[發明專利]一種果品采摘機器人末端執行器及采收方法

在審

• 申請號: 202010081851.9
• 申請日: 2020-02-06
• 公開（公告）號: CN111247962A
• 公開（公告）日: 2020-06-09
• 發明（設計）人: 苑進;鄒亮亮;李揚;張萍;劉雪美
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: A01D46/30
• 分類號: A01D46/30;A01D46/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種果品采摘機器人末端執行器，其特征在于包括機架、柔性帶、支撐輪、導向機構、夾持調節機構、浮動調節機構、驅動機構、下傳輸帶；

所述的導向機構固定在機架上，主要由導向叉和刀片組成；導向叉采用柔性材料，避免對果品碰撞而產生損傷；刀片安裝在導向叉內側，共兩片呈V型布置，用于切斷果梗；

所述的浮動調節機構主要由浮動裝置和調節裝置組成；浮動裝置主要由浮動輪、浮動板和扭簧組成；調節裝置主要由張緊繩、導向板、電機組成；浮動板一端安裝浮動輪，另一端通過扭簧安裝在機架上；張緊繩一端與浮動輪軸線相連，經過導向板改變連接方向，另一端與電機轉軸相連；通過電機的轉動拉動張緊繩，使浮動板繞轉軸轉動，進而改變浮動裝置開口大小，夾持過程浮動板受到的張緊力產生的力矩與扭簧產生的力矩平衡；

所述的夾持調節機構主要由夾持輪和夾持浮動板組成；夾持浮動板一端與夾持輪連接，另一端與機架連接，通過扭簧等作用部件保持其一定的夾持力；

所述的驅動機構主要由驅動輪和驅動電機組成；驅動電機與驅動輪連接，用于給末端執行器提供動力；

所述的柔性帶采用柔性材料，既可以增大與果品的切向力，進而增加采摘力，又可以起到緩沖作用，避免對果品的擠壓損傷；柔性帶通過驅動輪的帶動，作用于支撐輪、浮動輪和夾持輪；

所述的下傳輸帶固定在機架上，通過電機驅動，使其轉動，當果品喂入過程時與果品接觸，與柔性帶配合作用，改變采摘受力方向。

2.根據權利要求1所述一種果品采摘機器人末端執行器的采收方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)開口調節：為了讓末端執行器能順利采摘不同大小的果品，需要對浮動調節機構進行控制，當果品個體比較小時，控制浮動調節裝置，通過電機轉動，拉緊張緊繩，浮動機構轉動，減小末端執行器開口；當果品個體比較大時，控制浮動調節裝置，通過電機反向轉動，松開張緊繩，浮動機構反向轉動，增大末端執行器開口；

(2)采摘過程：當末端執行器靠近果品時，首先果品先進入兩個浮動輪之間，當果品與柔性帶接觸時，由于此時下傳輸帶的接觸作用，會使果品發生扭轉；當果品果梗與導向叉上的刀片接觸時，隨著柔性帶對果品擠壓力的增加，果品跟隨柔性帶一起運動，此時完成對于果品果柄的切割，最終完成對果品的采摘；

(3)輸送過程：采摘后果品通過柔性帶的夾持繼續跟隨柔性帶一起運動，并與柔性帶保持相對靜止，完成對果品的輸送。