[發明專利]一種香梨采摘機器人末端執行器及采摘方法

在審

• 申請號: 201811216941.3
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109105001A
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發明（設計）人: 馬蓉;李俊杰;張垚鑫;郭昊生
• 申請（專利權）人: 石河子大學
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 夏艷

1.一種香梨采摘機器人末端執行器，包括機械手對接盤(1)、傳動機構(2)、執行機構(3)，其特征在于，

機械手對接盤(1)，一端與機器人的機械手柄連接，另一端通過螺栓與傳動機構(2)中的電機A外殼(22)固定連接為一體；

傳動機構(2)，傳動機構(2)的連桿(212)末端和安裝支架(213)均與執行機構(3)的刀架(31)通過鉸鏈連接，刀架(31)上安裝有用于切割果梗的弧面切刀(32)；

執行機構(3)，執行機構(3)中的真空吸盤(35)通過安裝法蘭(37)與傳動機構(2)的安裝支架(213)頂端連接。

2.根據權利要求1所述的一種香梨采摘機器人末端執行器，其特征在于，傳動機構(2)中，伺服電機A(21)安裝在電機A外殼(22)的內腔中，O型環(26)安裝在電機軸端面上，伺服電機A(21)的軸端面上通過螺釘安裝有電機法蘭(23)，伺服電機A(21)通過信號線與減速機(24)相連，減速機(24)安裝在連接外殼(25)內，連接外殼(25)通過連接板(215)和連接螺釘(214)與電機B外殼(28)固定相連，伺服電機B(27)安裝在電機B外殼(28)的內腔中，絲桿(210)通過聯軸器(29)與伺服電機B(27)連接，螺母(211)通過安裝孔與連桿(212)鉸接，安裝支架(213)通過連接板(215)和連接螺釘(214)與電機B外殼(28)固定連接。

3.根據權利要求1所述的一種香梨采摘機器人末端執行器，其特征在于，所述的螺母(211)上有4個安裝孔，4個安裝孔分別與對應4個連桿(212)的小端鉸接。

4.根據權利要求1或2或3所述的一種香梨采摘機器人末端執行器，其特征在于，執行機構(3)中，刀架(31)通過活動鉸鏈連接在傳動機構(2)中的連桿(212)的大端和安裝支架(213)的安裝孔上，弧面切刀(32)與刀架(31)連接組成剪切單元，弧面切刀(32)內腔中貼合一層橡膠材料(33)，真空吸盤(34)安裝在連接管(36)頭部，連接管(36)中部開設有通氣口(35)，安裝支架(37)一端連接傳動機構(2)的安裝支架(213)，另一端連接連接管(36)。

5.根據權利要求4所述的一種香梨采摘機器人末端執行器，其特征在于，四個刀架(31)通過活動鉸鏈連接在傳動機構(2)的連桿(212)大端和安裝支架(213)上，四個刀架(31)上安裝四個弧面切刀(32a、32b、32c、32d)，四個刀架(31)與四個弧面切刀(32a、32b、32c、32d)組成剪切單元。

6.根據權利要求1或5所述的一種香梨采摘機器人末端執行器，其特征在于，還包括感知機構(4)，其中的磁電編碼器(41)為兩個，分別安裝在伺服電機A(21)和伺服電機B(27)的電機軸上，用于測量磁極位置和伺服電機轉角及轉速；電磁開關b(42)和電磁開關a(44)分別固定在電機B外殼(28)和安裝支架(213)的內壁上，磁鐵塊(43)安裝在螺母(211)上，電磁開關b(42)、電磁開關a(44)和磁鐵塊(43)在豎直方向處于同一直線上，兩弧面切刀(32a、32c)內腔中與果實接觸的一側粘有力傳感器(45)，其余兩個弧面切刀(32b、32d)內腔中與果實接觸的一側粘有紅外傳感器(47)，真空壓力傳感器(46)安裝在靠近真空吸盤(35)處，用于監測真空壓力值，確保吸盤持續達到安全吸力，在安裝支架(213)的端面上安裝有距離傳感器(48)，用于監測執行器相對目標的距離，力傳感器(45)、真空壓力傳感器(46)、距離傳感器(48)均向機器人的控制系統傳輸信號。