[实用新型]一种果梗夹切式采摘机器人末端执行器

说明书

本实用新型公开了一种果梗夹切式采摘机器人末端执行器，包括L型刀片、拉簧、压缩弹簧、笔形气缸、架体、气缸支架、视觉传感器、固定夹、活动夹。L型刀片与活动夹共同转动连接于架体前部，笔形气缸的活塞杆前端套有压缩弹簧，压缩弹簧的另一端面与活动夹固联，拉簧一端与L型刀片的尾端联接，另一端与架体连接。本实用新型利用笔形气缸通过压缩弹簧驱动活动夹绕固定铰链转动，依靠压缩弹簧的弹性夹住果梗后，气缸活塞杆继续伸出推动L型刀片旋转最终切断果梗，完成采摘动作，本实用新型具有结构紧凑、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，尤其涉及一种果梗夹切式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

本发明针对现有技术中存在的缺点和不足，提供一种果梗夹切式采摘机器人末端执行器。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种果梗夹切式采摘机器人末端执行器，包括L型刀片、拉簧、压缩弹簧、笔形气缸、架体、气缸支架、固定夹以及活动夹；所述笔形气缸通过气缸支架与架体固定连接，笔形气缸的前端为活塞杆，活塞杆上套接有压缩弹簧，活塞杆通过所述压缩弹簧与活动夹固联；所述活动夹设于架体的端部，通过铰链与架体转动连接，活动夹的一侧设有固定夹，固定夹设置于架体的前部，与架体固联成一体；所述笔形气缸带动压缩弹簧向前压缩时，压缩弹簧进一步带动活动夹向固定夹的方向转动，用于夹持果梗；所述活动夹的夹持面中部设有刀片安装槽，刀片安装槽内设有L型刀片，所述的L型刀片与活动夹连接于同一铰链，L型刀片通过铰链在刀片安装槽内相对于架体进行转动，用于切断夹持的果梗；所述L型刀片的尾端设有拉簧，拉簧的另一端与架体固定连接。

本发明进一步解决的技术问题是，所述活动夹上位于刀片安装槽的一侧设有腰型孔，所述腰型孔正对笔形气缸的活塞杆，腰形孔的孔径略大于活塞杆的外径；所述活动夹夹紧果梗后，所述压缩弹簧继续压缩带动活塞杆穿过腰型孔，推动刀片安装槽内的L型刀片绕铰链向固定夹的方向旋转。

本发明进一步解决的技术问题是，所述压缩弹簧端部的簧丝绕所述腰形孔的侧面进行弯折，形成与活动夹的固定连接。

本发明进一步解决的技术问题是，所述固定夹在厚度方向设有刀片转动槽，所述刀片转动槽与刀片安装槽的位置相对应，所述L型刀片向固定夹的方向转动时，L型刀片的一侧正好横穿于刀片转动槽内。

本发明进一步解决的技术问题是，所述架体的底部还设有视觉传感器，所述视觉传感器同固定夹与活动夹的夹持角分线对正，用于获取采摘果实的三维图像。

本发明进一步解决的技术问题是，所述架体的下部设有与机器人的采摘机械臂腕部连接的螺纹安装孔。

本发明进一步解决的技术问题是，所述L型刀片的尾部以及架体的对应位置上均设有拉簧安装孔，所述拉簧的两端分别设于拉簧安装孔内，用于控制L型刀片旋转后的复位。

本发明进一步解决的技术问题是，所述L型刀片采用YG8钨钢刀片。

本发明与现有技术相比的优点为：