[发明专利]一种苹果采摘机器人的末端执行器

摘要

本发明涉及果蔬采摘机器人的末端执行器。末端执行器主要由夹持系统、切割系统、传感系统组成。夹持系统主要利用气缸滑槽组成的机构驱动两只手指开合，实现抓苹果的动作；切割系统采用12伏直流电机作为动力源，通过钢丝传动或者是钢丝滚轮传动驱动刀片绕手指外廓做近一周的旋转，以切割位于手指周向上任意位置的苹果柄。传感系统由光电位置开关、压力传感器、微型视觉传感器，触觉传感器和限位开关组成，在夹持苹果、切割果柄的过程中起到连接动作和控制过程的作用。本末端执行器采摘方式简单可靠，通用性好，保证了采摘的智能化，控制难度低，成本低廉。可满足球状果实采摘机器人的需要，对实现果实采摘机器人的实用化和商品化大有裨益。

主权项

1、一种苹果采摘机器人的末端执行器，夹持系统、切割系统、传感系统三部分组成，其特征在于：夹持系统由双作用微型气缸(5)、活塞杆(7)、挺杆(8)、销轴(9)、左手指(21)、右手指(20)、手指支架(6)、手指转轴(25)组成；双作用微型气缸(5)可驱动与活塞杆(7)螺纹连接的挺杆(8)进行伸缩运动，挺杆(8)末端开有光滑小孔，在两手指末端有与销轴(9)同宽的滑槽，销轴(9)同时穿过挺杆(8)的小孔和两手指的滑槽，使得挺杆(8)进行直线伸缩运动时，可通过销轴(9)带动两手指绕其转轴(25)进行摆动；切割系统由12伏直流电机(1)、微型蜗轮蜗杆减速机构(2)、钢丝绕盘(3)、钢丝绳(4)、滚轮组1’(10)、滚轮组2’(23)、切割转盘(12)，刀架(14)和楔形刀片(19)组成，12伏直流电机(1)经过微型蜗轮蜗杆机构(2)减速，在其蜗轮轴上平键连接钢丝转盘(3)，其外缠绕钢丝绳(4)，钢丝绳(4)绕过滚轮组2’(23)和滚轮组1’(10)，在切割转盘(12)上按螺纹轨道缠绕并将钢丝绳(4)与刀架(14)固结；楔形刀片(19)与刀架(14)是可拆卸连接；传感系统由光电位置开关(18)，压力传感器(15)，微型视觉传感器(11)，触觉传感器(22)，限位开关(24)组成；光电位置开关由对射式红外线光电管组成，在手指前后各安放一对，用于采集电平信号转化为数字信号，为控制器提供控制信息，起到检测苹果位置和开关的作用；压力传感器用于控制抓取苹果的力度；微型视觉传感器用于采集手指前方的图像，获取前方苹果信息，提示末端执行器接近苹果进行抓取。触觉传感器安放在手指的外廓上，用于提示机器人改变采摘路径，进行蔽障；限位开关安装在右手指外廓的底部，左右各一个，可控制刀片的旋转角度，对刀片进行限位。