[實用新型]一種繩驅式欠驅動球形水果采摘末端執行器裝置

有效

• 申請號: 202120149475.2
• 申請日: 2021-01-20
• 公開（公告）號: CN214338727U
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 黎夢婷;陳霖;譚云峰;鐘蕾;尹智明;胡森;馮雪;戎磊
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: A01D46/24
• 分類號: A01D46/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種繩驅式欠驅動球形水果采摘末端執行器裝置。包括支架、繞線盤、驅動機構、三根相同的三指節手指、三塊傳動件和鋼絲繩。用第一驅動繩控制中指節合攏。當傳動件接觸到水果后，水果推動傳動件運動，使一端固連在中指節內部固定孔中，另一端穿過傳動件上的傳動繩通孔后繞在末指節固連繞線輪上的傳動繩帶動繞線輪轉動，從而驅動末指節運動。當安裝在傳動板上的壓力傳感器達到設定的壓力值時，步進電機停止正轉，抓取完成。卸載水果時步進電機反轉拉動第二驅動繩使手指張開，當水果卸載后，復位彈簧將末指節拉回，完成末指節和傳動件的復位。本實用新型利用繩傳動實現欠驅動手指的開合，自適應性高、成本低且重量輕。

技術領域

本實用新型涉及一種末端執行器裝置，尤其是涉及一種繩驅式欠驅動球形水果采摘末端執行器裝置。

背景技術

水果種植面積逐年增加，水果采摘作為整個水果生產中最費時、費力的環節，研究開發能夠替代人工作業的采摘末端執行器已成為亟待解決的問題。目前采摘末端執行器大多存在成本高、適應能力差、體積大等缺點。繩驅式欠驅動機械手因具有重量輕、能耗低、控制簡單等優點，為采摘末端執行器的研究提供了一種新思路。

實用新型內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本實用新型提出一種能抓取不同大小水果的繩驅式欠驅動球形水果采摘末端執行器裝置。

技術方案：為實現上述目的，本實用新型的一種繩驅式欠驅動球形水果采摘末端執行器裝置，包括支架、繞線盤、驅動機構、三根相同的三指節手指、三塊傳動件和鋼絲繩，所述繞線盤固定在驅動機構上；所述三根相同的三指節手指均勻固定在所述支架上，所述三指節手指由前指節、中指節、末指節之間相互鉸接構成；所述鋼絲繩分為第一驅動繩、第二驅動繩和傳動繩，第一驅動繩一端固定在中指節內側固定孔上，另一端通過所述支架上的第一繩通孔后繞在繞線盤上部；第二驅動繩一端固定在中指節外側固定孔，另一端繞過所述支架上的小滑輪后穿過第二繩通孔反向繞在繞線盤下部；所述傳動件安裝在中指節上，傳動件接觸水果的一側設有壓力傳感器；傳動繩一端固定在中指節內部固定孔，另一端穿過傳動繩上的傳動繩通孔后繞在末指節固連的繞線輪上。

所述中指節上設有復位彈簧，復位彈簧另一端固連在第三指節上。

所述中指節內部設有固定傳動繩一端的內部固定孔和供傳動件滑動的滑槽，傳動件嵌在所述滑槽中；所述中指節內外側面設有固定所述第一驅動繩和第二驅動繩的內側固定孔和外側固定孔。

所述驅動機構由能進行正反轉的步進電機、主動直齒輪、從動直齒輪組成，步進電機固定在所述支架底部，主動直齒輪安裝在步進電機主軸上，繞線盤安裝在從動直齒輪上。

所述支架上均勻設有三個小滑輪、第一繩通孔和第二繩通孔。

所述繞線盤分上下兩部分；所述第一驅動繩繞在繞線盤上部的方向與第二驅動繩繞在繞線盤下部的方向相反。

有益效果：現有的水果采摘末端執行器對不同大小的水果適應能力較差，且大多結構復雜、笨重、難控制。本實用新型避免采用復雜的裝置，用鋼絲繩與欠驅動手指巧妙組合，通過電機的正反轉實現鋼絲繩的收放從而控制采摘末端執行器手指的開合，并巧妙利用鋼絲繩與繞線輪的繞線方式，用繩傳動實現手指的欠驅動。本實用新型具有能抓取不同大小水果、結構簡單、成本低、重量輕等優點。

附圖說明

附圖1為繩驅式欠驅動球形水果采摘末端執行器整體結構裝配圖；

附圖2為圖1中A的內部結構放大圖；

附圖3為支架示意圖

圖中：1-支架、2-繞線盤、3-從動直齒輪、4-步進電機、5-主動直齒輪、6-第一驅動繩、7-第二驅動繩、8-前指節、9-中指節、10-末指節、11-繞線輪、12-復位彈簧、13-傳動繩通孔、14-內部固定孔、15-外側固定孔、16-內側固定孔、17-傳動件、18-傳動繩、 19-第一繩通孔、20-小滑輪、21-第二繩通孔