[發明專利]一種末端執行器及其工作方法

在審

• 申請號: 201810551201.9
• 申請日: 2018-05-31
• 公開（公告）號: CN108718708A
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 林時輝;黃小龍
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30;B25J15/00
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發明涉及一種末端執行器及其工作方法，末端執行器包括多個硅膠爪指，硅膠爪指上設置切割刀片，切割刀片的切割方向為末端執行器的自轉方向，硅膠爪指通過短連接件連接移動推盤，移動推盤的移動驅使短連接件帶動硅膠爪指張開或抓合，硅膠爪指通過長連接件連接固定底盤。本發明通過在硅膠爪指上設置切割刀片，巧妙地利用了末端執行器的自轉即機械手的旋轉自由度實現被采摘物與連接物的分離，而且該設計屬于非夾持類，能夠有效的防止水果的損傷。

技術領域

本發明涉及一種末端執行器及其工作方法。

背景技術

作為采摘機器人的執行裝置，末端執行器安裝在機械手的末端，其功能類似于人手，是直接與目標物體接觸的部件。而采摘機器人末端執行器要達到采摘果實的目的，必須實現兩大關鍵動作: 獲取果實和果實與植株分離，即首先通過抓 取、吸入、勾取等一定方式獲取果實，再通過扭斷、剪切等不同方法將果實與果梗分離。根據獲取果實的方式，可分為非夾持類和夾持類兩大流派。

有些采摘末端執行器為直接強硬得摘取果實，這樣雖然抓取可靠但容易造成植被的損傷和果實受損。有些末端執行器夾持果梗，可以防止果實受損但像番茄等果實與梗之間連接力較弱的果蔬卻不適用，抓取不可靠。現有末端執行器多數采用扭斷、折斷、拉斷等果梗分離方式，效率低下且對果梗的結實程度有要求，并需要夾持住水果，容易造成水果損傷。

末端執行器的設計應根據不同果蔬果實的特點，以提高采摘的成功率并減小對果實的損傷為主要目標，其動作原理形式各異。為了安全與高效地完成采摘動作，末端執行器還可能加入吸盤、推桿等附加機構以及各類傳感器以完成準確采摘并減小損傷，由于不同果實的形狀、特性不同，現有末端執行器的設計均為針對某一特定果實而設計，而果蔬采摘季節性強，這就造成了設備的通用性差，農業生產成本過大。

發明內容

本發明針對上述現有技術存在的問題做出改進，即本發明所要解決的技術問題是提供末端執行器及其工作方法，通過在硅膠爪指上設置切割刀片，巧妙地利用了末端執行器的自轉即機械手的旋轉自由度實現被采摘物與連接物的分離，而且該設計屬于非夾持類，能夠有效的防止水果的損傷。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：末端執行器包括多個硅膠爪指，硅膠爪指上設置切割刀片，切割刀片的切割方向為末端執行器的自轉方向，硅膠爪指通過短連接件連接移動推盤，移動推盤的移動驅使短連接件帶動硅膠爪指張開或抓合，硅膠爪指通過長連接件連接固定底盤。

進一步地，移動推盤上設置多個推手，推手穿過固定底盤與短連接件連接。

進一步地，短連接件與移動推盤鉸接，短連接件與硅膠爪指鉸接；長連接件與固定底盤鉸接，長連接件與硅膠爪指鉸接。

進一步地，短連接件比長連接件靠近固定底盤的中軸。

進一步地，硅膠爪指與固定底盤之間的空間為被采摘物的容納空間。

進一步地，容納空間的邊緣設置硅膠。

進一步地，固定底盤上設置壓力繼電器。

進一步地，移動推盤由電動缸的推桿驅動。

末端執行器的工作方法如下，硅膠爪指與固定底盤之間的空間為被采摘物的容納空間，被采摘物進入容納空間，固定底盤受壓，移動推盤移動，驅使短連接件帶動硅膠爪指抓合，裝有該末端執行器的機械手旋轉，利用切割刀片切割，摘下被采摘物。

進一步地，驅動移動推盤反向移動，短連接件帶動硅膠爪指張開，取出或倒出容納空間的被采摘物。