[发明专利]一种五指末端执行器

说明书

技术领域

本发明属于农业机器人装备技术领域，具体涉及一种五指末端执行器。

背景技术

现有的圆形水果、蔬菜采摘自动化作业中，大部分采用两指或三指末端执行器，但是对于多个果实聚集的情况下，两指或三指的末端执行器，很可能就夹不住果实，实现不了后续的采摘。另外，如果圆形果实长在枝杈附近的时候，两指或三指的末端执行器对果实进行夹持的角度比较苛刻，作业效率不高，而且后续的采摘作业也不好操作，因此，需要一种能在复杂环境中进行采摘夹持的类人手五指末端执行器。

目前的圆形果蔬分级，大部分是把农产品放到一个容器中，然后左右晃动，再通过重力作用，让水果通过一个预设的圆形漏斗，掉到对应直径的水果筐内，这种分级方法，导致水果表皮破坏，不利于长久保存，可以模仿人手分类的方法，对圆形果蔬分类。在分类过程中，圆形果蔬的摆放不是很规整，如果继续采用两指或三指末端执行器加持分类，对识别、分类果蔬的传感器，要求就比较高，因此，也需要一种能完成分拣的类人手五指末端执行器。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明设计了一种五指末端执行器。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种五指末端执行器，包括拇指（1）、手掌（2）、食指（3）、中指（4）、无名指（5）和小指（6），其特征在于：食指（3）、中指（4）、无名指（5）和小指（6）的结构相同，且分别具有基关节第一电机（30）、基关节第二电机（32）和差动机构（34），基关节第一电机（30）和基关节第二电机（32）固定在手掌（2）上，手指的近指节通过差动机构（34）与手掌（2）连接，基关节第一电机（30）和基关节第二电机（32）驱动差动机构（34）从而实现手指的侧摆运动和俯仰运动。

进一步，差动机构（34）包括第一锥齿轮（340）、左轴（341）、第二锥齿轮（342）、上轴（343）、第三锥齿轮（344）、第四锥齿轮（346）、右轴（347）和下轴（348）；左轴（341）和右轴（347）相对设置在手掌（2）上组成基关节俯仰转动轴，第一锥齿轮（340）和第三锥齿轮（344）相对且分别设置在左轴（341）和右轴（347）的內端，左轴（341）和右轴（347）的外端分别由基关节第一电机（30）和基关节第二电机（32）驱动；上轴（343）和下轴（348）的外端分别和相对应手指的近指节连接组成基关节侧摆转动轴，第二锥齿轮（342）和第四锥齿轮（346）相对且分别设置在上轴（343）和下轴（348）的內端，第二锥齿轮（342）与第一锥齿轮（340）和第三锥齿轮（344）的上部啮合，第四锥齿轮（346）与第一锥齿轮（340）和第三锥齿轮（344）的下部啮合。

进一步，基关节第一电机（30）和基关节第二电机（32）与差动机构（34）之间分别通过皮带（33）传动，差动机构（34）左轴（341）和右轴（347）的外端分别设置有带轮（345）。

进一步，基关节第一电机（30）和基关节第二电机（32）安装于电机槽（31）中的一端并通过电机槽（31）固定在手掌（2），差动机构（34）设置在电机槽（31）的另一端。

进一步，左轴（341）和右轴（347）相对且分别设置在电机槽（31）两壁上。

进一步，拇指（1）包括基关节大齿轮（10）、基关节电机（11）、基关节小齿轮（12）和基关节连接轴（13）；基关节电机（11）固定在手掌（2）上，基关节大齿轮（10）设置在基关节电机（11）的输出端，拇指的近指节通过基关节连接轴（13）和手掌（2）连接，基关节大齿轮（10）和设置在基关节连接轴(13)上的基关节小齿轮(12)配合工作从而实现拇指(1)基关节的转动。

进一步，拇指（1）、食指（3）、中指（4）、无名指（5）和小指（6）均包括近指节、中指节、远指节和连接轴，近指节通过近指节电机和相对应的连接轴与中指节连接，中指节通过中指节电机和相对应的连接轴与远指节连接。

进一步，近指节电机嵌于近指节内部并直接驱动中指节转动；中指节电机嵌于中指节内部并直接驱动远指节转动。

进一步，近指节、中指节和远指节的长度比例为4:3:2。