[發明專利]一種縱向柔性夾持番茄采摘機械手末端執行器及采摘方法

在審

• 申請號: 201710945155.6
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107718019A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 谷新運;李豫明;孫文慶;宋宇
• 申請（專利權）人: 谷新運
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;A01D45/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種縱向柔性夾持番茄采摘機械手末端執行器，其特征是：是由橡膠底板、底托彈簧、底托硅膠按鍵、手指硅膠按鍵、手指彈簧、橡膠手指、視覺單元、安裝板、氣缸、驅動齒輪、電機、機械臂連接板、傳動軸、從動齒輪和底板連接件組成的，所述橡膠底板通過底板連接件與氣缸軸連接，所述氣缸安裝在安裝板背面，所述底托硅膠按鍵通過底托彈簧與橡膠底板連接，所述底托硅膠按鍵是邊長5mm的方形硅膠塊，左右前后間隙2mm，成10行10列設置，共計100個，所述手指硅膠按鍵通過手指彈簧與橡膠手指連接，所述手指硅膠按鍵是直徑5mm的圓形硅膠柱，左右圓心距7mm，所述橡膠手指設置在安裝板頂端，共計4個橡膠手指，所述電機安裝在機械臂連接板上，所述機械臂連接板通過傳動軸與安裝板連接，所述驅動齒輪安裝在電機軸上，與從動齒輪嚙合，所述從動齒輪安裝在傳動軸上。

2.根據權利要求1所述的一種縱向柔性夾持番茄采摘機械手末端執行器，其特征是：所述底托硅膠按鍵表面粘附有壓力傳感器，檢測采摘壓力。

3.根據權利要求1所述的一種縱向柔性夾持番茄采摘機械手末端執行器，其特征是：所述4個橡膠手指兩兩間隙為5mm。

4.根據權利要求1所述的一種縱向柔性夾持番茄采摘機械手末端執行器，其特征是：所述氣缸有兩只設置在安裝板背面，氣缸軸全部伸出時橡膠手指和橡膠底板間的距離為100mm。

5.根據權利要求1所述的一種縱向柔性夾持番茄采摘機械手末端執行器，其特征是：所述每個橡膠手指上設置有7個手指硅膠按鍵。

6.根據權利要求1所述的一種縱向柔性夾持番茄采摘機械手末端執行器的采摘方法，其特征是：包括如下步驟：

1)對準果實

視覺單元拍攝番茄圖像，圖像處理獲取番茄空間三維坐標，路徑規劃后機械臂將機械手末端執行器送達指定位置，完成對準果實過程；

2)靠近果實

兩只氣缸同時工作，氣缸軸伸出橡膠手指和橡膠底板間的距離達100mm，機械手末端執行器緩慢平移，番茄果梗慢慢進入橡膠手指間隙中，直到整個番茄進入夾持區域，完成靠近果實過程；

3)縱向柔性夾持

兩只氣缸同時工作，氣缸軸慢慢縮回帶動橡膠底板緩慢上升縱向夾持番茄(果實軸線方向)，底托硅膠按鍵接觸到番茄輪廓后發生柔性變形，自適應番茄外輪廓形狀，直至底托硅膠按鍵表面的壓力傳感器檢測的采摘壓力在閾值之內，停止運動，完成柔性夾持過程；

4)擺動折斷

電機正反轉動，驅動齒輪帶動從動齒輪轉動，使番茄左右擺動30°，果梗受剪切力折斷，完成擺動折斷過程。