[實用新型]一種面向簇狀番茄采摘的機器人末端執行器

有效

• 申請號: 201821549719.0
• 申請日: 2018-09-21
• 公開（公告）號: CN209047045U
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 李智國;柴鵬鵬;韓學偉;李冬冬;劉正光
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: A01D45/00
• 分類號: A01D45/00;B25J15/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 段俊濤

一種面向簇狀番茄采摘的機器人末端執行器，包括外圓筒、內圓筒、簇狀果實收集機構、果實釋放機構和N個果梗旋轉切割機構等。本實用新型主要通過簇狀果實收集機構通過限位開關和延時模塊的控制，使直流減速電機和直流推拉式電磁鐵先后得電轉動，帶動旋轉盤轉動迫使簇狀番茄的多根果梗聚合擰緊，然后通過果梗旋轉切割機構將果梗切斷；果實釋放機構可將外圓筒與手柄固定，然后通過機械臂的翻轉將番茄從內圓筒釋放。本實用新型單次作業任務可以同時采收一棵植株上的一簇若干個番茄果實，提高機器人采摘效率；旋轉盤轉動迫使簇狀番茄的多根果梗聚合擰緊，從而使切割刀片的高速圓周運動可有效提高旋轉切割裝置的果梗分離成功率。

技術領域

本發明屬于自動化技術領域，涉及一種機器人末端執行器，特別涉及一種面向簇狀番茄采摘的機器人末端執行器。

背景技術

截止目前，大田作物如水稻、小麥、玉米、油菜、大豆、花生、薯類等均可實現機械化收獲，但是市售新鮮番茄的采收至今仍未能實現機械化。隨著城市擴張和城鎮人口劇增，新鮮番茄的市場需求量日益增大，溫室番茄栽培的規模亦將進一步擴大。考慮到種植面積增加、采收時間短、勞動強度大、工作任務重、作業環境惡劣、人工采收成本高等不利因素，研發溫室番茄采收機器人代替人工作業已成為當務之急。然而現有果蔬采摘機器人的單次作業任務主要針對番茄植株上的單個果實進行采收，采收效率較低，是制約其推廣應用的主要原因。此外，針對單個果實采摘時，機器人的機械臂要求具有較高的定位精度，才能使末端執行器對果實完成精準的抓握操作，從而延長了機器人的決策過程和路徑規劃時間，降低了機器人的采摘作業效率。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種面向簇狀番茄采摘的機器人末端執行器，改變果蔬采摘機器人的采收作業方式，通過該末端執行器，在單次作業任務中可以同時采收一棵植株上的一簇若干個番茄果實，從而提高機器人的采摘作業效率。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種面向簇狀番茄采摘的機器人末端執行器，包括外圓筒3、內圓筒6、簇狀果實收集機構10、果實釋放機構4和N個果梗旋轉切割機構9，其特征在于：

所述內圓筒6固定在外圓筒3內部，外圓筒3的底部固定有下端蓋1，內圓筒6的中心有一圓柱軸6-2；

所述簇狀果實收集機構10位于內圓筒6中，包括直流減速電機10-1，限位開關一10-6、直流減速電機輸出軸10-3與圓柱軸6-2同軸且位于其前端，直流減速電機輸出軸10-3上安裝旋轉盤8，旋轉盤8為圓形，其上分布N個中心對稱的通孔，限位開關一10-6上有一個彈簧片10-7，當所有番茄從旋轉盤8的通孔進入內圓筒6碰到限位開關一10-6上的彈簧片10-7后，直流減速電機10-1 通電開始轉動；

所述果實釋放機構4包括安裝在外圓筒3外壁上的手柄4-1，在手柄4-1上有用于連接機械臂的法蘭盤5，手柄4-1通過電磁裝置實現對外圓筒3的抱緊或者釋放；

所述N個果梗旋轉切割機構9布置于外圓筒3和內圓筒6之間，沿內圓筒 6的中心均勻布置；

采摘時，番茄由旋轉盤8的通孔進入內圓筒6，通過旋轉盤8的轉動使番茄果梗擰緊在一起，由果梗旋轉切割機構9切割。

所述外圓筒3的內壁上側固定有環形擋板7，所述內圓筒6中設置有N個擋板6-1，各擋板6-1的一側連接于圓柱軸6-2，另一側連接于內圓筒6的內壁，將內圓筒6均分為N個空間。

所述圓柱軸6-2的前端設置有帶蓋子10-5的發條盒10-2，直流減速電機10-1 固定在發條盒10-2下方，發條盒10-2的內壁和直流減速電機輸出軸10-3上各有一個凸塊，發條10-4上有兩個凹槽，兩個凸塊分別安裝在發條10-4的兩個凹槽上，使得發條10-4分別與發條盒10-2和直流減速電機輸出軸10-3固定連接，在直流減速電機10-1停止轉動時，直流減速電機輸出軸10-3和旋轉盤8在發條 10-4的彈簧扭力作用下回到原始位置。