[发明专利]一种具有触觉感知功能的结球类蔬菜采摘系统

说明书

本发明公开了一种具有触觉感知功能的结球类蔬菜采摘系统，包括UR机械臂、末端执行器连接件以及末端执行器模块。末端执行器模块通过正切机构将夹持气缸的往复运动转换成触觉手指的夹持作用，由触觉手指采集结球类蔬菜的触觉信息，并根据触觉信息来识别结球类蔬菜的成熟度；通过曲柄滑块机构将割刀气缸的往复运动转换成割刀的切割作用，以切除结球类蔬菜根部。本发明适用于结球类蔬菜的选择性采摘，可实现蔬菜的成熟度识别、夹持以及切根作业，设计巧妙、抓取稳定性好、识别效果佳、作业损伤率低。

技术领域

本发明属于农业生产技术领域，涉及一种具有触觉感知功能的结球类蔬菜采摘系统。

背景技术

结球类蔬菜是人们日常生活中的一类重要蔬菜，例如结球甘蓝、大白菜、结球莴苣、花椰菜等，在我国具有较大的种植面积和总产量。结球类蔬菜有个生理特征，表现在蔬菜成熟后会卷曲形成球形或类球形，当叶球生长到一定的大小后，外观形态几乎不再改变，而内部仍在生长，表现出不同的紧实程度，这给自动化的选择性采摘系统开发增加了不少难度。现实中，农民在采收结球类蔬菜时，会采用挤压触摸的方法，根据结球的紧实程度来判断蔬菜的成熟程度，这是目前最为直观的结球类蔬菜成熟度的识别方法。CN110039533A公开了一种用于检测水果成熟度的多功能软体机械手，带有一定的触觉感知模块，但软体手指的设计具有一定的抓取局限性，无法很好地抓取结球类蔬菜这类具有较大质量并存在较大差异性的作业对象。因此，有必要提供一种适用于结球类蔬菜的具有触觉感知功能的采摘系统，以实现蔬菜成熟度的感知，并完成蔬菜的采摘作业。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供一种具有触觉感知功能的结球类蔬菜采摘系统，采用触觉手指来采集结球类蔬菜的触觉信息，以识别其成熟度，采用夹持割刀来切断蔬菜根部，以实现采摘作业，抓取稳定性好、识别效果佳、作业损伤率低。

本发明解决技术问题所采取的技术方案是：

一种具有触觉感知功能的结球类蔬菜采摘系统，包括UR机械臂、末端执行器连接件以及末端执行器模块，UR机械臂与末端执行器连接件连接；

末端执行器模块包括割刀气缸、夹持气缸、夹持气缸支架、Y型接头、支臂支架、滑动销、夹持支臂、割刀支臂、割刀连接臂、滑块接头、夹持主臂、割刀主臂、触觉手指、割刀，割刀气缸与末端执行器连接件连接，夹持气缸支架和支臂支架固定于割刀气缸上，夹持气缸固定于夹持气缸支架上，夹持气缸的活塞杆端与Y型接头连接，Y型接头与滑动销铰接，滑动销位于夹持支臂的滑道内，夹持支臂一端与支臂支架连接，另一端与夹持主臂连接，夹持主臂与触觉手指连接；割刀气缸固定端与末端执行器连接件连接，割刀气缸活塞杆端与滑块接头连接，滑块接头与割刀连接臂连接，割刀连接臂与割刀支臂中端连接，割刀支臂的一端与支臂支架连接，另一端与割刀主臂连接，割刀主臂与割刀连接。

所述的具有触觉感知功能的结球类蔬菜采摘系统，割刀气缸通过曲柄滑块机构将活塞杆的往复运动转换成割刀主臂的摆动，割刀主臂与割刀连接，割刀气缸在末端执行器夹持并固定结球类蔬菜后工作，完成切根作业。

所述的具有触觉感知功能的结球类蔬菜采摘系统，夹持气缸通过正切机构将活塞杆的往复运动转换成夹持主臂的摆动，夹持主臂与触觉手指连接，触觉手指用来采集结球类蔬菜的触觉信息。

所述的具有触觉感知功能的结球类蔬菜采摘系统，触觉手指表面装配有柔性外壳，柔性外壳上安装有应变传感器。

本发明的有益效果，采用触觉手指采集结球类蔬菜的触觉信息，通过触觉信息来识别其成熟度，识别效果好，准确率高；在触觉手指夹持结球类蔬菜后，采用夹持割刀切断其根部，实现采摘作业，作业稳定性高、损伤率低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是一种具有触觉感知功能的结球类蔬菜采摘系统结构示意图；

图2是结球类蔬菜采摘系统的切根状态示意图；