[发明专利]气动柔性采摘末端执行器和采摘设备

说明书

本发明提供一种气动柔性采摘末端执行器和采摘设备，包括连接底盘、支架、气囊夹爪、压缩泵、电磁阀、电机支架和编码电机，本发明通过气囊夹爪进行气动夹取，气囊夹爪采用软体材质制成，能够自适应压力变形，接触面积大和受力面积大，从而与果蔬之间的摩擦力大，可以减少采摘过程中果蔬的跌落情况，夹取果蔬时对果蔬呈包裹状态，具有不同果蔬通用性，针对多种形状果蔬都能试下很好的夹取，并且气囊夹爪具有良好的缓冲效果，能够有效的减少过程中发生触碰，也能减少设备以及果蔬的夹取损伤；通过压缩泵和电磁阀对气囊夹爪进行独立充放气，不用外带气源或者单独外接气源，工作时小巧灵活，能够有效地减小机械作业臂的负重。

技术领域

本发明涉及果蔬采摘设备技术领域，具体为一种气动柔性采摘末端执行器和采摘设备。

背景技术

我国是一个资源非常丰富的国家，也是一个传统的农业和种植业大国，在我国每年都会有大量的水果和蔬菜产出，这几年随着我国经济的快速发展，我国每年对于水果和蔬菜的需求越来越高，果蔬的采摘传统的方法都是通过人工采摘，但是像柑橘等一些生长高度较高的水果，人工采摘高处果实是相当耗时耗力的一个环节，而且工人需要攀爬到较高的高度，十分的危险，因此出现了各种辅助人工采摘果实的采摘设备，机器采摘设备的主要难点在于末端采摘设备，不仅需要十分牢固的夹取住果蔬，还不能够对果蔬的表面造成损伤。

公开号为CN109479521A提供的一种水果采摘机器人末端执行器，其通过第一驱动单元以及平面连杆机构调节两个主卡爪，让水果在采摘时能被两个主卡爪所围成形状的大小抱住，从而防止水果的掉落，但是主卡爪为传统的刚性机构，不仅容易给果蔬造成损伤，而且对果蔬的包裹性较差，采摘的果蔬容易发生掉落，抓取的效果和通用性不好；其次，该机构在进行工作时，还需要额外安装一些气泵等驱动滑杆等装置，从增大了采摘工作机械作业臂的工作负担。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气动柔性采摘末端执行器和采摘设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气动柔性采摘末端执行器，包括连接底盘、支架、气囊夹爪、压缩泵、电磁阀、电机支架和编码电机，其中：

所述连接底盘上安装有至少两组支架，所述支架的上端固定有气囊夹爪，所述气囊夹爪为软体材质制成且外侧设置有褶皱，所述连接底盘下端固定有电磁阀，所述支架上安装有压缩泵，所述压缩泵的充放气孔通过电磁阀和气囊夹爪相连接，所述支架上固定有电机支架，所述电机支架上安装有编码电机，所述编码电机和压缩泵同轴连接，用去驱动压缩泵进行工作对气囊夹爪进行充气。

优选的，所述压缩泵由泵体、压缩筒、排气阀、进气阀、三角形转子、连杆、压缩活塞和固定杆构成，所述泵体的侧壁安装有压缩筒，所述压缩筒上安装有排气阀和进气阀，所述排气阀和进气阀均为单向阀，所述压缩筒内安装有压缩活塞，所述连杆一端固定在压缩活塞上，另一端安装有固定杆，所述三角形转子设置在泵体的中部，且和编码电机同轴连接，所述三角形转子的表面设置有三角形滑动槽，所述固定杆滑动卡在滑动槽内。

优选的，所述编码电机由转动电机和编码器构成，所述编码器和转动电机同轴连接，用于采集转动电机转动参数。

优选的，所述编码器和单片机模块电性连接，用于向单片机模块发送转动电机转动参数，所述单片机模块和电磁阀、转动电机电性连接，用于控制电磁阀和转动电机工作。

优选的，所述气囊夹爪的内侧表面固定有压力传感器，所述压力传感器和单片机模块电性连接，用于测量气囊夹爪夹持果蔬时的表面压力，并将压力数据发送至单片机模块。

优选的，所述单片机模块上集成设置有通讯口，所述单片机模块通过通讯口和上位控制模块进行通讯。