[實用新型]基于柔性抓持與夾剪一體的果蔬采摘執行器

有效

• 申請號: 201921377488.4
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN210695008U
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 羅陸鋒;陳文偉;譚嘉銘;文漢錦;朱耀揚;盧清華
• 申請（專利權）人: 佛山科學技術學院
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 霍健蘭;梁瑩

本實用新型提供了一種基于柔性抓持與夾剪一體的果蔬采摘執行器，其特征在于：包括夾剪機構和抓持機構；夾剪機構包括相互鉸接的剪刃一和剪刃二，以及聯合軸；剪刃一開設有導向槽，剪刃二開設有活動槽；導向槽與活動槽成夾角；聯合軸可活動地設置在導向槽與活動槽的疊合處；剪刃一設有剪切驅動裝置；聯合軸與剪切驅動裝置連接；剪刃一靠近抓持機構的一側設有夾持件一，剪刃二靠近抓持機構的一側分別設有夾持件二；抓持機構包括抓持基座和至少兩個軟體手指；抓持基座與剪刃一連接。該果蔬采摘執行器可提高工作效率，減少勞動成本，提高果蔬無損采摘率，提供足夠剪切力剪斷果梗。

技術領域

本實用新型涉及果蔬采摘技術領域，更具體地說，涉及一種基于柔性抓持與夾剪一體的果蔬采摘執行器。

背景技術

我國是荔枝、葡萄等串型水果的主要生產國，但在這些串型水果采摘過程中，我們依舊主要依靠人工采摘，勞動程度較大，占用一定的人工費用。而隨著人口老齡化及勞動力的減少，水果的無損、及時采摘等問題也逐漸浮現。在機器人技術等智能工業的不斷發展成熟、“工業4.0”的提出以及“中國制造2025”等政策的先后提出及深化的同時，制造業無不發生著深刻的變革，機器人正逐步取代人力勞動。若將機械手應用于串型水果采摘，則可以實現對水果的機械化、自動化和智能化采摘，有效地改善農業生產環境，促進農業科技的進步。

中國發明專利《串型水果采摘機器人的末端執行器》(公開號：CN106233938A)公開了一種串型水果采摘機器人的末端執行器，此執行器主要包括托舉機構、夾持機構和剪斷機構，通過夾持機構夾持果梗，當夾持力到達預設值時，啟用托舉機構，托舉到位后啟用剪斷機構。但是該執行器的剪斷機構采用舵機，在稍大的果梗直徑下可能出現剪切力不夠的情況。此外，該執行器的托舉機構采用托盤方式對串果進行托舉，串果落入托盤的過程中容易受到損傷，影響串果品質。

軟體手指以柔性材料在特殊工藝下澆筑成型；通過氣路向軟體手指充氣或吸氣，在其柔性材料的特性下軟體手指可實現對不同形狀、尺寸的物體的自適應抓握。因此，軟體手指是實現串果采摘過程中對串果進行承托的理想方案。但是，現有帶有軟體手指的柔性夾爪，手指基座固定，軟體手指不能根據串果特性而靈活地變換位置，因此限制了軟體手指托舉串果時對串果的保護效果。

實用新型內容

為克服現有技術中的缺點與不足，本實用新型的目的在于提供一種基于柔性抓持與夾剪一體、可提高工作效率、減少勞動成本、提高果蔬無損采摘率、提供足夠剪切力剪斷果梗的果蔬采摘執行器。

為了達到上述目的，本實用新型通過下述技術方案予以實現：一種基于柔性抓持與夾剪一體的果蔬采摘執行器，其特征在于：包括夾剪機構和抓持機構；

所述夾剪機構包括相互鉸接的剪刃一和剪刃二，以及聯合軸；剪刃一開設有導向槽，剪刃二開設有活動槽；導向槽與活動槽成夾角，且導向槽與活動槽部分疊合；所述聯合軸可活動地設置在導向槽與活動槽的疊合處；

所述剪刃一設有剪切驅動裝置；聯合軸與剪切驅動裝置連接，以實現剪切驅動裝置帶動聯合軸沿導向槽長度方向移動，從而聯合軸帶動剪刃二繞剪刃一與剪刃二鉸接點轉動實現剪合或打開；所述剪刃一靠近抓持機構的一側設有夾持件一，剪刃二靠近抓持機構的一側分別設有夾持件二；

所述抓持機構包括抓持基座和設置在抓持基座上的至少兩個軟體手指；抓持基座與剪刃一連接。

本實用新型果蔬采摘執行器的工作原理是：首先，通過視覺識別來獲取果蔬形態和果蔬尺寸，從而得到果蔬抓持位置和果梗夾剪位置；果蔬形態和果蔬尺寸識別可采用現有技術；然后，抓持機構采用軟體手指將果蔬進行抓持；之后，剪切驅動裝置帶動聯合軸沿導向槽長度方向移動，聯合軸帶動剪刃二繞剪刃一與剪刃二鉸接點轉動使剪刃一與剪刃二剪合，實現果梗剪切；夾持件一和夾持件二隨著剪刃一和剪刃二剪合而靠攏，因此在果梗被剪斷后由夾持件一和夾持件二夾持。本實用新型果蔬采摘執行器可快速地進行果蔬采摘工作，提高工作效率，減少勞動成本；先采用軟體手指對果蔬進行抓持再對果梗進行剪切和夾持，可提高果蔬無損采摘率。