[发明专利]一种弹簧片采摘机器人末端执行器

说明书

本发明公开了一种弹簧片采摘机器人末端执行器，包括平移切割果梗组件和平移夹持果梗组件，所述平移切割果梗组件包括平移手指气缸、左带刀手指防护盖和右带刀手指防护盖，所述平移夹持果梗组件包括微动开关支架、微动开关、左夹板、右夹板、视觉传感器、机械臂对接件。本发明主要通过两侧气动平移手指先带动两侧夹板夹持果梗，再进一步带动两侧带刀手指防护盖相互闭合交接切断果梗的采摘动作方式，同时结合摄像头图像识别及微动开关来自动配合机器人完成果实采摘作业，本发明具有设计新颖、结构紧凑、通用性强、自动化程度高、环保耐用的优点。

技术领域

本发明涉及农业果蔬自动化采摘末端执行器开发技术领域，特别涉及一种弹簧片采摘机器人末端执行器。

背景技术

近年来，农业果蔬采摘机器人逐渐成为机器人领域内国内外研究开发的热点，其相关技术在国内外已取得不少成果，但大部分多停留在实验室研发阶段

距离实用化商品化还存在很大差距。其主要原因之一在于对末端执行器的研制要求较高，主要要求包括：1）、机构方案要简洁小巧，重量要轻，避免繁冗的传动机构，保证整体结构的紧凑性和可靠性，提高末端执行器避障性能；2）、尽量选用通用机械电气元器件，从而降低元件成本，缩短商品化实用化进程；3）、控制方案简单可靠，同时保证在开放环境系统的鲁棒性；4）、较高的采摘成功率和效率，要求末端执行器采摘动作要有效且迅速；5）、避免采摘过程中损伤果实；6）、提高末端执行器的通用性，具有多种果实的采摘的作业能力。

直至目前，末端执行器的采摘的方式主要有两种：动作掰拧式和刀割切断式。动作掰拧式设计相应机构先对果实进行夹持抓牢，再利用腕关节的两个垂直方向上的转动来模拟人掰拧果柄的动作，其作业的对象要求果柄易于与果枝分离，同时需要严格控制好夹持果实的力的大小，否则极易损伤果实。刀割切断式主要是利用电机驱动圆锯刀或剪刀动作直接将果梗割断，这种方法传动机构方案和控制传感系统往往比较冗繁，从而增加了系统控制的难度和机构的复杂性，增加了成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构紧凑、轻便小巧、可靠耐用、控制简单、成本低廉且通用性强的果实采摘机器人末端执行器。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种弹簧片采摘机器人末端执行器，其特征在于，包括平移手指气缸，所述平移手指气缸的两个平移手指上分别设置有左带刀手指防护盖和右带刀手指防护盖，所述左带刀手指防护盖与右带刀手指防护盖内侧均分别通过弹簧片固定有左夹板与右夹板，所述左带刀手指防护盖与右带刀手指防护盖对应位置分别设置有可相互交接的刀刃；

所述平移手指气缸上设置有用于接收果梗到位信息的微动开关。

优选的，所述两刀刃平面之间的垂直距离保留0.2mm。

优选的，所述平移手指气缸通过螺栓固定联接有机械臂对接件，所述机械臂对接件的后部加工预留有与采摘机械臂腕部连接的螺纹安装孔。

优选的，所述弹簧片共有四片，分别两两设置于左带刀手指防护盖与右带刀手指防护盖内侧。

优选的，所述平移手指气缸下侧中部通过螺钉还固定连接有视觉传感器支架，所述视觉传感器支架通过螺钉旋紧固定连接有视觉传感器。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1.结构小巧紧凑，成本更低，重量轻，避障性好，通用性强，并且本发明只用了一个气缸驱动节能环保，达到一次驱动完成夹持和切断两项工作的效果。