[发明专利]一种适用于抓取不同形态果蔬的蜓爪式仿生末端执行器

权利要求书

1.本发明所述的一种具有仿生几何结构特征的蜓爪式末端执行器，该机械手由框架式机械平台、智能控制系统、反馈系统、传动系统、电力辅助系统组成；机械平台主体框架（1）和机械爪指由复合材料组成，主体框架（1）底部通过螺栓将滑道（19）固定，两机械手转节滑块（18）之间通过弹簧约束，机械手转节滑块（18）上有两条上下贯通的滑槽（15），机械爪指由机械手转节滑块（18）穿过滑槽（15）通过球铰（12）和球铰梁（16）与中爪底盘（13）相联接，中爪底盘（13）与机械手中爪腿节（8）通过中爪梁（14）进行相互固定，伺服电机（3）通过定位螺栓孔固定于平底推杆盘形凸轮（17）上的中爪底盘（13），通过平底推杆盘形凸轮（17）与机械手转节滑块（18）的相对位置的改变，以及弹簧对机械手转节滑块（18）的约束，实现机械手转节滑块（18）在滑道（19）上的往复直线运动；机械手前后两对爪指是相同的，机械手前爪由机械手前爪腿节（4）、机械手前爪胫节（5）、机械手前爪跗节（6）铰接而成；机械手后爪由机械手后爪腿节（23）、机械手后爪胫节（24）、机械手后爪跗节（25）铰接而成；机械手中爪由机械手中爪腿节（8）、机械手中爪胫节（9）、机械手中爪跗节（10）铰接而成；在蜻蜓前（后）爪末端铰接倒钩（22），倒钩（22）由倒钩铰接处（28）、倒钩末端（26）和倒钩转角（27）组成，并且在倒钩（22）中存在弯曲结构；在机械手倒钩（22）和机械手中爪跗节（10）表面都侧贴有应变片（20）；机械手倒钩（22）内侧固定有高强度柔性聚酰胺绳，高强度柔性聚酰胺绳通过机械手内槽（21）缠绕在固定于伺服电机（2）（7）输出轴的绕线盘（11）上，以实现传动的作用。

2.根据权利要求1所述的一种具有仿生几何结构特征的蜓爪式末端执行器，其特征在于，与机械手前爪腿节（4）相连的两个球铰梁（16）末端AB之间的距离和两个中爪梁（14）末端CD之间的距离和与机械手后爪腿节（23）相连的两个球铰梁（16）末端EF之间的距离之比为64:123:64；在中爪底盘（13）所处的平面内，与机械手前爪腿节（4）相连的球铰梁（16）与中爪梁（14）之间所夹角度为30°，与机械手后爪腿节（23）相连的球铰梁（16）与中爪梁（14）之间所夹角度为30°。

3.根据权利要求1所述的一种具有仿生几何结构特征的蜓爪式末端执行器，其特征在于，机械手前爪腿节(4)与机械手前爪胫节(5)与机械手前爪跗节(6)的长度比为18:16:7；机械手中爪腿节（8）与机械手中爪胫节（9）与机械手中爪跗节（10）的长度比为8:5:2；机械手后爪腿节（23）与机械手后爪胫节（24）与机械手后爪跗节（25）的长度比为18:16:7。

4.根据权利要求1所述的一种具有仿生几何结构特征的蜓爪式末端执行器，其特征在于，在中爪底盘（13）所处的平面内，机械手前爪腿节（4）相对于中爪梁（14）可转动的角度范围为0°～78°，机械手后爪腿节（23）相对于中爪梁（14）可转动的角度范围为0°～78°。

5.根据权利要求1所述的一种具有仿生几何结构特征的蜓爪式末端执行器，其特征在于，倒钩中存在弯曲结构，即倒钩转角（27）的H点与倒钩铰接处（28）的G点的连线与倒钩铰接处（28）的G点与倒钩末端（26）的I点的连线所夹的角度为120°。