一种用于捡烟头的机械爪装置

1.本实用新型属于机械爪技术领域，具体涉及的是一种用于捡烟头的机械爪装置。


背景技术：

2.抽剩的烟蒂不仅是无法生物降解的塑料，它们还含有一切烟草制品都含有的致癌物、尼古丁和毒素。我们发现，一枚烟蒂在一升水中浸泡96个小时，渗出的毒素就足以将与之接触的淡水鱼或咸水鱼杀死一半，每年投入环境的大量烟蒂可能会渗出危害人体健康的化学物质。
3.现在社会为了清除它们付出了比较大的成本，现阶段清除烟头基本是靠大量人工去拾取，不仅增加了人工成本，还费时费力。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种用于捡烟头的机械爪装置，解决了环境中的烟头污染环境并且人工捡烟头费时费力等技术问题。
5.为了解决上述问题，本实用新型的技术方案为：一种用于捡烟头的机械爪装置，其中：包括执行装置、旋转装置、移动装置和监控系统；
6.所述执行装置从上往下依次包括手爪、手掌、手腕、手臂和手臂关节，所述手臂包括上下依次设置的第一手臂和第二手臂，所述第一手臂和第二手臂均为设有空腔的臂管，所述第一手臂底部和第二手臂顶部之间通过手臂关节可转动连接，所述第一手臂空腔内顶部安装有手腕转动装置，所述手腕通过所述手腕转动装置与所述第一手臂顶端转动连接，所述手掌通过所述手腕转动装置与所述手腕顶端转动连接，所述第二手臂底部安装有手臂转动装置；
7.所述手爪包括第一手指、第二手指和第三手指，所述第一手指、第二手指和第三手指底部均安装有手指控制装置，所述第一手指、第二手指和第三手指均布设于所述手掌顶面且底部均通过所述手指控制装置与所述手掌顶部转动连接；
8.所述移动装置包括车体、四组麦克纳姆轮、轮驱动装置和收集装置，所述车体内设有安装腔，所述车体前侧壁开设有槽口且车体顶壁中部开设有旋转装置过孔，四组所述麦克纳姆轮分别安装于所述车体两侧，所述轮驱动装置安装于所述安装腔内且其动力输出端与所述麦克纳姆轮连接，所述收集装置包括伸缩气缸和上部开口的收集箱，所述伸缩气缸固定设于所述车体的安装腔底面中部，所述收集箱后侧壁与所述伸缩气缸的活塞头部固定连接并可穿过槽口方向前后往复运动；
9.所述旋转装置底部穿过所述旋转装置过孔后设于所述安装腔中，所述执行装置通过所述手臂转动装置与所述旋转装置顶部在xy平面内转动连接，且所述旋转装置带动所述执行装置在xz平面内旋转；
10.所述监控系统包括两组摄像装置、触觉传感器、红外线测距模块、单片机、无线通讯模块和远程监控平台，所述摄像装置包括摄像头和图像传感器，其中一组所述摄像装置
和红外线测距模块设于所述车体前侧面，另一组所述摄像装置设于所述手掌顶面，所述触觉传感器设于所述第一手指、第二手指和第三手指的顶端，所述摄像装置、方向传感器、触觉传感器和红外线测距模块的信号输出端与单片机的信号输入端连接，所述单片机的信号端口与无线通讯模块的信号端口连接，所述无线通讯模块与远程监控平台之间通过无线信号连接；所述单片机的信号输出端分别与手臂关节、手腕转动装置、手臂转动装置、手指控制装置、轮驱动装置、伸缩气缸和旋转装置的信号输入端连接。
11.进一步，所述手臂关节包括关节转轴、第一关节锥齿轮、第二关节锥齿轮和关节驱动电机，所述关节转轴两端分别穿过所述第一手臂底部的相对两侧壁且与其固定连接，所述第二手臂顶部的相对两侧壁分别与关节转轴两端转动连接；
12.所述关节驱动电机设于所述第二手臂的内腔中且其输出端朝向上方，所述第一关节锥齿轮固定套设于所述关节驱动电机的输出轴上，所述第二关节锥齿轮固定套设于所述关节转轴上，所述第一关节锥齿轮和第二关节锥齿轮相啮合。
13.进一步，所述手腕转动装置包括第一手腕转轴、第二手腕转轴、第一手腕锥齿轮、两组第二手腕锥齿轮和两组手腕驱动电机，所述第一手腕转轴两端分别穿过所述手腕底部的相对两侧壁且与其固定连接，所述第一手臂顶部的相对两侧壁分别与第一手腕转轴两端转动连接；所述第二手腕转轴可转动设于所述第一手腕转轴中部，且第二手腕转轴与第一手腕转轴的轴线垂直；
14.两组所述第二手腕锥齿轮分别固定套设于与所述第一手腕转轴上两侧，所述第一手腕锥齿轮固定套设于所述第二手腕转轴的顶端，且所述第一手腕锥齿轮两侧分别与两组第二手腕锥齿轮相啮合，两组所述手腕驱动电机均设于所述第一手臂内腔中且分别通过齿带传动驱动两组所述第二手腕锥齿轮；
15.所述手掌底端设有连接块，所述连接块穿过所述手腕后与所述第一手腕锥齿轮固定连接。
16.进一步，所述手臂转动装置包括上部开口的手臂安装壳、第一手臂转轴、第二手臂转轴、第一手臂齿轮、第二手臂齿轮、第三手臂齿轮、第四手臂齿轮和手臂驱动电机，所述第一手臂齿轮的直径小于第三手臂齿轮的直径，所述第四手臂齿轮的直径小于第二手臂齿轮的直径，所述手臂安装壳设于所述旋转装置上部；
17.所述第一手臂转轴两端穿过所述手臂安装壳上部的相对两侧壁上且与手臂安装壳转动连接，第二手臂转轴平行设于所述第一手臂转轴下方且其两端与手臂安装壳侧壁转动连接，所述第二手臂底部相对两侧壁分别与第一手臂转轴两端固定连接；
18.所述第一手臂齿轮和第二手臂齿轮分别固定套设于所述第二手臂转轴上两侧，所述第三手臂齿轮固定套设于所述第一手臂转轴上且与所述第一手臂齿轮相啮合，所述手臂驱动电机安装于所述手臂安装壳底部，所述第四手臂齿轮套设于所述手臂驱动电机的输出端上，且所述第四手臂齿轮与第二手臂齿轮相啮合。
19.进一步，所述手指控制装置包括手指安装架、手指旋转装置、手指摆动装置和手指弯曲装置，所述手指安装架沿其轴线可转动的安装于所述手掌顶面，所述手指旋转装置包括第一手指锥齿轮、第二手指锥齿轮和手指旋转驱动电机，所述第一手指锥齿轮可转动的设于所述手指安装架底面中部，并且第一手指锥齿轮底部穿过手指安装架后固定设于手掌顶面，所述手指旋转驱动电机安装于所述手指安装架内壁且其输出轴指向中部，所述第二
手指锥齿轮固定套设于所述手指旋转驱动电机的输出轴上且与所述第一手指锥齿轮相啮合，所述手指旋转驱动电机驱动手指安装架绕其轴线旋转；
20.所述手指摆动装置包括摆动轴和摆动驱动电机，所述摆动轴两端可转动设于所述手指安装架上部相对的侧壁上，所述摆动驱动电机安装于所述手指安装架内壁上且通过皮带传动驱动所述摆动轴转动；
21.所述手指弯曲装置包括弯曲轴、第一弯曲齿轮、第二弯曲齿轮、弯曲驱动电机和两组弯曲支撑架，所述弯曲轴一端外壁设有齿痕，所述弯曲轴中部固定设于所述摆动轴中部且弯曲轴和摆动轴的轴线垂直，两组所述弯曲支撑架顶部分别设于手指底面两侧，弯曲轴两端分别穿过两组所述弯曲支撑架底部，一组弯曲支撑架与弯曲轴的齿痕一端转动连接，另一组弯曲支撑架与非齿痕一端固定连接；
22.所述第一弯曲齿轮、第二弯曲齿轮和弯曲驱动电机设于齿痕一侧的弯曲支撑架内，所述第一弯曲齿轮设于所述齿痕上方与其啮合，所述第二弯曲齿轮固定套设于所述弯曲驱动电机的输出轴上且与第一弯曲齿轮相啮合。
23.进一步，所述旋转装置包括旋转架、旋转电机、第一旋转锥齿轮、第二旋转锥齿轮、连接轴和旋转齿轮，所述旋转架底部穿过所述旋转装置过孔后可转动设于所述车体的安装腔中，所述旋转架为圆周筒体结构，所述旋转架内腔侧壁底部圆周方向设有第二齿痕，所述连接轴竖直设于所述旋转架内腔中，所述旋转齿轮固定套设于连接轴底端且与所述第二齿痕相啮合，所述第一旋转锥齿轮固定套设于所述连接轴顶端，所述旋转电机水平设于旋转架中且其输出轴朝向外侧，所述第二旋转锥齿轮固定套设于所述旋转电机的输出轴上且与第一旋转锥齿轮相啮合。
24.进一步，所述第一手指包括第一首端指节、第一末端指节和第一指节驱动装置，所述第一首端指节和第一末端指节之间通过所述第一指节驱动装置活动连接，所述第二手指和第三手指均包括首端指节、中间指节、末端指节和指节驱动装置，所述首端指节、中间指节和末端指节之间通过所述指节驱动装置活动连接，所述第一指节驱动装置和指节驱动装置均与所述单片机电气连接。
25.进一步，所述第一首端指节与所述第一末端指节接触处一侧转动连接，所述第一指节驱动装置设于所述第一末端指节内腔中，所述第一指节驱动装置包括第一指节驱动电机、固定套设与第一指节驱动电机输出端上的第一丝杠和设于第一丝杠顶面与其啮合的第一滑动丝杠，所述第一滑动丝杠头部伸出所述第一末端指节顶面后与所述第一首端指节底面转动连接。
26.进一步，所述首端指节与中间指节接触处一侧转动连接，所述中间指节内设有连杆过孔，所述指节驱动装置包括连杆、指节驱动电机、固定套设与指节驱动电机输出端上的丝杠和设于丝杠顶面与其啮合的滑动丝杠，所述滑动丝杠头部伸出所述末端指节顶面外侧与所述中间指节底面转动连接，所述连杆设于所述连杆过孔中，所述连杆一端与所述末端指节顶面转动连接，所述连杆另一端与所述首端指节底面转动连接。
27.进一步，所述第一手指的首端安装有翻转盖，所述翻转盖一端与所述第一首端指节顶面转动连接且通过翻转电机进行翻转驱动；
28.所述第二手指的首端指节顶端设有清扫槽口，所述第二手指的首端指节内安装有清扫装置，所述清扫装置包括清扫驱动电机、设于清扫驱动电机输出端的清扫齿轮、设于清
扫齿轮顶部相啮合的清扫齿条和设于清扫齿条头部的扫帚头，所述扫帚头在清扫驱动电机的驱动下可沿清扫槽口向外移动；
29.所述第三手指的首端指节顶端设有刺穿槽口，所述第三手指的首端指节内安装有刺穿装置，所述刺穿装置包括刺穿驱动电机、设于刺穿驱动电机输出端的刺穿丝杠、套设于刺穿丝杠上的丝杠螺母和固定于丝杠螺母上的刺针，所述刺针的针头朝向外侧，所述刺针外壁设有螺纹，所述刺针在刺穿驱动电机的驱动下沿刺穿槽口向外伸出；
30.所述翻转电机、清扫驱动电机和刺穿驱动电机均与所述单片机电气连接。
31.与现有技术相比本实用新型的有益效果为：
32.本实用新型精巧简练，通过监控系统的监控，明确烟头的位置，再通过移动装置的移动，第一手臂和第二手臂的转动调整，再加上第一手指、第二手指和第三手指张合的相互配合，再将捡起的烟头放入收集装置中，最后完成烟头的拾取和运送；
33.可以实现不同场合的烟头拾取，当地面比较平坦时，第一手指和第二手指相互配合，捡起烟头，当地面平坦并且烟头密集时，第一手指的翻转盖打开，第二手指的扫帚头伸出，两个手指相互协作，将烟头扫至翻转盖中，提高了拾取的效率，当地面有坑洼，或者烟头在缝隙或边角里时，第三手指的刺针伸出，将烟头扎出；
34.可以一个人远程控制多台机器人，大大降低了人力物力资源的耗费，顺应当下垃圾分类的社会发展趋势和机械智能化时代的发展，有利于环境保护，收集后的烟头也可以二次利用，可以驱除害虫和去除异味等。
附图说明
35.图1为本实用新型的结构示意图；
36.图2为本实用新型中移动装置的结构示意图；
37.图3为本实用新型中收集装置的结构示意图；
38.图4为本实用新型中手臂关节的结构示意图；
39.图5为本实用新型中手腕转动装置的结构示意图；
40.图6为本实用新型中手臂转动装置和旋转装置的内部结构示意图；
41.图7为本实用新型中手爪和手腕的结构示意图；
42.图8为本实用新型中手指控制装置的结构示意图；
43.图9为图8的侧视图；
44.图10为本实用新型中手指弯曲装置的内部结构示意图；
45.图11为第一手指的结构示意图；
46.图12为第一手指的内部结构示意图；
47.图13为第二手指的结构示意图；
48.图14为第二手指的内部结构示意图；
49.图15为清扫装置的结构示意图；
50.图16为刺穿装置的结构示意图；
51.图17为第一手指的平面俯视图；
52.图18为图17的c
‑
c视图；
53.图19为第二手指的平面俯视图；
54.图20为图19的a
‑
a视图；
55.图21为图19的b
‑
b视图；
56.图22为第三手指的平面俯视图；
57.图23为图22的d
‑
d视图。
具体实施方式
58.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
59.如图1至23所示的一种用于捡烟头的机械爪装置，其中：包括执行装置1、旋转装置2、移动装置3和监控系统；
60.所述执行装置1从上往下依次包括手爪1
‑
1、手掌1
‑
2、手腕1
‑
3、手臂1
‑
4和手臂关节 1
‑
5，所述手臂1
‑
4包括上下依次设置的第一手臂1
‑4‑
1和第二手臂1
‑4‑
2，所述第一手臂1
‑4‑
1 和第二手臂1
‑4‑
2均为设有空腔的臂管，所述第一手臂1
‑4‑
1底部和第二手臂1
‑4‑
2顶部之间通过手臂关节1
‑
5可转动连接，所述第一手臂1
‑4‑
1空腔内顶部安装有手腕转动装置1
‑
6，所述手腕1
‑
3通过所述手腕转动装置1
‑
6与所述第一手臂1
‑4‑
1顶端转动连接，所述手掌1
‑
2通过所述手腕转动装置1
‑
6与所述手腕1
‑
3顶端转动连接，所述第二手臂1
‑4‑
2底部安装有手臂转动装置1
‑
7；
61.所述手爪1
‑
1包括第一手指1
‑1‑
1、第二手指1
‑1‑
2和第三手指1
‑1‑
3，所述第一手指1
‑1‑
1、第二手指1
‑1‑
2和第三手指1
‑1‑
3底部均安装有手指控制装置1
‑
8，所述第一手指1
‑1‑
1、第二手指1
‑1‑
2和第三手指1
‑1‑
3均布设于所述手掌1
‑
2顶面且底部均通过所述手指控制装置1
‑
8 与所述手掌1
‑
2顶部转动连接；
62.所述移动装置3包括车体3
‑
1、四组麦克纳姆轮3
‑
2、轮驱动装置3
‑
3和收集装置3
‑
4，所述车体3
‑
1内设有安装腔3
‑1‑
1，所述车体3
‑
1前侧壁开设有槽口3
‑1‑
2且车体3
‑
1顶壁中部开设有旋转装置过孔3
‑1‑
3，四组所述麦克纳姆轮3
‑
2分别安装于所述车体3
‑
1两侧，所述轮驱动装置3
‑
3安装于所述安装腔3
‑1‑
1内且其动力输出端与所述麦克纳姆轮3
‑
2连接，所述收集装置3
‑
4包括伸缩气缸3
‑4‑
1和上部开口的收集箱3
‑4‑
2，所述伸缩气缸3
‑4‑
1固定设于所述车体3
‑
1的安装腔3
‑1‑
1底面中部，所述收集箱3
‑4‑
2后侧壁与所述伸缩气缸3
‑4‑
1的活塞头部固定连接并可穿过槽口3
‑1‑
2方向前后往复运动；
63.所述旋转装置2底部穿过所述旋转装置过孔3
‑1‑
3后设于所述安装腔3
‑1‑
1中，所述执行装置1通过所述手臂转动装置1
‑
7与所述旋转装置2顶部在xy平面内转动连接，且所述旋转装置2带动所述执行装置1在xz平面内旋转；
64.所述监控系统包括两组摄像装置、触觉传感器、红外线测距模块、单片机、无线通讯模块和远程监控平台，所述摄像装置包括摄像头和图像传感器，其中一组所述摄像装置和红外线测距模块设于所述车体3
‑
1前侧面，另一组所述摄像装置设于所述手掌1
‑
2顶面，所述触觉传感器设于所述第一手指1
‑1‑
1、第二手指1
‑1‑
2和第三手指1
‑1‑
3的顶端，所述摄像装置、方向传感器、触觉传感器和红外线测距模块的信号输出端与单片机的信号输入端连接，所述单片机的信号端口与无线通讯模块的信号端口连接，所述无线通讯模块与远程监控平台之间通过无线信号连接；所述单片机的信号输出端分别与手臂关节1
‑
5、手腕转动装置1
‑
6、手臂转动装置1
‑
7、手指控制装置1
‑
8、轮驱动装置3
‑
3、伸缩气缸3
‑4‑
1和旋转装置2的信号输入端连接。
65.进一步，所述手臂关节1
‑
5包括关节转轴1
‑5‑
1、第一关节锥齿轮1
‑5‑
2、第二关节锥齿轮1
‑5‑
3和关节驱动电机1
‑5‑
4，所述关节转轴1
‑5‑
1两端分别穿过所述第一手臂1
‑4‑
1底部的相对两侧壁且与其固定连接，所述第二手臂1
‑4‑
2顶部的相对两侧壁分别与关节转轴1
‑5‑
1两端转动连接；
66.所述关节驱动电机1
‑5‑
4设于所述第二手臂1
‑4‑
2的内腔中且其输出端朝向上方，所述第一关节锥齿轮1
‑5‑
2固定套设于所述关节驱动电机1
‑5‑
4的输出轴上，所述第二关节锥齿轮 1
‑5‑
3固定套设于所述关节转轴1
‑5‑
1上，所述第一关节锥齿轮1
‑5‑
2和第二关节锥齿轮1
‑5‑
3 相啮合。
67.进一步，所述手腕转动装置1
‑
6包括第一手腕转轴1
‑6‑
1、第二手腕转轴1
‑6‑
2、第一手腕锥齿轮1
‑6‑
3、两组第二手腕锥齿轮1
‑6‑
4和两组手腕驱动电机1
‑6‑
5，所述第一手腕转轴 1
‑6‑
1两端分别穿过所述手腕1
‑
3底部的相对两侧壁且与其固定连接，所述第一手臂1
‑4‑
1顶部的相对两侧壁分别与第一手腕转轴1
‑6‑
1两端转动连接；所述第二手腕转轴1
‑6‑
2可转动设于所述第一手腕转轴1
‑6‑
1中部，且第二手腕转轴1
‑6‑
2与第一手腕转轴1
‑6‑
1的轴线垂直；
68.两组所述第二手腕锥齿轮1
‑6‑
4分别固定套设于与所述第一手腕转轴1
‑6‑
1上两侧，所述第一手腕锥齿轮1
‑6‑
3固定套设于所述第二手腕转轴1
‑6‑
2的顶端，且所述第一手腕锥齿轮 1
‑6‑
3两侧分别与两组第二手腕锥齿轮1
‑6‑
4相啮合，两组所述手腕驱动电机1
‑6‑
5均设于所述第一手臂1
‑4‑
1内腔中且分别通过齿带传动驱动两组所述第二手腕锥齿轮1
‑6‑
4；
69.所述手掌1
‑
2底端设有连接块1
‑2‑
1，所述连接块1
‑2‑
1穿过所述手腕1
‑
3后与所述第一手腕锥齿轮1
‑6‑
3固定连接。
70.进一步，所述手臂转动装置1
‑
7包括上部开口的手臂安装壳1
‑7‑
1、第一手臂转轴1
‑7‑
2、第二手臂转轴1
‑7‑
3、第一手臂齿轮1
‑7‑
4、第二手臂齿轮1
‑7‑
5、第三手臂齿轮1
‑7‑
6、第四手臂齿轮1
‑7‑
7和手臂驱动电机1
‑7‑
8，所述第一手臂齿轮1
‑7‑
4的直径小于第三手臂齿轮1
‑7‑
6 的直径，所述第四手臂齿轮1
‑7‑
7的直径小于第二手臂齿轮1
‑7‑
5的直径，所述手臂安装壳1
‑7‑
1 设于所述旋转装置2上部；
71.所述第一手臂转轴1
‑7‑
2两端穿过所述手臂安装壳1
‑7‑
1上部的相对两侧壁上且与手臂安装壳1
‑7‑
1转动连接，第二手臂转轴1
‑7‑
3平行设于所述第一手臂转轴1
‑7‑
2下方且其两端与手臂安装壳1
‑7‑
1侧壁转动连接，所述第二手臂1
‑4‑
2底部相对两侧壁分别与第一手臂转轴 1
‑7‑
2两端固定连接；
72.所述第一手臂齿轮1
‑7‑
4和第二手臂齿轮1
‑7‑
5分别固定套设于所述第二手臂转轴1
‑7‑
3 上两侧，所述第三手臂齿轮1
‑7‑
6固定套设于所述第一手臂转轴1
‑7‑
2上且与所述第一手臂齿轮1
‑7‑
4相啮合，所述手臂驱动电机1
‑7‑
8安装于所述手臂安装壳1
‑7‑
1底部，所述第四手臂齿轮1
‑7‑
7套设于所述手臂驱动电机1
‑7‑
8的输出端上，且所述第四手臂齿轮1
‑7‑
7与第二手臂齿轮1
‑7‑
5相啮合。
73.进一步，所述手指控制装置1
‑
8包括手指安装架1
‑8‑
1、手指旋转装置1
‑8‑
2、手指摆动装置1
‑8‑
3和手指弯曲装置1
‑8‑
4，所述手指安装架1
‑8‑
1沿其轴线可转动的安装于所述手掌 1
‑
2顶面，所述手指旋转装置1
‑8‑
2包括第一手指锥齿轮1
‑8‑
21、第二手指锥齿轮1
‑8‑
22和手指旋转驱动电机1
‑8‑
23，所述第一手指锥齿轮1
‑8‑
21可转动的设于所述手指安装
架1
‑8‑
1底面中部，并且第一手指锥齿轮1
‑8‑
21底部穿过手指安装架1
‑8‑
1后固定设于手掌1
‑
2顶面，所述手指旋转驱动电机1
‑8‑
23安装于所述手指安装架1
‑8‑
1内壁且其输出轴指向中部，所述第二手指锥齿轮1
‑8‑
22固定套设于所述手指旋转驱动电机1
‑8‑
23的输出轴上且与所述第一手指锥齿轮1
‑8‑
21相啮合，所述手指旋转驱动电机1
‑8‑
23驱动手指安装架1
‑8‑
1绕其轴线旋转；
74.所述手指摆动装置1
‑8‑
3包括摆动轴1
‑8‑
31和摆动驱动电机1
‑8‑
32，所述摆动轴1
‑8‑
31 两端可转动设于所述手指安装架1
‑8‑
1上部相对的侧壁上，所述摆动驱动电机1
‑8‑
32安装于所述手指安装架1
‑8‑
1内壁上且通过皮带传动驱动所述摆动轴1
‑8‑
31转动；
75.所述手指弯曲装置1
‑8‑
4包括弯曲轴1
‑8‑
41、第一弯曲齿轮1
‑8‑
42、第二弯曲齿轮1
‑8‑
43、弯曲驱动电机1
‑8‑
44和两组弯曲支撑架1
‑8‑
45，所述弯曲轴1
‑8‑
41一端外壁设有齿痕1
‑8‑
46，所述弯曲轴1
‑8‑
41中部固定设于所述摆动轴1
‑8‑
31中部且弯曲轴1
‑8‑
41和摆动轴1
‑8‑
31的轴线垂直，两组所述弯曲支撑架1
‑8‑
45顶部分别设于手指底面两侧，弯曲轴1
‑8‑
41两端分别穿过两组所述弯曲支撑架1
‑8‑
45底部，一组弯曲支撑架1
‑8‑
45与弯曲轴1
‑8‑
41的齿痕一端转动连接，另一组弯曲支撑架1
‑8‑
45与非齿痕一端固定连接；
76.所述第一弯曲齿轮1
‑8‑
42、第二弯曲齿轮1
‑8‑
43和弯曲驱动电机1
‑8‑
44设于齿痕一侧的弯曲支撑架1
‑8‑
45内，所述第一弯曲齿轮1
‑8‑
42设于所述齿痕1
‑8‑
46上方与其啮合，所述第二弯曲齿轮1
‑8‑
43固定套设于所述弯曲驱动电机1
‑8‑
44的输出轴上且与第一弯曲齿轮1
‑8‑
42 相啮合。
77.进一步，所述旋转装置2包括旋转架2
‑
1、旋转电机2
‑
2、第一旋转锥齿轮2
‑
3、第二旋转锥齿轮2
‑
4、连接轴2
‑
5和旋转齿轮2
‑
6，所述旋转架2
‑
1底部穿过所述旋转装置过孔3
‑1‑
3 后可转动设于所述车体3
‑
1的安装腔3
‑1‑
1中，所述旋转架2
‑
1为圆周筒体结构，所述旋转架 2
‑
1内腔侧壁底部圆周方向设有第二齿痕2
‑1‑
1，所述连接轴2
‑
5竖直设于所述旋转架2
‑
1内腔中，所述旋转齿轮2
‑
6固定套设于连接轴2
‑
5底端且与所述第二齿痕2
‑1‑
1相啮合，所述第一旋转锥齿轮2
‑
3固定套设于所述连接轴2
‑
5顶端，所述旋转电机2
‑
2水平设于旋转架2
‑
1中且其输出轴朝向外侧，所述第二旋转锥齿轮2
‑
4固定套设于所述旋转电机2
‑
2的输出轴上且与第一旋转锥齿轮2
‑
3相啮合。
78.进一步，所述第一手指1
‑1‑
1包括第一首端指节1
‑1‑
11、第一末端指节1
‑1‑
12和第一指节驱动装置1
‑1‑
13，所述第一首端指节1
‑1‑
11和第一末端指节1
‑1‑
12之间通过所述第一指节驱动装置1
‑1‑
13活动连接，所述第二手指1
‑1‑
2和第三手指1
‑1‑
3均包括首端指节1
‑1‑
21、中间指节1
‑1‑
22、末端指节1
‑1‑
23和指节驱动装置1
‑1‑
24，所述首端指节1
‑1‑
21、中间指节1
‑1‑
22 和末端指节1
‑1‑
23之间通过所述指节驱动装置1
‑1‑
24活动连接，所述第一指节驱动装置1
‑1‑
13 和指节驱动装置1
‑1‑
24均与所述单片机电气连接。
79.进一步，所述第一首端指节1
‑1‑
11与所述第一末端指节1
‑1‑
12接触处一侧转动连接，所述第一指节驱动装置1
‑1‑
13设于所述第一末端指节1
‑1‑
12内腔中，所述第一指节驱动装置 1
‑1‑
13包括第一指节驱动电机1
‑1‑
14、固定套设与第一指节驱动电机1
‑1‑
14输出端上的第一丝杠1
‑1‑
15和设于第一丝杠1
‑1‑
15顶面与其啮合的第一滑动丝杠1
‑1‑
16，所述第一滑动丝杠 1
‑1‑
16头部伸出所述第一末端指节1
‑1‑
12顶面后与所述第一首端指节1
‑1‑
11底面转动连接。
80.进一步，所述首端指节1
‑1‑
21与中间指节1
‑1‑
22接触处一侧转动连接，所述中间
指节 1
‑1‑
22内设有连杆过孔，所述指节驱动装置1
‑1‑
24包括连杆1
‑1‑
25、指节驱动电机1
‑1‑
26、固定套设与指节驱动电机1
‑1‑
26输出端上的丝杠1
‑1‑
27和设于丝杠1
‑1‑
27顶面与其啮合的滑动丝杠1
‑1‑
28，所述滑动丝杠1
‑1‑
28头部伸出所述末端指节1
‑1‑
23顶面外侧与所述中间指节 1
‑1‑
22底面转动连接，所述连杆1
‑1‑
25设于所述连杆过孔中，所述连杆1
‑1‑
25一端与所述末端指节1
‑1‑
25顶面转动连接，所述连杆1
‑1‑
25另一端与所述首端指节1
‑1‑
21底面转动连接。
81.进一步，所述第一手指1
‑1‑
1的首端安装有翻转盖1
‑1‑
18，所述翻转盖1
‑1‑
18一端与所述第一首端指节1
‑1‑
11顶面转动连接且通过翻转电机进行翻转驱动；
82.所述第二手指1
‑1‑
2的首端指节1
‑1‑
21顶端设有清扫槽口，所述第二手指1
‑1‑
2的首端指节1
‑1‑
21内安装有清扫装置1
‑1‑
230，所述清扫装置1
‑1‑
230包括清扫驱动电机1
‑1‑
231、设于清扫驱动电机1
‑1‑
231输出端的清扫齿轮1
‑1‑
232、设于清扫齿轮1
‑1‑
232顶部相啮合的清扫齿条1
‑1‑
233和设于清扫齿条1
‑1‑
233头部的扫帚头1
‑1‑
234，所述扫帚头1
‑1‑
234在清扫驱动电机1
‑1‑
231的驱动下可沿清扫槽口向外移动；
83.所述第三手指1
‑1‑
3的首端指节1
‑1‑
21顶端设有刺穿槽口，所述第三手指1
‑1‑
3的首端指节1
‑1‑
21内安装有刺穿装置1
‑1‑
31，所述刺穿装置1
‑1‑
31包括刺穿驱动电机1
‑1‑
32、设于刺穿驱动电机1
‑1‑
32输出端的刺穿丝杠1
‑1‑
33、套设于刺穿丝杠1
‑1‑
33上的丝杠螺母1
‑1‑
34和固定于丝杠螺母1
‑1‑
34上的刺针1
‑1‑
35，所述刺针1
‑1‑
35的针头朝向外侧，所述刺针1
‑1‑
35 外壁设有螺纹，所述刺针1
‑1‑
35在刺穿驱动电机1
‑1‑
32的驱动下沿刺穿槽口向外伸出；
84.所述翻转电机、清扫驱动电机1
‑1‑
231和刺穿驱动电机1
‑1‑
32均与所述单片机电气连接。
85.本实用新型的工作过程：
86.摄像装置、方向传感器、触觉传感器和红外线测距模块将信号传输给单片机，单片机的信号端口与无线通讯模块的信号端口连接，无线通讯模块与远程监控平台之间通过无线信号连接；
87.图2为移动装置3，单片机的信号输出端与轮驱动装置3
‑
3和伸缩气缸3
‑4‑
1的信号输入端连接，轮驱动装置3
‑
3控制麦克纳姆轮3
‑
2的移动，麦克纳姆轮3
‑
2可以实现前行、横移、斜行、旋转等运动方式，具有运动的灵活性和多样性；伸缩气缸3
‑4‑
1的活塞运动带动收集箱3
‑4‑
2的前后往复运动，当抓取到烟头后，伸缩气缸3
‑4‑
1的活塞往外移动，推动收集箱3
‑4‑
2 伸出车体3
‑
1，实现了烟头的放置，烟头落入后，收集箱3
‑4‑
2在活塞的作用下回归到原位。
88.图4为手臂关节1
‑
5，单片机的信号输出端与关节驱动电机1
‑5‑
4的信号输入端连接，关节驱动电机1
‑5‑
4控制第一关节锥齿轮1
‑5‑
2的转动，进而带动与其啮合的第二关节锥齿轮 1
‑5‑
3转动，第二关节锥齿轮1
‑5‑
3固定套设于关节转轴1
‑5‑
1上，所以关节转轴1
‑5‑
1及与其固定的第一手臂1
‑4‑
1也随之转动，实现了第一手臂1
‑4‑
1相对于第二手臂1
‑4‑
2的转动。
89.图5为手腕转动装置1
‑
6，单片机的信号输出端与两组手腕驱动电机1
‑6‑
5的信号输入端连接，两组手腕驱动电机1
‑6‑
5分别通过齿带传动控制两组第二手腕锥齿轮1
‑6‑
4的转动，齿带传动精度高，传动比准确，第一手腕锥齿轮1
‑6‑
3与两组第二手腕锥齿轮1
‑6‑
4啮
合，当两组手腕驱动电机1
‑6‑
5带动两组第二手腕锥齿轮1
‑6‑
4同向转动时，带动第一手腕锥齿轮1
‑6‑
3 和手腕1
‑
3的上下摆动，手掌1
‑
2底端的连接块1
‑2‑
1穿过手腕1
‑
3后与第一手腕锥齿轮1
‑6‑
3 固定连接，因此，实现了手掌1
‑
2的上下摆动；当两组手腕驱动电机1
‑6‑
5带动两组第二手腕锥齿轮1
‑6‑
4反向转动时，带动第一手腕锥齿轮1
‑6‑
3的360
°
旋转，实现了手掌1
‑
2的旋转。
90.图6为手臂转动装置1
‑
7和旋转装置2，单片机的信号输出端与手臂驱动电机1
‑7‑
8和旋转电机2
‑
2的信号输入端连接，采用二级传动，手臂驱动电机1
‑7‑
8带动第四手臂齿轮1
‑7‑
7 的转动，进而带动与其啮合的第二手臂齿轮1
‑7‑
5的转动，第一手臂齿轮1
‑7‑
4和第二手臂齿轮1
‑7‑
5分别固定套设于第二手臂转轴1
‑7‑
3上，第一手臂齿轮1
‑7‑
4也随之转动，带动与其啮合的第三手臂齿轮1
‑7‑
6转动，第一手臂转轴1
‑7‑
2和第二手臂1
‑4‑
2跟随旋转，实现了手臂1
‑
4的转动；
91.旋转电机2
‑
2带动第二旋转锥齿轮2
‑
4在竖直平面内转动，带动了与其啮合的第一旋转锥齿轮2
‑
3在水平平面的旋转，第一旋转锥齿轮2
‑
3和旋转齿轮2
‑
6分别固定套设于连接轴 2
‑
5的上下两端，旋转齿轮2
‑
6与第二齿痕2
‑1‑
1啮合，旋转齿轮2
‑
6的转动带动第二齿痕2
‑1‑
1 转动进而带动旋转架2
‑
1的旋转，最终实现了设于旋转架2
‑
1上的执行装置1的旋转。
92.图8、图9、图10为手指控制装置1
‑
8，单片机的信号输出端与手指旋转驱动电机1
‑8‑
23、摆动驱动电机1
‑8‑
32和弯曲驱动电机1
‑8‑
44的信号输入端连接，分别控制手指旋转装置1
‑8‑
2、手指摆动装置1
‑8‑
3和手指弯曲装置1
‑8‑
4来实现手指的三种运动状态，以图8为手指控制装置1
‑
8的正视图，那手指旋转装置1
‑8‑
2实现了手指在xz平面内的转动，手指摆动装置1
‑8‑
3 实现了手指在yz平面内的转动，即手指的摆动，手指弯曲装置1
‑8‑
4实现了手指在xy平面内的转动，即手指的弯曲；
93.手指旋转装置1
‑8‑
2中手指旋转驱动电机1
‑8‑
23带动其输出端的第二手指锥齿轮1
‑8‑
22 在竖直平面内旋转，进而带动与其啮合的第一手指锥齿轮1
‑8‑
21在水平平面内旋转，第一手指锥齿轮1
‑8‑
21固定于手掌1
‑
2顶面，手指安装架1
‑8‑
1在第一手指锥齿轮1
‑8‑
21和第二手指锥齿轮1
‑8‑
22相互啮合的作用下绕第一手指锥齿轮1
‑8‑
21旋转，实现了手指的旋转；
94.手指摆动装置1
‑8‑
3中摆动驱动电机1
‑8‑
32通过皮带传动带动摆动轴1
‑8‑
31转动，弯曲轴1
‑8‑
41穿过摆动轴1
‑8‑
31，摆动轴1
‑8‑
31转动带动弯曲轴1
‑8‑
41和手指底部的弯曲支撑架 1
‑8‑
45的摆动，最终实现了手指的摆动；
95.手指弯曲装置1
‑8‑
4中第一弯曲齿轮1
‑8‑
42、第二弯曲齿轮1
‑8‑
43和弯曲驱动电机1
‑8‑
44 设于齿痕一侧的弯曲支撑架1
‑8‑
45内，弯曲驱动电机1
‑8‑
44带动第二弯曲齿轮1
‑8‑
43转动，进而带动与其啮合的第一弯曲齿轮1
‑8‑
42的转动，弯曲轴1
‑8‑
41一端外壁设有齿痕1
‑8‑
46，第一弯曲齿轮1
‑8‑
42与齿痕1
‑8‑
46啮合，最终弯曲轴1
‑8‑
41转动，弯曲轴1
‑8‑
41齿痕一端与弯曲支撑架1
‑8‑
45为转动连接，另一端与弯曲支撑架1
‑8‑
45为固定连接，所以弯曲轴1
‑8‑
41 的转动带动弯曲支撑架1
‑8‑
45的转动，进而实现了手指的弯曲。
96.图11和图12为第一手指1
‑1‑
1，单片机的信号输出端与第一指节驱动装置1
‑1‑
13和翻转电机的信号输入端连接，以图中所示的视角来看，第一首端指节1
‑1‑
11和第一末端指节1
‑1‑
12 接触处的底部通过铰接转动连接，第一指节驱动装置1
‑1‑
13设于第一末端指
节1
‑1‑
1的内腔中，第一指节驱动电机1
‑1‑
14驱动第一滑动丝杠1
‑1‑
16的往复运动，第一滑动丝杠1
‑1‑
16头部与第一首端指节1
‑1‑
11地面的上部转动连接，第一滑动丝杠1
‑1‑
16的前进和后退带动第一首端指节1
‑1‑
11的弯曲和归位，通过烟头的具体位置来调整第一首端指节1
‑1‑
11的弯曲程度，实现最合适的按压状态；第一手指1
‑1‑
1的首端安装有翻转盖1
‑1‑
18，翻转电机驱动翻转盖 1
‑1‑
18进行翻转。
97.图13和图14为第二手指1
‑1‑
2和第三手指1
‑1‑
3，图15为设于首端指节1
‑1‑
21内腔中的清扫装置1
‑1‑
230，图16为设于末端指节1
‑1‑
23内腔中的刺穿装置1
‑1‑
31，单片机的信号输出端与指节驱动装置1
‑1‑
24、清扫驱动电机1
‑1‑
231和刺穿驱动电机1
‑1‑
32的信号输出端连接；
98.图14中，第二手指1
‑1‑
2和第三手指1
‑1‑
3中首端指节1
‑1‑
21、中间指节1
‑1‑
22和末端指节1
‑1‑
23之间相互连接，首端指节1
‑1‑
21和中间指节1
‑1‑
22之间一侧铰接形成转动连接，另一侧的首端指节1
‑1‑
21上转动连接连杆1
‑1‑
25的一端，连杆1
‑1‑
25的另一端穿过中间指节 1
‑1‑
22后与末端指节1
‑1‑
23顶面一侧转动连接，中间指节1
‑1‑
22和末端指节1
‑1‑
23接触处铰接，指节驱动电机1
‑1‑
26、固定套设与指节驱动电机1
‑1‑
26输出端上的丝杠1
‑1‑
27和设于丝杠1
‑1‑
27顶面与其啮合的滑动丝杠1
‑1‑
28设于末端指节1
‑1‑
23内腔中，指节驱动电机1
‑1‑
26 驱动滑动丝杠1
‑1‑
28往复运动，滑动丝杠1
‑1‑
28的往复运动带动中间指节1
‑1‑
22相对于末端指节1
‑1‑
23的弯曲，连杆1
‑1‑
25使得首端指节1
‑1‑
21相对于中间指节1
‑1‑
22和末端指节1
‑1‑
23 的运动是可控的，三者之间相互关联；
99.清扫驱动电机1
‑1‑
231通过驱动其输出端的清扫齿轮1
‑1‑
232带动清扫齿条1
‑1‑
233往复运动，刺穿驱动电机1
‑1‑
32通过驱动刺穿丝杠1
‑1‑
33带动丝杠螺母1
‑1‑
34往复运动。
100.图17至23为第一手指1
‑1‑
1、第二手指1
‑1‑
2和第三手指1
‑1‑
3的内部结构示意图。
101.第一手指1
‑1‑
1、第二手指1
‑1‑
2和第三手指1
‑1‑
3之间的相互配合：
102.当地面比较平坦时，第一手指1
‑1‑
1和第二手指1
‑1‑
2相互配合，第一指节驱动装置1
‑1‑
13 和指节驱动装置1
‑1‑
24分别工作，操作第一首端指节1
‑1‑
11和第二手指1
‑1‑
2中首端指节 1
‑1‑
21的具体弯曲程度，对烟头进行按压拾起；
103.当地面平坦并且烟头密集时，第一手指1
‑1‑
1的翻转盖1
‑1‑
18打开，第二手指1
‑1‑
2的扫帚头1
‑1‑
234伸出，两个手指相互协作，将烟头扫至翻转盖1
‑1‑
18中，提高了拾取的效率；
104.当地面有坑洼，或者烟头在缝隙或边角里时，第三手指1
‑1‑
3的刺针1
‑1‑
35伸出，将烟头扎出，再将烟头投入收集箱3
‑4‑
2中；
105.单片机控制手臂关节1
‑
5、手腕转动装置1
‑
6、手臂转动装置1
‑
7、手指控制装置1
‑
8、轮驱动装置3
‑
3、伸缩气缸3
‑4‑
1、旋转装置2、第一指节驱动装置1
‑1‑
13、指节驱动装置1
‑1‑
24、翻转电机、清扫驱动电机1
‑1‑
231和刺穿驱动电机1
‑1‑
32的相互配合，实现了手爪1
‑
1、手掌 1
‑
2、手腕1
‑
3和手臂1
‑
4之间的运动，最终完成烟头的拾取和收集。