塊14與右滑動(dòng)塊15設(shè)置有果實(shí)切割結(jié)構(gòu)2 ;左滑動(dòng)塊14和右滑動(dòng)塊15分布在導(dǎo)軌6的左右兩端；果實(shí)切割結(jié)構(gòu)2包括刀片8、刀片保護(hù)器9和凹形落刀槽10 ;左滑動(dòng)塊14的頂端設(shè)置有刀片8和刀片保護(hù)器9，刀片8鑲嵌在刀片保護(hù)器9中并露出切割部；右滑動(dòng)塊15的頂端設(shè)置有可容納刀片的凹形落刀槽10 ;左滑動(dòng)塊14的末端設(shè)置有左氣缸16，左氣缸16上固定安裝有左置位管18和左復(fù)位管20，右滑動(dòng)塊15的末端設(shè)置有右氣缸17，右氣缸17上固定安裝有右置位管19和右復(fù)位管21 ;左置位管18和右置位管19末端通過(guò)置位管22相連接，左復(fù)位管20和右復(fù)位管21末端通過(guò)復(fù)位管23相連接；末端執(zhí)行器主體1下方通過(guò)導(dǎo)軌6與果實(shí)暫存器3連接，在果實(shí)暫存器3凸起的外部正中央設(shè)置有舵機(jī)11，所述果實(shí)暫存器由3個(gè)用來(lái)存儲(chǔ)單個(gè)果實(shí)的單果暫存器組成，并繞舵機(jī)11每隔120°設(shè)置有單果暫存器12，單果暫存器12的底部設(shè)置有半球形翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)13，左氣缸16的氣缸力小于右氣缸17的氣缸力；半球形翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)13通過(guò)銷軸與果實(shí)暫存器3相連接，半球形翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)13的底部設(shè)置有壓力傳感器；該球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器的內(nèi)部的棱角均鈍化處理，半球形翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)13的內(nèi)部均用橡膠覆蓋。
[0021]其中，末端執(zhí)行器主體1內(nèi)部設(shè)置的限位塊5，與果實(shí)切割結(jié)構(gòu)2配合使用；由于左氣缸16的氣缸力小于右氣缸17，故右氣缸17移動(dòng)距離在相同的時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)于左氣缸16 ；當(dāng)右滑動(dòng)塊15帶動(dòng)凹形落刀槽10運(yùn)動(dòng)約2/3的位置時(shí)，球狀果實(shí)在右滑動(dòng)塊15、限位塊5以及末端執(zhí)行器主體1所包圍的空間內(nèi)，并產(chǎn)生一定的壓力使得果柄能夠繃直，從而方便刀片8切割；果實(shí)暫存器3的中間安裝舵機(jī)11作為輸出執(zhí)行機(jī)構(gòu)，通過(guò)PMW控制信號(hào)的輸出，利用輸出轉(zhuǎn)角與輸入信號(hào)脈沖寬度的關(guān)系，改變并維持舵機(jī)11的位置，從而帶動(dòng)果實(shí)暫存器3的轉(zhuǎn)動(dòng)，使得果實(shí)能夠分別落入對(duì)應(yīng)的收集位置；果實(shí)暫存器3內(nèi)部設(shè)置一個(gè)半球形翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)13，通過(guò)銷軸與果實(shí)暫存器3相連接，其中一根傳動(dòng)軸末端設(shè)置有傳輸動(dòng)力的舵機(jī)11，在指定區(qū)域放置果實(shí)時(shí)，舵機(jī)11帶動(dòng)半球形翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)13旋轉(zhuǎn)180°后果實(shí)落下，再次旋轉(zhuǎn)180°復(fù)位；半球形翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)13底部設(shè)置有壓力傳感器，測(cè)量果實(shí)的重量并反饋給微型計(jì)算機(jī)，微型計(jì)算機(jī)控制機(jī)械臂移動(dòng)至指定區(qū)域，從而針對(duì)不同的重量區(qū)間實(shí)現(xiàn)果實(shí)的分裝。
[0022]該球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器的動(dòng)作實(shí)施過(guò)程，具體為:第一步，球狀果實(shí)摘取機(jī)器人通過(guò)視覺傳感器捕捉果實(shí)圖像，將圖像與內(nèi)存中存儲(chǔ)的基準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，以此做出分析確定果實(shí)的具體位置，然后機(jī)械臂帶動(dòng)末端執(zhí)行器運(yùn)動(dòng)到果實(shí)位置并將果實(shí)除果柄外全部置于內(nèi)在空間區(qū)域中。第二步，置位管22氣壓上升帶動(dòng)左置位管18和右置位管19氣壓上升，由于氣缸的功率差，推動(dòng)左滑動(dòng)塊14前進(jìn)1/3距離，推動(dòng)右滑動(dòng)塊15前進(jìn)2/3距離，此時(shí)果柄呈緊繃狀態(tài)，接著增大工作氣壓后直至刀片8與凹形落刀槽10接觸，此時(shí)果柄已被割斷。第三步，果柄切斷后，果實(shí)最終落入末端執(zhí)行器下部的果實(shí)暫存器3，位于果實(shí)暫存器3底部的壓力傳感器在果實(shí)達(dá)到平衡后記錄向微型計(jì)算機(jī)反饋，微型計(jì)算機(jī)反作用于末端，復(fù)位管23氣壓增大，左復(fù)位管20和右復(fù)位管21分別對(duì)左滑動(dòng)塊14和右滑動(dòng)塊15實(shí)現(xiàn)復(fù)位。第四步，啟動(dòng)控制果實(shí)暫存器3旋轉(zhuǎn)的舵機(jī)11，旋轉(zhuǎn)120°并將下一個(gè)空的單果暫存器12移動(dòng)到收集果實(shí)的位置并重復(fù)第一到四步驟的工作。第五步，當(dāng)位于果實(shí)底部的壓力傳感器均傳送完所測(cè)數(shù)據(jù)并實(shí)現(xiàn)果實(shí)切割機(jī)構(gòu)2的復(fù)位時(shí)，機(jī)械臂帶動(dòng)末端執(zhí)行器移動(dòng)到果實(shí)最終存放點(diǎn)，根據(jù)壓力傳感器記錄的數(shù)值和摘取果實(shí)先后順序，依照微型計(jì)算機(jī)對(duì)不同存放區(qū)域的重量區(qū)間設(shè)置，通過(guò)舵機(jī)11的控制從而在不同的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)半球形翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)13的工作，實(shí)現(xiàn)果實(shí)暫存器3內(nèi)部全部果實(shí)的分類收集；至此，該球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器完成了對(duì)果實(shí)摘取的全部過(guò)程。
[0023]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器，其特征在于，該球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器由末端執(zhí)行器主體和在其上的果實(shí)切割結(jié)構(gòu)以及在其下的果實(shí)暫存器組成；所述末端執(zhí)行器主體與起固定作用的機(jī)架相連接，所述末端執(zhí)行器主體的內(nèi)部在與機(jī)架相對(duì)應(yīng)的位置設(shè)置有限位塊，所述限位塊與所述果實(shí)切割結(jié)構(gòu)配合使用；所述末端執(zhí)行器主體的上方設(shè)置有內(nèi)部帶有導(dǎo)軌的邊框，導(dǎo)軌上通過(guò)左滑動(dòng)塊與右滑動(dòng)塊設(shè)置有果實(shí)切割結(jié)構(gòu)；所述左滑動(dòng)塊和所述右滑動(dòng)塊分布在所述導(dǎo)軌的左右兩端；所述左滑動(dòng)塊的末端設(shè)置有左氣缸，所述左氣缸上固定安裝有左置位管和左復(fù)位管，所述右滑動(dòng)塊的末端設(shè)置有右氣缸，所述右氣缸上固定安裝右置位管和右復(fù)位管；所述左置位管和所述右置位管的末端通過(guò)置位管相連接，所述左復(fù)位管和所述右復(fù)位管的末端通過(guò)復(fù)位管相連接；所述末端執(zhí)行器主體的下方通過(guò)所述導(dǎo)軌連接有果實(shí)暫存器，在所述果實(shí)暫存器的凸起的外部的中間設(shè)置有舵機(jī)。2.如權(quán)利要求1所述的球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器，其特征在于，所述果實(shí)切割結(jié)構(gòu)包括刀片、刀片保護(hù)器和凹形落刀槽；所述左滑動(dòng)塊的頂端設(shè)置有刀片和刀片保護(hù)器，所述刀片鑲嵌在所述刀片保護(hù)器中并露出切割部；所述右滑動(dòng)塊的頂端設(shè)置有可容納刀片的凹形落刀槽。3.如權(quán)利要求1所述的球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器，其特征在于，所述果實(shí)暫存器由若干個(gè)用來(lái)存儲(chǔ)單個(gè)果實(shí)的單果暫存器組成，并繞所述舵機(jī)設(shè)置單果暫存器，所述單果暫存器的底部設(shè)置有半球形翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。4.如權(quán)利要求2或3所述的球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器，其特征在于，所述左氣缸的氣缸力小于所述右氣缸的氣缸力。5.如權(quán)利要求3所述的球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器，其特征在于，所述單果暫存器的數(shù)量為3個(gè)，且繞所述舵機(jī)每隔120°設(shè)置。6.如權(quán)利要求3所述的球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器，其特征在于，所述半球形翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)通過(guò)銷軸與果實(shí)暫存器連接，所述半球形翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的底部設(shè)置有壓力傳感器。7.如權(quán)利要求6所述的球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器，其特征在于，該球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器的內(nèi)部的棱角均鈍化處理，所述半球形翻轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部均用橡膠覆至ΠΠ ο
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器，該球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器由末端執(zhí)行器主體和在其上的果實(shí)切割結(jié)構(gòu)以及在其下的果實(shí)暫存器組成；通過(guò)傳感器和機(jī)械元件的配合，實(shí)現(xiàn)果實(shí)的摘取和分揀。該球狀果實(shí)摘取機(jī)器人末端執(zhí)行器可應(yīng)用于機(jī)器人采摘領(lǐng)域，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制難度低，具有很好的通用性，易于實(shí)現(xiàn)球狀果實(shí)的機(jī)械化采摘作業(yè)。
【IPC分類】A01D46/30
【公開號(hào)】CN205071704
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520780606
【發(fā)明人】倪銀堂, 呂迪洋, 吳雄峰, 王振豪
【申請(qǐng)人】南京工程學(xué)院
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年10月10日