[发明专利]一种采摘机器人末端执行器

说明书

本发明提供一种采摘机器人末端执行器，包括：气动手指、左U型手指护刀架、右U型手指护刀架、左刀片、左弹簧夹板、右刀片以及右弹簧夹板。利用气动手指驱动一对弹簧夹板对向平移，依靠弹性夹住果梗后，两手指继续平移带动固联在两手指上的刀片闭合，从而切断果梗，本发明具有结构紧凑、简洁、通用性强、成本低等优点。

技术领域

本发明属于农业果蔬自动化采摘设备技术领域，尤其涉及一种采摘机器人末端执行器。

背景技术

近年来，农业果蔬采摘机器人逐渐成为机器人领域研究开发的热点，其相关技术在国内外已取得不少成果，但大部分停留在实验室研发阶段，由于农业果蔬采摘机器人的研发过程中，对末端执行器的研制要求较高，因此采摘机器人距离实用化、商品化还存在很大差距。

直至目前，采摘机器人末端执行器的采摘方式主要有两种：动作掰拧式和刀割切断式。动作掰拧式设计相应机构先对果实进行夹持抓牢，再利用腕关节的两个垂直方向上的转动来模拟人掰拧果柄的动作，其作业的对象要求果柄易于与果枝分离，同时需要严格控制好夹持果实的力的大小，否则极易损伤果实。刀割切断式主要是利用电机驱动圆锯刀或剪刀动作直接将果梗割断，这种方法传动机构方案和控制传感系统往往比较冗繁，从而增加了系统控制的难度和机构的复杂性，增加了成本。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种采摘机器人末端执行器。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

在一些可选的实施例中，提供一种采摘机器人末端执行器，包括：气动手指，所述气动手指的两个夹爪上分别设置左U型手指护刀架及右U型手指护刀架；所述左U型手指护刀架的夹持面上设置左刀片，左弹簧夹板通过弹簧与所述左U型手指护刀架的夹持面连接；所述右U型手指护刀架的夹持面上设置与所述左刀片对应的右刀片以及与所述左弹簧夹板对应的右弹簧夹板，所述右弹簧夹板通过弹簧与所述右U型手指护刀架的夹持面连接。

在一些可选的实施例中，所述的一种采摘机器人末端执行器，还包括：机械臂对接件，所述气动手指通过螺钉固定在所述机械臂对接件上。

在一些可选的实施例中，所述的一种采摘机器人末端执行器，还包括：视觉传感器，所述视觉传感器通过螺钉紧固在所述气动手指本体下方的中间位置处。

在一些可选的实施例中，所述的一种采摘机器人末端执行器，还包括：设置在所述气动手指的滑轨上的左防护盖及右防护盖，所述左防护盖套设在所述左U型手指护刀架的外部，所述右防护盖套设在所述右U型手指护刀架的外部。

在一些可选的实施例中，所述左弹簧夹板的前端延伸并向所述左U型手指护刀架一侧弯曲形成左外延板，所述右弹簧夹板的前端延伸并向所述右U型手指护刀架一侧弯曲形成右外延板。

本发明所带来的有益效果：只利用一个气缸的一次活塞伸缩运动即可实现对果梗的夹持与切断，动力来源于气压驱动，动作迅速、器件重量轻，动作幅度与作用力均方便选型与设定，可省掉多种成本较高的控制夹持力的力学传感器和控制刀片伸缩的行程位置开关，简化了控制结构，降低了成本和控制难度结构，因此具有小巧紧凑、重量轻、效率高及控制简单的优点；弹簧夹板结构保证果梗夹持可靠且耐用，刀片结构切断果柄后双指可继续夹持下段果梗，将果实放置收集装置中，防止果实断梗后跌落而受到损伤；通用性强，可以应用于采摘草莓、番茄、苹果等多种果蔬；智能程度高，利用视觉传感器进行果实位置的图像采集，从而提升避障性。