[发明专利]一种水果采摘末端执行器

说明书

本发明涉及一种水果采摘末端执行器，包括水果夹持机构和果梗剪切机构，水果夹持机构包括线性模组和手爪，果梗剪切机构由齿轮、弧形齿条、弧形刀片和小电机组成，可从水果正下方接近水果，完成水果夹持、果梗剪切和水果收集操作，且对手爪夹持力进行控制，以达到水果无损采摘的目的。

技术领域

本发明涉及一种水果采摘末端执行器，可实现易损、易碰伤水果的无损采摘。

背景技术

水果的自动化采摘对于采摘机械手的要求有以下几点：1.实现水果无损采摘；2.采摘成功率高；3.采摘速度快。实现水果的无损采摘对于机械手的末端执行器具有极高的要求，需要对末端执行器的抓持力进行精密的控制，以保护水果不受损伤，实现无损采摘。其次，对于不同的采摘方式，也会对水果造成不同程度的损伤。

目前，采摘机械手的末端执行器多采用两指直接夹取水果并剪断或割断果柄的方式实现采摘，但这类末端执行器的通病就是会对水果造成不同程度的损坏，影响采摘果实质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型水果采摘末端执行器，用于易损、易碰伤水果的无损采摘。通过双目立体视觉系统检测水果的位置，并进行路径规划，通过机械臂带动末端执行器接近水果，实现水果夹持和剪断果柄的动作，完成水果采摘。

本发明的目的是这样实现的：一种新型水果采摘末端执行器，包括线性模组、手爪、齿轮、弧形齿条、弧形刀片、压力传感器、距离传感器和小电机，线性模组固设于机械臂上；手爪为双手指，其中一个手指固设于线性模组，另一手指安装在线性模组的滑块上，可随滑块移动，以实现手爪的张开闭合；手指内设置有弧形轨道，弧形齿条可在齿轮带动下沿弧形轨道滑动；弧形刀片固设于弧形齿条顶端；压力传感器粘贴在手指表面，用于检测末端执行器夹持水果时的夹持力；距离传感器安装在线性模组上，用于检测水果是否进入可夹持位置。

线性模组由丝杆、滑块、滚动轴承、联轴器、大电机组成，大电机转动可带动安装在滑块上的手指移动，完成手指的张开、闭合操作。

小电机、齿轮、弧形齿条、弧形刀片配合完成果柄剪切动作。小电机转动带动弧形齿条沿手指内的弧形轨道滑动，固设于弧形齿条顶端的弧形刀片于接合位置剪断果梗，完成水果果梗剪切动作。

采摘机械手的双目立体视觉系统检测到水果位置时，由机械臂带动末端执行器接近水果，距离传感器检测需采摘水果是否进入末端执行器可夹持位置，若进入可夹持位置，大电机转动，带动手爪闭合，同时压力传感器检测水果受到的压力，当水果受压达到预设最小损伤力(不损伤水果，且保证水果不会在重力作用下从手爪滑落的力)时，电机停止转动并保持当前状态，随后小电机转动，带动弧形齿条沿弧形轨道滑动，完成果柄剪切。实现水果无损采摘。

附图说明

图1为本发明末端执行器的结构示意图；

图2为本发明末端执行器的工作状态剖面图；

图3为本发明末端执行器的工作原理图；

图4为本发明末端执行器的控制系统图。

主要元件符号说明