[发明专利]机器人收获系统

说明书

一种示例系统包括真空发生装置、机械臂和联接到机械臂的收获装置。收获装置包括：末端执行器，其具有入口；真空管，其联接到端部执行器的入口和真空发生装置，其中真空发生装置被构造成在真空管中产生真空环境；出口机构，其联接到真空管；和减速结构，其被构造成使已经穿过真空环境的至少一部分的果实减速。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年9月21日提交的名称为“用于机器人收获的末端执行器（EndEffector for Robotic Harvesting）”的美国临时专利申请第62/397,456号的优先权，该申请的全部内容通过引用结合于此，如同在本说明书中完全阐述一样。

技术领域

本发明涉及机械化果实收获，特别涉及一种果实收获机器人系统。

背景技术

果实采摘和收获仍然主要是手工操作。在诸如苹果、梨、杏、桃子等果实长在树上的果园里，农场工人可以移动梯子靠近树，爬上梯子，摘下果实，然后将果实转移到像篮子一样的临时仓库。在工人摘下那个地方的所有成熟果实之后，工人爬下梯子，将梯子移动到另一个地方，然后重复该过程。该过程对劳动力的要求很高，这导致操作成本很高，从而降低了农民的利润。

依靠体力劳动也可能有其他风险。例如，工人生病或其他不能出工情况可能会影响劳动力供应。作为另一示例，缺乏未受过培训的工人会导致果实处理不当或错误。虽然采摘果实似乎需要低技能和低培训的工人，但熟练的农场工人每秒钟可能采摘多达两个果实，并且由于损坏造成的损失相对较低，而未经培训的工人可能工作速度明显较慢，并且可能由于果实损坏造成更高的损失。培训工人的成本可能导致农场运营成本的显著增加。

因此，可能需要机械化果实收获系统，该系统减轻与体力劳动相关的一些风险。一种示例性机械化系统可以具有末端执行器，该末端执行器被构造成采摘果实，以代替手动采摘果实。为了降低这种机械化系统的成本，可能需要这样一种机械化系统，其不需要末端执行器的高度精确定位来有效地采摘果实。

发明内容

本公开描述了涉及机器人收获系统的实施例。

在一个方面，本公开描述了一种果实收获机器人系统。该果实收获机器人系统包括：(i)真空发生装置；(ii)机械臂；(iii)收获装置，其联接到机械臂并包括：(a)末端执行器，其具有入口，(b)真空管，其联接到末端执行器的入口和真空发生装置，其中真空发生装置被构造成在真空管中产生真空环境，并且其中末端执行器的入口具有允许特定类型的果实通过入口并进入真空管中的真空环境的尺寸，(c)出口机构，其联接到真空管，其中已经进入真空环境的果实能够通过出口机构离开真空环境，以及(d)减速结构，其被构造成使已经穿过真空环境的至少一部分的果实减速而不损坏果实；以及(iv)控制器，其被构造成执行操作，所述操作包括：导致机械臂移动收获装置，以将末端执行器的入口定位在距附接到树的果实预定距离内，其中真空环境产生通过入口的气流，从而诱发将施加到果实的力；将果实通过入口拉入真空管中；以及将果实与树分离。

前述发明内容仅是说明性的，并不旨在以任何方式进行限制。除了上面描述的说明性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和以下详细描述，另外的方面、实施例和特征将变得显而易见。

附图说明

图1示出了根据一个示例性实施方式的附接到树的苹果。

图2A示出了根据一个示例性实施方式的用于收获的机器人系统。

图2B示出了根据一个示例性实施方式的图2A所示机器人系统的内部构造。

图3A示出了根据一个示例性实施方式的安装到托架的机械臂。

图3B示出了根据一个示例性实施方式的围绕铰链在特定方向上旋转的托架。

图3C示出了根据一个示例性实施方式的图2A所示机器人系统的后视图，示出了托架。