[发明专利]一种番茄串模糊采摘装置及其采摘方法

说明书

本发明涉及一种番茄串模糊采摘装置，剪切机构、夹持机构和驱动机构。剪切机构包括第一刀片和第二刀片，第二刀片通过转轴与第一刀片相铰接；夹持机构包括固定夹块、旋转夹块和扭簧，固定夹块固定于第一刀片上，第二刀片通过转轴铰接于第二刀片上，扭簧分别与第二刀片上旋转夹块相接触；驱动机构推动所述第一刀片和所述第二刀片闭合或张开。一种番茄串模糊采摘装置的采摘方法，先确定目标果梗的剪切位置，调整剪切机构的姿态，使第一刀片的板面与竖直面的夹角为45°；张开第一刀片和第二刀片，剪切机构移动到目标果梗的剪切位置；闭合第一刀片和第二刀片，夹持机构夹持目标果梗，完成对目标果梗的剪切动作。剪切过程稳定方便。

技术领域

本发明涉及农业机械技术领域，特别是涉及一种番茄串模糊采摘装置及其采摘方法。

背景技术

采摘是番茄生产过程中非常重要的一个环节，直接影响到番茄的市场价值。同时，番茄采摘需要花费很多的时间和精力，采摘番茄需要投入的劳动力占整个番茄生产环节中的 50%～70%。为了减轻果农的劳动强度和降低采摘成本，智能番茄采摘机器人的开发和应用是一个重要途径。

目前国内对于番茄进行整串采收的末端执行器有着一些相关的研究成果，但是还存在着一些需要攻克的技术难点。现有的采摘装置存在着夹持机构对于果梗的夹持力不稳定、采摘装置体积大、重量大，容错率等不足，如申请公布号为CN107214716A的番茄果实串采摘末端执行器及其采摘方法中，通过夹持臂夹紧番茄串果梗，再由安装在夹持臂上的刀片切断果梗，实现对番茄果实整串采摘，但是由于夹持和剪断分别由不同的驱动力进行驱动，导致了末端执行器整体体积大，控制复杂，对于环境的适应性差。

由于采摘环境复杂，采摘机器人的采摘动作对于视觉系统有着很大的依赖性，采摘装置对于番茄串的采摘成功率很大程度上取决于视觉系统对番茄串果梗的姿态和果实的位置识别；但是由于番茄植株生长的无规律性，番茄的枝叶会遮挡果实或者光线，对视觉系统造成严重影响，同时也会增加采摘装置运动路径规划的难度，降低了采摘装置对番茄串的采摘成功率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种番茄串模糊采摘装置及其采摘方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种番茄串模糊采摘装置，其包括一剪切机构，所述剪切机构包括第一刀片和第二刀片，所述第一刀片上设有转轴，所述第二刀片通过所述转轴与所述第一刀片相铰接，所述第一刀片的刀口与所述第二刀片的刀口相向设置；一夹持机构，所述夹持机构包括固定夹块、旋转夹块和扭簧，所述固定夹块固定于第一刀片上，所述第二刀片通过所述转轴铰接于所述第二刀片上，所述扭簧的一端固定于所述第二刀片上，所述扭簧的另一端与所述旋转夹块远离所述固定夹块的一面相接触；一驱动机构，所述驱动机构推动所述第一刀片和所述第二刀片闭合或张开。

进一步地，所述旋转夹块朝向所述第二刀片的一侧设有镂空孔，所述第二刀片上固定有限位柱，所述限位柱伸入所述镂空孔中，所述限位柱用于限制所述旋转夹块相对所述第二刀片旋转的范围。

进一步地，所述扭簧包括环部分和一对受力臂，所述环部分分别与两条受力臂相连接，所述旋转夹块设有收纳槽，所述转轴穿过所述收纳槽，所述环部分位于所述收纳槽内，且所述环部分套在所述转轴外，其中一条受力臂与所述旋转夹块相接触，另一条受力臂与所述第二刀片相固定。

进一步地，所述收纳槽的一侧设有缺口，其中一条受力臂穿过所述缺口与所述第二刀片相固定。

进一步地，所述驱动机构包括支架、电机、丝杆、牵引块、第一连杆和第二连杆，所述电机固定在所述支架上，所述电机通过带动所述丝杆自转，所述牵引块套在所述丝杆外且与所述丝杆螺纹连接，所述第一连杆分别与所述第一刀片和所述牵引块相铰接，所述第二连杆分别与所述第二刀片和所述牵引块相铰接，所述转轴安装在所述支架上。