[发明专利]一种水果采摘机器人及其采摘方法

说明书

本发明公开了一种水果采摘机器人，包括移动平台、机械臂和末端执行器，其中，所述移动平台上设有水平旋转台，水平旋转台上固定连接所述机械臂，机械臂的末端连接所述末端执行器，还包括：第一视觉识别装置，用于识别水果位置和水果的大小；第二视觉识别装置，用于识别果梗相对果梗切断槽的位置；压力传感器，用于检测末端执行器与被采摘水果之间的抱紧力，本发明能够对被采摘水果的位置和大小同时进行精确判断后对水果进行精确采摘，采摘时不损伤周围水果，并且采摘效率高，能很好的适应不同工作环境的采摘，不影响植物生长。

技术领域

本发明公开了一种水果采摘机器人，属于采摘机器人领域。

背景技术

中国是一个农业大国，当前中国制造业取得了突飞猛进的发展，但以番茄为代表的水果类收获方式仍主要以人工收获为主，劳动强度大，工作效率低，费时费力。

水果的果皮一般都比较薄，在采摘过程中非常小心，作用力过大或过小都不能很好的完成采摘过程，作用力过大可能会对水果造成不必要的损伤，作用力过小可能无法将水果抱紧而造成的在采摘过程中落地造成损伤。

目前国内外已经研究出了一些水果采摘机器人，但是在采摘过程中出现了很多问题。

现有的采摘机器人的末端执行器很多采用多抓同时进行抓取，这种方式在采摘时很可能因抓多而对目标水果外的水果造成损伤；还有的末端执行器采用夹持果梗的方式进行采摘，这种方式在采摘过程中很可能因为水果过于成熟而与果梗分离落地，造成损伤。

现有采摘机器人的切断装置很多采用扭断果梗或者在末端执行器的上方安装剪刀的方式使水果与果梗分离。扭断的方式很容易对植物造成损伤或使其他的水果因扭拉落地造成损伤；安装剪刀的方式增加了末端执行器的复杂程度，在采摘过程中容易对水果造成损伤。

现有采摘机器人机械臂总长固定，采摘范围小，采摘效率低。

现有采摘机器人的视觉识别装置在竖直方向上的高度固定，使长得过高或过低的水果无法被识别，降低了采摘效率。

现有采摘机器人行走机构很多采用轮胎，这种方式不能很好的适应不同工作环境的采摘，而且因为与地面接触面积小造成对地面的压实，使得土地的透气性很差，影响植物的生长。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出一种水果采摘机器人，能够对被采摘水果的位置和大小同时进行精确判断后对水果进行精确采摘，采摘时不损伤周围水果，并且采摘效率高，能很好的适应不同工作环境的采摘，不影响植物生长。

为了实现上述技术目的，本发明采用如下的技术方案：

一种水果采摘机器人，包括移动平台、机械臂和末端执行器，其中，所述移动平台上设有水平旋转台，水平旋转台上固定连接所述机械臂，机械臂的末端连接所述末端执行器，还包括：

第一视觉识别装置，设置在所述移动平台上，用于识别水果位置和水果的大小；

所述末端执行器包括：第一卡爪连架、第二卡爪连架、两个相向布置的主卡爪、以及设置在两个主卡爪中间正上方的一个用于对水果进行二次抱紧的辅助卡爪；

其中，所述第一卡爪连架的后端、辅助卡爪的末端以及第二卡爪连架三者之间通过销钉连接；

第一卡爪连架前部的左、右两侧对称铰接两个所述主卡爪，第一卡爪连架的内部设有滑槽，滑槽内滑动设置有一滑杆，

第一驱动单元与滑杆的一端驱动连接，滑杆另一端伸出第一卡爪连架前端后通过一平面连杆机构与两个主卡爪传动连接；

所述辅助卡爪上设有供果梗穿过的果梗通槽，果梗通槽的槽尾部设有果梗切断槽，果梗切断槽内设有果梗切断机构，所述果梗切断机构包括：

一滑块，滑块上连接有用于对果梗进行切断的刀片；