[发明专利]一种末端执行器及其工作方法

说明书

本发明涉及一种末端执行器及其工作方法，末端执行器包括多个硅胶爪指，硅胶爪指上设置切割刀片，切割刀片的切割方向为末端执行器的自转方向，硅胶爪指通过短连接件连接移动推盘，移动推盘的移动驱使短连接件带动硅胶爪指张开或抓合，硅胶爪指通过长连接件连接固定底盘。本发明通过在硅胶爪指上设置切割刀片，巧妙地利用了末端执行器的自转即机械手的旋转自由度实现被采摘物与连接物的分离，而且该设计属于非夹持类，能够有效的防止水果的损伤。

技术领域

本发明涉及一种末端执行器及其工作方法。

背景技术

作为采摘机器人的执行装置，末端执行器安装在机械手的末端，其功能类似于人手，是直接与目标物体接触的部件。而采摘机器人末端执行器要达到采摘果实的目的，必须实现两大关键动作: 获取果实和果实与植株分离，即首先通过抓 取、吸入、勾取等一定方式获取果实，再通过扭断、剪切等不同方法将果实与果梗分离。根据获取果实的方式，可分为非夹持类和夹持类两大流派。

有些采摘末端执行器为直接强硬得摘取果实，这样虽然抓取可靠但容易造成植被的损伤和果实受损。有些末端执行器夹持果梗，可以防止果实受损但像番茄等果实与梗之间连接力较弱的果蔬却不适用，抓取不可靠。现有末端执行器多数采用扭断、折断、拉断等果梗分离方式，效率低下且对果梗的结实程度有要求，并需要夹持住水果，容易造成水果损伤。

末端执行器的设计应根据不同果蔬果实的特点，以提高采摘的成功率并减小对果实的损伤为主要目标，其动作原理形式各异。为了安全与高效地完成采摘动作，末端执行器还可能加入吸盘、推杆等附加机构以及各类传感器以完成准确采摘并减小损伤，由于不同果实的形状、特性不同，现有末端执行器的设计均为针对某一特定果实而设计，而果蔬采摘季节性强，这就造成了设备的通用性差，农业生产成本过大。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本发明所要解决的技术问题是提供末端执行器及其工作方法，通过在硅胶爪指上设置切割刀片，巧妙地利用了末端执行器的自转即机械手的旋转自由度实现被采摘物与连接物的分离，而且该设计属于非夹持类，能够有效的防止水果的损伤。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：末端执行器包括多个硅胶爪指，硅胶爪指上设置切割刀片，切割刀片的切割方向为末端执行器的自转方向，硅胶爪指通过短连接件连接移动推盘，移动推盘的移动驱使短连接件带动硅胶爪指张开或抓合，硅胶爪指通过长连接件连接固定底盘。

进一步地，移动推盘上设置多个推手，推手穿过固定底盘与短连接件连接。

进一步地，短连接件与移动推盘铰接，短连接件与硅胶爪指铰接；长连接件与固定底盘铰接，长连接件与硅胶爪指铰接。

进一步地，短连接件比长连接件靠近固定底盘的中轴。

进一步地，硅胶爪指与固定底盘之间的空间为被采摘物的容纳空间。

进一步地，容纳空间的边缘设置硅胶。

进一步地，固定底盘上设置压力继电器。

进一步地，移动推盘由电动缸的推杆驱动。

末端执行器的工作方法如下，硅胶爪指与固定底盘之间的空间为被采摘物的容纳空间，被采摘物进入容纳空间，固定底盘受压，移动推盘移动，驱使短连接件带动硅胶爪指抓合，装有该末端执行器的机械手旋转，利用切割刀片切割，摘下被采摘物。

进一步地，驱动移动推盘反向移动，短连接件带动硅胶爪指张开，取出或倒出容纳空间的被采摘物。