[發明專利]一種黃瓜柔性采摘機械手末端執行器及采摘方法

有效

• 申請號: 201710945164.5
• 申請日: 2017-10-12
• 公開（公告）號: CN107696047B
• 公開（公告）日: 2020-11-03
• 發明（設計）人: 谷新運;張樹昌;張莎莎;劉海彬
• 申請（專利權）人: 新昌縣大菠蘿農業發展有限公司
• 主分類號: B25J15/00
• 分類號: B25J15/00;A01D45/00;B25J15/02
• 代理公司: 深圳市蘭鋒盛世知識產權代理有限公司 44504
• 代理人: 羅炳鋒

1.一種黃瓜柔性采摘機械手末端執行器，其特征是：其是由步進電機、光軸、絲杠、安裝板、支撐板、螺母滑塊、上頂板、視覺傳感器、切割氣缸、切割手指、夾持氣缸、夾持手指、彈簧、柔性夾持壁、硅膠按鍵、激光傳感器、夾持壁轉軸和旋轉電機組成的，所述步進電機安裝在安裝板底端，所述光軸下端連接安裝板，貫穿支撐板，上端連接上頂板；所述絲杠下端與步進電機軸連接，貫穿支撐板，與螺母滑塊配合，上端連接上頂板，所述支撐板安裝在安裝板背面，所述螺母滑塊安裝在絲杠上，所述視覺傳感器安裝在上頂板前端，所述切割氣缸與螺母滑塊連接，所述切割手指安裝在切割氣缸滑軌上，所述夾持氣缸安裝在安裝板上端，所述夾持手指安裝在夾持氣缸滑軌上，所述柔性夾持壁通過夾持壁轉軸安裝在安裝板兩側，所述硅膠按鍵通過彈簧與柔性夾持壁連接，所述激光傳感器設置于安裝板上，位于左右兩邊的柔性夾持壁之間，所述旋轉電機與夾持壁轉軸連接，固定于安裝板上；

所述硅膠按鍵呈3mm寬15mm長的長條形，呈6行6列設置，所述硅膠按鍵的左右間隙3mm上下間隙5mm，所有硅膠按鍵通過彈簧與柔性夾持壁連接，在一個平面上，所有硅膠按鍵表面安裝有壓力傳感器，所述柔性夾持壁設置有弧形面，弧形面跨度為50mm，安裝板兩側各設置一個柔性夾持壁；

所述切割手指張開時最遠端間距為30mm，所述夾持手指張開時最遠端間距為50mm；

所述夾持氣缸和上頂板之間間距為60mm，切割氣缸上下有效行程為40mm。

2.根據權利要求1所述的一種黃瓜柔性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)對準黃瓜

視覺傳感器拍攝黃瓜圖像，經圖像處理獲取黃瓜上端空間三維坐標，機械臂路徑規劃將機械手末端執行器送至指定位置，左右兩邊的柔性夾持壁在旋轉電機驅動下緩慢打開，切割氣缸工作打開切割手指，夾持氣缸工作打開夾持手指，完成對準黃瓜過程；

2)靠近黃瓜

機械手末端執行器慢慢靠近黃瓜，黃瓜上段進入兩夾持手指中間，黃瓜果梗進入兩切割手指中間，當激光傳感器檢測到距離小于30mm時，停止運動，完成靠近黃瓜過程；

3)夾持黃瓜上段

夾持氣缸工作，兩夾持手指相向運動慢慢夾持住黃瓜上段，完成夾持黃瓜上段過程；

4)柔性夾持黃瓜中下段

旋轉電機轉動，兩個柔性夾持壁夾角慢慢變小，硅膠按鍵自適應黃瓜外輪廓，當硅膠按鍵表面的壓力傳感器檢測到采摘壓力在閾值之內，旋轉電機停止轉動，完成柔性夾持黃瓜中下段過程；

5)切斷果梗

步進電機旋轉，通過螺母滑塊帶動切割氣缸到合適位置，切割氣缸工作，兩切割手指快速靠近，完成切斷果梗過程。