[发明专利]一种欠驱动采摘机械手末端执行器及采摘方法

说明书

本发明涉及一种欠驱动采摘机械手末端执行器及采摘方法，其中欠驱动采摘机械手末端执行器包括：支架，下端为机械臂对接板，上端为上安装板；夹持机构，包括四根手指，均匀设置在所述上安装板上呈中心对称；传动机构，设置在所述上安装板的下方，包括传动杆、第一动滑轮、第二动滑轮和与所述手指一一对应的导向轮；所述第一动滑轮和所述第二动滑轮沿着所述传动杆的轴向相邻设置且轮面垂直设置；所述传动杆被配置为能够向上和向下移动，使所述手指执行展开和弯曲动作。本发明的一个技术效果在于，本发明能够用于抓取物体。

技术领域

本发明属于农业机械设备技术领域，更具体地，本发明涉及一种欠驱动采摘机械手末端执行器及采摘方法。

背景技术

机械手末端执行器通常被认为是机器人的外围设备，是安装于机械手臂末端直接作用于工作对象的装置。由于大多数果蔬的表皮较为脆弱，且它的形状及生长环境相对复杂，果蔬采摘作业是水果生产链中最耗时、最费力的一个作业环节，约占整个生产过程作业量的40％左右。为了适应各个作业对象的易损性、不规则性和作业环境的复杂多变性等特征，果蔬采摘机器人的机械手的设计与研究就必须要将农艺和果实自身特性结合起来。因此，机械手的设计通常被认为是农业机器人的核心技术之一。

目前机械手的类型多为刚性结构，主要采用两指夹持装置，存在柔顺性不足、通用性较差的问题。部分欠驱动机构机械手都只是在驱动单个手指的不同关节处使用了欠驱动，但每个手指仍然需要一个驱动器来进行驱动，系统复杂，质量偏重。因此，有必要提供一种欠驱动采摘机械手末端执行器。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种欠驱动采摘机械手末端执行器的新技术方案。

根据本发明的一个方面，提供一种欠驱动采摘机械手末端执行器，包括：

支架，下端为机械臂对接板，上端为上安装板；

夹持机构，包括四根手指，均匀设置在所述上安装板上呈中心对称；还包括与所述手指一一对应的固定架，所述手指转动连接在所述固定架上，所述手指与固定架之间设置有扭转弹簧，所述扭转弹簧驱动所述手指向所述上安装板中心的外侧展开，所述手指内侧朝向所述上安装板中心，所述手指的内侧上设置有压力传感器；

传动机构，设置在所述上安装板的下方，包括传动杆、第一动滑轮、第二动滑轮和与所述手指一一对应的导向轮；所述第一动滑轮和所述第二动滑轮沿着所述传动杆的轴向相邻设置且轮面垂直设置；所述导向轮一一对应的设置在所述固定架下方，所述第一动滑轮和所述第二动滑轮分别与两个相对的导向轮形成滑轮组，每个滑轮组中的腱绳的两端分别经过相对的导向轮与对应的手指连接；所述传动杆被配置为能够向上和向下移动，使所述手指执行展开和弯曲动作。

可选地，还包括动力机构，所述动力机构包括第一电机，所述第一电机的输出端通过绳索与所述传动杆连接，所述第一电机被配置为通过正转或反转来驱动所述传动杆向下移动；所述支架内还设置有下安装板，所述下安装板靠近所述支架的下端，所述第一电机设置在所述下安装板上。

可选地，所述绳索与所述传动杆同轴设置。

可选地，所述下安装板与所述上安装板通过支杆固定连接，所述动力机构还包括设置在所述下安装板上的第二电机，所述下安装板的中心和所述机械臂对接板的中心通过转轴转动连接，所述第二电机被配置为通过转动能够使所述下安装板和所述机械臂对接板发生相对转动。

可选地，所述下安装板的中心设置有第一齿轮，所述第一齿轮与所述转轴同轴且与所述机械臂对接板固定连接，所述第二电机的输出端上连接有与所述第一齿轮啮合的第二齿轮。

可选地，所述手指包括依次转动连接的基关节、近关节和远关节，且转动连接处均设置有所述扭转弹簧，所述扭转弹簧驱动所述手指向所述上安装板中心的外侧展开；所述基关节与所述固定架转动连接，所述腱绳的一端穿过所述基关节与所述远关节连接。