[发明专利]基于柔性抓持与夹剪一体的果蔬采摘执行器及其采摘方法

权利要求书

1.一种基于柔性抓持与夹剪一体的果蔬采摘执行器，其特征在于：包括夹剪机构和抓持机构；

所述夹剪机构包括相互铰接的剪刃一和剪刃二，以及联合轴；剪刃一开设有导向槽，剪刃二开设有活动槽；导向槽与活动槽成夹角，且导向槽与活动槽部分叠合；所述联合轴可活动地设置在导向槽与活动槽的叠合处；

所述剪刃一设有剪切驱动装置；联合轴与剪切驱动装置连接，以实现剪切驱动装置带动联合轴沿导向槽长度方向移动，从而联合轴带动剪刃二绕剪刃一与剪刃二铰接点转动实现剪合或打开；所述剪刃一靠近抓持机构的一侧设有夹持件一，剪刃二靠近抓持机构的一侧分别设有夹持件二；

所述抓持机构包括抓持基座和设置在抓持基座上的至少两个软体手指；抓持基座与剪刃一连接。

2.根据权利要求1所述的基于柔性抓持与夹剪一体的果蔬采摘执行器，其特征在于：所述剪刃一的刃口带有内凹弧形；剪刃二的刃口带有外凸弧形。

3.根据权利要求2所述的基于柔性抓持与夹剪一体的果蔬采摘执行器，其特征在于：夹持件一的夹持部分沿剪刃一的刃口方向设置，且夹持件一的夹持部分呈波浪凸台形状；夹持件二与夹持件一之间留有夹持间隙。

4.根据权利要求1所述的基于柔性抓持与夹剪一体的果蔬采摘执行器，其特征在于：所述抓持基座包括安装座、固定爪安装架和至少两个旋转爪安装架；软体手指的数量为至少三个；各个软体手指分别连接在固定爪安装架和旋转爪安装架上；

所述固定爪安装架与安装座连接；各个旋转爪安装架分别通过旋转驱动机构与安装座连接，以实现旋转驱动机构带动旋转爪安装架转动，从而使与旋转爪安装架连接的软体手指转动实现位置调整。

5.根据权利要求4所述的基于柔性抓持与夹剪一体的果蔬采摘执行器，其特征在于：所述旋转爪安装架为两个；两个旋转爪安装架于同一铰接处与安装座铰接；所述旋转驱动机构包括连接在安装座上的直线运动驱动器，以及联动件；

直线运动驱动器与联动件连接，以实现直线运动驱动器带动联动件移动；两个旋转爪安装架分别与联动件可转动连接，且两个连接点位于运动轴线的两侧；所述运动轴线是指经过铰接点且平行于直线运动驱动器驱动方向的运动轴线。

6.根据权利要求5所述的基于柔性抓持与夹剪一体的果蔬采摘执行器，其特征在于：两个旋转爪安装架分别开设有转孔；所述联动件沿运动轴线方向开设有长形导向孔；所述安装座连接有连接件；通过连接件穿过旋转爪安装架的转孔和联动件的长形导向孔，将旋转爪安装架、联动件和安装座联接在一起。

7.根据权利要求6所述的基于柔性抓持与夹剪一体的果蔬采摘执行器，其特征在于：所述联动件为凸轮件；所述旋转爪安装架设有与凸轮件边沿运动轨迹相匹配的导向位。

8.根据权利要求4所述的基于柔性抓持与夹剪一体的果蔬采摘执行器，其特征在于：所述软体手指分别可调整地与固定爪安装架和旋转爪安装架连接。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的基于柔性抓持与夹剪一体的果蔬采摘执行器，其特征在于：所述抓持基座通过升降装置与剪刃一连接。

10.根据权利要求1所述的基于柔性抓持与夹剪一体的果蔬采摘执行器的采摘方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，通过视觉识别来获取果蔬形态和果蔬尺寸，从而得到果蔬抓持位置和果梗夹剪位置；根据果蔬形态调整抓持机构的抓持形态；根据果蔬抓持位置和果梗夹剪位置调整夹剪机构的高度，使夹剪机构与抓持机构之间的距离与果蔬抓持位置和果梗夹剪位置相匹配；

第二步，在剪刃一与剪刃二打开、且抓持机构打开的状态下，果蔬采摘执行器朝向果蔬移动，使果蔬位于软体手指之间，果梗位于剪刃一与剪刃二之间；

第三步，软体手指对果蔬进行柔性抓持；

第四步，剪切驱动装置使剪刃一与剪刃二剪合，实现果梗剪切；夹持件一和夹持件二随着剪刃一和剪刃二剪合而靠拢，在果梗被剪断后由夹持件一和夹持件二夹持；通过由软体手指柔性抓持果实、且夹持件一和夹持件二夹持果梗来实现果蔬托举。