[发明专利]一种猕猴桃果实采摘末端执行器

说明书

本发明公开了一种猕猴桃果实采摘末端执行器，包括有采摘卸果机构，动力机构，控制系统和传感器系统。采摘卸果机构由两个仿生弧面手指和轨迹槽件组成，可实现毗邻果实分离和抓取，以及对果实进行转动实现果实果柄分离，分离后果实能够自动掉落，达到卸果的目的，果实通过管道进入收集果实的位置，动力机构采用直线步进电机对整个机构进行动力输入，控制系统由单片机和直线步进电机驱动器组成，与传感器系统相结合来实现对直线步进电机进行控制，传感器系统由安装于仿生弧面手指内的压力传感器和红外光电开关传感器，分别用于检测采摘时候夹持果实的压力以及采摘果实位置，直线步进电机上的霍尔位置传感器用于步进电机的复位。本发明的猕猴桃采摘末端执行器具有对果实定位精确和完成毗邻果实分离，机械结构简单，采摘快速无损，并能顺利卸下果实的优点。

技术领域

本发明涉及一种果实采摘末端执行器，尤其涉及一种猕猴桃果实采摘末端执行器，属于农业采摘机器人领域。

背景技术

果实采摘末端执行器是农业采摘机器人的关键部件，由于其直接对果实进行抓取采摘，对果实采摘质量的优劣有着直接的影响。由于各种果实自身的物理特性差异较大，通用的采摘末端执行器不多。猕猴桃果实采摘周期较短，劳动强度大，标准规模化的种植有利于实现自动化采摘。现阶段所出现的猕猴桃采摘末端执行器，采摘速度慢，并且摘取之后不能自动卸果。所以有必要设计发明一种结构形式简单，能够快速自动采摘卸果的末端执行器。

发明内容

为了实现猕猴桃果实快速无损采摘，本发明提供了一种机械结构简单实用，能够对毗邻果实进行分离，通过传感器系统获取采摘过程信息实现可靠抓取，控制形式简单，实现果柄果实分离之后，能够无损采摘和卸下果实的末端执行器。基于该末端执行器本发明提供了一种结构形式简单的快速采摘并卸下果实的末端执行器。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种猕猴桃果实采摘末端执行器，包括有采摘卸果机构，动力机构，控制系统和传感系统。

所述的采摘卸果机构包括有前手指，后手指，支撑块，左边轨迹槽，右边轨迹槽，拉杆头，拉杆，插销，支撑架，前手指和后手指分别通过螺钉安装在两个支撑块上，支撑块通过螺钉安装在左边轨迹槽和右边轨迹槽，插销穿过左边轨迹槽和右边轨迹槽，插销两端安装有滚动轴承，两端滚动轴承安装在支撑架的板上，拉杆头两端分别与左边轨迹槽和右边轨迹槽通过滚动轴承连接，拉杆与拉杆头之间通过螺纹连接。

动力机构主要由直线步进电机组成，直线步进电机滑块上安装有支架，支架与拉杆通过螺母固定。支撑架安装在直线步进电机顶端。支撑架由板、筋板、连接件、连接板构成，它们通过螺钉联结固定。

所述的控制系统由单片机和步进电机驱动器组成，所述单片机通过I/O控制步进电机驱动器，通过串口接收传感器信号。

所述的传感器系统包括压力传感器，红外光电开关传感器，霍尔位置传感器1，霍尔位置传感器2，所述的压力传感器安装在前手指内侧，所述的红外光电开关传感器为对射式安装在后手指上，霍尔传感器1安装在支撑架下部，霍尔位置传感器2安装在步进电机底端。

进一步地所述的猕猴桃果实采摘末端执行器，其特征在于所述的前手指为仿生弧形面，采用硅胶或者海绵做内衬。

进一步地所述的猕猴桃果实采摘末端执行器，其特征在于所述的后手指为仿生弧形面，采用硅胶或者海绵做内衬。后手指上部夹持果实，下部为空挡位置，果实依靠重力从空挡位置掉落。

进一步地所述的猕猴桃果实采摘末端执行器，其特征在于该末端执行器还可应用于球形或椭球形果实，如苹果，柑橘等的采摘收获。

进一步地所述的左边轨迹槽和右边轨迹槽为金属板上面开槽，以此来控制机构的运动轨迹。

进步一地所述的直线步进电机上安装有滑块，滑块与丝杠之间通过螺纹传动，滑块安装在直线导轨上，滑块上安装有支架。