穿入第三右碳杆(92)；第一过渡架(80)左孔穿入第一左碳杆(87)，第一过渡架(80)右孔穿入第一右碳杆(88)，第二过渡架(81)左孔穿入第二左碳杆(89)，第二过渡架(81)右孔穿入第二右碳杆(90)，第三过渡架(82)左孔穿入第三左碳杆(91)，第三过渡架(82)右孔穿入第三右碳杆(92)；固定环(79)第一端左孔穿入第一左碳杆(87)，固定环(79)第一端右孔穿入第一右碳杆(88)，固定环(79)第二端左孔穿入第二左碳杆(89)，固定环(79)第二端右孔穿入第二右碳杆(90)，固定环(79)第三端左孔穿入第三左碳杆(91)，固定环(79)第三端右孔穿入第三右碳杆(92)；第一收集滑轮(93)安装于固定环(79)第一端，第二收集滑轮(94)安装于固定环(79)第二端，第三收集滑轮(95)安装于固定环(79)第三端；第一常闭弹簧(96)固定在第一连接件上(83)，第二常闭弹簧(97)固定在第二连接件上(84)；第三常闭弹簧(98)固定在第三连接件上(85)；收集袋(99)固定于固定环(79)上。

6.根据权利要求1所述的桃子的自适应采摘装置，其特征在于：电机(103)内置于电机外壳(104)中，电机盖(105)固定于电机(103)顶部，电机(103)主轴(101)通过联轴器(102)与主轴(101)下端相连并穿过下层内圆盖(106)；主轴(101)依次穿过上层内圆盖(108)、外圈(110)、外圈盖(111)，最后主轴(101)上端安装于端盖(100)内孔中，端盖(100)与收集模块(B)相连；外圈盖(111)与外圈(110)上部相连，上层内圆盖(108)与外圈(110)下部相连，第一轴承(122)内置于外圈盖(111)中并安装于主轴(101)上部轴颈端；第一内滑轨(116)、第二内滑轨(117)、第三内滑轨(118)依次穿过外圈盖(111)、外圈(110)、上层内滑块(112)、下层内滑块(114)、上层内圆盖(108)的三个孔中；上层外滑块(113)与下层外滑块(115)相连，第二轴承(123)内置于上层内滑块(112)、下层内滑块(114)与上层外滑块(113)、下层外滑块(115)之间；上层内圆盖(108)与下层内圆盖(106)相连，上层外圆盖(109)与下层外圆盖(107)相连，第三轴承(124)内置于上层内圆盖(108)、下层内圆盖(106)与上层外圆盖(109)、下层外圆盖(107)之间；第一外滑轨(119)、第二外滑轨(120)、第三外滑(121)轨依次穿过端盖(100)、上层外滑块(113)、下层外滑块(115)、上层外圆盖(109)、下层外圆盖(107)的三个孔中；电机外壳(104)与驱动模块(D)相连。

7.根据权利要求1所述的桃子的自适应采摘装置，其特征在于：前碳杆固定架(140)、后碳杆固定支架(141)固定于臂套(142)上；左导杆(132)穿过把手(134)左孔中，右导杆(133)穿过把手(134)右孔中；开关(136)设置于把手(134)的孔内；左导杆(133)前端安装于前固定支架(130)的左孔中，左导杆(132)后端安装于后固定支架(131)的左孔中；右导杆(133)前端安装于前固定支架(130)的右孔中，右导杆(133)后端安装于后固定支架(131)的右孔中。

8.根据权利要求1所述的桃子的自适应采摘装置，其特征在于：端盖(100)带动第一外滑轨(119)、第二外滑轨(120)、第三外滑轨(121)旋转，从而带动上层外滑块(113)、下层外滑块(114)、上层外圆盖(109)、下层外圆盖(107)旋转；电机盖(105)、下层内圆盖(106)、上层内圆盖(108)、外圈(110)、外圈盖(111)都是固定不动的，从而第一内滑轨(116)、第二内滑轨(117)、第三内滑轨(118)固定不动，则上层内滑块(112)和下层内滑(114)块固定不动；则上层外滑块(113)和下层外滑块(115)相对于上层内滑块(112)和下层内滑块(114)旋转，且上层内滑块(112)、下层内滑块(114)和上层外滑块(113)、下层外滑块(115)可沿第一内滑轨(116)、第二内滑轨(117)、第三内滑轨(118)、第一外滑轨(119)、第二外滑轨(120)、第三外滑轨(121)上下做直线运动。

9.根据权利要求1所述的桃子的自适应采摘装置，其特征在于：手握把手(134)作为动力源，带动手控钢丝绳(143)向后运动，手控钢丝绳(143)带动第一扭转钢丝绳(125)、第二扭转钢丝绳(126)、第三扭转钢丝(127)绳同时向后运动，下层内滑块(114)和上层内滑块(112)在第一扭转钢丝绳(125)、第二扭转钢丝绳(126)、第三扭转钢丝绳(127)的带动下也向后运动，此时上层外滑块(113)和下层外滑块(115)与上层内滑块(112)和下层内滑块(114)同步向后运动，与上层外滑块(113)和下层外滑块(115)连接的第一后钢丝绳(24)、第二后钢丝绳(50)、第三后钢丝绳(76)带动第一补充滑块支架(15)、第二补充滑块支架(41)、第三补充滑块支架(67)向后滑动，从而使三根机械手指张开；手松把手(134)，第一补充滑块支架(15)、第二补充滑块支架(41)、第三补充滑块支架(67)带动上层外滑块(113)和下层外滑块(115)向前运动，上层外滑块(113)和下层外滑块(115)与上层内滑块(112)和下层内滑块(114)同步向前运动，与下层内滑块(114)和上层内滑块(112)连接的第一扭转钢丝绳(125)、第二扭转钢丝绳(126)、第三扭转钢丝绳(127)也向前运动，最终手控钢丝绳(143)向前运动。

10.一种利用权利要求1-9中任一项所述的桃子的自适应采摘装置的采摘方法，其步骤包括：

第一步骤(S1)中，手握把手(134)作为动力源，带动手控钢丝绳(143)向后运动，手控钢丝绳(143)带动第一扭转钢丝绳(125)、第二扭转钢丝绳(126)、第三扭转钢丝(127)绳同时向后运动，下层内滑块(114)和上层内滑块(112)在第一扭转钢丝绳(125)、第二扭转钢丝绳(126)、第三扭转钢丝绳(127)的带动下也向后运动，此时上层外滑块(113)和下层外滑块(115)与上层内滑块(112)和下层内滑块(114)同步向后运动，与上层外滑块(113)和下层外滑块(115)连接的第一后钢丝绳(24)、第二后钢丝绳(50)、第三后钢丝绳(76)带动第一补充滑块支架(15)、第二补充滑块支架(41)、第三补充滑块支架(67)向后滑动，从而使三根机械手指张开，

第二步骤(S2)中，手松把手(134)，第一补充滑块支架(15)、第二补充滑块支架(41)、第三补充滑块支架(67)带动上层外滑块(113)和下层外滑块(115)向前运动，此时上层外滑块(113)和下层外滑块(115)与上层内滑块(112)和下层内滑块(114)同步向前运动，与下层内滑块(114)和上层内滑块(112)连接的第一扭转钢丝绳(125)、第二扭转钢丝绳(126)、第三扭转钢丝绳(127)也向前运动，第一后钢丝绳(24)、第二后钢丝绳(50)、第三后钢丝绳(76)带动第一补充滑块支架(15)、第二补充滑块支架(41)、第三补充滑块支架(67)向前滑动，从而使第一、第二和第三机械手指保持桃子，

第三步骤(S3)中，上层外滑块(113)和下层外滑块(115)相对于上层内滑块(112)和下层内滑块(114)旋转，且上层内滑块(112)、下层内滑块(114)和上层外滑块(113)、下层外滑块(115)沿第一内滑轨(116)、第二内滑轨(117)、第三内滑轨(118)、第一外滑轨(119)、第二外滑轨(120)、第三外滑轨(121)上下做直线运动，扭断模块扭断桃子，桃子从第一、第二和第三手指落下进入收集袋(99)中。