[实用新型]一种绳驱式欠驱动球形水果采摘末端执行器装置

说明书

本实用新型公开了一种绳驱式欠驱动球形水果采摘末端执行器装置。包括支架、绕线盘、驱动机构、三根相同的三指节手指、三块传动件和钢丝绳。用第一驱动绳控制中指节合拢。当传动件接触到水果后，水果推动传动件运动，使一端固连在中指节内部固定孔中，另一端穿过传动件上的传动绳通孔后绕在末指节固连绕线轮上的传动绳带动绕线轮转动，从而驱动末指节运动。当安装在传动板上的压力传感器达到设定的压力值时，步进电机停止正转，抓取完成。卸载水果时步进电机反转拉动第二驱动绳使手指张开，当水果卸载后，复位弹簧将末指节拉回，完成末指节和传动件的复位。本实用新型利用绳传动实现欠驱动手指的开合，自适应性高、成本低且重量轻。

技术领域

本实用新型涉及一种末端执行器装置，尤其是涉及一种绳驱式欠驱动球形水果采摘末端执行器装置。

背景技术

水果种植面积逐年增加，水果采摘作为整个水果生产中最费时、费力的环节，研究开发能够替代人工作业的采摘末端执行器已成为亟待解决的问题。目前采摘末端执行器大多存在成本高、适应能力差、体积大等缺点。绳驱式欠驱动机械手因具有重量轻、能耗低、控制简单等优点，为采摘末端执行器的研究提供了一种新思路。

实用新型内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本实用新型提出一种能抓取不同大小水果的绳驱式欠驱动球形水果采摘末端执行器装置。

技术方案：为实现上述目的，本实用新型的一种绳驱式欠驱动球形水果采摘末端执行器装置，包括支架、绕线盘、驱动机构、三根相同的三指节手指、三块传动件和钢丝绳，所述绕线盘固定在驱动机构上；所述三根相同的三指节手指均匀固定在所述支架上，所述三指节手指由前指节、中指节、末指节之间相互铰接构成；所述钢丝绳分为第一驱动绳、第二驱动绳和传动绳，第一驱动绳一端固定在中指节内侧固定孔上，另一端通过所述支架上的第一绳通孔后绕在绕线盘上部；第二驱动绳一端固定在中指节外侧固定孔，另一端绕过所述支架上的小滑轮后穿过第二绳通孔反向绕在绕线盘下部；所述传动件安装在中指节上，传动件接触水果的一侧设有压力传感器；传动绳一端固定在中指节内部固定孔，另一端穿过传动绳上的传动绳通孔后绕在末指节固连的绕线轮上。

所述中指节上设有复位弹簧，复位弹簧另一端固连在第三指节上。

所述中指节内部设有固定传动绳一端的内部固定孔和供传动件滑动的滑槽，传动件嵌在所述滑槽中；所述中指节内外侧面设有固定所述第一驱动绳和第二驱动绳的内侧固定孔和外侧固定孔。

所述驱动机构由能进行正反转的步进电机、主动直齿轮、从动直齿轮组成，步进电机固定在所述支架底部，主动直齿轮安装在步进电机主轴上，绕线盘安装在从动直齿轮上。

所述支架上均匀设有三个小滑轮、第一绳通孔和第二绳通孔。

所述绕线盘分上下两部分；所述第一驱动绳绕在绕线盘上部的方向与第二驱动绳绕在绕线盘下部的方向相反。

有益效果：现有的水果采摘末端执行器对不同大小的水果适应能力较差，且大多结构复杂、笨重、难控制。本实用新型避免采用复杂的装置，用钢丝绳与欠驱动手指巧妙组合，通过电机的正反转实现钢丝绳的收放从而控制采摘末端执行器手指的开合，并巧妙利用钢丝绳与绕线轮的绕线方式，用绳传动实现手指的欠驱动。本实用新型具有能抓取不同大小水果、结构简单、成本低、重量轻等优点。

附图说明

附图1为绳驱式欠驱动球形水果采摘末端执行器整体结构装配图；

附图2为图1中A的内部结构放大图；

附图3为支架示意图

图中：1-支架、2-绕线盘、3-从动直齿轮、4-步进电机、5-主动直齿轮、6-第一驱动绳、7-第二驱动绳、8-前指节、9-中指节、10-末指节、11-绕线轮、12-复位弹簧、13-传动绳通孔、14-内部固定孔、15-外侧固定孔、16-内侧固定孔、17-传动件、18-传动绳、 19-第一绳通孔、20-小滑轮、21-第二绳通孔