[实用新型]一种欠驱动末端执行器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种末端执行器，具体地说是涉及一种欠驱动末端执行器。

背景技术

随着新的农业生产模式和新技术的发展与应用，农业机器人将成为农业生产的主力军。采摘机器人作为农业机器人的重要类型，并且末端执行器是果蔬采摘机器人的重要组成部分，因此，具有很大的发展潜力。与工业机器人的末端执行器相比，由于其作业对象和环境的柔嫩性、不规则性和复杂多变性特征，采摘机器人的末端执行器具有明显的特殊性和更高的智能化要求。

末端执行器对农业发展起了巨大贡献，但是还存在着一些缺陷：（1）驱动源过多。目前，传统的末端执行器都采用全驱动机构。虽然，末端执行器的自由度就越多,取动作更为灵活,抓取效果更好，但是手指和关节数量增多意味着驱动器数目增加,不仅导致控制困难,带来传动系统的复杂化，系统制造和维护成本增加,可靠性降低，能耗上升等负面影响。（2）通用性不强。末端执行器的基本结构取决于具体工作对象特性及工作方式。在农作物生产体系中，果蔬形体差异很大，即使是同一品种，其个体大小和形状也不完全相同。因此，采摘机器人只能对一种果实进行收获，并且果实应该大小、形状相差不大，致使采摘机器人效率难以提高的主要原因，也是制约采摘机器人未来发展与应用推广的瓶颈。

发明内容

为了克服现有技术的不足之外，本实用新型的目的是提供一种欠驱动末端执行器，其通用性强的欠驱动机械手，具有负载能力强、驱动元件少、控制较简单、采摘效率和成功率高的装置。

本实用新型采用如下技术方案： 

本实用新型包括二只结构相同手指、底座和手掌部分；每个手指部分的第一指节与第二指节的一端通过第一关节铰接，第二指节的另一端与手掌上连接板通过第二关节铰接；底座部分的电机安装在手掌下连接板，电机轴与移动板同轴螺纹传动连接，两根移动推杆的一端分别固定在移动板的两端；两根移动推杆的另一端与各自耦合连杆的一端铰接；手掌部分的手掌上连接板和手掌下连接板两侧分别用连接圆杆连接；每个手指的三角形驱动杆的中间孔与底座之间连接是通过各自耦合连杆的另一端铰接；底座的电机与手掌的下连接板通过螺栓固定；每个手指与手掌是通过手指的第二关节与手掌上连接板铰接；其特征在于：第一关节和第二关节之间集成欠驱动机构，电机通过差分机构驱动两个手指的开合。

所述每个手指的二指节之间集成欠驱动机构，它均由精确捏取机构和包络抓取机构组成。

精确捏取机构，由第一指节回转杆、一二指节回转耦合杆、第二指节回转杆和第二指节构成平行四边形连杆机构，设置在两指节之间；第二指节的第一关节与第一指节回转杆的一端铰接，第一指节回转杆的另一端与一二指节回转耦合杆的一端铰接，一二指节回转耦合杆的另一端与第二指节回转杆的一端铰接，第二指节回转杆的另一端与第二指节的第二关节铰接。

包络抓取机构，由第一指节回转杆、一二指节耦合驱动杆、三角形驱动杆和第二指节构成四连杆机构，设置在两指节之间，第二指节的第一关节与第一指节回转杆的一端铰接，第一指节回转杆的另一端与一二指节耦合驱动杆的一端铰接，一二指节耦合驱动杆的另一端与三角形驱动杆的外侧孔铰接，驱动杆的内侧孔与第二指节的第二关节铰接。

所述电机安装在手掌下连接板，电机输出轴直接驱动安装在移动板上，所述两个耦合连杆与固定在移动板上两个移动推杆形成移动副，实现一个电机驱动二个手指的开合的差分机构。

本实用新型具有的有益效果是：

本实用新型结构简单、通用性强、驱动器数目少、成本低、控制简单、可靠性高、体积小而且可实现对物体形状的自适应抓取等特点。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理示意图；

图2是本实用新型的底座结构原理示意图；

图3是本实用新型的欠驱动手指结构原理示意图；

图中：1、第一指节，2、第一关节，3、第二指节，4、第二关节，5、连接圆杆，6、耦合连杆，7、手掌上连接板，8、精确捏取机构，9、包络抓取机构，10、限位板，11、移动推杆，12、电机，13、手掌下连接板，14、移动板,15、第一指节回转杆，16、一二指节回转耦合杆，17第二指节回转杆，18、一二指节耦合驱动杆，19、三角形驱动杆。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。