[实用新型]果实采摘机械手

说明书

果实采摘机械手，属于农业果蔬自动化采摘末端执行器技术领域，本实用新型为了解决现有采摘末端执行器在采摘过程中会对果实产生物理损伤，采摘过程复杂，效率低的问题。直线进给定位组件和剪切组件，所述直线进给定位组件上安装有剪切组件，剪切组件可在直线进给定位组件上做往复直线运动，直线进给定位组件可安装在采摘机器人的机械臂上。本实用新型的果实采摘机械手可避免与果实直接接触，通用性强，提高了采摘效率。

技术领域

本实用新型涉及一种末端执行器，具体涉及果实采摘机械手，属于农业果蔬自动化采摘末端执行器技术领域。

背景技术

我国是世界上最大的果蔬生产和消费国，据统计2016年我国果园、蔬菜种植面积分别为1298.2万hm²和2232.83万hm²，果蔬产量稳居世界第一。而果蔬采摘是生产链中最为耗时、费力的一个环节。目前，国内多数果蔬采摘采用人工采摘，采摘费用约占成本的50％—70％。实现果蔬的机械化采摘，对于解决水果产业的劳动力不足、生产成本高、生产效率低等问题以及提高果蔬的市场竞争力等方面均有重要的意义。

近年来，采摘机器人的研究已成为采摘机械研究的热点，大量研究人员对果实采摘机器人进行了研究。目前，实现采摘的方式主要有两种，一种是设计相应的机构对果实进行加持抓牢，再利用腕关节的两个垂直方向上的转动来模拟人手掰拧果梗的动作，其要求采摘果实的果梗与果实结合力小，同时需要严格控制果实加持力的大小，力太小果实与果梗无法分离，力太大对果实产生物理损伤。另一种是利用吸盘将果实吸牢，并将其拖入夹持手指之间，再利用剪刀将果梗打断，这种方式要求检测好果梗的位置与方向，并精确调整好末端执行器的相应采摘姿态，从而增加了控制难度和机构复杂程度。

现有的研究成果大多都停留在试验研发阶段，尚未有成熟的、能够商业化的产品。其主要原因是：1)现有采摘末端执行器在采摘过程中不可避免的与果实产生直接接触，对果实产生物理损伤；2)末端执行器结构复杂、外观尺寸大，应用受限于开放式的、复杂的果蔬种植园种植环境；3)果实采摘和果实收集过程复杂，效率低；4)果实分离采用单切削刃刀具切断果梗，切削过程中对果枝产生较大的作用力，果实采摘后果枝振动严重，使得果实图像识别系统无法识别确定果实位置，延长了两次采摘之间的时间；5)末端执行器通用性差，一种末端执行器只能够采摘一种果实，使用效率低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供果实采摘机械手，以解决现有采摘末端执行器在采摘过程中会对果实产生物理损伤，采摘过程复杂，效率低的问题。

果实采摘机械手包括直线进给定位组件和剪切组件，所述直线进给定位组件上安装有剪切组件，剪切组件可在直线进给定位组件上做往复直线运动，直线进给定位组件可安装在采摘机器人的机械臂上；

所述剪切组件为圆筒剪切组件或方筒剪切组件。

优选的：直线进给定位组件包括基座、直线导轨、液压缸固定支座、第一液压缸、液压缸托架、移动底板推片和移动底板；

移动底板通过直线导轨滑动安装在基座上，液压缸固定支座固定安装在基座的下端面上，第一液压缸通过第一圆柱销铰接在液压缸固定支座上，且第一液压缸的缸体通过液压缸托架固定在基座的下端面上，第一液压缸输出端的第一活塞杆通过移动底板推片与移动底板相连接。

优选的：剪切组件包括剪切执行器、外剪切筒和内剪切筒；

剪切执行器和外剪切筒固定安装在移动底板上，内剪切筒固定安装在剪切执行器的输出端上，且位于外剪切筒内。

优选的：剪切执行器包括第一外剪切筒支座、果实采收连接器、第二外剪切筒支座、液压缸上支座、液压缸支座支架、第二液压缸和液压缸支座；