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一种具有机电输出的大容差微型 末端执行器

阅读：580发布：2021-09-27

专利汇可以提供一种具有机电输出的大容差微型末端执行器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种具有机电输出的大容差微型末端执行器，它涉及一种末端执行器。本发明为解决现有空间机械臂末端执行器无机电输出、可操作性差、容差小、能源消耗大的问题。本发明外壳模块、动力输出模块、传感器模块、多个运动驱动模块和多条捕获运动链；运动链外壳、驱动外壳、螺纹固定壳和机械臂连接件从上到下依次连通，运动固定座安装在运动链外壳和驱动外壳之间，动力输出模块穿设在运动链外壳内，运动驱动模块与动力输出模块同轴并固定在运动固定座上，每条捕获运动链固接在运动固定座上并由运动驱动模块驱动运动，多个连接检测组件均位于运动链外壳的顶端且均布在动力输出模块的周围，运动固定座固接在运动链外壳的底部。本发明用于航天航空领域中。，下面是一种具有机电输出的大容差微型末端执行器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种具有机电输出的大容差微型末端执行器，其特征在于：它包括外壳模块(1)、动力输出模块(2)、传感器模块(3)、运动驱动模块(4)和多条捕获运动链(5)；
所述外壳模块(1)包括运动链外壳(1-1)、驱动外壳(1-2)、螺纹固定壳(1-3)、机械臂连接件(1-4)、六维传感器(1-5)、运动固定座(1-7)、电路板(1-8)、六维传感器用连接件(1-9)、电气快接组件(1-11)、多个定位释放组件(1-10)、多个电气输出组件(1-12)和多个连接检测组件(1-13)；
所述运动链外壳(1-1)、驱动外壳(1-2)、螺纹固定壳(1-3)和机械臂连接件(1-4)从上到下依次连通，所述运动固定座(1-7)安装在运动链外壳(1-1)和驱动外壳(1-2)之间，所述动力输出模块(2)穿设在运动链外壳(1-1)内，所述运动驱动模块(4)与动力输出模块(2)同轴设置并固定在运动固定座(1-7)上，每条捕获运动链(5)固定连接在运动固定座(1-7)上并由运动驱动模块(4)驱动运动，多个电气输出组件(1-12)以动力输出模块(2)为中心均布在运动链外壳(1-1)的顶端，多个定位释放组件(1-10)以动力输出模块(2)为中心均布在运动链外壳(1-1)的顶端，每个电气输出组件(1-12)的内侧对应设有一个定位释放组件(1-10)，多个连接检测组件(1-13)均位于运动链外壳(1-1)的顶端且均布在动力输出模块(2)的周围，所述运动固定座(1-7)固定连接在运动链外壳(1-1)的底部，电路板(1-8)和传感器模块(3)均安装在运动固定座(1-7)上，所述六维传感器用连接件(1-9)固定连接在驱动外壳(1-2)的底部，电气快接组件(1-11)设置在驱动外壳(1-2)和六维传感器用连接件(1-9)之间，所述六维传感器(1-5)设置在螺纹固定壳(1-3)内，六维传感器(1-5)的底部与机械臂连接件(1-4)固定连接，六维传感器(1-5)的顶部与六维传感器用连接件(1-9)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有机电输出的大容差微型末端执行器，其特征在于：
每条捕获运动链(5)包括组合连杆运动链组件(5-1)、捕获手指(5-2)、固定铰链座(5-3)、连杆输出铰链轴(5-4)、凸轮铰链轴(5-5)和连杆固定铰链轴(5-7)，所述固定铰链座(5-3)固定连接在运动固定座(1-7)上，所述组合连杆运动链组件(5-1)设置在运动驱动模块(4)和连杆固定铰链轴(5-7)之间，组合连杆运动链组件(5-1)的输出端通过连杆输出铰链轴(5-4)与捕获手指(5-2)相铰接，捕获手指(5-2)上加工有条线滑槽(5-2-1)，凸轮铰链轴(5-5)水平穿过条线滑槽(5-2-1)并固定连接在固定铰链座(5-3)；
所述组合连杆运动链组件(5-1)包括主动摇杆(5-1-1)、四杆耦合连杆(5-1-4)、四杆被动连杆(5-1-7)、耦合铰链轴(5-1-6)、同源连杆(5-1-2)、输出连杆(5-1-5)和同源连杆铰链轴(5-1-3)，所述主动摇杆杆(5-1-1)与四杆耦合连杆(5-1-4)通过微动开关轴(7)铰接，所述四杆被动连杆(5-1-7)的一端通过耦合铰链轴(5-1-6)铰接，所述四杆被动连杆(5-1-7)的另一端通过连杆固定铰链轴(5-7)与固定铰链座(5-3)铰接，所述同源连杆(5-1-2)的一端通过运动驱动模块(4)与主动摇杆(5-1-1)铰接，所述同源连杆(5-1-2)的另一端通过同源连杆铰链轴(5-1-3)与输出连杆(5-1-5)相铰接，所述输出连杆(5-1-5)的中部通过耦合铰链轴(5-1-6)与四杆耦合连杆(5-1-4)铰接，所述输出连杆(5-1-5)的右端通过连杆输出铰链轴(5-4)与捕获手指(5-2)相铰接。
3.根据权利要求2所述的一种具有机电输出的大容差微型末端执行器，其特征在于：
所述运动驱动模块(4)包括摇杆动力模块(4-1)和多个输出摇杆模块(4-2)，多个输出摇杆模块(4-2)以摇杆动力模块(4-1)为中心均布在摇杆动力模块(4-1)的周围；
所述摇杆动力模块(4-1)包括支座(4-1-1)、蜗杆(4-1-2)、电机座(4-1-3)和电机(4-1-5)，所述支座(4-1-1)的下端设置有电机座(4-1-3)，所述电机座(4-1-3)内设置有电机(4-1-5)，所述蜗杆(4-1-2)的上端穿设在支座(4-1-1)上，所述蜗杆(4-1-2)的下端与电机(4-1-5)相连接；
所述输出摇杆模块(4-2)包括蜗轮铰链轴(4-2-2)、蜗轮(4-2-3)、间距调整杆(4-2-4)、右间距微调组件(4-2-5)和左间距微调组件(4-2-6)，所述右间距微调组件(4-2-5)和左间距微调组件(4-2-6)分别套装在蜗轮铰链轴(4-2-2)的两端，所述右间距微调组件(4-2-5)和左间距微调组件(4-2-6)之间设置有间距调整杆(4-2-4)，所述蜗轮铰链轴(4-2-2)通过右间距微调组件(4-2-5)和左间距微调组件(4-2-6)设置在支座(4-1-1)上，所述组合连杆运动链组件(5-1)设置在蜗轮铰链轴(4-2-2)和连杆固定铰链轴(5-7)之间，所述组合连杆运动链组件(5-1)中的主动摇杆(5-1-1)的一端与蜗轮铰链轴(4-2-2)相铰接，所述蜗轮(4-2-3)为扇形蜗轮，蜗轮(4-2-3)套装在蜗轮铰链轴(4-2-2)上且位于右间距微调组件(4-2-5)和左间距微调组件(4-2-6)之间，蜗轮(4-2-3)的连接端与主动摇杆(5-1-1)固定连接，蜗轮(4-2-3)的锯齿端与蜗杆(4-1-2)相啮合；
所述右间距微调组件(4-2-5)的结构和左间距微调组件(4-2-6)的结构相同，所述右间距微调组件(4-2-5)包括右蜗轮轴承(4-2-5-1)、右偏心轴承座(4-2-5-2)和右侧紧定螺钉(4-2-5-3)，所述蜗轮铰链轴(4-2-2)的右端依次通过右蜗轮轴承(4-2-5-1)、右偏心轴承座(4-2-5-2)安装在支座(4-1-1)上，所述右蜗轮轴承(4-2-5-1)和右偏心轴承座(4-2-5-2)通过右侧紧定螺钉(4-2-5-3)相连接；所述左间距微调组件(4-2-6)包括左蜗轮轴承(4-2-6-1)、左偏心轴承座(4-2-6-2)和左侧紧定螺钉(4-2-6-3)，所述蜗轮铰链轴(4-2-2)的左侧依次通过左蜗轮轴承(4-2-6-1)和左偏心轴承座(4-2-6-2)安装在支座(4-1-1)上，左蜗轮轴承(4-2-6-1)和左偏心轴承座(4-2-6-2)通过左侧紧定螺钉(4-2-6-3)相连接，所述间距调整杆(4-2-4)连接在左偏心轴承座(4-2-6-2)和右偏心轴承座(4-2-5-2)之间；
所述右偏心轴承座(4-2-5-2)和左偏心轴承座(4-2-6-2)均为偏心圆结构的轴承座体，蜗杆(4-1-2)中心轴线到蜗轮(4-2-3)中心之间的水平距离为L，水平距离L通过右偏心轴承座(4-2-5-2)和左偏心轴承座(4-2-6-2)调节其大小，使蜗轮(4-2-3)和蜗杆(4-1-2)之间的顺滑运动实现主动摇杆(5-6)的零回差；
每条捕获运动链(5)与输出摇杆模块(4-2)的蜗轮(4-2-3)一一对应设置，每条捕获运动链(5)固定连接在运动固定座(1-7)上并由其对应的输出摇杆模块(4-2)中的蜗轮(4-2-3)驱动运动。
4.根据权利要求3所述的一种具有机电输出的大容差微型末端执行器，其特征在于：
所述一种具有机电输出的大容差微型末端执行器还包括电位计轴(6)和微动开关轴(7)，所述传感器模块(3)包括位置检测组件(3-1)和限位检测组件(3-2)，所述位置检测组件(3-1)与电位计轴(6)同轴设置，所述位置检测组件(3-1)安装在运动固定座(1-7)上；所述限位检测组件(3-2)安装在运动固定座(1-7)上，微动开关轴(7)位于组合连杆运动链组件(5-1)的主动摇杆(5-6)右端铰链处。
5.根据权利要求4所述的一种具有机电输出的大容差微型末端执行器，其特征在于：
所述动力输出模块(2)包括减速器外壳(2-1)、输出电机外壳(2-2)、输出连接组件(2-3)和旋转动力组件(2-4)，所述减速器外壳(2-1)的底部固定连接有输出电机外壳(2-2)，减速器外壳(2-1)的顶部设置在运动链外壳(1-1)的顶端；所述输出连接组件(2-3)设置在减速器外壳(2-1)内，所述旋转动力组件(2-4)设置在减速器外壳(2-1)和输出电机外壳(2-2)之间，所述输出连接组件(2-3)与旋转动力组件(2-4)固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种具有机电输出的大容差微型末端执行器，其特征在于：
所述蜗轮(4-2-3)为铜制成的蜗轮，所述蜗杆(4-1-2)为不锈钢制成的蜗杆，所述蜗杆(1-2)的导程角为α，导程角α为3°，导程角α使蜗轮(2-3)和蜗杆(1-2)之间啮合时的压力角小于摩擦角，使蜗轮(2-3)和蜗杆(1-2)实现自锁。
7.根据权利要求6所述的一种具有机电输出的大容差微型末端执行器，其特征在于：
所述组合连杆运动链组件(5)通过组合连杆方式实现将运动驱动模块(4)中蜗轮(4-2-3)的旋转运动转换为连杆输出铰链轴(5-4)的直线运动。
8.根据权利要求7所述的一种具有机电输出的大容差微型末端执行器，其特征在于：
所述捕获手指(5-2)前端设置有两个凸球(5-2-2)以减小碰撞摩擦力，所述捕获手指(5-2)通过两个凸球(5-2-2)的先后接触完成捕获过程中的初步包络和精确定位的两个过程。

说明书全文

一种具有机电输出的大容差微型末端执行器

技术领域

[0001] 本发明涉及一种具有机电输出的大容差微型末端执行器。

背景技术

[0002] 空间机械臂在航天器装配、卫星维护、航天器回收、在轨燃料加注及太空垃圾清理等在轨服务支持任务中扮演着重要角色，小型空间机械臂以其小惯量、灵活性等优点在轻负载的操作任务中具有举足轻重的地位，而其空间末端执行器是空间机械臂最为重要的组成部分，具有重要的研究价值，一直是各航天大国的重要课题。

[0003] 现有空间机械臂末端执行器可分为大型末端执行器和小型末端执行器。前者以大容差作为设计重点，但基本没有机电输出，可操作性较差；后者中部分设计考虑了机电输出，但是容差相对较小。而在不同的目标捕获方式中，具有封闭捕获包络的设计极少。此外，针对太空应用的能源问题，现有的设计需要在捕获完成后继续供电才能保证稳定连接。这些因素都限制了可操作微型末端执行器的应用。

发明内容

[0004] 本发明的目的是提供一种具有机电输出的大容差微型末端执行器，以解决现有空间机械臂末端执行器无机电输出、可操作性差、容差小、能源消耗大的问题。

[0005] 本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

[0006] 一种具有机电输出的大容差微型末端执行器，它包括外壳模块、动力输出模块、传感器模块、运动驱动模块和多条捕获运动链；

[0007] 所述外壳模块包括运动链外壳、驱动外壳、螺纹固定壳、机械臂连接件、六维传感器、运动固定座、电路板、六维传感器用连接件、电气快接组件、多个定位释放组件、多个电气输出组件和多个连接检测组件；

[0008] 所述运动链外壳、驱动外壳、螺纹固定壳和机械臂连接件从上到下依次连通，所述运动固定座安装在运动链外壳和驱动外壳之间，所述动力输出模块穿设在运动链外壳内，所述运动驱动模块与动力输出模块同轴设置并固定在运动固定座上，每条捕获运动链固定连接在运动固定座上并由运动驱动模块驱动运动，多个电气输出组件以动力输出模块为中心均布在运动链外壳的顶端，多个定位释放组件以动力输出模块为中心均布在运动链外壳的顶端，每个电气输出组件的内侧对应设有一个定位释放组件，多个连接检测组件均位于运动链外壳的顶端且均布在动力输出模块的周围，所述运动固定座固定连接在运动链外壳的底部，电路板和传感器模块均安装在运动固定座上，所述六维传感器用连接件固定连接在驱动外壳的底部，电气快接组件设置在驱动外壳和六维传感器用连接件之间，所述六维传感器设置在螺纹固定壳内，六维传感器的底部与机械臂连接件固定连接，六维传感器的顶部与六维传感器用连接件相连接。

[0009] 每条捕获运动链包括组合连杆运动链组件、捕获手指、固定铰链座、连杆输出铰链轴、凸轮铰链轴和连杆固定铰链轴，所述固定铰链座固定连接在运动固定座上，所述组合连杆运动链组件设置在运动驱动模块和连杆固定铰链轴之间，组合连杆运动链组件的输出端通过连杆输出铰链轴与捕获手指相铰接，捕获手指上加工有条线滑槽，凸轮铰链轴水平穿过条线滑槽并固定连接在固定铰链座；

[0010] 所述组合连杆运动链组件包括主动摇杆、四杆耦合连杆、四杆被动连杆、耦合铰链轴、同源连杆、输出连杆和同源连杆铰链轴，所述主动摇杆杆与四杆耦合连杆通过微动开关轴铰接，所述四杆被动连杆的一端通过耦合铰链轴铰接，所述四杆被动连杆的另一端通过连杆固定铰链轴与固定铰链座铰接，所述同源连杆的一端通过运动驱动模块与主动摇杆铰接，所述同源连杆的另一端通过同源连杆铰链轴与输出连杆相铰接，所述输出连杆的中部通过耦合铰链轴与四杆耦合连杆铰接，所述输出连杆的右端通过连杆输出铰链轴与捕获手指相铰接。

[0011] 所述运动驱动模块包括摇杆动力模块和多个输出摇杆模块，多个输出摇杆模块以摇杆动力模块为中心均布在摇杆动力模块的周围；

[0012] 所述摇杆动力模块包括支座、蜗杆、电机座和电机，所述支座的下端设置有电机座，所述电机座内设置有电机，所述蜗杆的上端穿设在支座上，所述蜗杆的下端与电机相连接；

[0013] 所述输出摇杆模块包括蜗轮铰链轴、蜗轮、间距调整杆、右间距微调组件和左间距微调组件，所述右间距微调组件和左间距微调组件分别套装在蜗轮铰链轴的两端，所述右间距微调组件和左间距微调组件之间设置有间距调整杆，所述蜗轮铰链轴通过右间距微调组件和左间距微调组件设置在支座上，所述组合连杆运动链组件设置在蜗轮铰链轴和连杆固定铰链轴之间，所述组合连杆运动链组件中的主动摇杆的一端与蜗轮铰链轴相铰接，所述蜗轮为扇形蜗轮，蜗轮套装在蜗轮铰链轴上且位于右间距微调组件和左间距微调组件之间，蜗轮的连接端与主动摇杆固定连接，蜗轮的锯齿端与蜗杆相啮合；

[0014] 所述右间距微调组件的结构和左间距微调组件的结构相同，所述右间距微调组件包括右蜗轮轴承、右偏心轴承座和右侧紧定螺钉，所述蜗轮铰链轴的右端依次通过右蜗轮轴承、右偏心轴承座安装在支座上，所述右蜗轮轴承和右偏心轴承座通过右侧紧定螺钉相连接；所述左间距微调组件包括左蜗轮轴承、左偏心轴承座和左侧紧定螺钉，所述蜗轮铰链轴的左侧依次通过左蜗轮轴承和左偏心轴承座安装在支座上，左蜗轮轴承和左偏心轴承座通过左侧紧定螺钉相连接，所述间距调整杆连接在左偏心轴承座和右偏心轴承座之间；

[0015] 所述右偏心轴承座和左偏心轴承座均为偏心圆结构的轴承座体，蜗杆中心轴线到蜗轮中心之间的水平距离为L，水平距离L通过右偏心轴承座和左偏心轴承座调节其大小，使蜗轮和蜗杆之间的顺滑运动实现主动摇杆的零回差；

[0016] 每条捕获运动链与输出摇杆模块的蜗轮一一对应设置，每条捕获运动链固定连接在运动固定座上并由其对应的输出摇杆模块中的蜗轮驱动运动。

[0017] 本发明具有以下有益效果：

[0018] 1、本发明具有大容差的封闭捕获包络，不但能够保持目标抓取的成功率，还对机械臂控制精度要求较低，同时，本发明的末端执行器具有较小体积容差比，适用于小型空间机械臂的应用。

[0019] 2、本发明在捕获完成后能够提供稳定的旋转动力输出和电气输出，可操作性强。

[0020] 3、本发明中的捕获运动链具有自锁能力，能够在断电后也保持稳定连接，续航时间长，能够节省珍贵的太空能源。

[0021] 4、本发明使用多链路组合连杆运动链，多链路组合连杆运动链能够在不影响性能的情况下减小整个系统体积和质量。

[0022] 5、本发明是一个集驱动、传动、传感和控制于一体的模块化基本单元，可独立运动，各运动模块之间零件互换性强，方便维护。

[0023] 6、本发明具有机械和电气输出，应用范围广泛，可以配合多功能操作工具进行各项多功能操作任务。附图说明

[0024] 图1为本发明的立体结构示意图；

[0025] 图2为本发明中外壳模块1的剖视图；

[0026] 图3为本发明中动力输出模块2的剖视图；

[0027] 图4为本发明中捕获运动链5的剖视图，图中虚线为捕获手指5-2的运动轨迹；

[0028] 图5为本发明中传感器模块3立体剖面图；

[0029] 图6是运动驱动模块4的主视结构示意图；

[0030] 图7是运动驱动模块4的俯视结构示意图；

[0031] 图8是运动驱动模块4的主视结构剖面图；

[0032] 图9是图6中A-A处的剖视图；

[0033] 图10是图9中B-B处的剖视图；

[0034] 图11是本发明工作过程的流程框图。

具体实施方式

[0035] 具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9和图10说明本实施方式，本实施方式包括外壳模块1、动力输出模块2、传感器模块3、运动驱动模块4和多条捕获运动链5；

[0036] 所述外壳模块1包括运动链外壳1-1、驱动外壳1-2、螺纹固定壳1-3、机械臂连接件1-4、六维传感器1-5、运动固定座1-7、电路板1-8、六维传感器用连接件1-9、电气快接组件1-11、多个定位释放组件1-10、多个电气输出组件1-12和多个连接检测组件1-13；

[0037] 所述运动链外壳1-1、驱动外壳1-2、螺纹固定壳1-3和机械臂连接件1-4从上到下依次连通，所述运动固定座1-7安装在运动链外壳1-1和驱动外壳1-2之间，所述动力输出模块2穿设在运动链外壳1-1内，所述运动驱动模块4与动力输出模块2同轴设置并固定在运动固定座1-7上，每条捕获运动链5固定连接在运动固定座1-7上并由运动驱动模块4驱动运动，多个电气输出组件1-12以动力输出模块2为中心均布在运动链外壳1-1的顶端，多个定位释放组件1-10以动力输出模块2为中心均布在运动链外壳1-1的顶端，每个电气输出组件1-12的内侧对应设有一个定位释放组件1-10，多个连接检测组件1-13均位于运动链外壳1-1的顶端且均布在动力输出模块2的周围，所述运动固定座1-7固定连接在运动链外壳1-1的底部，电路板1-8和传感器模块3均安装在运动固定座1-7上，所述六维传感器用连接件1-9固定连接在驱动外壳1-2的底部，电气快接组件1-11设置在驱动外壳1-2和六维传感器用连接件1-9之间，所述六维传感器1-5设置在螺纹固定壳1-3内，六维传感器1-5的底部与机械臂连接件1-4固定连接，六维传感器1-5的顶部与六维传感器用连接件1-9相连接。

[0038] 本实施方式中所述电气快接组件1-11使驱动外壳1-2和六维传感器用连接件1-9进行机械连接的同时实现了电气快速连接，并且通过螺纹固定壳3的使用，不需要螺钉即可完成连接紧固。

[0039] 所述运动链外壳1-1采用大小圆柱和三瓣式结合的设计方式，兼顾美观、小体积、小质量进行设计，并设计视觉传感器安装座。

[0040] 具体实施方式二：结合图1、图4和图5说明本实施方式，本实施方式中每条捕获运动链5包括组合连杆运动链组件5-1、捕获手指5-2、固定铰链座5-3、连杆输出铰链轴5-4、凸轮铰链轴5-5和连杆固定铰链轴5-7，所述固定铰链座5-3固定连接在运动固定座
1-7上，所述组合连杆运动链组件5-1设置在运动驱动模块4和连杆固定铰链轴5-7之间，组合连杆运动链组件5-1的输出端通过连杆输出铰链轴5-4与捕获手指5-2相铰接，捕获手指5-2上加工有条线滑槽5-2-1，凸轮铰链轴5-5水平穿过条线滑槽5-2-1并固定连接在固定铰链座5-3；

[0041] 所述组合连杆运动链组件5-1包括主动摇杆5-1-1、四杆耦合连杆5-1-4、四杆被动连杆5-1-7、耦合铰链轴5-1-6、同源连杆5-1-2、输出连杆5-1-5和同源连杆铰链轴5-1-3，所述主动摇杆杆5-1-1与四杆耦合连杆5-1-4通过微动开关轴7铰接，所述四杆被动连杆5-1-7的一端通过耦合铰链轴5-1-6铰接，所述四杆被动连杆5-1-7的另一端通过连杆固定铰链轴5-7与固定铰链座5-3铰接，所述同源连杆5-1-2的一端通过运动驱动模块4与主动摇杆5-1-1铰接，所述同源连杆5-1-2的另一端通过同源连杆铰链轴5-1-3与输出连杆5-1-5相铰接，所述输出连杆5-1-5的中部通过耦合铰链轴5-1-6与四杆耦合连杆5-1-4铰接，所述输出连杆5-1-5的右端通过连杆输出铰链轴5-4与捕获手指5-2相铰接。其他结构及连接关系与具体实施方式一相同。

[0042] 具体实施方式三：结合图5至图10说明本实施方式，本实施方式中所述运动驱动模块4包括摇杆动力模块4-1和多个输出摇杆模块4-2，多个输出摇杆模块4-2以摇杆动力模块4-1为中心均布在摇杆动力模块4-1的周围；

[0043] 所述摇杆动力模块4-1包括支座4-1-1、蜗杆4-1-2、电机座4-1-3和电机4-1-5，所述支座4-1-1的下端设置有电机座4-1-3，所述电机座4-1-3内设置有电机4-1-5，所述蜗杆4-1-2的上端穿设在支座4-1-1上，所述蜗杆4-1-2的下端与电机4-1-5相连接；

[0044] 所述输出摇杆模块4-2包括蜗轮铰链轴4-2-2、蜗轮4-2-3、间距调整杆4-2-4、右间距微调组件4-2-5和左间距微调组件4-2-6，所述右间距微调组件4-2-5和左间距微调组件4-2-6分别套装在蜗轮铰链轴4-2-2的两端，所述右间距微调组件4-2-5和左间距微调组件4-2-6之间设置有间距调整杆4-2-4，所述蜗轮铰链轴4-2-2通过右间距微调组件4-2-5和左间距微调组件4-2-6设置在支座4-1-1上，所述组合连杆运动链组件5-1设置在蜗轮铰链轴4-2-2和连杆固定铰链轴5-7之间，所述组合连杆运动链组件5-1中的主动摇杆5-1-1的一端与蜗轮铰链轴4-2-2相铰接，所述蜗轮4-2-3为扇形蜗轮，蜗轮4-2-3套装在蜗轮铰链轴4-2-2上且位于右间距微调组件4-2-5和左间距微调组件4-2-6之间，蜗轮
4-2-3的连接端与主动摇杆5-1-1固定连接，蜗轮4-2-3的锯齿端与蜗杆4-1-2相啮合；

[0045] 所述右间距微调组件4-2-5的结构和左间距微调组件4-2-6的结构相同，所述右间距微调组件4-2-5包括右蜗轮轴承4-2-5-1、右偏心轴承座4-2-5-2和右侧紧定螺钉4-2-5-3，所述蜗轮铰链轴4-2-2的右端依次通过右蜗轮轴承4-2-5-1、右偏心轴承座4-2-5-2安装在支座4-1-1上，所述右蜗轮轴承4-2-5-1和右偏心轴承座4-2-5-2通过右侧紧定螺钉4-2-5-3相连接；所述左间距微调组件4-2-6包括左蜗轮轴承4-2-6-1、左偏心轴承座4-2-6-2和左侧紧定螺钉4-2-6-3，所述蜗轮铰链轴4-2-2的左侧依次通过左蜗轮轴承4-2-6-1和左偏心轴承座4-2-6-2安装在支座4-1-1上，左蜗轮轴承4-2-6-1和左偏心轴承座4-2-6-2通过左侧紧定螺钉4-2-6-3相连接，所述间距调整杆4-2-4连接在左偏心轴承座4-2-6-2和右偏心轴承座4-2-5-2之间；

[0046] 所述右偏心轴承座4-2-5-2和左偏心轴承座4-2-6-2均为偏心圆结构的轴承座体，蜗杆4-1-2中心轴线到蜗轮4-2-3中心之间的水平距离为L，水平距离L通过右偏心轴承座4-2-5-2和左偏心轴承座4-2-6-2调节其大小，使蜗轮4-2-3和蜗杆4-1-2之间的顺滑运动实现主动摇杆5-6的零回差；

[0047] 每条捕获运动链5与输出摇杆模块4-2的蜗轮4-2-3一一对应设置，每条捕获运动链5固定连接在运动固定座1-7上并由其对应的输出摇杆模块4-2中的蜗轮4-2-3驱动运动。

[0048] 本实施方式中蜗轮铰链轴4-2-2穿设在蜗轮4-2-3和主动摇杆5-1-1之间，所述蜗轮4-2-3与主动摇杆5-1-1固定连接。所述同源连杆5-1-2的一端通过蜗轮铰链轴4-2-2与主动摇杆5-1-1铰接。

[0049] 本实施方式中多个输出摇杆模块4-2的个数为两个以上，根据实际工况需要具体设置，增强本发明的通用性。当输出摇杆模块4-2为三个时，三个输出摇杆模块4-2以摇杆动力模块4-1为中心轴对称分布于摇杆动力模块4-1外。蜗轮4-2-3在未用到的部分进行了去除材料的处理，以减小本发明的体积和质量。电机4-1-5为中空电机，与蜗杆4-1-2进行互嵌的一体化设计，以减小运动驱动模块4的体积和质量。本实施方式中左蜗轮轴承4-2-6-1和右蜗轮轴承4-2-5-1均采用带法兰轴承，简化结构设计，实现轴承预紧，延长轴承寿命。

[0050] 本实施方式中随着间距间距调整杆4-2-4的水平拨动，右偏心轴承座4-2-5-2随之小范围旋转，使得与右偏心轴承座4-2-5-2内圆同心的右蜗轮轴承4-2-5-1水平小范围运动，而右蜗轮轴承4-2-5-1竖直方向位置基本不变，最后由右侧紧定螺钉4-2-5-3进行锁紧，同理于左间距微调组件4-2-6。右蜗轮轴承4-2-5-1和左蜗轮轴承4-2-6-1的同步水平小范围运动带动蜗轮4-2-3中心水平小范围运动，用于调整蜗杆4-1-2中心与蜗轮4-2-3中心距离L，保证蜗轮4-2-3、蜗杆4-1-2顺滑运动的同时实现输出摇杆5-1-1零回差。本实施方式中蜗轮4-2-3中心水平小范围为0.2mm。

[0051] 输出摇杆模块4-2还包括定位销，所述蜗轮4-2-3上加工有连接孔和两个通孔，所述连接孔远离蜗轮4-2-3的锯齿端设置，所述连接孔通过定位销与输出摇杆5-1-1相连接，两个通孔均靠近蜗轮4-2-3的锯齿端设置，两个通孔之间有夹角θ，夹角θ用于克服多个输出模块4-2中蜗轮4-2-3之间角度偏差，使输出摇杆5-1-1保持相同角度。其他结构及连接关系与具体实施方式二相同。

[0052] 具体实施方式四：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式中所述一种具有机电输出的大容差微型末端执行器还包括电位计轴6和微动开关轴7，所述传感器模块3包括位置检测组件3-1和限位检测组件3-2，所述位置检测组件3-1与电位计轴6同轴设置，所述位置检测组件3-1安装在运动固定座1-7上；所述限位检测组件3-2安装在运动固定座1-7上，微动开关轴7位于组合连杆运动链组件5-1的主动摇杆5-6右端铰链处。

[0053] 本实施方式中位置检测组件3-1实时监测电位计轴6当前位置，判断末端执行器状态，并在行程两端自动停止。当位置检测组件3-1失效时，微动开关轴7到达行程两端时分别触发限位检测组件3-2的微动开关，控制系统进入外部触发中断处理程序，暂停末端执行器运动，实现末端执行器的双重保护功能。其他结构及连接关系与具体实施方式三相同。

[0054] 具体实施方式五：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式中所述动力输出模块2包括减速器外壳2-1、输出电机外壳2-2、输出连接组件2-3和旋转动力组件2-4，所述减速器外壳2-1的底部固定连接有输出电机外壳2-2，减速器外壳2-1的顶部设置在运动链外壳1-1的顶端；所述输出连接组件2-3设置在减速器外壳2-1内，所述旋转动力组件2-4设置在减速器外壳2-1和输出电机外壳2-2之间，所述输出连接组件2-3与旋转动力组件2-4固定连接。其他结构及连接关系与具体实施方式四相同。

[0055] 具体实施方式六：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式中所述蜗轮4-2-3为铜制成的蜗轮，所述蜗杆4-2为不锈钢制成的蜗杆，所述蜗杆1-2的导程角为α，导程角α为3°，导程角α使蜗轮2-3和蜗杆1-2之间啮合时的压力角小于摩擦角，使蜗轮2-3和蜗杆1-2实现自锁。如此设置能够在需要保持输出摇杆位置时断电，节省能源。其他结构及连接关系与具体实施方式五相同。

[0056] 具体实施方式七：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式中所述组合连杆运动链组件5通过组合连杆方式实现将运动驱动模块4中蜗轮4-2-3的旋转运动转换为连杆输出铰链轴5-4的直线运动。该直线运动为以小体积轻质量实现大行程的直线驱动。其他结构及连接关系与具体实施方式六相同。

[0057] 具体实施方式八：结合图1至图5说明本实施方式，本实施方式中所述捕获手指5-2前端设置有两个凸球5-2-2以减小碰撞摩擦力，所述捕获手指5-2通过两个凸球5-2-2的先后接触完成捕获过程中的初步包络和精确定位的两个过程。其他结构及连接关系与具体实施方式七相同。

[0058] 具体实施方式九：结合图11说明本实施方式，本实施方式中末端执行器控制策略为：启动末端执行器，将机械臂调制柔顺控制模式，启动摇杆动力模块4-1，然后组合连杆运动链组件5-1将蜗轮4-2-3的摆动转换为直线运动，驱动捕获手指5-2依次完成收拢、拖动、锁紧过程，在此过程中位置检测组件3-1实时反馈运行状态，连接检测组件1-13提供成功对接信号后关闭摇杆动力模块4-1，由动力输出模块2和电气输出组件1-12分别提供机械和电气输出。其他结构及连接关系与具体实施方式八相同。

[0059] 本发明的工作原理：

[0060] 1)目标抓取/释放：运动驱动模块4的蜗杆4-1-2同步带动轴对称分布的蜗轮4-2-3往复摆动，通过与蜗轮4-2-3一一对应的组合连杆运动链组件5-1转化为连杆输出铰链轴5-4的轴向往复直线运动，因捕获手指5-2的滑槽被凸轮铰链轴5-5限制，带动捕获手指5-2的顶端沿虚线往复运动，多条捕获运动链5的同步运动实现目标抓取/释放；

[0061] 2)机械输出：目标抓取完成后，动力输出模块2中的旋转动力组件2-4进行转动，带动一起固定连接的输出连接组件2-3输出机械旋转动力；

[0062] 3)电气输出：目标抓取完成的同时，具有浮动性能的电气输出组件1-12即完成电气连接，实现电源供给及通信功能。

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一种具有机电输出的大容差微型末端执行器

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